CN215419699U - 一种电磁水表的电池供电系统及电磁水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电磁水表的电池供电系统及电磁水表，设置了电压检测电路以及电源转换电路，且每个电池对应设置有供电控制电路；所述电压检测电路与控制模块连接，用于检测当前供电的电池的电压并发送给所述控制模块；控制模块与所述供电控制电路连接，用于根据所述电压检测电路检测到的电压，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开；电源转换电路用于将接收的当前供电的电池的电压转换为系统所需的工作电压，能够降低电能的浪费，提高电能使用效率以及电池使用寿命，降低电磁水表的故障率。

Description

一种电磁水表的电池供电系统及电磁水表

技术领域

本实用新型涉及电池供电技术领域，尤其涉及一种电磁水表的电池供电系统及电磁水表。

背景技术

随着科技进步，水利工程的迅速发展，电池供电型电磁水表作为新兴的流量仪表在近几年发展迅速，电磁水表主要有供电系统、主控系统、计量系统、通讯系统等几部分组成。供电系统是电磁水表的重要组成部分，需要为整个系统提供电源。

现有的供电系统通常是由6节锂电池直接并联使用，为整个系统进行供电。

然而由于每节锂电池的电压和内阻都不相同，当系统所需要的电流变化时，每节电池的输出电压会产生更大的压差，导致输出电压高的电池除了为系统提供电源外还要为低电压的电池提供电源，这样不仅严重影响了电池性能、电池寿命，甚至会导致锂电池爆炸的危险。

实用新型内容

本实用新型提供一种电磁水表的电池供电系统及电磁水表，能够降低电能的浪费，提高电能使用效率以及电池使用寿命，降低电磁水表的故障率。

一方面，本实用新型提供一种电磁水表的电池供电系统，包括：控制模块、多个电池、电压检测电路以及电源转换电路，且每个电池对应设置有供电控制电路；

每一电池与对应的供电控制电路的输入端连接，所述电压检测电路以及电源转换电路分别与所述供电控制电路的输出端连接，所述供电控制电路导通时，对应的电池为系统供电；

所述电压检测电路与所述控制模块连接，用于检测当前供电的电池的电压并发送给所述控制模块；

所述控制模块与所述供电控制电路连接，用于根据所述电压检测电路检测到的电压，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开；

所述电源转换电路由所述控制模块控制，用于将接收的当前供电的电池的电压转换为系统所需的工作电压。

可选地，所述电源转换电路包括降压转换电路；

所述降压转换电路与所述供电控制电路连接；

所述降压转换电路用于对当前供电的电池的电压进行降压转换，以输出所述工作电压；

所述控制模块用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，将所述电压通过所述降压转换电路进行降压转换，以输出工作电压，所述工作电压小于或者等于阈值电压；

所述控制模块还用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于截止电压时，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开，所述截止电压小于所述阈值电压。

可选地，所述电源转换电路包括直通电路；

所述直通电路与所述供电控制电路连接，且所述直通电路以及所述降压转换电路之间并联；

所述直通电路用于对当前供电的电池的电压进行直通转换并输出所述工作电压；

所述控制模块用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于阈值电压时，将所述电压通过所述直通电路进行直通转换，并输出所述工作电压。

可选地，所述直通电路包括第一晶体管；所述第一晶体管的第一端与供电控制电路连接，所述第一晶体管的第二端用于输出所述工作电压，所述第一晶体管的控制端与所述控制模块连接；

当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述第一晶体管断开；

当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述第一晶体管导通，以通过所述第一晶体管对接收到的电压进行直通转换并输出工作电压。

可选地，所述电压检测电路包括第二晶体管和采样电路；所述第二晶体管的第一端与供电控制电路连接，第二端与所述采样电路连接，控制端与所述控制模块连接；

所述控制模块还用于周期性地控制所述第二晶体管导通或断开，以使所述采样电路周期性地采集当前供电的电池的电压。

可选地，所述采样电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的一端与第三晶体管的第二端连接，所述第一电阻的另一端与所述控制模块连接，向所述控制模块输出采集到的电压；所述第一电阻的另一端还与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与地连接，所述第一电容与所述第二电阻并联。

