CN214850617U - 一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路，至少包括依次耦接的电源模块，控制模块，通讯模块，以及耦接电源模块的超级电容；电源模块的输入端用于耦接输入电源，输出端分别耦接控制模块和通讯模块电源输入端；通讯模块的输出端用于耦接服务器；在输入电源工作正常时，电源模块用于转换外部电源为超级电容供电充电，以及为控制模块和通讯模块提供电源；在输入电源掉电时，超级电容用于向控制模块和通讯模块供电，从于控制模块控制通讯模块输出通讯信号至服务器完成掉电上告；利用超级电容的特性，以较小的成本实现掉电上告功能，且在电源正常工作时，不消耗超级电容的电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能燃气表供电领域，尤其涉及一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路。
背景技术
当采用电池供电的智能燃气表因特殊要求配置掉电上告功能时，因备用电池通常不足以提供上告所需脉冲式大电流，且备用电池设计为需拆表才能更换，耗用备用电池能量可能会带来一系列问题。常用的方案是配置额外的大容量备用电池或者SPC，在MCU检测到主电源掉电后触发掉电上告功能时提供掉电上告过程中所需的能量，确保完成信息上告。但是采用上述方案的缺点是成本比较高，所以在需要严格控制成本的应用中可实施性较低。
实用新型内容
本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路，该电路利用超级电容的特性，以较小的成本实现外部掉电的上告功能。
本实用新型提出的一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路，至少包括依次耦接的电源模块，控制模块，通讯模块，以及耦接电源模块的超级电容；所述电源模块的输入端用于耦接输入电源，输出端分别耦接控制模块和通讯模块电源输入端；所述通讯模块的输出端用于耦接服务器；在输入电源工作正常时，所述电源模块用于转换外部电源为超级电容充电，以及为控制模块和通讯模块提供电源；在输入电源掉电时，所述超级电容用于向控制模块和通讯模块供电，从而控制模块控制通讯模块输出通讯信号至服务器完成掉电上告。
进一步的，所述超级电容为燃气表的主控板所应用的同一超级电容。
将应用于燃气表的主控板的超级电容同时用于燃气表掉电上告电路，最大限度的节省了成本。
进一步的，所述超级电容供电单元至少包括2个串联的超级电容。
进一步的，所述电源模块包括耦接的超级电容充电单元和通讯模块供电单元，所述超级电容充电单元包括LDO芯片U2，所述LDO芯片U2的输入端用于耦接输入电源，LDO芯片U2的输出端耦接通讯模块供电单元的输入端，在输入电源工作正常时，所述LDO芯片U2的输出用于超级电容充电。
进一步的，所述通讯模块供电单元至少包括LDO芯片U1、二极管D1以及MOS管Q1，所述LDO芯片U1的输入端耦接MOS管Q1的源极，输出端耦接通讯模块的电源输入；所述MOS管Q1的漏极耦接输入电源和二极管D1的阴极，栅极耦接控制模块输出的控制信号,所述二极管D1的阳极耦接超级电容充电单元的输出端和超级电容的正极；所述控制模块检测输入电源掉电时，输出控制信号控制MOS管Q1导通，超级电容输出电源至LDO芯片U1的输入端，LDO芯片U1输出电源为通讯模块供电。
通过二极管D1保证在输入电源工作正常时，不消耗超级电容的电能。
进一步的，所述电源模块还包括与超级电容充电单元耦接的控制模块供电单元，所述控制模块供电单元至少包括LDO芯片U3和二极管D3，所述控制模块供电单元的输入端用于耦接LDO芯片U2的输入端和二极管D3的阴极，输出端耦接控制模块的电源引脚；所述二极管D3的阳极耦接超级电容充电单元的输出端和超级电容的正极；所述控制模块检测输入电源掉电时，超级电容输出电源至LDO芯片U3的输入端，LDO芯片U3输出电源为控制模块供电。
进一步的，所述超级电容的容量大于等于1F。
超级电容的容量大小根据实际功耗进行选择。
进一步的，所述控制模块至少包括MCU，所述MCU的AD引脚耦接输入电源，所述MCU的控制引脚分别耦接通讯模块供电单元和通讯模块，所述MCU用于监测输入电源掉电时输出控制信号至通讯模块和控制通讯模块，从而完成掉电上告，还用于完成掉电上告后，控制MCU自身进入低功耗状态。
本实用新型的有益效果是：
1、在主电源掉电后保证了掉电上告功能的实现；
2、整合了燃气表主控板广泛应用的超级电容，无需另外增加超级电容，最大限度的以较低成本实现掉电上告功能；
3、在主电源正常工作时，保证了模组上告不会消耗超级电容存储的电量，减少超级电容充放电的频率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的基于超级电容的燃气表掉电上告电路的组成和连接关系示意图；
图2为本实用新型实施例的基于超级电容的燃气表掉电上告电路的通讯模块供电单元的电路原理图；
图3为本实用新型实施例的基于超级电容的燃气表掉电上告电路的超级电容充电单元的电路原理图；
图4为本实用新型实施例的基于超级电容的燃气表掉电上告电路的控制模块供电单元的电路原理图。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示，为基于超级电容的燃气表掉电上告电路的组成和连接关系示意图，至少包括依次耦接的电源模块，控制模块，通讯模块，以及耦接电源模块的超级电容，电源模块的输入端用于耦接输入电源，输出端分别耦接控制模块和通讯模块电源输入端；通讯模块的输出端用于耦接服务器。
下面结合图2-图4所示的具体实施例对本实用新型的基于超级电容的燃气表掉电上告电路进行进一步详细说明，
如图2所示，接插件P1为一个2引脚接插件，用于输入主电源Vin，Vin经二极管D2，输出本实用新型实施例的一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路的输入电源Vin_NB。输入电源Vin_NB经过LDO芯片U2，转换为5V电源。两个串联的大容量超级电容C7和C9耦接5V电源，其中超级电容C7的正极耦接5V电源，负极耦接超级电容C9的正极，超级电容C9的负极耦接地。此时控制模块的单片机的AD引脚对输入主电源Vin实时采样检测。
