CN2930059Y - 一种供电/充电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电/充电的控制电路，其特征在于；它包括有一外接电源，该外接电源分别与正向导通的一第一二极管、一第二二极管连接；一开关去抖锁存电路，其输入端与一电源开关连接，其输出端与所述电阻的另一端连接；一电池充电电子开关，其一端连接在所述外接电源的输出端，另一端连接一恒流充电控制电路；一电池温度传感器，其将测量到温度信息分别传送给微处理器以及一安全控制电路；一电池充电控制电路，受所述微处理器的控制，其电压输出端分别与串联的各节电池电压端连接。本实用新型由于同时采用了仪表直流供电、电池供电和电池充电的控制电路，使仪表供电电路具有了直流供电、电池供电和电池充电的统一兼顾控制功能。

Description

一种供电/充电控制电路

技术领域

本实用新型涉及供电/充电的控制电路，特别是涉及检测仪表的供电/充电的控制电路，其有助于仪表检测准确、安全可靠、便于携带和现场使用。

背景技术

目前，各行业领域的检测技术中，普遍采用现场校准检测仪器仪表，其具有准确度高、便于携带和直流/电池供电等特点。其中直流/电池供电的性能特性，决定了仪表准确度和现场携带的特性。直流/电池供电性能不好，仪表工作就不准确；供电电路和电池的体积过大，仪表就不便于现场携带。因此，检测仪表若保证现场工作时间长，除了解决自身微功率耗电外，还要解决现场直流/电池供电问题。力求做到直流/电池供电性能好，电池充电性能好，使用安全，供电时间长，工作寿命长，电路体积小，确保仪表的现场携带和现场使用。

然而，现有仪表的供电技术很难保证以上特性要求，其主要原因是，

1、直流供电电路仅满足供电性能，而没有充分兼顾到对电池的充电性能，从而影响到电池的供电性能，充电不好而频繁更换电池。

2、电池充电电路，易发生电池过充，影响仪表到性能。

通常判断电池充电是否达到性能要求，依靠专门的充电电路或芯片，通过电池电压和充电时间的比较来判断电池充电性能。然而，一旦电池充电电流过大或充电时间过长而产生电池过充，将对电池性能造成损坏，甚至产生电池爆炸；尽管锂电池的充电电路或芯片中设置了数字温度传感器，监测充电电池的温度，来避免电池过充。但是，由于仪表要携带到现场，通常现场环境温度很恶劣，而环境温度变化对仪表充电电池的温度监测不准，又将造成电池过充爆炸或充电不足的问题，使人们对仪表的性能和检测数据发生了质疑。

3、直流供电与电池供电的切换过程中，出现供电的微小间断，使仪表在微功耗状态下而发生随机死机现象。

综上所述，目前缺乏一种仪表供电/充电控制电路，其能用于仪表中，具有良好的直流供电性能和充电性能，从而有助于仪表检测准确、安全可靠、便于携带和现场使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种供电/充电控制电路，能确保直流供电性能好，无供电间断；对电池的充电性能好，使电池使用安全，工作寿命长；其置于仪表中，有助于提高改善仪表性能，使之检测准确、安全可靠，工作时间长，便于携带现场使用。

为实现上述目的，本实用新型采取技术方案：一种供电/充电的控制电路，它包括有一外接电源，该外接电源分别与正向导通的一第一二极管、一第二二极管连接，该正向导通的第一二极管与仪表供电端连接，该正向导通的第二二极管分别与一电源/电池供电切换电子开关以及一电阻连接；一开关去抖锁存电路，其输入端与一电源开关连接，其输出端与所述电阻的另一端连接，所述电源/电池供电切换电子开关，其输入端和输出端之间跨接一正向导通第三二极管，该第三二极管输入端依次与一电池充电电流采样电阻和电池正极性端相连接；一电池充电电子开关，其一端连接在所述外接电源的输出端，另一端连接一恒流充电控制电路，该恒流充电控制电路受一微处理器的控制，其输出端依次与电池充电电流采样电阻和电池正极性端相连接；一电池温度传感器，其将测量到温度信息分别传送给所述微处理器以及一安全控制电路，该安全控制电路根据电池温度传感器传送来的温度信息控制所述电池充电电子开关的断开或闭合；一电池充电控制电路，受所述微处理器的控制，其电压输出端分别与串联的各节电池电压端连接，串联的各节电池和所述电池充电电流采样电阻的两极分别与一数据采集控制单元连接，该数据采集控制单元包括有所述的微处理器。