可选地，每一电池对应的供电控制电路包括：两个晶体管以及两个电阻；其中一个晶体管的第一端以及其中一个电阻的第一端分别与对应的电池的正极连接，所述其中一个晶体管的第二端与供电输入端连接，所述其中一个晶体管的控制端与另一晶体管的第一端连接，所述其中一个电阻的第二端与所述另一晶体管的第一端连接，所述另一晶体管的第二端与地连接，所述另一晶体管的控制端通过另一电阻与控制模块连接，所述控制模块通过控制所述两个晶体管的导通来切换对应的电池为系统供电；

所述电池的负极与地连接；

所述供电输入端为所述电压检测电路以及电源转换电路的输入端。

可选地，所述电池供电系统还包括：前级滤波电路；

所述电源转换电路的输入端与所述前级滤波电路连接；

所述前级滤波电路用于降低输入的电压的纹波和噪声。

可选地，所述电池供电系统还包括：后级滤波电路；

所述降压转换电路的输出端与所述后级滤波电路连接；

所述后级滤波电路用于降低输出的电压的纹波和噪声。

另一方面，本实用新型提供一种电磁水表，包括：壳体以及上述的电池供电系统。

本实用新型提供的一种电磁水表的电池供电系统及电磁水表，设置了电压检测电路以及电源转换电路，且每个电池对应设置有供电控制电路；所述电压检测电路与控制模块连接，用于检测当前供电的电池的电压并发送给所述控制模块；控制模块与所述供电控制电路连接，用于根据所述电压检测电路检测到的电压，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开；电源转换电路用于将接收的当前供电的电池的电压转换为系统所需的工作电压，本实用新型通过设置电压检测电路，能够可以实时检测电池电压来切换使用哪节电池供电，减小了过度放电对电池的损害，延长了电池的使用寿命，通过设置电源转换电路，即针对锂电池电压的高低合理切换降压转换电路或者直通电路，能够提高电能的转换效率，延长了电磁水表的使用寿命，通过对每个电池对应设置有供电控制电路，能够解决了现有技术中电磁水表使用6节锂电池并联供电，彼此间由于输出电压不同导致电压高的锂电池为电压低的锂电池充电造成电能浪费甚至电池爆炸的问题，从而降低了电能的浪费提高了电池使用效率及安全性，同时也避免了由于一节电池出现故障后导致所有电池都无法使用的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种电磁水表的电池供电系统的方框示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电磁水表的电池供电系统的方框示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电源转换电路的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的一种降压转换电路的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的一种直通电路的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的一种供电控制电路的电路图；

图7为本实用新型实施例提供的一号电池21的供电控制电路31的电路图；

图8为本实用新型实施例提供的一种六个电池及其分别对应的供电控制电路的电路图；

图9为本实用新型实施例提供的一种前级滤波电路的电路图；

图10为本实用新型实施例提供的一种后级滤波电路的电路图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前的电磁水表的电池供电系统，为了延长电磁水表的使用年限，通常将6节锂电池并联使用直接为整个系统进行供电。然而，采用6节锂电池的输出端并联为电磁水表供电时，一方面由于每节锂电池的输出电压和输出电阻都不相同，当不同锂电池的输出端并联在一起时，不同的锂电池之间会存在一个电压差，输出电压高的锂电池与输出电压低的锂电池之间会存在电流，从而会导致消耗掉一部分电池的能量，造成电能的浪费，甚至导致锂电池爆炸的危险的问题，而且一旦有一节电池损坏后可能会拉低其他电池电压会影响所有电池性能，导致整个电磁水表无法工作。另一方面由于新电池电压(例如，新电池的电压通常为3.6V)较高，而电磁水表工作时并不能承受如此的电压，为了满足降压转换功能，目前的电磁水表的电池供电系统通常采用LDO进行降压，由于LDO的电能转换效率较低，使一部分电能白白浪费掉。也就是说，目前的电磁水表的电池供电系统存在电池浪费、电池损耗大、电池使用寿命短的问题。

