CN212462828U - 一种对后备电池的节能管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种对后备电池的节能管理电路，包括电源、与电源连接的后备电池电路、MCU控制电路和无线通讯电路，所述后备电池电路给MCU控制电路供电，无线通讯电路与MCU控制电路连接，还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括电流检测电路和电压输出电路；所述的电流检测电路与MCU控制电路连接，MCU控制电路还与电压输出电路的输入端连接，电压输出电路的输出端与无线通讯电路的电源输入端连接。本实用新型能够节省电池能量，同等电池容量的情况下更长时间维持系统工作。

Description

一种对后备电池的节能管理电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种对后备电池的节能管理电路。

背景技术

目前物联网终端控制系统均增加了后备电源系统，使数据通讯系统停电状态下采用锂电池持续供电维持通讯系统正常工作。当市电断开后，后备电源系统的电池给控制器供电。此时控制器有两种工作状态，分别是运行和休眠。运行状态电流约300mA，休眠状态电流约2mA。而工作在运行状态时间较短，绝大部分工作时间工作在休眠状态。

比如，断电后需要电池维持100天，每天大约5分钟工作在运行状态，其余工作在休眠状态。则耗电量如下：

1 运行消耗：300mA * 5 * 100 /60 = 2500mAH；

2 休眠消耗：2mA * 24 * 100 = 4800mAH；

则电池容量需要在6300mAH以上。对于需要频繁通讯的终端，系统的耗电不可忽视，持续工作时间短成为产品应用的短板。

实用新型内容

为解决上述问题，提供一种对后备电池的节能管理电路，对于采用后备电池的工作系统，要延长电池的工作时间。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种对后备电池的节能管理电路，包括电源、与电源连接的后备电池电路、MCU控制电路和无线通讯电路，所述后备电池电路给MCU控制电路供电，无线通讯电路与MCU 控制电路连接，还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括电流检测电路和电压输出电路；所述的电流检测电路与MCU控制电路连接，MCU控制电路还与电压输出电路的输入端连接，电压输出电路的输出端与无线通讯电路的电源输入端连接。

所述电流检测电路包括比较器，所述电压比较器的反相输入端连接至第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接至后备电池电路的输出端；比较器的电压输入端还与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与MCU控制电路连接；电压比较器的正向输入端输入基准电压，电流比较器的输出端与MCU控制电路连接。

所述的电压输出电路包括MOS管Q1，MOS管Q1的栅极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与MCU控制电路连接；MOS管Q1的栅极还与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与后备电池电路的正极连接；MOS管Q1的漏极与后备电池电路的正极连接，MOS管Q1的源极与无线通讯电路的电源输入端连接。

还包括外部电源检测电路，所述外部电源检测电路包括三极管Q2，三极管Q2的基极与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端连接至电压输出电路的输出端；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过上拉电阻R6与电池后备电路的正极连接，三极管Q2的集电极还与MCU控制电路连接。

所述MCU控制电路连接有定时器。

本实用新型的有益效果：相对于现有技术，本实用新型能够节省电池能量，同等电池容量的情况下更长时间维持系统工作。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的电路框图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接， 也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于 本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义， 不能理解为对本发明的限制。

如图1所述，一种对后备电池的节能管理电路，包括电源、与电源连接的后备电池电路、MCU控制电路和无线通讯电路，所述后备电池电路给MCU控制电路供电，无线通讯电路与MCU 控制电路连接，还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括电流检测电路和电压输出电路；所述的电流检测电路与MCU控制电路连接，MCU控制电路还与电压输出电路的输入端连接，电压输出电路的输出端与无线通讯电路的电源输入端连接。

如图2所示，其中VTA表示后备电池电路正极。所述电流检测电路包括电压比较器，所述电压比较器的反相输入端连接至第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接至后备电池电路的输出端；电流比较器的反相输入端还与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与MCU控制电路连接；电压比较器的正向输入端输入基准电压，基准电压使用分压电阻分压电池电压；电压比较器的输出端与MCU控制电路连接。

所述的电压输出电路包括MOS管Q1，MOS管Q1的栅极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与MCU控制电路连接；MOS管Q1的栅极还与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与后备电池电路的正极连接；MOS管Q1的漏极与后备电池电路的正极连接，MOS管Q1的源极与无线通讯电路的电源输入端连接。

