CN218633427U - 一种低压传感器供电电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压传感器供电电源，涉及电源技术领域，包括光伏供电控制模块，用于光电转换并通过能量收集电路和储能电路分别进行电压调节和电能存储；电源控制模块，用于电量检测、满电判断和欠点判断并控制电能的切换传输；主电源控制模块，用于主电能；电压调节模块，用于低压稳压调节并为传感器模块提供电能。本实用新型低压传感器供电电源将光伏转换为电能，由能量收集电路进行电压处理并由储能电路存储，主电源控制模块控制主电能的传输，电压调节模块进行稳压调节并为传感器模块提供低电压，电源控制模块检测储能的电量，电量充满时，控制光伏供电控制模块为电压调节模块提供电能，电量不足时，重新由主电源控制模块进行供电。

Description

一种低压传感器供电电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体是一种低压传感器供电电源。

背景技术

随着电子技术的高速发展，各种各样的电子设备存在与人们的生活中，为了实现电子设备的智能化和自动化，所需的传感器必不可少，现有的低压传感器供电电源大多直接通过开关电源电路或专门的DC-DC电压调节电路为低压传感器提供所需的供电电源，供电电源电路结构较为复杂且智能度不好，并且由于电子设备进入工作后，传感器需要为电子设备提供实时数据，这导致传感器所消耗的电能较高，并且供电种类单一，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种低压传感器供电电源，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种低压传感器供电电源，该低压传感器供电电源包括：主电源控制模块，光伏供电控制模块，电源控制模块，电压调节模块，传感器模块；

所述光伏供电控制模块，用于通过光伏转换电路将光能转换为电能，用于通过能量收集电路对光伏转换电路输出的电能进行DC-DC处理并由储能电路进行电能存储；

所述电源控制模块，与所述光伏供电控制模块连接，用于对所述储能电路进行电压采样并输出电压信号，用于将采样的电压信号通过电量比较电路进行满电判断并输出第一控制信号，用于通过自锁电路对第一控制信号进行自锁并控制第二功率开关电路的闭断传输所述储能电路输出的电能，用于通过欠压比较电路进行欠压判断并通过三极管电路对自锁电路进行复位控制；

所述主电源控制模块，与所述电源控制模块连接，用于提供直流电能并通过第一功率开关电路控制电能的传输，用于接收所述电源控制模块自锁输出的第一控制信号并控制第一功率开关电路的闭断；

所述电压调节模块，与所述电源控制模块连接，用于接收所述主电源控制模块和电压调节模块输出的电能并通过稳压调节电路进行DC-DC处理；

所述传感器模块，与所述电压调节模块连接，用于将所述电压调节模块处理后的电能传输给传感器电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型低压传感器供电电源通过光伏供电控制模块将光伏转换为电能，并由能量收集电路对光伏转换电路输出的电能进行DC-DC处理以便由储能电路存储，同时主电源控制模块通过第一功率开关电路控制主电能的传输，电压调节模块可进行稳压调节输出，以便为传感器提供所需的低电压，适用性较广，同时由电源控制模块对光伏供电控制模块中的储能电路进行电量检测，当电量充满后，将控制光伏供电控制模块为电压调节模块提供输入电能，并控制主电源控制模块停止工作，当电量不足时，将重新由主电源控制模块进行供电，实现供电电源的节能供电和智能切换控制，降低传感器对主电能的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型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为本实用新型实例提供的一种低压传感器供电电源的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种低压传感器供电电源的电路图。