为解决上述问题，本实用新型设计了一种电磁水表的电池供电系统，通过设置电压检测电路、电源转换电路，以及对每个电池对应设置有供电控制电路，能够实现对进行供电的电池进行有效的控制和转换，从而能够减少电能浪费、提高电能转换效率、减少电池损耗、延长电池使用寿命，提高锂电池安全性，减少电池故障率。

图1为本实用新型实施例提供的一种电磁水表的电池供电系统的方框示意图。该电磁水表的电池供电系统可以应用于电磁水表的电池供电场景。该电磁水表的电池供电系统包括控制模块1、多个电池2、电压检测电路4以及电源转换电路5，且每个电池2对应设置有供电控制电路3。其中，每一电池与对应的供电控制电路的输入端连接，所述电压检测电路4以及电源转换电路5分别与所述供电控制电路3的输出端连接，所述供电控制电路导通时，对应的电池为系统供电。

在图1中，所述电压检测电路4与所述控制模块1连接，用于检测当前供电的电池的电压并发送给所述控制模块1，所述控制模块1与所述供电控制电路3连接。

本实用新型实施例中，电压检测电路4与所述供电控制电路3的输出端连接，从而检测当前供电的电池的电压，但电压检测电路4并不知道获取到是几号电池在进行供电，因此需要将检测到的当前供电的电池的电压并发送给所述控制模块1，以便所述控制模块1用于根据所述电压检测电路4检测到的电压，切换所述多个电池2中切换的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开。

所述电源转换电路5用于将接收的当前供电的电池的电压转换为系统所需的工作电压。

作为一种可能的设计，如图2所示，多个电池包括一号电池21、二号电池22、三号电池23、四号电池24、五号电池25以及六号电池26为例，如图1所示，一号电池21与对应的供电控制电路31的输入端连接，当供电控制电路31导通时，一号电池21为系统供电；二号电池22与对应的供电控制电路32的输入端连接，当供电控制电路32导通时，二号电池22为系统供电；三号电池23与对应的供电控制电路33的输入端连接，当供电控制电路33导通时，三号电池23为系统供电；四号电池24与对应的供电控制电路34的输入端连接，当供电控制电路34导通时，四号电池24为系统供电；五号电池25与对应的供电控制电路35的输入端连接，当供电控制电路35导通时，五号电池25为系统供电；六号电池26与对应的供电控制电路36的输入端连接，当供电控制电路36导通时，六号电池26为系统供电。

关于图2的电磁水表的电池供电系统中各电路或模块的功能用途可参见图1的表述，对此不再累述。

该系统设置了电压检测电路以及电源转换电路，通过设置检测当前供电的电池的电压，以便控制模块根据所述电压检测电路4检测到的电压，从所述多个电池2中切换一个用于为系统供电的电池，并控制该电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开，解决了现有技术中电磁水表在并联使用6节锂电池供电，彼此间由于输出电压不同导致电能浪费及安全性差的问题，降低了电池之间由于电压不同造成的电能浪费及故障率，同时提高了电池的安全性。通过设置电源转换电路，将接收的当前供电的电池的电压转换为系统所需的工作电压，从而提高了电源转换效率，延长了电池使用寿命。

此外，可选的，所述控制模块可以包括单片机，单片机的一个输入引脚可以连接到电压检测电路，用于接收采集到的电压信号，或者，可以连接到比较器的输出端，比较器用于比较采集到的电压信号与阈值电压的关系，单片机另外的一些引脚可以连接被控制的晶体管的控制端，单片机可以根据输入引脚上的信号，控制晶体管的通断，从而实现电路的相关功能。

其中，单片机根据某一引脚的输入信号控制其它引脚的输出信号，属于现有的控制方式。

可选的，所述控制模块还可以通过纯硬件的方式来实现。例如，所述控制模块可以包括比较器和选通电路，比较器用于比较电压检测电路采集到的电压与阈值电压之间的大小，比较器的输出端可以连接到选通电路，控制相应的晶体管导通或断开，或者，也可以通过构建门电路来实现相关功能。此外，控制模块周期性地输出控制信号，可以通过定时器等来实现。

