CN206323295U - 一种适用于rtu的电源电路 - Google Patents

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周志伟
杨福辉
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Abstract

一种适用于RTU的电源电路,包括串联电池组、输出缓冲电路、电压检测电路、低压差线性稳压电路以及开关稳压电路;所述低压差线性稳压电路用于降低串联电池组的电压并给电压检测电路提供输入电源;所述电压检测电路用于开启和关闭开关稳压电路,所述开关稳压电路在开启的状态下用于对输出缓冲电路进行充电。它能够有效解决电池电量较低时RTU无法工作的问题,提高电池电量的利用率。

Description

一种适用于RTU的电源电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及开关电源变换器领域,尤其涉及一种适用于RTU的电源电路。
背景技术
[0002] RTU (Remote Terminal Unit)即远程终端单元,是一种负责对远端现场信号采集、 工业设备监测和控制的设备,是构成企业综合自动化系统的核心装置,通常由信号输入/出 模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成,由微处理器控制,并支持网络系 统。它通过自身的软件(或智能软件)系统,能够实现企业中央监控与调度系统对生产现场 一次仪表的遥测、遥控、遥信和遥调等功能。
[0003] 当RTU由1节电池供电时,电池的输出电压为3.0-3.6V,将其作为RTU的输入电压。 然而,RTU的输入电压范围是3 • 4-4 • 4V,这就意味着将有3.0-3.4V的电池输出电压不能被使 用。
[0004] 针对这个技术问题,现采用技术方案是:将电池串联后再降压的方式。但是这种处 理方式也存在问题:开关电源在RTU低功耗模式时效率低,线性电源在RTU大电流时效率低, 因此造成了电池电量的严重浪费。 实用新型内容
[0005] 为了解决上述技术问题,本实用新型提出一种适用于RTU的电源电路,它能够有效 解决电池电量较低时RTU无法工作的问题,提高电池电量的利用率。
[0006] 为了实现上述目的,本实用新型的技术方案为:
[0007] —种适用于RTU的电源电路,包括串联电池组、输出缓冲电路、电压检测电路、低压 差线性稳压电路以及开关稳压电路;所述低压差线性稳压电路用于降低串联电池组的电压 并给电压检测电路提供输入电源;所述电压检测电路用于开启和关闭开关稳压电路,所述 开关稳压电路在开启的状态下用于对输出缓冲电路进行充电。
[0008] 所述开关稳压电路包括:第一 M0S管、第二M0S管、开关稳压芯片以及上拉电阻R3。
[0009] 所述电压检测电路包括:电压检测芯片。
[0010] 所述低压差线性稳压电路包括:低压差线性稳压芯片。
[0011] 所述输出缓冲电路包括:并联连接的电解电容C3与电解电容C4。
[0012] 还包括:退耦电容与滤波电容。
[0013] 本实用新型的有益效果为:采用电池串联再降压的方式,利用开关稳压电路大电 流时高效率的特点,在输出缓冲电容电压低于3.8V时,电压检测芯片输出信号到M0S管打开 开关电源,开关稳压电路大电流高效率对输出缓冲电容充电,待电容电压充到4. IV后,电压 检测芯片输出信号到M0S管关断开关稳压芯片以减小功耗。RTU所需的电量由输出缓冲电容 所提供。此外,低压差线性稳压芯片为电压检测芯片供电,保证其能正常工作。整个电路在 开关电源关断时,自身功耗处于微安级。同时具备了开关稳压大电流时的高效率和线性电 源微电流时的低功耗。
附图说明
[0014]图1本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
[0015]为了更好的了解本实用新型的技术方案,下面结合附图对本实用新型作进一步说 明。
[0016]如图1所示,一种适用于RTU的电源电路,其电路结构为:开关稳压芯片的第1引脚 连接第一 M0S管Ml的漏极,第一 M0S管Ml的源极通过上拉电阻R3连接其栅极,第一 M0S管Ml的 源极通过电容Cf5连接开关稳压芯片的第3引脚,电容C5分别并联连接电解电容C1与电解电 容C2,开关稳压芯片的第2引脚通过续流二极管D1连接第5引脚,开关稳压芯片的第2引脚依 次通过电感L1、电阻R2连接第4引脚,开关稳压芯片的第4引脚通过电阻R1接地,第一M0S管 Ml的源极还连接串联电池组的正极,串联电池组的负极、开关稳压芯片的第3引脚以及第5 引脚分别接地。电阻R2与电感L1直接的节点连接第二M0S管M2的漏极,第二M0S管M2的源极 连接电压检测芯片的输入端,第二M0S管M2的栅极分别连接第一 M0S管Ml的栅极以及电压检 测芯片的输出端,电压检测芯片的接地端接地。第二M0S管M2的源极通过电容C6接地,电容 ce分别并联连接电容C3与电解电容C4。电压检测芯片的输入端连接低压差线性稳压芯片的 输出端。低压差线性稳压芯片的输入端连接串联电池组的正极,低压差线性稳压芯片的接 地端接地。
[0017] 第一 M0S管M1、第二M0S管M2、上拉电阻R3、开关稳压芯片、续流二极管D1、电感L1以 及电阻R1R2构成开关稳压电路,对输出缓冲电路进行充电。
[0018] 电压检测芯片组成电压检测电路,通过控制第一 M0S管Ml与第二M0S管M2的导通与 关断来控制开启和关闭开关稳压电路。
[0019] 低压差线性稳压芯片与退耦电容C6组成低压线性稳压电路,在串联电池组接入电 路瞬间为电压检测电路提供工作电源。
[0020] 电解电容C3与C4组成输出缓冲电路,对输出电压起到缓冲作用,并反馈给电压检 测电路。
[0021] 本实用新型的工作过程是:首先低压差线性稳压芯片VI输出3.3V电压接入输出网 络,作为电压检测芯片U2的输入电压,使其能够正常工作。电压检测芯片U2检测到输出网络 电压3.3V低于3.8V,其输出端输出低电平使第一 M0S管Ml和第二M0S管M2开始导通。开关稳 压芯片U1和电阻R1、电阻R2、续流二极管D1以及电感L1开始工作,开关稳压芯片U1开始输出 最高为4.2¥电压的高效率大电流为输出缓冲电容03、04充电。电解电容03、04电压充到4.1¥ 时,电压检测芯片U2输出端输出开漏,第一M0S管Ml、第二M0S管M2的栅极被上拉电阻R3拉 高,第一 M0S管Ml与第二M0S管M2处于截止状态,开关稳压芯片U1的输入和输出被切断,输出 端电压由输出缓冲电容C3、C4提供。待电解电容C3、电解电容C4的电压被消耗到低于3.8V 时,重复以上过程。需要说明的是电压检测芯片U2在其输出端电压高于3.3V时并不消耗多 余的电量,因此本电源模块自身功耗极低。
[0022] 电解电容C1与电解电容C2连接在第一 M0S管Ml的源极和地之间起到退耦的作用, 电容C5起到滤波的作用。插脚H1—端接地,另一端连接串联电池组的正极,插脚H2的一端连 接低压差线性芯片的输出端并作为整个电源电路的输出的正极,插脚H2的另一端接地。整 个电源电路输出的负极接地。
[0023] 如图所示,电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3以及电解电容C4的负极均接地。 低压差线性稳压芯片VI为HT7133,电压检测芯片U2为HT7039,开关稳压芯片U1位LM2596。 [0024]上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述,但并非对本实用新 型保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本实用新型的技术方案的基础上,本领 域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范 围以内。