图3为本实用新型实例提供的电源控制模块的连接电路图。

具体实施方式

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。

实施例1，请参阅图1，一种低压传感器供电电源包括：主电源控制模块1，光伏供电控制模块2，电源控制模块3，电压调节模块4，传感器模块5；

具体地，所述光伏供电控制模块2，用于通过光伏转换电路将光能转换为电能，用于通过能量收集电路对光伏转换电路输出的电能进行DC-DC处理并由储能电路进行电能存储；

电源控制模块3，与所述光伏供电控制模块2连接，用于对所述储能电路进行电压采样并输出电压信号，用于将采样的电压信号通过电量比较电路进行满电判断并输出第一控制信号，用于通过自锁电路对第一控制信号进行自锁并控制第二功率开关电路的闭断传输所述储能电路输出的电能，用于通过欠压比较电路进行欠压判断并通过三极管电路对自锁电路进行复位控制；

主电源控制模块1，与所述电源控制模块3连接，用于提供直流电能并通过第一功率开关电路控制电能的传输，用于接收所述电源控制模块3自锁输出的第一控制信号并控制第一功率开关电路的闭断；

电压调节模块4，与所述电源控制模块3连接，用于接收所述主电源控制模块1和电压调节模块4输出的电能并通过稳压调节电路进行DC-DC处理；

传感器模块5，与所述电压调节模块4连接，用于将所述电压调节模块4处理后的电能传输给传感器电路。

在具体实施例中，上述主电源控制模块1可采用主电源电路和第一功率开关电路，由主电源电路提供稳定平滑的低电压，并由第一功率管Q1开关电路控制低电压的传输；上述光伏供电控制模块2可采用光伏转换电路、能量收集电路和储能电路，由光伏转换电路将光能转换为电能并将电能通过能量收集电路进行DC-DC处理，由储能电路对处理后的电能进行存储；上述电源控制模块3可采用输出采样电路、电量比较电路、自锁电路、欠压比较电路和复位电路，由电量比较电路和欠压电路分别进行满电和欠压判断，自锁电路对输入的信号进行自锁，复位电路对自锁电路进行复位处理；上述电压调节模块4可采用稳压调节电路进行低压调节；上述传感器模块5为所需供电的传感器装置，在此不做限定。

实施例2，在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，所述光伏供电控制模块2包括光伏板、第一电容C1、第二电容C2、第一调节器U1、第一电感L1、第三电容C3、储能装置；

具体地，所述光伏板的输出端连接第一调节器U1的第四端并通过第一电容C1连接第一调节器U1的第三端，第一调节器U1的第七端通过第二电容C2连接光伏板的接地端、第一调节器U1的第十一端、第三电容C3的一端和储能装置的负极，第一调节器U1的第五端通过第一电感L1连接第一调节器U1的第六端、第三电容C3的另一端、储能装置的正极和所述电源控制模块3。

在具体实施例中，上述第一调节器U1可选用LTC3588芯片，对光伏板输出的不稳定电压进行整流降压稳压处理；上述储能装置可选用，但并不限于锂电池等储能装置。

进一步地，所述电源控制模块3包括第三电阻R3、第二电阻R2、第一比较器A1、电量阈值、第四电阻R4、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4、第二功率管Q2、第一二极管D1；

具体地，所述第三电阻R3的第一端连接所述储能装置的正极、第四开关管VT4的集电极和第一二极管D1的阳极，第三电阻R3的第二端连接第一比较器A1的反相端并通过第二电阻R2连接储能装置的负极和地端，第一比较器A1的同相端连接电量阈值，第一比较器A1的输出端连接第二开关管VT2的集电极并通过第四电阻R4连接第三开关管VT3的基极，第三开关管VT3的发射极连接第四开关管VT4的发射极，第二开关管VT2基极连接第三开关管VT3的集电极和第二功率管Q2的栅极，第二功率管Q2的漏极连接第一二极管D1的阴极，第二开关管VT2的发射极接地，第二功率管Q2的源极连接所述电压调节模块4。

进一步地，所述电源控制模块3还包括第二比较器A2、欠压阈值、第七电阻R7、第一电源VCC1、第五开关管VT5、第五电阻R5、第六电阻R6；

具体地，所述第二比较器A2的反相端连接所述第三电阻R3的第二端，第二比较器A2的同相端连接欠压阈值，第二比较器A2的输出端连接第五开关管VT5的基极并通过第七电阻R7连接第一电源VCC1，第五开关管VT5的发射极通过第六电阻R6连接地端，第五开关管VT5的集电极连接所述储能装置的正极并通过第五电阻R5连接所述第四开关管VT4的基极。