下面以具体地实施例对本实用新型的电磁水表的供电系统进行详细说明。对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本实用新型实施例提供的一种电磁水表的供电系统包括多个电池、电压检测电路以及电源转换电路，且每个电池对应设置有供电控制电路。

其中，图3为本实用新型实施例提供的一种电源转换电路的电路图，如图3所示，该电源转换电路5可以包括：降压转换电路51和直通电路52。

本实用新型实施例中，所述降压转换电路51以及所述直通电路52均与所述供电控制电路3连接，且所述降压转换电路51以及所述直通电路52之间并联。所述降压转换电路51用于对当前供电的电池的电压进行降压转换，以输出所述工作电压。所述直通电路52用于对当前供电的电池的电压进行直通转换并输出所述工作电压。

所述控制模块(图中未示出)用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，将所述电压通过所述降压转换电路51进行降压转换，以输出工作电压，所述工作电压小于或者等于阈值电压。

所述控制模块还用于当所述电压检测电路4检测到当前供电的电压低于阈值电压时，将所述电压通过所述直通电路52进行直通转换，并输出所述工作电压。

所述控制模块还用于当所述电压检测电路4检测到当前供电的电压低于截止电压时，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开，所述截止电压小于所述阈值电压。

其中，以控制模块包括单片机为例，可通过单片机引脚(Input/Output，简称I/O)控制，使得在同一时间只让多个电池中的一节电池与电源转换电路5导通。本实用新型实施例中，通过控制模块对供电的电池进行控制，能够避免不同电池之间由于电压不同而互相影响，从而能够有效的减少电能浪费，达到节约电能延长电池寿命的目的。本实用新型通过对每个电池设置对应的供电控制电路，能够实现对电池输出与电源转换电路5的输入端的通断控制，使得同一时间在单片机的控制下只由一节电池与电源转换电路5相通，从而避免电池之间的相互影响。

本实用新型实施例中，阈值电压可根据供电设备的需求设定。以阈值电压为3.4v，截止电压为2.5v为例，作为一种可能的实现方式，当所述电压检测电路4检测到当前供电的电压为3.6v时，由于3.6v高于阈值电压3.4v，为了降低电压使得满足电磁水表供电要求，使用降压转换电路51为电磁水表供电，控制模块将3.6v的电压通过所述降压转换电路51进行降压转换，以输出工作电压，其中，工作电压为低于阈值电压且高于截止电压的电压，例如，工作电压为3.3v，相当于通过压转换电路51减少了0.3v的电压。

作为另一种可能的实现方式，当所述电压检测电路4检测到当前供电的电压为3v时，由于3v低于阈值电压且高于截止电压，因此控制模块将3v通过所述直通电路52进行直通转换，并输出所述工作电压，可理解为通过直通电路无损输出3v电压。

作为另一种可能的实现方式，当所述电压检测电路4检测到当前供电的电压为2v时，由于2v低于截止电压，因此控制模块需要切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开，其中，用于为系统供电的电池可包括能够输出高于2.5v的电压的电池。需要说明的是，若控制模块切换的电池所输出的电压大于阈值电压，则继续执行将所述电压通过所述降压转换电路51进行降压转换，以输出工作电压的过程。

本实用新型实施例中，通过设置降压转换电路以及直通电路，从而针对电池电压的高低合理切换不同的电源转换方式，从而提高了电能的转换效率，延长了电磁水表的使用寿命。

在一种可能的设计中，图4为本实用新型实施例提供的一种降压转换电路的电路图，如图4所示，所述降压转换电路51包括降压芯片U1。所述降压芯片U1的输入端与供电控制电路3连接，输出端与所述控制模块(图中未示出)连接。其中，降压芯片U1中包括多个引脚，具体参见图4所示，降压转换电路51除了包括降压芯片U1之外，还包括电感L1、电阻R8、电阻R7、电阻R11、电容C7以及二极管D1，各器件之间的连接关系如图4所示。