还包括外部电源检测电路，用来检测外部电源是否接通；所述的外部电源检测电路包括三极管Q2，三极管Q2的基极与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端连接至电压输出电路的输出端；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过上拉电阻R6与电池后备电路的正极连接，三极管Q2的集电极还与MCU控制电路连接。当外部电源未接通时，MCU控制MOS管截止，三极管Q2截止，检测口为高电平；当外部电源接通后，MCU控制MOS管截止，无线通讯电路将外部电源电压反馈到三极管Q2，三极管Q2导通，检测口为低电平。

所述MCU控制电路连接有定时器，所述定时器主要用于MCU控制电路到固定通讯时间后控制电压输出电路中的MOS管Q1的导通供电给无线通讯电路。

本实用新型的工作原理：

通过外部电源检测电路检测，在市电（外部电源）是否接通，当外部电源未接通时，MCU控制MOS管截止，三极管Q2截止，检测口为高电平；当外部电源接通后，MCU控制MOS管截止，无线通讯电路将外部电源电压反馈到三极管Q2，三极管Q2导通，检测口为低电平；市电接通，后备电池电路不工作，采用市电供电，市电断开，需要后备电池电路给系统供电，

电流检测电路采集后备电池电路的输出电流后，经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3取样转换为电压后，输入至电压比较器的反相输入端，电压比较器的正相输入端的基准电压为设定好的固定值，当反相输入端的电压高于正相输入端的电压时，电压比较器输入一个高电平信号给MCU控制电路，MCU控制电路控制电压输出电路的MOS管导通，供电给无线通讯电路。当反相输入端的电压低于正相输入端的电压时，电压比较器输入一个低电平信号给MCU控制电路，MCU控制电路控制电压输出电路的MOS管关断，不供电给无线通讯电路。

本实用新型增加智能电池管理电路，由MCU控制电路，控制后备电池在无线通讯电路需要供电的时候给无线通讯电路供电，不需要供电的时候切断电池供电，减少无线通讯电路的待机损耗，能够节省电池能量，同等电池容量的情况下更长时间维持系统工作。

本实用新型检测到断电后控制器工作在休眠状态，则关断电池输出，降低休眠电流。关断电池输出后，电池只给智能电池管理电路供电，耗电量小于2uA。

则休眠电流为：2uA * 24 * 100 = 4.8mAH。

实现100天待机，电池容量大于2505mAH，减少约4800mAH。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明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发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种对后备电池的节能管理电路，包括电源、与电源连接的后备电池电路、MCU控制电路和无线通讯电路，所述后备电池电路给MCU控制电路供电，无线通讯电路与MCU 控制电路连接，其特征在于：还包括电池管理电路，所述电池管理电路包括电流检测电路和电压输出电路；所述的电流检测电路与MCU控制电路连接，MCU控制电路还与电压输出电路的输入端连接，电压输出电路的输出端与无线通讯电路的电源输入端连接。

2.如权利要求1所述的对后备电池的节能管理电路，其特征在于：所述电流检测电路包括比较器，所述电压比较器的反相输入端连接至第二电阻（R2）的一端，第二电阻（R2）的另一端连接至后备电池电路的输出端；比较器的电压输入端还与第七电阻（R7）的一端连接，第七电阻（R7）的另一端与MCU控制电路连接；电压比较器的正向输入端输入基准电压，电流比较器的输出端与MCU控制电路连接。

3.如权利要求1所述的对后备电池的节能管理电路，其特征在于：所述的电压输出电路包括MOS管（Q1），MOS管（Q1）的栅极与第三电阻（R3）的一端连接，第三电阻（R3）的另一端与MCU控制电路连接；MOS管（Q1）的栅极还与第四电阻（R4）的一端连接，第四电阻（R4）的另一端与后备电池电路的正极连接；MOS管（Q1）的漏极与后备电池电路的正极连接，MOS管（Q1）的源极与无线通讯电路的电源输入端连接。

4.如权利要求1所述的对后备电池的节能管理电路，其特征在于：还包括外部电源检测电路，所述外部电源检测电路包括三极管（Q2），三极管（Q2）的基极与第五电阻（R5）的一端连接，第五电阻（R5）的另一端连接至电压输出电路的输出端；三极管（Q2）的发射极接地，三极管（Q2）的集电极通过上拉电阻（R6）与电池后备电路的正极连接，三极管（Q2）的集电极还与MCU控制电路连接。

5.如权利要求1所述的对后备电池的节能管理电路，其特征在于：所述MCU控制电路连接有定时器。

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