CN209982112U - 一种充放电可控的计量仪表电源供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及计量仪表电源技术领域，具体涉及一种充放电可控的计量仪表电源供电电路。它包括供电电源部分及电源供电控制部分，所述电源部分包括锂电池，所述电源供电控制部分包括电池电容器，所述锂电池置于计量仪表电池仓内，所述电池电容器设置于控制板上，所述锂电池与电池电容器之间还连接有开关电路，所述开关电路可实现电池对电池电容器的充电控制。由于将锂电池与超级电容(SPC)分离设置且其间加入开关电路或期间，可以实现锂电池对超级电容(SPC)充电过程的可控，避免了锂电池钝化的影响。同时保证锂电池掉电后，系统可以在超级电容器(SPC)作用下继续运行一段时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及计量仪表电源技术领域，具体涉及一种充放电可控的计量仪表电源供电电路。
背景技术
众所周知，在计量仪表产品(如燃气表)领域，为了保证产品使用安全一般采用电池为内部电控电路进行供电。为满足产品大功耗事件及产品寿命要求，现有技术中电池多为碱电池并联方案，碱性电池存在寿命低的缺点，为满足产品寿命现有技术引入了供电能力强的锂电池。在锂电池供电的方案中，如果需要提供瞬态大电流，通常的做法是与锂电池一起并联一个电容。利用电容提供瞬态大电流，锂电池以相对较小的电流充电给电容充电。以使用电容的放电特性满足大功耗事件及寿命需求。
现有技术中由于锂电池与电容并联在一体，锂电池对电容的充电过程都不可控制，同时由于锂电池与电容一体并联对其放电也造成影响。这样的设置一旦将其一体拔掉后系统将立即彻底断电。无法实现掉电后产品的存储、通讯等异常事件处理功能。同时现有技术存在锂电池功耗及电压测量不方便的缺点。基于这些缺点有必要对现有的电源电路方案作进一步优化设计。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改进现有设计提出一种充放电可控且便于检测电源电压的计量仪表电源供电电路。
具体方案为：一种充放电可控的计量仪表电源供电电路，包括供电电源部分及电源供电控制部分，所述电源部分包括锂电池，所述电源供电控制部分包括电池电容器，所述锂电池置于计量仪表电池仓内，所述电池电容器设置于控制板上，所述锂电池与电池电容器之间还连接有开关电路，所述开关电路可实现电池对锂电池电容器的充电控制。
进一步的方案，所述开关电路包括开关管Q1及与开关管Q1串联的限流电阻R2。
进一步的方案，所述开关管Q1为反接的PMOS管，所述PMOS管漏极与锂电池连接，所述PMOS管源极与限流电阻R2一端连接，所述PMOS管栅极通过电阻R4与单片机相连。
进一步的方案，所述电池电容器正极与电流电阻R2相连，电池电容器负极接地。
进一步的方案，所述锂电池型号为能量型ER34615，所述电池电容器型号为SPC1550。
进一步的方案，所述锂电池与电池电容器之间还连接有电压检测电路。
进一步的方案，所述电压检测电路包括三极管Q2，所述三极管Q2发射极与锂电池相连，三极管Q2基极连接三极管Q3集电极，所述三极管Q2集电极连接电阻R8一端，电阻R8另一端与电阻R9一端相连，电阻R9另一端接地。
进一步的方案，电阻R8与电阻R9公共端连接单片机。
进一步的方案，所述电阻R9两端还并联有电容C12。
进一步的方案，所述三极管Q3发射极接地，三极管Q3基极通过限流电路R14与单片机连接。
采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：
1)所述电源供电控制部分包括电池电容器，所述锂电池置于计量仪表电池仓内，所述电池电容器设置于控制板上，所述锂电池与电池电容器之间还连接有开关电路，所述开关电路可实现电池对电池电容器的充电控制。由于将锂电池与电池电容器(SPC)分离设置且其间加入开关电路或期间，可以实现锂电池对电池电容器(SPC)充电过程的可控，避免了锂电池钝化的影响。同时保证锂电池掉电后，系统可以在电池电容器(SPC)作用下继续运行一段时间。也不因为电池电容器(SPC)充电而影响测试效率。
2)本方案中锂电池与电池电容器(SPC)在结构上使用分离设计，电池电容器(SPC)直接焊接在控制板上，锂电池掉电后，系统还可以在超级电容作用下继续运行一段时间，完成通信、关阀等动作，满足产品性能需求。
3)进一步的方案，所述锂电池与电池电容器之间还连接有电压检测电路。可以实现锂电池电压的检测。需要检测锂电池电压时，开关管断开，切断充电电流，避免了电池电容SPC对锂电池电压检测造成的影响，确保系统检测锂电池电压的准确性。
4)本方案中使用的电池电容器(SPC)相对普通电容具有更大的容量。锂电池掉电后，可以支持系统运行更长时间。本方案中PMOS管属于电压控制器件，控制器件开关本身不消耗电流。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