其中，降压转换电路中ENA为降压芯片U1工作的使能引脚，VIN为电压输入引脚，BOOT为内部MOSFET的栅极驱动电路提供偏置电压，PH为开关控制引脚，VSENS为输出电压反馈引脚，电阻R8作为上拉电阻与降压芯片U1的使能端ENA引脚连接，将ENA引脚上拉至高电平时降压转换电路51开始工作，低电平时降压转换电路51停止工作。电感L1可实现电能和磁能的相互转换，当降压芯片U1内部的MOSFET导通时，电感L1将电能转换为磁能储存起来，当MOSFET断开时，电感L1将储存的磁能转换为电能，通过二极管D1的整流和电容C7的滤波后得到平滑的直流电压，提供给负载。R7和R11作为降压电路的反馈电阻，在输出电压Vout与反馈引脚VSENSE引脚间，构成了电压反馈电路，使输出电压稳定。

本实用新型实施例中，作为一种可能的实现方式，当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述降压芯片U1闭合。

本实用新型实施例中，以控制模块包括单片机为例，可通过单片机的I/O控制该降压芯片的导通或断开。

作为另一种可能的实现方式，当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述降压芯片U1导通，以通过所述降压芯片对接收到的电压进行降压转换并输出工作电压。

本实用新型实施例中，通过设置降压转换电路，能够保证输出的电压为满足工作需求的电压，从而避免了输出高电压造成电磁水表或者电池的损坏的问题，从而提高电能转换效率。

在一种可能的设计中，图5为本实用新型实施例提供的一种直通电路的电路图，如图5所示，所述直通电路52包括第一晶体管Q14；所述第一晶体管Q14的第一端(源极)与供电控制电路3连接，所述第一晶体管Q14的第二端(漏极)用于输出所述工作电压，所述第一晶体管的控制端(栅极)与所述控制模块(图中未示出)连接。直通电路52除了包括第一晶体管Q14之外，还包括电阻30以及电容40，各器件之间的连接关系如图3所示，其中电阻30和电容40分别用于保证输入电压的安全性以及输出电压的稳定性。

本实用新型实施例中，作为一种可能的实现方式，当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述第一晶体管Q14断开。

其中，第一晶体管Q14可包括MOS晶体管。控制模块控制第一晶体管Q14断开的方式可通过：向直通电路的引脚发送高电平信号，从而在直通电路接收到高电平信号后，将第一晶体管Q14置为高电平，从而断开第一晶体管Q14。

例如，第一晶体管Q14的栅极通过电阻R30上拉到输入电压，当输入电压高于阈值电压时，控制模块控制直通电路的引脚(CTRL8)输出高电平，使得第一晶体管Q14的栅极也被拉至高电平，此时第一晶体管Q14断开。需要说明的是，除了发送高电平信号外，还可以是发送低电平信号从而使第一晶体管14断开，具体可根据需求设定，或者根据其他的方式来断开第一晶体管Q14，本实用新型实施例对此不做限定。

作为另一种可能的实现方式，当所述电压检测电路4检测到当前供电的电压低于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述第一晶体管Q14导通，以通过所述第一晶体管Q14对接收到的电压进行直通转换并输出工作电压。

其中，控制模块控制第一晶体管Q14导通的方式可通过向直通电路的引脚发送低电平信号，从而在直通电路接收到低电平信号后，将第一晶体管Q14置为低电平，从而导通第一晶体管Q14。

例如，第一晶体管Q14的栅极通过电阻R30上拉到输入电压，当输入电压低于阈值电压时，控制模块控制直通电路的引脚(CTRL8)输出低电平，使得第一晶体管Q14的栅极也被拉至低电平，此时第一晶体管Q14导通。需要说明的是，除了发送低电平信号外，还可以是发送高电平信号从而使第一晶体管14导通，具体可根据需求设定，或者根据其他的方式来导通第一晶体管Q14，本实用新型实施例对此不做限定。