主电源上电后，就对超级电容C7和C9充电。超级电容还同时应用于燃气表主控板中使用。燃气表主控板广泛应用的超级电容，同时应用到本实用新型实施例的一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路中，最大限度的降低功能实现的成本。
需要说明的是，超级电容的容值可以根据电路实际功耗进行选择，一般在1F以上的超级电容。
如图3和图4分别所示的控制模块供电单元和通讯模块供电单元的电路原理图。图3中的5V电源和输入电源Vin_NB同时作为LDO芯片U1 DE的输入，当主电源供电正常时，Vin_NB大于5V，二极管D1截止，若不考虑二极管D1的压降，在主电源供电正常时，通讯模块上告并不会消耗超级电容所存储的能量，减少了超级电容充放电的频率。
具体的，5V电源耦接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极和输入电源Vin_NB耦接电阻R2的一端和MOS管Q1的漏极，电阻R2的另一端和电阻R3的一端耦接MOS管Q1的栅极，电阻R3的另一端耦接控制模块的单片机输出的控制引脚GPRS_POWER，MOS管Q1的源极耦接LDO芯片U1的输入引脚。当单片机的AD引脚检测到主电源降到一个较小的阈值时，则判断主电源掉电，控制模块的单片机输出控制信号GPRS_POWER，控制MOS管Q1导通，在主电源掉电时，超级电容两端的5V电压不会突变，超级电容为通讯模块提供工作电源，从而完成通信上告过程。
图4中的5V电源和输入电源Vin_NB同时作为LDO芯片U3的输入，当主电源供电正常时，Vin_NB大于5V，二极管D3截止，若不考虑二极管D3的压降，在主电源供电正常时，由Vin_NB为LDO芯片U3提供电源，为控制模块的单片机供电。在主电源掉电时，超级电容两端的5V电压不会突变，则二极管D3导通，由超级电容为LDO芯片U3提供电源，从而为控制模块的单片机供电，单片机开始启动掉电上告流程。当单片机完成掉电上告流程后，控制系统进入低功耗状态。
以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，至少包括依次耦接的电源模块，控制模块，通讯模块，以及耦接电源模块的超级电容；
所述电源模块的输入端用于耦接输入电源，输出端分别耦接控制模块和通讯模块电源输入端；
所述通讯模块的输出端用于耦接服务器；
在输入电源工作正常时，所述电源模块用于转换外部电源为超级电容充电，以及为控制模块和通讯模块提供电源；
在输入电源掉电时，所述超级电容用于向控制模块和通讯模块供电，从而控制模块控制通讯模块输出通讯信号至服务器完成掉电上告。
2.根据权利要求1所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述超级电容为燃气表的主控板所应用的同一超级电容。
3.根据权利要求1所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述超级电容供电单元至少包括2个串联的超级电容。
4.根据权利要求1所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述电源模块包括耦接的超级电容充电单元和通讯模块供电单元，所述超级电容充电单元包括LDO芯片U2，所述LDO芯片U2的输入端用于耦接输入电源，LDO芯片U2的输出端耦接通讯模块供电单元的输入端，在输入电源工作正常时，所述LDO芯片U2的输出用于超级电容充电。
5.根据权利要求4所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述通讯模块供电单元至少包括LDO芯片U1、二极管D1以及MOS管Q1，所述LDO芯片U1的输入端耦接MOS管Q1的源极，输出端耦接通讯模块的电源输入；所述MOS管Q1的漏极耦接输入电源和二极管D1的阴极，栅极耦接控制模块输出的控制信号,所述二极管D1的阳极耦接超级电容充电单元的输出端和超级电容的正极；
所述控制模块检测输入电源掉电时，输出控制信号控制MOS管Q1导通，超级电容输出电源至LDO芯片U1的输入端，LDO芯片U1输出电源为通讯模块供电。
6.根据权利要求4所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述电源模块还包括与超级电容充电单元耦接的控制模块供电单元，所述控制模块供电单元至少包括LDO芯片U3和二极管D3，所述控制模块供电单元的输入端用于耦接LDO芯片U2的输入端和二极管D3的阴极，输出端耦接控制模块的电源引脚；所述二极管D3的阳极耦接超级电容充电单元的输出端和超级电容的正极；
所述控制模块检测输入电源掉电时，超级电容输出电源至LDO芯片U3的输入端，LDO芯片U3输出电源为控制模块供电。
7.根据权利要求1所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述超级电容的容量大于1F。
8.根据权利要求1所述的基于超级电容的燃气表掉电上告电路，其特征在于，所述控制模块至少包括MCU，所述MCU的AD引脚耦接输入电源，所述MCU的控制引脚分别耦接通讯模块供电单元和通讯模块，所述MCU用于监测输入电源掉电时输出控制信号至通讯模块和控制通讯模块，从而完成掉电上告，还用于完成掉电上告后，控制MCU自身进入低功耗状态。
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Family Applications (1)
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| CN202120945704.1U Active CN214850617U (zh) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 一种基于超级电容的燃气表掉电上告电路 |
Country Status (1)
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- 2021-04-30 CN CN202120945704.1U patent/CN214850617U/zh active Active
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