CN214150851U - 一种电位采集仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电位采集仪，其包括主电源、电源开关模块、电源模块、后备电源、定时唤醒模块和主控及负载模块，所述主电源通过电源开关模块与电源模块连接，所述后备电源与定时唤醒模块连接，所述定时唤醒模块与电源模块连接，所述电源模块与主控及负载模块连接。本实用新型的技术方案，主电源通过电源开关模块给主控及负载模块供电，采用电源开关模块可以完全切断主控及负载模块的供电，使用断电模式代替传统休眠，并且电源开关模块由定时唤醒模块来控制其通，降低了系统功耗，提供了系统稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电位采集仪。
背景技术
在野外工作的阴极保护电位采集仪，由于电位采集仪的工作环境复杂，导致现有理想的供电方案为一次性电池供电。又由于户外工作的电位采集仪是沿管线分布的，也就是在几十、几百甚至上千公里的范围内，因此为了减小人员维护难度，降低维护成本，要求电位采集仪本身在采用一次电池情况下需求长时间续航。目前行业内通用的解决方案是，采用专用的超低功耗处理器，利用其休眠功能来降低功耗。一般说来，采用这样的模式可以把功耗降低到数十微安级别。
但是，采用休眠模式的方法来降低系统耗电，在常规低功耗设计一般没有问题，但是对于在电位采集的场合来说这存在一些弊端：（1）即使利用休眠功能，还是会浪费一部分功耗，而且为了维护其休眠模式，一般会给处理器配置一个后备电源，此电源也会消耗部分电流。（2）处理器长时间在休眠和工作模式下来回切换，这存在不能唤醒的风险，降低整个系统的可靠性。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型公开了一种电位采集仪，进一步降低系统功耗，以及提高系统可靠性，从而实现降低维护成本的目的。
对此，本实用新型的技术方案为：
一种电位采集仪，其包括主电源、电源开关模块、电源模块、后备电源、定时唤醒模块和主控及负载模块，所述主电源通过电源开关模块与电源模块连接，所述后备电源与定时唤醒模块连接，所述定时唤醒模块与电源模块连接，所述电源模块与主控及负载模块连接。
采用此技术方案，主电源通过电源开关模块给主控及负载模块供电，主控及负载模块可以完成整个采集仪的所有功能；同时电源开关模块由定时唤醒模块来控制其通断，该方案利用电源开关模块完全切断主控及负载模块也就是系统功能模块的供电，使得主控及负载模块待机时功耗降到最低，理论上可以达到零功耗。另一方面，每次唤醒都相当于给主控及负载模块重新上电，可以很好的避免主控及负载模块长时间运行导致的可靠性降低的问题。
作为本实用新型的进一步改进，所述电位采集仪包括后备电源电压监控模块，所述主电源通过后备电源电压监控模块与后备电源连接。采用此技术方案，采用后备电源电压监控模块，实时监控后备电源的电压，在后备电源电压不足情况下，可以为其补充电量。
作为本实用新型的进一步改进，所述电源开关模块包括开关管，所述开关管的S极与主电源的VIN0端连接，所述开关管的G极与通过电阻与主电源的VIN0端连接，所述开关管的D极与电源模块连接。进一步的，所述开关管为超低漏电流的开关管。
作为本实用新型的进一步改进，所述电源模块包括电源控制芯片，所述开关管的D极与电源控制芯片的IN端连接，所述电源控制芯片的OUT端与主控及负载模块的VDD端连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述后备电源电压监控模块包括晶体管和电压监控芯片，所述晶体管的S极与主电源的VIN0端连接，所述晶体管的D极与电压监控芯片的VIN端、ON/OFF端连接，所述电压监控芯片的OUT端与二极管的正极连接，所述二极管的负极与后备电源的正极连接，所述二极管的负极通过电阻R127与晶体管的G极连接，所述电阻R127通过电阻R128接地。
作为本实用新型的进一步改进，所述定时唤醒模块包括唤醒芯片，所述后备电源的正极与唤醒芯片的VDD端连接，所述唤醒芯片的IQR1端与开关管的G极连接，所述唤醒芯片的IQR1端与主控及负载模块连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述主控及负载模块包括主控芯片，所述唤醒芯片的IQR1端与主控芯片的IN端连接，所述电源控制芯片的OUT端与主控芯片的VDD端连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述后备电源为法拉电容。采用此技术方案，法拉电容的寿命很长，可以在整个电位采集仪的寿命周期（比如10年）内可靠的工作。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
采用本实用新型的技术方案，主电源通过电源开关模块给主控及负载模块供电，采用电源开关模块可以完全切断主控及负载模块的供电，使用断电模式代替传统休眠，并且电源开关模块由定时唤醒模块来控制其通，降低了系统功耗，提供了系统稳定性；另外，使用法拉电容代替普通一次性或者充电电池作为后备电源给唤醒模块供电，而且采用后备电源电压监控模块实时监控后备电源的电压，在后备电源电压不足情况下，可以为其补充电量，提高了可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例一种电位采集仪的功能框图。