本实用新型实施例中，通过设置直通电路，能够使得低于阈值电压的电池电压能够通过直通电路之间输出，从而提高了电池的电能的转换效率。

在一种可能的设计中，如图3所示，所述电压检测电路4包括第二晶体管Q13和采样电路；所述第二晶体管Q13的第一端(源极)与供电控制电路3连接，第二端(漏极)与所述采样电路连接，控制端(栅极)与所述控制模块连接；其中，所述采样电路包括第一电阻R2、第二电阻R3和第一电容C12；所述第一电阻R2的一端与所述第三晶体管Q13的第二端连接，所述第一电阻R2的另一端与所述控制模块的ADC连接，向所述控制模块输出采集到的电压；所述第一电阻R2的另一端还与所述第二电阻R3的一端连接，所述第二电阻R3的另一端与地连接，所述第一电容C12与所述第二电阻R3并联。

在该设计中，控制模块还用于周期性地控制所述第二晶体管导通或断开，以使所述采样电路周期性地采集当前供电的电池的电压。其中，所设定的周期可以根据需求设定，例如，设定周期为5分钟，使得控制单元每间隔五分钟控制第二晶体管Q13导通或断开，以通过采样电路4每间隔5分钟采集当前供电的电池的电压。设置周期的目的在于考虑到供电电池的电压在秒内变化不大，若按照秒级单位去检测供电电池的电压，往往所检测的电压结果都一样或者差异很小，从而造成电压检测电路的负荷，因此可以设置较为合理的采集周期(例如，5分钟)，从而保证能够采集当前供电的电池的电压的同时，还能够降低电压检测电路的负荷。

需要说明的是，通过周期性采集当前供电的电池的电压和记录当前供电电池的使用时间，并设置对应的电压阈值和时间参数，循环使用每个电池，可以极大提高每个电池的使用率。其中，可通过根据后端负载的功耗计算与时间参数结合得到大致的当前供电的电池的电压值，辅助切换电池时间，除了检测电池电压的时间阈值之外，还可以对电池工作时间阈值进行设置。

例如，本设计采用P-MOSFET及阻容组成的电压检测电路，当需要对输入电压Vin进行检测时，单片机把Q13的栅极拉至低电平，此时Q13处于导通状态，R2和R3对Vin进行分压后经过电容C12的滤波后输入到单片机的ADC进行检测，为了降低功耗，当不需要对Vin进行检测时，R1把Q13的栅极拉至高电平，此时Q13处于截止状态。降低了R2和R3对电流的消耗。

本实用新型实施例中，通过设置电压检测电路，能够实时检测电池电压，以使控制模块来切换使用哪节电池供电，从而减小了过度放电对电池的损害，延长了电池的使用寿命。

在一种可能的设计中，图6为本实用新型实施例提供的一种供电控制电路的电路图，如图6所示，所述供电控制电路包括两个晶体管以及两个电阻；其中一个晶体管的第一端以及其中一个电阻的第一端分别与对应的电池的正极连接，所述其中一个晶体管的第二端与供电输入端连接至电源转换电路5，所述其中一个晶体管的控制端与另一晶体管的第一端连接，所述其中一个电阻的第二端与所述另一晶体管的第一端连接，所述另一晶体管的第二端与地连接，所述另一晶体管的控制端通过另一电阻与控制模块连接，所述控制模块通过控制所述两个晶体管的导通来切换对应的电池为系统供电；所述电池的负极与地连接；所述供电输入端为所述电压检测电路4以及电源转换电路5的输入端。

如图7所示，以供电控制电路为一号电池21的供电控制电路31为例，供电控制电路31包括晶体管Q1和晶体管Q2，电阻R1和电阻R2，晶体管Q1的第一端以及电阻R1的第一端分别与一号电池21的正极连接，所述晶体管Q2的第二端与供电输入端连接，所述晶体管Q1的控制端与晶体管Q2的第一端连接，所述电阻R1的第二端与所述晶体管Q2的第一端连接，所述晶体管Q2的第二端与地连接，所述Q2晶体管的控制端通过电阻R2与控制模块连接，所述控制模块通过控制所述晶体管Q1和晶体管Q2的导通来切换一号电池是否为系统供电。

