CN218472791U - 节能型电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节能型电源系统，包括微控制器、电源电路、蓄电池以及开关机电路。本实用新型公开的节能型电源系统中，微控制器可以对开关机电路的第一输入端输出第一电信号并使得第一开关晶体管关断时，可以切断蓄电池对电源电路的供电，使得电源电路(特别是电源芯片)和微控制器对蓄电池电能的消耗停止，有效降低电源系统在空载待机时的能量消耗，从而有利于延长蓄电池使用时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及硬件电路技术领域，尤其涉及一种节能型电源系统。
背景技术
对于蓄电池供电的用电设备中，在空载待机情况下，需要降低电池能量消耗，以延长蓄电池使用时间。目前，电源系统可以通过关闭电源芯片使能脚或者通过使得微控制器进入休眠状态的方式来降低在空载待机的情况下对蓄电池能量的消耗。
然而，蓄电池仍然需要对电源控制装置中的电源芯片和微控制器供电，长时间处于上述待机状态，蓄电池能量消耗是不可忽略的，甚至最终会使得该蓄电池的能量消耗殆尽，而无法实现下一次的开机作业。
可见，如何降低电源系统在空载待机时的能量消耗，是亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种节能型电源系统，有利于降低电源系统在空载待机时的能量消耗。
为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种节能型电源系统，包括：
微控制器；
电源电路，设置有电源芯片，所述电源电路的输出端与所述微控制器的供电端电连接，所述电源电路设置有若干个输入端；
蓄电池；
开关机电路，第一输入端与所述微控制器的第一IO端口电连接，第二输入端通过第一开关晶体管与所述蓄电池的输出端电连接，所述开关机电路的输出端与所述电源电路的第一输入端电连接，所述蓄电池通过所述开关机电路对所述电源电路供电，
当微控制器对所述开关机电路的第一输入端输出第一电信号并使得所述第一开关晶体管关断时，所述蓄电池对所述电源电路的供电断开。
可见，本实用新型公开的节能型电源系统中，微控制器可以对开关机电路的第一输入端输出第一电信号并使得第一开关晶体管关断时，可以切断蓄电池对电源电路的供电，使得电源电路(特别是电源芯片)和微控制器对蓄电池电能的消耗停止，有效降低电源系统在空载待机时的能量消耗，从而有利于延长蓄电池使用时间。
进一步的，所述第一开关晶体管为PNP型三极管，所述开关机电路还包括第二开关晶体管和第一电阻，所述第二开关晶体管为NPN型三极管，
所述第一电阻的一端与所述蓄电池的输出端电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一开关晶体管的基极电连接，
所述第一开关晶体管的发射极与所述蓄电池的输出端电连接，所述第一开关晶体管的集电极与所述电源电路的输入端电连接，所述第一开关晶体管的基极与所述第二开关晶体管的集电极电连接，
所述第二开关晶体管的基极与所述微控制器的第一IO端口电连接，所述第二开关晶体管的发射极接地。
进一步的，所述电源电路的第二输入端还与外部直流电源的输出端电连接，当所述外部直流电源对所述电源电路供电时，所述第一开关晶体管的集电极处于高电平，所述第一开关晶体管关断。
进一步的，所述节能型电源系统还包括充电电路，所述外部直流电源电连接在所述充电电路的输入端，所述充电电路的输出端与所述蓄电池电连接，所述充电电路的控制端与所述微控制器的PWM信号输出端电连接，所述微控制器对所述充电电路的控制端输出PWM信号以控制所述外部直流电源与所述蓄电池之间的供电连接的通断。
进一步的，所述充电电路包括BUCK电路或者BUCK型电源芯片，并且，所述充电电路的输出端与所述蓄电池之间电连接有第一LC滤波电路。
进一步的，所述电源电路的输出端设置有第二LC滤波电路。
进一步的，所述节能型电源系统还包括按键，所述按键的一端电连接在所述第一开关晶体管的基极，所述按键的另一端接地，并且，所述按键还与第一电容并联。
进一步的，所述节能型电源系统还包括按键连接电路，所述按键连接电路包括上拉电阻和第一二极管，其中，
所述第一二极管的阳极与所述上拉电阻电连接，所述第一二极管的阴极与所述按键的一端电连接，所述按键的另一端接地，
所述第一二极管的阳极还与所述微控制器的第二IO端口电连接。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的一种节能型电源系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的一种节能型电源系统的部分电路原理图；