在具体实施例中，上述第三电阻R3和第二电阻R2组成电阻分压电路，用于检测储能装置的电量；上述第一比较器A1和第二比较器A2均可选用LM393比较器，其中第一比较器A1配合电量阈值进行满电判断，第二比较器A2配合欠压阈值进行欠压判断；上述第二开关管VT2可选用NPN型三极管，第三开关管VT3可选用PNP型三极管，配合第四电阻R4组成自锁电路；上述第二功率管Q2可选用N沟道增强型MOS管，控制储能装置的电能传输；上述第四开关管VT4和第五开关管VT5均可选用NPN型三极管，用于控制自锁电路的复位。

进一步地，所述主电源控制模块1包括主电源装置、第一电阻R1、第一开关管VT1、第一功率管Q1；

具体地，所述主电源装置连接第一功率管Q1的漏极并通过第一电阻R1连接第一功率管Q1的栅极和第一开关管VT1的集电极，第一开关管VT1的发射极连接地端，第一功率管Q1的源极连接所述电压调节模块4，第一开关管VT1的基极连接所述第三开关管VT3的集电极。

在具体实施例中，上述第一开关管VT1可选用N沟道增强型MOS管，由第一电阻R1控制其导通，由第一开关管VT1控制其关断，控制主电能的传输状态；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管。

进一步地，所述电压调节模块4包括第四电容C4、第二调节器U2、第二电感L2、第五电容C5；所述传感器模块5包括传感器装置；

具体地，所述第四电容C4的一端、第二调节器U2的第一端和第二端连接所述第一功率管Q1的源极和第二功率管Q2的源极，第二调节器U2的第六端通过第二电感L2连接第二调节器U2的第七端、第五电容C5的一端和传感器装置的电源端，第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端、传感器装置的接地端、第二调节器U2的第五端和第十端均接地。

在具体实施例中，上述第二调节器U2可选用LM5165芯片，对输入的电能进行稳压调节，并为传感器装置提供所需低压。

本实用新型一种低压传感器供电电源，通过主电源装置输出所需电能，并由第一电阻R1触发第一功率管Q1导通，主电源装置提供的电能通过第二调节器U2进行DC-DC调节，为传感器装置提供所需的电能，同时光伏板将光能转换为电能，并由第一调节器U1进行DC-DC调节，输出的电能由储能装置存储，电源控制模块3中通过第三电阻R3和第二电阻R2对储能装置的电量进行采样，并由第一比较器A1配合电量阈值进行满电判断，满电时，第一比较器A1输出低电平控制第三开关管VT3导通，此时的第四开关管VT4由于第五电阻R5的缘故处于导通状态，使得第三开关管VT3控制第二开关管VT2、第一开关管VT1和第二功率管Q2导通，第一功率管Q1截止，第二开关管VT2对第三开关管VT3进行自锁控制，使得第二功率管Q2持续导通，为电压调节模块4提供储能，直到第二比较器A2配合欠压阈值检测到储能装置的电量不足时，第二比较器A2输出高电平控制第五开关管VT5导通，拉低第四开关管VT4的基极电压，第四开关管VT4截止，使得第二开关管VT2和第三开关管VT3的自锁停止，第二功率管Q2截止，第一功率管Q1重新导通，重新由主电源装置供电，维持传感器装置的工作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种低压传感器供电电源，其特征在于，