如图1所示，一种充放电可控的计量仪表电源供电电路，应用在计量仪表如燃气表、流量计及水表以及采集器等产品上，以燃气表为例产品包括基表及设置在基表上的控制器，控制器内设置有主控板、液晶显示屏及为其供电的电源部分，电源部分包括锂电池，锂电池设置在专门的电池仓内。该电路包括供电电源部分1及电源供电控制部分2，所述电源部分1包括锂电池，所述电源供电控制部分2包括电池电容器C10，所述锂电池置于计量仪表电池仓内，所述电池电容器C10设置于控制板上，所述锂电池与电池电容器C10之间还连接有开关电路，所述开关电路可实现电池对电池电容器C10的充电控制。所述开关电路包括开关管Q1及与开关管Q1串联的限流电阻R2。所述开关管Q1为反接的PMOS管，所述PMOS管漏极与锂电池连接，所述PMOS管源极与限流电阻R2一端连接，所述PMOS管栅极通过电阻R4与单片机相连。所述电池电容器C10正极与电流电阻R2相连，电池电容器C10负极接地。图中JP1为测试点通常情况下为导通状态。本实施例中R2使用的47R电阻限制锂电池给SPC的充电电流在100mA以内，保证了SPC长期使用的寿命，以及满足防爆的要求。阻值过大，影响SPC回电速度，阻值过小，充电电流过大，影响SPC与锂电池的寿命。此处阻值可以根据应用需要进行选择。所述锂电池型号为能量型ER34615，所述电池电容器型号为SPC1550。所述锂电池与电池电容器C10之间还连接有电压检测电路3。所述电压检测电路3包括三极管Q2，所述三极管Q2发射极与锂电池相连，三极管Q2基极连接三极管Q3集电极，所述三极管Q2集电极连接电阻R8一端，电阻R8另一端与电阻R9一端相连，电阻R9另一端接地。电阻R8与电阻R9公共端连接单片机。本实施例中单片机型号采用瑞萨R7F0C004M2DFB，所述电阻R9两端还并联有电容C12。电容C12具有滤除纹波的作用，使得测量值波动不会太大。所述三极管Q3发射极接地，三极管Q3基极通过限流电路R14与单片机连接。
具体工作时，正常需要给电池电容器(SPC)充电时开关管Q1导通，R2使用的47R电阻限制锂电池给SPC的充电电流在100mA以内，保证了SPC长期使用的寿命，以及满足防爆的要求。阻值过大，影响SPC回电速度，阻值过小，充电电流过大，影响SPC与锂电池的寿命。当需要放电时开关管断开，SPC可持续一定时间单独为后续系统供电完成电路功能需求。当需要对锂电池电压进行检测时，开关管Q1断开，单片机MCU-LI-AD-CTL引脚输出高电平，Q3发射极导通，Q3导通使得Q2导通，单片机MCU-LI-PWR-AD引脚通过检测R9上的分压即可换算出锂电池的电压实现电源电压检测。
本方案由于将锂电池与电池电容器(SPC)分离设置且其间加入开关电路或期间，可以实现锂电池对电池电容器(SPC)充电过程的可控，避免了锂电池钝化的影响。同时保证锂电池掉电后，系统可以在电池电容器(SPC)作用下继续运行一段时间。也不因为电池电容器(SPC)充电而影响测试效率。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
Claims (10)
1.一种充放电可控的计量仪表电源供电电路，包括供电电源部分及电源供电控制部分，其特征在于：所述电源部分包括锂电池，所述电源供电控制部分包括电池电容器，所述锂电池置于计量仪表电池仓内，所述电池电容器设置于控制板上，所述锂电池与电池电容器之间还连接有开关电路，所述开关电路可实现锂电池对电池电容器的充电控制。
2.根据权利要求1所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述开关电路包括开关管Q1及与开关管Q1串联的限流电阻R2。
3.根据权利要求2所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述开关管Q1为反接的PMOS管，所述PMOS管漏极与锂电池连接，所述PMOS管源极与限流电阻R2一端连接，所述PMOS管栅极通过电阻R4与单片机相连。
4.根据权利要求3所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述电池电容器正极与限流电阻R2相连，电池电容器负极接地。
5.根据权利要求4所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述锂电池型号为能量型ER34615，所述电池电容器型号为SPC1550。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述锂电池与电池电容器之间还连接有电压检测电路。
7.根据权利要求6所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述电压检测电路包括三极管Q2，所述三极管Q2发射极与锂电池相连，三极管Q2基极连接三极管Q3集电极，所述三极管Q2集电极连接电阻R8一端，电阻R8另一端与电阻R9一端相连，电阻R9另一端接地。
8.根据权利要求7所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：电阻R8与电阻R9公共端连接单片机。
9.根据权利要求8所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述电阻R9两端还并联有电容C12。
10.根据权利要求7所述的充放电可控的计量仪表电源供电电路，其特征在于：所述三极管Q3发射极接地，三极管Q3基极通过限流电路R14与单片机连接。
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