上述的供电/充电的控制电路中，所述数据采集控制单元包括有一多路开关、一运算放大器、一A/D转换器以及所述的微处理器；该多路开关的输入端分别连接所述电池充电电流采样电阻和串联的各节电池的两极，其输出端依次连接该运算放大器、A/D转换器以及微处理器。

上述的供电/充电的控制电路中，还包括有一环境温度传感器，其将测量到环境温度信息传送给所述微处理器。

本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点：

1、本实用新型由于同时采用了仪表直流供电、电池供电和电池充电的控制电路，使仪表供电电路具有了直流供电、电池供电和电池充电的统一兼顾控制功能。

2、本实用新型由于同时采用了充电池自维护控制电路和充电电流、电池电压及内阻数据采集及控制单元，充电过程依据每节电池的充电电流、充电电压及内阻数据，由CPU实施对每节电池充电流的反馈调控，保证了对每节电池的充电维护，从而延迟了电池使用寿命，利于仪表供电和电池充电维护。

3、本实用新型由于采用了电池温度传感器和环境温度传感器，不仅监测电池充电温度，还同时监测环境温度，依据两者的温度监测数据，控制安全控制电路和恒流充电控制电路，避免了现场环境温度对充电的影响，有效保证了电池供电在工业现场的使用安全。

4、本实用新型由于采用了微功耗、含有CPU的数据采集及控制单元电路，使供电/充电控制省电、安全可靠，电路适于置入现场携带仪表中使用。

附图说明

图1为本实用新型的电路方框图。

具体实施方式

如图1所示，一种供电/充电的控制电路，它包括有一外接电源1，外接电源1分别与正向导通的一第一二极管2、一第二二极管连接3，该正向导通的第一二极管2与仪表供电端4连接，该正向导通的第二二极管3分别与一电源/电池供电切换电子开关5以及一电阻6连接；一开关去抖锁存电路7，其输入端与一电源开关8连接，其输出端与电阻6的另一端连接，该电源/电池供电切换电子开关5，其输入端和输出端之间跨接一正向导通第三二极管9，第三二极管9输入端依次与一电池充电电流采样电阻10和电池17的正极性端相连接；一电池充电电子开关11，其一端连接在外接电源1的输出端，另一端连接一恒流充电控制电路12，该恒流充电控制电路12受一微处理器13的控制，其输出端依次与电池充电电流采样电阻10和电池17正极性端相连接；一电池温度传感器14，其将测量到温度信息分别传送给微处理器13以及一安全控制电路15，该安全控制电路15根据电池温度传感器14传送来的温度信息控制电池充电电子开关11的断开或闭合；一充电电池自维护控制电路16，受微处理器13的控制，其电压输出端分别与串联的各节电池17电压端连接，串联的各节电池17和电池充电电流采样电阻10的两极分别与一数据采集控制单元18连接，该数据采集控制单元18包括有上述的微处理器13。

上述的数据采集控制单元18，具体来说包括有一多路开关19、一运算放大器20、一A/D转换器21以及所述的微处理器13；该多路开关19的输入端分别连接电池充电电流采样电阻10和串联的各节电池17的两极，其输出端依次连接该运算放大器20、A/D转换器21以及微处理器13。

另外，还包括有一环境温度传感器22，其将测量到环境温度信息传送给微处理器13。

在本实施例中，上述开关去抖锁存电路7由触发器电路组成。当向下按动仪表面板上的电源开关8时，其机械触点的接触将产生一个接触(触发)信号，控制电源/电池供电切换电子开关5，接通电池供电，当撤离按动电源开关8时，其机械触点的分离将不产生触发信号，为了保持向下按动的触发信号，由锁存电路7对这一触发信号进行信号保持锁存。此外，在开关8向下按动的瞬间，其机械触点的抖动接触可能产生多个触发信号，造成电子开关5误动作，由开关去抖锁存电路7，可去除开关8按动瞬间的抖动触发信号影响，电路7只产生一个触发信号，去控制电源/电池供电切换电子开关5，避免了电子开关5误动作。