图8为本实用新型实施例提供的一种六个电池及其分别对应的供电控制电路的电路图，如图8所示，例如，当只使用一号电池为电磁水表供电时，供电控制电路31的引脚CTRL1被单片机拉到高电平，此时晶体管Q2处于导通状态，晶体管Q2的漏极被拉到低电平，同时晶体管Q1的栅极被晶体管Q2的漏极拉到低电平，晶体管Q1的源极到漏极导通。一号电池的电压通过晶体管Q1为电磁水表供电。二号电池的供电控制电路32的引脚CTRL2、三号电池的供电控制电路33的引脚CTRL3、四号电池的供电控制电路34的引脚CTRL4、五号电池的供电控制电路35的引脚CTRL5、六号电池的供电控制电路36的引脚CTRL6引脚被单片机拉到低电平,此时晶体管Q4(供电控制电路32中的晶体管)、晶体管Q6(供电控制电路33中的晶体管)、晶体管Q8(供电控制电路34中的晶体管)、晶体管Q10(供电控制电路35中的晶体管)、晶体管Q12(供电控制电路36中的晶体管)处于截止状态，晶体管Q3(供电控制电路32中的晶体管)、晶体管Q5(供电控制电路33中的晶体管)、晶体管Q7(供电控制电路34中的晶体管)、晶体管Q9(供电控制电路35中的晶体管)、晶体管Q11(供电控制电路36中的晶体管)的栅极被各自供电控制电路中的上拉电阻拉至高电平，都处于截止状态。所以此时只有一号电池可以为电磁水表提供电源。

同理，当只使用二号电池为电磁水表供电时，单片机只把二号电池对应的供电控制电路32的引脚CTRL2拉至高电平，其余电池对应的引脚都拉至低电平，即可实现二号电池为电磁水表供电，以此类推，能够实现循环所有的电池为电磁水表供电。

本实用新型实施例中，通过设置对每个电池设置对应的供电控制电路，一方面解决了几节电池并联使用时由于彼此电压不同存在压差导致高电压电池对低电压电池充电造成的电能浪费甚至电池爆炸的问题，另一方面解决了如果有其中一节电池出现故障，导致其他电池也无法使用问题。相对于目前的电磁水表的电池供电系统而言，本实用新型的电磁水表的电池供电系统解决了现有技术中电磁水表使用6节锂电池并联供电，彼此间由于输出电压不同导致电压高的锂电池为电压低的锂电池充电造成电能浪费甚至电池爆炸的问题，降低了电能的浪费提高了电池使用效率及安全性，同时也避免了由于一节电池出现故障后导致所有电池都无法使用的问题。

在一种可能的设计中，图9为本实用新型实施例提供的一种前级滤波电路的电路图，如图9所示，该电磁水表的电池供电系统还包括前级滤波电路6，所述电源转换电路5的输入端与所述前级滤波电路6连接，其中，前级滤波电路6包括电容C8、电容C9以及电容C10；

所述前级滤波电路通过电容C8、电容C9以及电容C10降低当前供电的电池输入的电压的纹波和噪声。

本实用新型实施例中，通过前几滤波电路能够降低输入电压纹波，同时当负载电流变化时能够使输入和输出电压保持稳定。也就是说，当输入电压发生变化时，通过前级滤波电路使输入电压保持稳定，同时减小输入电压的纹波和噪声。

在一种可能的设计中，图10为本实用新型实施例提供的一种后级滤波电路的电路图，如图10所示，该电磁水表的电池供电系统还包括后级滤波电路7，其中，后级滤波电路7包括电容C11、电容C12以及电容C13；

所述降压转换电路51的输出端与所述后级滤波电路7连接；

所述后级滤波电路7通过电容C11、电容C12以及电容C13降低输出的电压的纹波和噪声。

本实用新型实施例中，通过后级滤波电路能够降低输出电压纹波，同时当负载电流变化时能够使输入和输出电压保持稳定。也就是说，当输出电压发生变化时，通过后级滤波电路使输出电压保持稳定，同时减小输出电压的纹波和噪声。

本实用新型实施例提供了一种电磁水表，包括：壳体以及上述的电池供电系统。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种电磁水表的电池供电系统，其特征在于，包括：控制模块、多个电池、电压检测电路以及电源转换电路，且每个电池对应设置有供电控制电路；