该低压传感器供电电源包括：主电源控制模块，光伏供电控制模块，电源控制模块，电压调节模块，传感器模块；

所述光伏供电控制模块，用于通过光伏转换电路将光能转换为电能，用于通过能量收集电路对光伏转换电路输出的电能进行DC-DC处理并由储能电路进行电能存储；

所述电源控制模块，与所述光伏供电控制模块连接，用于对所述储能电路进行电压采样并输出电压信号，用于将采样的电压信号通过电量比较电路进行满电判断并输出第一控制信号，用于通过自锁电路对第一控制信号进行自锁并控制第二功率开关电路的闭断传输所述储能电路输出的电能，用于通过欠压比较电路进行欠压判断并通过三极管电路对自锁电路进行复位控制；

所述主电源控制模块，与所述电源控制模块连接，用于提供直流电能并通过第一功率开关电路控制电能的传输，用于接收所述电源控制模块自锁输出的第一控制信号并控制第一功率开关电路的闭断；

所述电压调节模块，与所述电源控制模块连接，用于接收所述主电源控制模块和电压调节模块输出的电能并通过稳压调节电路进行DC-DC处理；

所述传感器模块，与所述电压调节模块连接，用于将所述电压调节模块处理后的电能传输给传感器电路。

2.根据权利要求1所述的一种低压传感器供电电源，其特征在于，所述光伏供电控制模块包括光伏板、第一电容、第二电容、第一调节器、第一电感、第三电容、储能装置；

所述光伏板的输出端连接第一调节器的第四端并通过第一电容连接第一调节器的第三端，第一调节器的第七端通过第二电容连接光伏板的接地端、第一调节器的第十一端、第三电容的一端和储能装置的负极，第一调节器的第五端通过第一电感连接第一调节器的第六端、第三电容的另一端、储能装置的正极和所述电源控制模块。

3.根据权利要求2所述的一种低压传感器供电电源，其特征在于，所述电源控制模块包括第三电阻、第二电阻、第一比较器、电量阈值、第四电阻、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第二功率管、第一二极管；

所述第三电阻的第一端连接所述储能装置的正极、第四开关管的集电极和第一二极管的阳极，第三电阻的第二端连接第一比较器的反相端并通过第二电阻连接储能装置的负极和地端，第一比较器的同相端连接电量阈值，第一比较器的输出端连接第二开关管的集电极并通过第四电阻连接第三开关管的基极，第三开关管的发射极连接第四开关管的发射极，第二开关管基极连接第三开关管的集电极和第二功率管的栅极，第二功率管的漏极连接第一二极管的阴极，第二开关管的发射极接地，第二功率管的源极连接所述电压调节模块。

4.根据权利要求3所述的一种低压传感器供电电源，其特征在于，所述电源控制模块还包括第二比较器、欠压阈值、第七电阻、第一电源、第五开关管、第五电阻、第六电阻；

所述第二比较器的反相端连接所述第三电阻的第二端，第二比较器的同相端连接欠压阈值，第二比较器的输出端连接第五开关管的基极并通过第七电阻连接第一电源，第五开关管的发射极通过第六电阻连接地端，第五开关管的集电极连接所述储能装置的正极并通过第五电阻连接所述第四开关管的基极。

5.根据权利要求4所述的一种低压传感器供电电源，其特征在于，所述主电源控制模块包括主电源装置、第一电阻、第一开关管、第一功率管；

所述主电源装置连接第一功率管的漏极并通过第一电阻连接第一功率管的栅极和第一开关管的集电极，第一开关管的发射极连接地端，第一功率管的源极连接所述电压调节模块，第一开关管的基极连接所述第三开关管的集电极。

6.根据权利要求5所述的一种低压传感器供电电源，其特征在于，所述电压调节模块包括第四电容、第二调节器、第二电感、第五电容；所述传感器模块包括传感器装置；

所述第四电容的一端、第二调节器的第一端和第二端连接所述第一功率管的源极和第二功率管的源极，第二调节器的第六端通过第二电感连接第二调节器的第七端、第五电容的一端和传感器装置的电源端，第四电容的另一端、第五电容的另一端、传感器装置的接地端、第二调节器的第五端和第十端均接地。

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