一种电源电路及具有该电源电路的北斗救生终端的制作方法

1.本实用新型属于北斗救生终端技术领域，尤其涉及一种电源电路及具有该电源电路的北斗救生终端。


背景技术：

2.北斗救生终端是一种固定在救生衣上的落水自动报警专用装置，当人员落水或需要应急求救时自动或人工激活报警。报警信息以短报文方式发送至卫星，通过指挥机传送至海上救援中心平台，实时显示落水人员位置以及周边海图海况等数据，搜救人员携带手持机实时接收位置信息，最终找到落水人员位置，进行救援。
3.北斗救生终端采用与卫星直接通信方式，平时处于待机模式，报警时处于发送和接收模式，待机时微功耗，接收时低功耗，发送时高功耗(在短报文发送模式时终端与卫星建立稳定的链路连接，功放电路至少需要提供高达10w的峰值发射功率)。在实际应用中，虽然落水报警及应急求救的频度极低，且每次报警短报文发送耗时较短，但为了满足发送时高达10w的峰值发射功率，终端一般都采用大容量的锂电池以能稳定提供5v电压时峰值达2a的供电电流。以标称电压3.7v、标准放电电流0.2c的锂聚合物电池计算，满足上述条件的电池容量应大于10000mah，重量超150g。目前，受电池的体积和重量的局限，现有的北斗救生终端体积较大，整机重量超500g，相当笨重；北斗救生终端一般单边安装于救生衣肩部，较重的终端也会影响落水人员水面的平衡；大容量锂聚合物电池的荷电保持率较低，自放电率较高，长期待机期间需定期补电，用户使用不便；充电插口的存在造成终端结构密闭性能变差，防水等级很难达到ip68。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种电源电路及具有该电源电路的北斗救生终端,以解决现有的北斗救生终端通过大容量电池供电，导致终端体积大，重量重，待机时间短的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的电源电路及具有该电源电路的北斗救生终端的具体技术方案如下：
6.一种电源电路，包括锂电池和超级电容，所述锂电池的输出端向外输出3.3v的第一电源，所述锂电池的输出端还提供超级电容充电，所述超级电容放电时向外输出5v的第二电源。
7.优选的，为使第一电源输出电压稳定在3.3v，所述锂电池的输出端连接有dc/dc变换电路，所述dc/dc变换电路包括dc/dc变换芯片，所述dc/dc变换芯片的型号为ltc3440。
8.优选的，为了控制超级电容的充电时间，实现超级电容的自动再充电，所述锂电池与所述超级电容c309之间设置有充电电路，所述充电电路包括超级电容充电芯片，所述超级电容充电芯片n302的型号为ltc3225。
9.优选的，为了减少超级电容已存储电量的流失，所述超级电容还连接有开关电路，
所述开关电路包括mos管，所述mos管的型号为vbz3401。
10.优选的，为了检测锂电池电压，使锂电池电压过低时及时报警，所述锂电池还连接有锂电池状态监测电路。
11.优选的，为了检测超级电容电压，所述超级电容还连接有超级电容状态监测电路。
12.本实用新型还包括一种北斗救生终端，包括上述任意一种技术方案中的电源电路。
13.优选的，为了实现北斗救生终端报警的功能，还包括密封壳体，所述壳体内安装有低噪声放大器、射频收发器、基带处理器、调制器和功率放大器，所述低噪声放大器、所述射频收发器、所述基带处理器和所述调制器通过所述第一电源供电，所述功率放大器通过所述第二电源供电，所述锂电池状态监测电路、所述超级电容状态检测电路和所述开关电路均与所述基带处理器连接。
14.优选的，为了控制北斗救生终端运行，同时检测北斗救生终端的工作状态，所述基带处理器还连接有按键、指示灯和落水检测装置。
15.优选的，为了使北斗救生终端具有自动检测落水的功能，所述落水检测装置为落水传感器。
16.本实用新型的电源电路及具有该电源电路的北斗救生终端具有以下优点：
17.1、电源电路基于超级电容和锂电池的设计，可减轻设备重量和体积，使设备使用更加便捷；
18.2、电源电路基于超级电容和锂电池的设计，可延长设备待机时间，使设备在使用生命周期中无需充电，使设备可取消充电口，提高设备的防水性能。