Claims (6)

1. 一种适用于RTU的电源电路,其特征在于,包括串联电池组、输出缓冲电路、电压检测 电路、低压差线性稳压电路以及开关稳压电路;所述低压差线性稳压电路用于降低串联电 池组的电压并给电压检测电路提供输入电源;所述电压检测电路用于开启和关闭开关稳压 电路,所述开关稳压电路在开启的状态下用于对输出缓冲电路进行充电。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于RTU的电源电路,其特征在于,所述开关稳压电路 包括:第一 MOS管、第二MOS管、开关稳压芯片以及上拉电阻R3。
3. 根据权利要求1所述的一种适用于RTU的电源电路,其特征在于,所述电压检测电路 包括:电压检测芯片。
4. 根据权利要求1所述的一种适用于RTU的电源电路,其特征在于,所述低压差线性稳 压电路包括:低压差线性稳压芯片。
5. 根据权利要求1所述的一种适用于RTU的电源电路,其特征在于,所述输出缓冲电路 包括:并联连接的电解电容C3与电解电容C4。
6.根据权利要求1所述的一种适用于RTU的电源电路,其特征在于,还包括:退耦电容与 滤波电容。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109062091A (zh) * 2018-07-17 2018-12-21 合肥工业大学 一种大田环境下的农业监测物联网系统

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