上述恒流充电控制电路12受到微处理器控制，并充分利用了仪表的数据采集控制单元18、电池温度传感器14和环境温度传感器22的测量数据，微处理器控制根据测量数据，对恒流充电控制电路12实施充电电流控制和充电控制。恒流充电控制电路12，采用现有技术比较常见的设计方式，受微处理器控制后，其作用是能保证对充电池进行有效充电，而避免充电不足或过充现象发生。上述的安全控制电路15也采用现有技术比较常见的设计方式，其受到电池温度传感器14控制，在电池温度小于安全温度时，安全控制电路15接通电池充电电子开关11；在电池温度超过安全温度参数时，安全控制电路15闭合电池充电电子开关11，以避免电池过热爆炸，保证电池充电和使用安全。上述的充电电池自维护控制电路16，其受到所述微处理器控制，根据仪表的数据采集控制单元18、电池温度传感器14和环境温度传感器22的测量数据，微处理器确定每节电池的充电参数，对充电电池自维护控制电路16实施控制，由充电电池自维护控制电路16的控制作用，使充电电池的充电参数达到一致，充电电池得到自维护，提高充电电池寿命。也采用常见的设计方式，在此不做赘述。

本实用新型的工作原理如下：

1、直流供电：外接电源1，分别经过第一二极管2和第二二极管3正向导通接入，由二极管3正向导通的控制作用，阻塞了电子开关5导通，开关切换在直流电源供电；而由二极管2正向导通作用，直流供电电源直接连接至仪表供电端4，作为仪表供电电源。

2、电池供电：在直流供电时，断开外接电源1，此时二极管2、3截止，控制作用使电子开关5导通，切换到电池供电，其输入端由电池正极经由采样电阻10提供的电压，接通到仪表供电端4，作为仪表供电电源。

本实用新型的最大优点是，由于第三二极管9的正向导通作用，使电子开关5由截止至导通的切换过程，使电路具有足够的供电切换作用及时间，确保了由直流供电至电池供电的连续性。不会造成由于仪表在微功耗状态下电源微小断续而发生死机现象。

3、电池充电：电池需充电时，外接电源1接入后，安全控制电路15在电池温度传感器14的控制下，导通电池充电电子开关11，使外接电源1接入恒流充电控制电路12，此时，由微处理器CPU控制恒流充电控制电路12，调节和输出充电电流，经由采样电阻10对电池进行充电。

4、电池充电自维护控制和安全控制：对电池进行充电后，数据采集及控制单元18的多路开关19，其输入端实时采集每节电池17的充电电流、电池电压及内阻的数据，还由CPU通过电池温度传感器14、环境温度传感器15，实时采集电池温度和环境温度数据，据此判断，由CPU协调控制恒流充电控制电路12和控制充电池自维护控制电路16，对每节电池的充电状态进行自维护控制，从而维护电池的良好使用，延迟使用寿命。当电池发生短路或过充时，电池温度会急剧升高，超过安全温度参数后，电池温度传感器14的测量数据，会直接控制安全控制电路15，去闭合电池充电电子开关11，断开充电；测量数据同时传送给CPU，由CPU发出报警，避免电池过热爆炸，确保电池充电和使用安全。

Claims (3)

1、一种供电/充电的控制电路，其特征在于：它包括有一外接电源，该外接电源分别与正向导通的一第一二极管、一第二二极管连接，该正向导通的第一二极管与仪表供电端连接，该正向导通的第二二极管分别与一电源/电池供电切换电子开关以及一电阻连接；一开关去抖锁存电路，其输入端与一电源开关连接，其输出端与所述电阻的另一端连接，所述电源/电池供电切换电子开关，其输入端和输出端之间跨接一正向导通第三二极管，该第三二极管输入端依次与一电池充电电流采样电阻和电池正极性端相连接；一电池充电电子开关，其一端连接在所述外接电源的输出端，另一端连接一恒流充电控制电路，该恒流充电控制电路受一微处理器的控制，其输出端依次与电池充电电流采样电阻和电池正极性端相连接；一电池温度传感器，其将测量到温度信息分别传送给所述微处理器以及一安全控制电路，该安全控制电路根据电池温度传感器传送来的温度信息控制所述电池充电电子开关的断开或闭合；一电池充电控制电路，受所述微处理器的控制，其电压输出端分别与串联的各节电池电压端连接，串联的各节电池和所述电池充电电流采样电阻的两极分别与一数据采集控制单元连接，该数据采集控制单元包括有所述的微处理器。

2、根据权利要求1所述的供电/充电的控制电路，其特征在于：所述数据采集控制单元包括有一多路开关、一运算放大器、一A/D转换器以及所述的微处理器；该多路开关的输入端分别连接所述电池充电电流采样电阻和串联的各节电池的两极，其输出端依次连接该运算放大器、A/D转换器以及微处理器。

3、根据权利要求1或2所述的供电/充电的控制电路，其特征在于：还包括有一环境温度传感器，其将测量到环境温度信息传送给所述微处理器。