每一电池与对应的供电控制电路的输入端连接，所述电压检测电路以及电源转换电路分别与所述供电控制电路的输出端连接，所述供电控制电路导通时，对应的电池为系统供电；

所述电压检测电路与所述控制模块连接，用于检测当前供电的电池的电压并发送给所述控制模块；

所述控制模块与所述供电控制电路连接，用于根据所述电压检测电路检测到的电压，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开；

所述电源转换电路由所述控制模块控制，用于将接收的当前供电的电池的电压转换为系统所需的工作电压。

2.根据权利要求1所述的电池供电系统，其特征在于，所述电源转换电路包括降压转换电路；

所述降压转换电路与所述供电控制电路连接；

所述降压转换电路用于对当前供电的电池的电压进行降压转换，以输出所述工作电压；

所述控制模块用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，将所述电压通过所述降压转换电路进行降压转换，以输出工作电压，所述工作电压小于或者等于阈值电压；

所述控制模块还用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于截止电压时，切换所述多个电池中的另一电池为系统供电，并控制所切换的电池对应的供电控制电路导通，其它供电控制电路断开，所述截止电压小于所述阈值电压。

3.根据权利要求2所述的电池供电系统，其特征在于，所述电源转换电路包括直通电路；

所述直通电路与所述供电控制电路连接，且所述直通电路以及所述降压转换电路之间并联；

所述直通电路用于对当前供电的电池的电压进行直通转换并输出所述工作电压；

所述控制模块用于当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于阈值电压时，将所述电压通过所述直通电路进行直通转换，并输出所述工作电压。

4.根据权利要求3所述的电池供电系统，其特征在于，所述直通电路包括第一晶体管；所述第一晶体管的第一端与供电控制电路连接，所述第一晶体管的第二端用于输出所述工作电压，所述第一晶体管的控制端与所述控制模块连接；

当所述电压检测电路检测到当前供电的电压高于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述第一晶体管断开；

当所述电压检测电路检测到当前供电的电压低于阈值电压时，所述控制模块用于控制所述第一晶体管导通，以通过所述第一晶体管对接收到的电压进行直通转换并输出工作电压。

5.根据权利要求1所述的电池供电系统，其特征在于，所述电压检测电路包括第二晶体管和采样电路；所述第二晶体管的第一端与供电控制电路连接，第二端与所述采样电路连接，控制端与所述控制模块连接；

所述控制模块还用于周期性地控制所述第二晶体管导通或断开，以使所述采样电路周期性地采集当前供电的电池的电压。

6.根据权利要求5所述的电池供电系统，其特征在于，所述采样电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的一端与第三晶体管的第二端连接，所述第一电阻的另一端与所述控制模块连接，向所述控制模块输出采集到的电压；所述第一电阻的另一端还与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与地连接，所述第一电容与所述第二电阻并联。

7.根据权利要求1所述的电池供电系统，其特征在于，每一电池对应的供电控制电路包括：两个晶体管以及两个电阻；其中一个晶体管的第一端以及其中一个电阻的第一端分别与对应的电池的正极连接，所述其中一个晶体管的第二端与供电输入端连接，所述其中一个晶体管的控制端与另一晶体管的第一端连接，所述其中一个电阻的第二端与所述另一晶体管的第一端连接，所述另一晶体管的第二端与地连接，所述另一晶体管的控制端通过另一电阻与控制模块连接，所述控制模块通过控制所述两个晶体管的导通来切换对应的电池为系统供电；

所述电池的负极与地连接；

所述供电输入端为所述电压检测电路以及电源转换电路的输入端。

8.根据权利要求1所述的电池供电系统，其特征在于，所述电池供电系统还包括：前级滤波电路；

所述电源转换电路的输入端与所述前级滤波电路连接；

所述前级滤波电路用于降低输入的电压的纹波和噪声。

9.根据权利要求2所述的电池供电系统，其特征在于，所述电池供电系统还包括：后级滤波电路；

所述降压转换电路的输出端与所述后级滤波电路连接；

所述后级滤波电路用于降低输出的电压的纹波和噪声。

10.一种电磁水表，其特征在于，包括：壳体以及权利要求1-9任一项所述的电池供电系统。

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