CN219245738U - 一种在线检测后备电源是否在线的电路 - Google Patents

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古豪
胡兵
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Abstract

本实用新型属于馈线终端技术领域，尤其是一种在线检测后备电源是否在线的电路，包括后备电源和电源管理模块，所述电源管理模块连接有外部电源，后备电源通过连接器与电源管理模块电性连接，后备电源与电源管理模块形成回路，且后备电源与电源管理模块的回路上串联有采样电阻Rc，所述采样电阻Rc的两端连接有运算放大器1和运算放大器2，所述运算放大器1和运算放大器2连接有比较器，且比较器输出一个逻辑电平信号U5至电源管理模块，电源管理模块连接有负载。本实用新型无论是充电还是放电时，都能检测到后备电源存在，能够实现后备电源在线监测。

Description

一种在线检测后备电源是否在线的电路
技术领域
本实用新型涉及馈线终端技术领域，尤其涉及一种在线检测后备电源是否在线的电路。
背景技术
馈线终端是用于架空线的配电网监控设备，它的电源一般是取自输电线路，经过一系列电源转换元件后获得稳定的直流电源供给给终端，同时也需要配备较大容量的后备电源(蓄电池或超级电容)。在一些场合，取自线路的实时功率有限，不足以支持终端内部需要大功率的操作，此时就需要由后备电源来支持。因此，这种场合需要判断后备电源是否存在；如果后备电源未投入或者后备电源接入回路老化断路，终端依靠实时在线取能进行大功率操作会造成终端电源系统工作异常。
当前行业内普遍的做法有以下几种：
(1)未对后备电源是否在线做监测，默认它始终在线；
(2)检测电池电压来判断，但是这种是不准确的，因为电源管理模块的充放电口是始终是有电压的，哪怕没有后备电源在；
(3)在后备电源接入端子或者插头上增加检测信号，通过这个信号去检测端子或者插头是否接上，以此间接来判断电池是否在线，是但是纵使端子或插头有接上也不能保证整个回路是真正的导通的，依旧有后备电源接头断裂的可能存在。
因此，传统做法不能真正实现后备电源在线监测。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种在线检测后备电源是否在线的电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种在线检测后备电源是否在线的电路，包括后备电源和电源管理模块，所述电源管理模块连接有外部电源，后备电源通过连接器与电源管理模块电性连接，后备电源与电源管理模块形成回路，且后备电源与电源管理模块的回路上串联有采样电阻Rc，所述采样电阻Rc的两端连接有运算放大器1和运算放大器2，所述运算放大器1和运算放大器2连接有比较器，且比较器输出一个逻辑电平信号U5至电源管理模块，电源管理模块连接有负载。
优选的，所述后备电源为铅酸蓄电池、锂离子电池或超级电容。
优选的，所述后备电源与电源管理模块的回路上并联有偏置负载RL。
优选的，所述比较器上设定有基准电压Uref。
本实用新型中，所述一种在线检测后备电源是否在线的电路，无论是充电还是放电时，都能检测到后备电源存在，能够实现后备电源在线监测。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种在线检测后备电源是否在线的电路的电路示意图。
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。
参照图1，一种在线检测后备电源是否在线的电路，包括后备电源和电源管理模块，所述后备电源为铅酸蓄电池、锂离子电池或超级电容，所述电源管理模块连接有外部电源，后备电源通过连接器与电源管理模块电性连接，后备电源与电源管理模块形成回路，且后备电源与电源管理模块的回路上串联有采样电阻Rc，所述采样电阻Rc的两端连接有运算放大器1和运算放大器2，所述运算放大器1和运算放大器2连接有比较器，且比较器输出一个逻辑电平信号U5至电源管理模块，电源管理模块连接有负载，负载电路多数时间是处于低功耗状态，但存在随机性的时刻需要大功率支持，比如配电终端分合闸开关的时候。
电源管理模块接受外部电源输入，输入电源经过电源管理模块变换后，输出给终端内部电路供电(负载)；同时，也支持对后备电源进行充放电管理，当有外部电源有输入时，电源管理模块可给后备电源充电，当外部电源失电后，由后备电源供电，电源管理模块支持大功率输出和小功率输出两种模式，模式的切换由电压U5决定，当U5为高电平(比较器的电源电压)时电源模块工作在大功率模式，当U5为低电平(电源地，0V)时电源模块工作在小功率模式；
当外部电源接入电源管理模块后，电源管理模块的后备电源接口就会有电压U1输出；当后备电源通过连接器接入后，整个回路处于正常闭合时，后备电源不管是处于充电还是放电状态，回路都会有电流流过；通过串联在回路中的小阻值的采样电阻Rc将电流转换成电压信号，电压信号经过运算放大器放大后输入比较器，与设定的基准电压Uref进行比较，以判定回路是否有电流，输出一个逻辑电平信号U5给电源管理模块，电源管理模块得到这个信号后以决定对负载的供电模式。
当电源模块给后备电源充电时，电流i方向向左，运算放大器2输出一个正电压U3，而此时运算放大器1输出电压U2为0V，经过二极管后，电压U4也是一个正电压，U4与比较器基准电压Uref进行比较，若U4﹥Uref时比较器输出U5高电平，若U4﹤Uref时U5为低电平。当后备电源放电时，电流i方向反之，运算放大器1输出一个正电压U2，而此时运算放大器2输出电压U3为0V，同理可得到比较器会输出一个高电平。因此，无论是充电还是放电时，都能检测到后备电源存在。
本实用新型中，所述后备电源与电源管理模块的回路上并联有偏置负载RL，当后备电源充满电后，回路中的浮充电流极其微弱，甚至不存在浮充电流，这时候明明电池在线，但是却可能判定出电池不在线，为此，在后备电源侧，并联一个大阻值的电阻RL作为偏置负载，即使后备电源充满电后没有浮充电流时，电源管理模块输出的电压也会在RL上产生一个小电流；通过对RL阻值的选择，可以保证任何时候都能实现准确检测，增加这个偏置电阻会增加整个回路功耗，但是只要这个电阻取值较大，这种影响微乎其微，这个偏置负载电阻一定是和后备电源安装在一起，空间上两者处于紧密耦合的关系，甚至可以直接将这个负载电阻集成到后备电源中。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种在线检测后备电源是否在线的电路，其特征在于，包括后备电源和电源管理模块，所述电源管理模块连接有外部电源，后备电源通过连接器与电源管理模块电性连接，后备电源与电源管理模块形成回路，且后备电源与电源管理模块的回路上串联有采样电阻Rc，所述采样电阻Rc的两端连接有运算放大器1和运算放大器2，所述运算放大器1和运算放大器2连接有比较器，且比较器输出一个逻辑电平信号U5至电源管理模块，电源管理模块连接有负载。
2.根据权利要求1所述的一种在线检测后备电源是否在线的电路，其特征在于，所述后备电源为铅酸蓄电池、锂离子电池或超级电容。
3.根据权利要求1所述的一种在线检测后备电源是否在线的电路，其特征在于，所述后备电源与电源管理模块的回路上并联有偏置负载RL。
4.根据权利要求1所述的一种在线检测后备电源是否在线的电路，其特征在于，所述比较器上设定有基准电压Uref。
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