CN211859699U - 一种lpwam终端设备的供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LPWAM终端设备的供电电路，包括锂亚电池、超级电容器和控制电路，所述锂亚电池与控制电路之间为电性连接，且控制电路与超级电容器之间为电性连接，所述控制电路与MCU控制接口之间为电性连接。该LPWAM终端设备的供电电路实现了MCU对超级电容器的通断控制；本专利电路成本低，仅仅由三个电阻、一只三极管、一只场效应管构成，成本低于0.5元；本专利功耗低，超级电容器导通时，电路功耗0.3mA，超级电容断开时，电路功耗为零；本专利在系统掉电时，自动切断超级电容器，方式超级电容器过放电；本专利电路，实现单独更换电池、不更换超级电容功能，降低设备维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网技术领域，具体为一种LPWAM终端设备的供电电路。
背景技术
在“云计算、物联网、移动互联网、大数据和人工智能”潮流中，物联网可谓是一个很有前途的产业。LoRa、NB-IoT、eMTC、SigFox、Cat.M1等通信技为代表的LPWAN(Low-PowerWide-AreaNetwork，低功率广域网络)，以其低功耗(终端设备多采用电池供电)、低速率长距离通信的特点，在智能家居、智慧城市等物联网领域，得到了广泛的应用。2019年第四季度物联网与低功耗广域网(LPWAN)部署跟踪报告显示，全球已宣布的LPWAN部署数量累计达到501张，这其中既包括授权频谱LPWAN部署(NB-IoT和Cat.M1/LTE-M)，也包括非授权频谱公用网络部署(LoRa和Sigfox)。
目前市场上的LPWAN终端设备，采用锂锰电池供电的，可以提供大电流脉冲放电，但是由于电池容量较低，使用寿命比较短，增加了设备后期维护成本，采用锂亚电池供电的LPWAN终端设备，电池容量高，但是提供不了大电流的脉冲放电(例如NB-IoT设备，最大工作电流500mA，持续时间可达数秒)，一般采用锂亚电池直接并接超级电池电容器、由超级电容器提供大电流脉冲放电，但是采用该方式，锂亚电池和超级电容直接封装在一起，更换电池时将超级电容器更换，而超级电容器成本昂贵，造成浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种LPWAM终端设备的供电电路，以解决上述背景技术中提出的开关型电路会产生高的压降，则必定会产生较高的电源损耗，而且这种损耗往往已经转换成为热能，所以三端稳压管上就会有比较高的温度，存在着寿命变短的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种LPWAM终端设备的供电电路，包括锂亚电池、超级电容器和控制电路，所述锂亚电池与控制电路之间为电性连接，且控制电路与超级电容器之间为电性连接，所述控制电路与MCU控制接口之间为电性连接，所述控制电路以及锂亚电池的供电输入端子均与LPWAN终端设备供电电源的输出端子相连接。
优选的，所述控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1和场效应管Q2，且电阻R1与电阻R2之间为电性连接并并联接入三极管Q1，所述三极管Q1与电阻R3之间为电性连接，且电阻R3与场效应管Q2之间为电性连接，所述场效应管Q2与锂亚电池和超级电容器之间均为电性连接。
优选的，所述电阻R3的两端均与场效应管Q2之间通过导线相互连接，且场效应管Q2和电阻R3并联接入超级电容器。
优选的，所述电阻R3的一端与三极管Q1构成并联结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该LPWAM终端设备的供电电路实现了MCU对超级电容器的通断控制；本专利电路成本低，仅仅由三个电阻、一只三极管、一只场效应管构成，成本低于0.5元；本专利功耗低，超级电容器导通时，电路功耗0.3mA，超级电容断开时，电路功耗为零；本专利在系统掉电时，自动切断超级电容器，方式超级电容器过放电；本专利电路，实现单独更换电池、不更换超级电容功能，降低设备维护成本。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种LPWAM终端设备的供电电路，包括锂亚电池、超级电容器和控制电路，所述锂亚电池与控制电路之间为电性连接，且控制电路与超级电容器之间为电性连接，所述控制电路与MCU控制接口之间为电性连接，所述控制电路以及锂亚电池的供电输入端子均与LPWAN终端设备供电电源的输出端子相连接；