图3是本实用新型实施例的一种节能型电源系统的部分电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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作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中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本实用新型公开的一种节能型电源系统，如图1至图3所示，包括微控制器(可以选用STM32系列的控制芯片)、电源电路、蓄电池以及开关机电路。微控制器可以用于对开关机电路输出电信号以控制该开关机电路工作，蓄电池作为电源，通过电源电路与微控制器电连接。具体地，如图2所示,电源电路设置有电源芯片U1(可以选用EG1192型号的电源芯片)，电源电路的输出端与微控制器的供电端电连接，并且，该电源电路设置有若干个输入端。如图2所示，开关机电路的第一输入端P_EN与微控制器U2的第一IO端口IO2电连接，开关机电路的第二输入端通过第一开关晶体管Q1与蓄电池的输出端PACK+电连接(进一步的，可以在开关机电路的第二输入端设置有二极管D1a，使得蓄电池的输出端PACK+输出的电流经过二极管D1a而输入至开关机电路中，有利于防止电流反冲而损坏蓄电池)，开关机电路的输出端与电源电路的第一输入端电连接，蓄电池通过开关机电路对电源电路供电。当微控制器U2对开关机电路的第一输入端P_EN输出第一电信号并使得第一开关晶体管Q1关断时，蓄电池对电源电路的供电断开，使得微控制器以及电源电路对于蓄电池能量的消耗停止。
可选的，如图2所示，第一开关晶体管Q1为PNP型三极管，开关机电路还包括第二开关晶体管Q2，该第二开关晶体管Q2为NPN型三极管。其中，第一电阻R3的一端与蓄电池的输出端PACK+电连接，第一电阻R3的另一端与第一开关晶体管Q1的基极电连接，第一开关晶体管Q1的发射极与蓄电池的输出端PACK+电连接，第一开关晶体管Q1的集电极与电源电路的输入端D1a电连接，第一开关晶体管Q1的基极与第二开关晶体管的集电极电连接，第二开关晶体管Q2的基极与微控制器U2的第一IO端口IO2电连接，第二开关晶体管Q2的发射极接地。当微控制器U2的第一IO端口IO2向第二开关晶体管Q2的基极输出低电平时，第一开关晶体管Q1的基极由低电平(当第二晶体管导通时，第一开关晶体管Q1的基极处于低电平，进一步的，第一开关晶体管Q1的基极与第二开关晶体管Q2的集电极之间可以电连接电阻R6，当第二开关晶体管Q2导通时，对该处的电位起到下拉的作用)转为高电平(当第二开关晶体管Q2关断时，第一开关晶体管Q1的基极相当于通过第一电阻R3与蓄电池的输出端PACK+电连接，使得第一开关晶体管Q1的基极为高电平)，此时，第一开关晶体管Q1关断。
进一步可选的，如图1和图2所示，电源电路的第二输入端D1b还可以与外部直流电源的输出端DC_IN电连接(进一步的，可以在开关机电路的第二输入端设置有二极管D1b，使得蓄电池输出的电流经过二极管D1b而输入至开关机电路中，有利于防止电流反冲而损坏外部直流电源)，当外部直流电源对电源电路供电时，第一开关晶体管Q1的集电极处于高电平，第一开关晶体管Q1关断，使得外部直流电源对电源电路供电时，蓄电池停止对电源电路供电。
又进一步可选的，如图1和图3所示，该节能型电源系统还包括充电电路，该充电电路可以用于实现外部直流电源对蓄电池的充电。具体地，外部直流电源电连接在充电电路的输入端DC_IN，充电电路的输出端PACK+与蓄电池电连接，充电电路的控制端与微控制器U2的PWM信号输出端(U2的5引脚)电连接。微控制器对充电电路的控制端输出PWM信号以控制外部直流电源与蓄电池之间的供电连接的通断，这使得微控制器能够控制外部直流电源对蓄电池的充电作业。
又进一步可选的，该充电电路可以包括BUCK电路或者BUCK型电源芯片(进一步的，可以选用GBJ3510型号的芯片)，并且，如图3所示，充电电路的输出端与蓄电池之间电连接有第一LC滤波电路(由电感L2和电容C6组成)以使得充电电路向蓄电池输出稳定电压。另外，如图2所示，为了电源电路的输出端电压的稳定，电源电路的输出端设置有第二LC滤波电路(由电感L1和电容C1组成)。
又进一步可选的，如图2所示，该节能型电源系统还可以设置有按键K1，使用者可以通过该按键K1控制蓄电池对该电源电路供电。具体地，该按键K1的一端电连接在第一开关晶体管Q1的基极，按键K1的另一端接地，并且，按键K1还与第一电容C4并联(可选的，按键K1与第一开关晶体管Q1之间还可以设置有电阻R7和阳极朝向靠近第一开关晶体管Q2的基极的二极管D3，二极管D3使P_EN输出高电平时不会影响KEY_ON_OFF的电平，当按键K1被按下时，电阻R7相当于下拉电阻)。当该按键K1未被按下时，该按键K1所在的支路相当于断路，当该按键K1被按下时，使得第一开关晶体管Q1的基极处于低电平，第一开关晶体管Q1导通，蓄电池对电源电路供电。微控制器U2上电后输出高电平到P_EN端使第二开关晶体管Q2导通，第一开关晶体管Q1基极保持低电平，然后按键K1断开，Q1也依然保护导通状态，不会断开供电。