图2是本实用新型实施例一种电位采集仪的电路图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，一种电位采集仪，其包括主电源、电源开关模块、电源模块、后备电源电压监控模块、后备电源、定时唤醒模块和主控及负载模块，所述主电源通过电源开关模块与电源模块连接，所述主电源通过后备电源电压监控模块与后备电源连接，所述后备电源与定时唤醒模块连接，所述定时唤醒模块与电源模块连接，所述电源模块与主控及负载模块连接。其中，所述后备电源为法拉电容。
具体而言，如图2所示，所述电源开关模块包括开关管Q23，所述开关管Q23的S极与主电源的VIN0端连接，所述开关管Q23的G极与通过电阻R126与主电源的VIN0端连接，所述电源模块包括电源控制芯片U36，所述开关管Q23的D极与电源控制芯片U36的IN端连接，所述电源控制芯片U36的OUT端与主控及负载模块的VDD端连接。
所述后备电源电压监控模块包括晶体管Q22和电压监控芯片U33，所述晶体管Q22的S极与主电源的VIN0端连接，所述晶体管Q22的D极与电压监控芯片U33的VIN端、ON/OFF端连接，所述电压监控芯片U33的OUT端与二极管D7的正极连接，所述二极管D7的负极与后备电源的正极连接，所述二极管D7的负极通过电阻R127与晶体管Q22的G极连接，所述电阻R127通过电阻R128接地。
所述定时唤醒模块包括唤醒芯片U34，所述后备电源的正极与唤醒芯片U34的VDD端连接，所述唤醒芯片U34的IQR1端与开关管Q23的G极连接，所述唤醒芯片U34的IQR1端与主控及负载模块连接。
所述主控及负载模块包括主控芯片U35，所述唤醒芯片U34的IQR1端与主控芯片U35的IN4端连接，所述电源控制芯片U36的OUT端与主控芯片U35的VDD端连接。
进一步的，所述电源控制芯片U36的型号为TPS7A49，电压监控芯片U33的型号为LP2985-33DBVT，唤醒芯片U34的型号为RX8010J，主控芯片U35的型号为STM32F103RCT6。
采用本实施例的技术方案，系统主控及负载模块由长效一次性电源模块进行供电，通过一个超低漏电流的开关Q23给电源模块供电，电源模块给主控及负载模块供电，主控及负载模块完成整个采集仪的所有功能。同时电源开关模块由定时唤醒模块来控制其通断。后备电源为一超长寿命的法拉电容，可以在整个产品寿命周期（10年）可靠工作。后备电源电压监控模块实时监控后备电源的电压，在后备电源的电压不足情况下，可以为其补充电量。由于本实施例是利用电源开关完全切断系统功的供电，使得系统功能模块待机时功耗降到最低，理论上可以达到零功耗。另一方面，每次唤醒都相当于给系统重新上电，可以很好的避免系统长时间运行导致的可靠性降低问题。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电位采集仪，其特征在于：其包括主电源、电源开关模块、电源模块、后备电源、定时唤醒模块和主控及负载模块，所述主电源通过电源开关模块与电源模块连接，所述后备电源与定时唤醒模块连接，所述定时唤醒模块与电源模块连接，所述电源模块与主控及负载模块连接。
2.根据权利要求1所述的电位采集仪，其特征在于：其包括后备电源电压监控模块，所述主电源通过后备电源电压监控模块与后备电源连接。
3.根据权利要求2所述的电位采集仪，其特征在于：所述电源开关模块包括开关管，所述开关管的S极与主电源的VIN0端连接，所述开关管的G极与通过电阻与主电源的VIN0端连接，所述开关管的D极与电源模块连接。
4.根据权利要求3所述的电位采集仪，其特征在于：所述电源模块包括电源控制芯片，所述开关管的D极与电源控制芯片的IN端连接，所述电源控制芯片的OUT端与主控及负载模块的VDD端连接。
5.根据权利要求4所述的电位采集仪，其特征在于：所述后备电源电压监控模块包括晶体管和电压监控芯片，所述晶体管的S极与主电源的VIN0端连接，所述晶体管的D极与电压监控芯片的VIN端、ON/OFF端连接，所述电压监控芯片的OUT端与二极管的正极连接，所述二极管的负极与后备电源的正极连接，所述二极管的负极通过电阻R127与晶体管的G极连接，所述电阻R127通过电阻R128接地。
6.根据权利要求5所述的电位采集仪，其特征在于：所述定时唤醒模块包括唤醒芯片，所述后备电源的正极与唤醒芯片的VDD端连接，所述唤醒芯片的IQR1端与开关管的G极连接，所述唤醒芯片的IQR1端与主控及负载模块连接。
7.根据权利要求6所述的电位采集仪，其特征在于：所述主控及负载模块包括主控芯片，所述唤醒芯片的IQR1端与主控芯片的IN端连接，所述电源控制芯片的OUT端与主控芯片的VDD端连接。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的电位采集仪，其特征在于：所述后备电源为法拉电容。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=77565819
Family Applications (1)
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| CN202022729582.0U Active CN214150851U (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 一种电位采集仪 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-11-23 CN CN202022729582.0U patent/CN214150851U/zh active Active
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