控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1和场效应管Q2，且电阻R1与电阻R2之间为电性连接并并联接入三极管Q1，所述三极管Q1与电阻R3之间为电性连接，且电阻R3与场效应管Q2之间为电性连接，所述场效应管Q2与锂亚电池和超级电容器之间均为电性连接,电阻R3的两端均与场效应管Q2之间通过导线相互连接，且场效应管Q2和电阻R3并联接入超级电容器,电阻R3的一端与三极管Q1构成并联结构,实现了MCU对超级电容器的通断控制；本专利电路成本低，仅仅由三个电阻、一只三极管、一只场效应管构成，成本低于0.5元；本专利功耗低，超级电容器导通时，电路功耗0.3mA，超级电容断开时，电路功耗为零；本专利在系统掉电时，自动切断超级电容器，方式超级电容器过放电；本专利电路，实现单独更换电池、不更换超级电容功能，降低设备维护成本。
工作原理：对于这类的LPWAM终端设备的供电电路，控制电路接受MCU控制，可以将超级电容器并接到锂亚电池输出端，可以实现的功能，MCU控制信号为高电平时，三极管Q1饱和导通，Q1的集电极为低电平，场效应管Q2的栅极为低电平，源极为高电平(超级电容器C1的正极)，Q2导通，将超级电容器C1的正极与锂亚电池BAT1正极连接，实现锂亚电池对超级电容的充电、以及超级电容并接锂亚电池实现大电流放电的功能，MCU控制信号为低电平时，三极管Q1截止，Q1的集电极为高电平(通过R3上拉到超级电容器C1的正极)，场效应管Q2的栅极为高电平，源极为高电平(超级电容器C1的正极)，Q2截止，将超级电容器C1的正极与锂亚电池BAT1正极断开，实现锂亚电池对LPWAN设备独立供电，以及更换锂亚电池的功能，系统掉电时，由于下拉电阻R2的作用，Q1截止，于MCU控制信号为低电平时工作原理相同，实现超级电容器的切断，更换电池时，与系统掉电状态相同。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种LPWAM终端设备的供电电路，包括锂亚电池、超级电容器和控制电路，其特征在于：所述锂亚电池与控制电路之间为电性连接，且控制电路与超级电容器之间为电性连接，所述控制电路与MCU控制接口之间为电性连接，所述控制电路以及锂亚电池的供电输入端子均与LPWAN终端设备供电电源的输出端子相连接。
2.根据权利要求1所述的一种LPWAM终端设备的供电电路，其特征在于：所述控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1和场效应管Q2，且电阻R1与电阻R2之间为电性连接并并联接入三极管Q1，所述三极管Q1与电阻R3之间为电性连接，且电阻R3与场效应管Q2之间为电性连接，所述场效应管Q2与锂亚电池和超级电容器之间均为电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种LPWAM终端设备的供电电路，其特征在于：所述电阻R3的两端均与场效应管Q2之间通过导线相互连接，且场效应管Q2和电阻R3并联接入超级电容器。
4.根据权利要求2所述的一种LPWAM终端设备的供电电路，其特征在于：所述电阻R3的一端与三极管Q1构成并联结构。
Priority Applications (1)
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| CN202020716475.1U CN211859699U (zh) | 2020-05-05 | 2020-05-05 | 一种lpwam终端设备的供电电路 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113489102A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-08 | 成都长城开发科技有限公司 | 计量设备及其供电控制方法 |
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2020
- 2020-05-05 CN CN202020716475.1U patent/CN211859699U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN113489102B (zh) * | 2021-07-12 | 2023-10-24 | 成都长城开发科技股份有限公司 | 计量设备及其供电控制方法 |
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