又进一步可选的，如图2和图3所示，该节能型电源系统还可以设置有按键连接电路。具体地，按键连接电路包括上拉电阻R5和第一二极管D2。其中，第一二极管D2的阳极与上拉电阻R5电连接，第一二极管D2的阴极与按键K1的一端电连接，按键K1的另一端接地，第一二极管D2的阳极还与微控制器U2的第二IO端口KEY_ON_OFF电连接。第一二极管D2(以及二极管D3)使P_EN端与KEY_ON_OFF端的电信号不会相互影响，且P_EN端的电信号不会影响对按键K1输入的电信号检测。当需要断电节能时，微控制器U2的P_EN输出低电平，使第一开关管Q1关断，系统完全断电。微控制器U2可以根据该第二IO端口KEY_ON_OFF是否处于低电平以确定该按键K1是否被按下。
可见，本实用新型公开的节能型电源系统中，微控制器可以对开关机电路的第一输入端输出第一电信号并使得第一开关晶体管关断时，可以切断蓄电池对电源电路的供电，使得电源电路(特别是电源芯片)和微控制器对蓄电池电能的消耗停止，有效降低电源系统在空载待机时的能量消耗，从而有利于延长蓄电池使用时间。
最后应说明的是：本实用新型实施例公开的一种节能型电源系统所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型的实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种节能型电源系统，其特征在于，包括：
微控制器；
电源电路，设置有电源芯片，所述电源电路的输出端与所述微控制器的供电端电连接，所述电源电路设置有若干个输入端；
蓄电池；
开关机电路，第一输入端与所述微控制器的第一IO端口电连接，第二输入端通过第一开关晶体管与所述蓄电池的输出端电连接，所述开关机电路的输出端与所述电源电路的第一输入端电连接，所述蓄电池通过所述开关机电路对所述电源电路供电，
当微控制器对所述开关机电路的第一输入端输出第一电信号并使得所述第一开关晶体管关断时，所述蓄电池对所述电源电路的供电断开。
2.根据权利要求1所述的节能型电源系统，其特征在于，所述第一开关晶体管为PNP型三极管，所述开关机电路还包括第二开关晶体管和第一电阻，所述第二开关晶体管为NPN型三极管，
所述第一电阻的一端与所述蓄电池的输出端电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一开关晶体管的基极电连接，
所述第一开关晶体管的发射极与所述蓄电池的输出端电连接，所述第一开关晶体管的集电极与所述电源电路的输入端电连接，所述第一开关晶体管的基极与所述第二开关晶体管的集电极电连接，
所述第二开关晶体管的基极与所述微控制器的第一IO端口电连接，所述第二开关晶体管的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的节能型电源系统，其特征在于，所述电源电路的第二输入端还与外部直流电源的输出端电连接，当所述外部直流电源对所述电源电路供电时，所述第一开关晶体管的集电极处于高电平，所述第一开关晶体管关断。
4.根据权利要求3所述的节能型电源系统，其特征在于，还包括充电电路，所述外部直流电源电连接在所述充电电路的输入端，所述充电电路的输出端与所述蓄电池电连接，所述充电电路的控制端与所述微控制器的PWM信号输出端电连接，所述微控制器对所述充电电路的控制端输出PWM信号以控制所述外部直流电源与所述蓄电池之间的供电连接的通断。
5.根据权利要求4所述的节能型电源系统，其特征在于，所述充电电路包括BUCK电路或者BUCK型电源芯片，并且，所述充电电路的输出端与所述蓄电池之间电连接有第一LC滤波电路。
6.根据权利要求1所述的节能型电源系统，其特征在于，所述电源电路的输出端设置有第二LC滤波电路。
7.根据权利要求2所述的节能型电源系统，其特征在于，还包括按键，所述按键的一端电连接在所述第一开关晶体管的基极，所述按键的另一端接地，并且，所述按键还与第一电容并联。
8.根据权利要求7所述的节能型电源系统，其特征在于，还包括按键连接电路，所述按键连接电路包括上拉电阻和第一二极管，其中，
所述第一二极管的阳极与所述上拉电阻电连接，所述第一二极管的阴极与所述按键的一端电连接，所述按键的另一端接地，
所述第一二极管的阳极还与所述微控制器的第二IO端口电连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119253815A (zh) * | 2024-12-09 | 2025-01-03 | 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 | 储能电源、储能电源的控制方法和计算机设备 |
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2022
- 2022-08-15 CN CN202222145748.3U patent/CN218472791U/zh active Active
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| CN119253815A (zh) * | 2024-12-09 | 2025-01-03 | 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 | 储能电源、储能电源的控制方法和计算机设备 |
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