附图说明
19.图1为本实用新型的框架示意图；
20.图2为本实用新型的电源电路的结构示意图；
21.图中标记说明：1、低噪声放大器；2、射频收发器；3、基带处理器；4、调制器；5、功率放大器；6、落水传感器；7、指示灯；8、按键。
具体实施方式
22.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种电源电路及具有该电源电路的北斗救生终端做进一步详细的描述。
23.如图2所示，一种电源电路，包括dc/dc变换芯片n301，dc/dc变换芯片n301的sw1引脚与sw2引脚之间连接有电感l301，dc/dc变换芯片n301的vout引脚连接电阻r301的第一端、电容c301的第一端和电容c302的第一端，dc/dc变换芯片n301的vout引脚输出3.3v第一电源，dc/dc变换芯片n301的fb引脚连接电阻r301的第二端、r303的第一端和电阻r302的第一端，dc/dc变换芯片n301的vc引脚连接电容c303的第一端，电容c303的第二端连接电阻r303的第二端，dc/dc变换芯片n301的rt引脚连接电阻r304的第一端，dc/dc变换芯片n301的cin和shdn/ss引脚相互连通后与电容c304的第一端和锂电池bt301的正极连接，锂电池bt301的负极、dc/dc变换芯片n301的gnd引脚、电阻r304的第二端、电阻r302的第二端、电容c301的第二端、电容c302的第二端、锂电池bt301的负极和电容c304的第二端均接地，锂电
池bt301的正极还连接有电阻r306的第一端、电感l302的第一端、电容c305的第一端以及超级电容充电芯片n302的shdn引脚和vsel引脚，电阻r306的第二端连接电阻r305的第一端和基带处理器3，电感l302的第二端连接电容c306的第一段和超级电容充电芯片n302的vin引脚，超级电容充电芯片n302的prog引脚连接电阻r307的第一端，超级电容充电芯片n302的c+引脚与c-引脚之间连接有电容c307，超级电容充电芯片n302的cout引脚、cx引脚和gnd引脚均连接超级电容c309，超级电容充电芯片n302的cout引脚还连接电容c308的第一端、电阻r308的第一端、电阻r310的第一端、电阻r311的第一端和mos管q302的源极，超级电容充电芯片n302的pgood引脚连接电阻r308的第二端，电阻r310的第二端连接电阻r309的第一端和基带处理器3，mos管q302的漏级输出5v第二电源，电阻r311的第二端连接mos管q302的栅极和电阻r312的第一端，电阻r302的第二端连接三极管q301的集电极、三极管q301的基极连接电阻r313的第一端，电阻r313的第二端连接基带处理器3，三极管q301的发射极、电阻r309的第二端、电容c303的第二端、电容c306的第二端、电容c305的第二端、电阻r305的第二端、电阻r307的第二端和超级电容充电芯片n302的gnd引脚均接地。
24.北斗救生终端一般为通信等级2级的非密用户一类接收机，报警短报文长度为29汉字或102个代码，服务频度大于60秒。一次报警发送耗时小于100毫秒，两次报警发送间隔大于60秒，功率放大器工作电压为5v，安全电压为4.8v，峰值电流为2a，超级电容c309为dfm4b5r5g105m村田高输出型超级电容，在一个封装里安装有两个电极多层体构造，比传统的超级电容具有更高的能量密度，更高的输出特性，其尺寸为30
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3.7mm，可在满足功率放大器供电的同时，减小设备的体积。
25.超级电容充电芯片n302的型号为ltc3225充电芯片，实现充电电路的功能，该芯片充电电流可编程，支持两只串联超级电容器的低噪声恒定频率充电，内置自动单元平衡处理防过充，自动再充电。
26.锂电池为er17335型锂电池，其尺寸为直径17mm，高度33.5mm，重量18g，可有效减小北斗救生终端的体积和重量，使北斗救生终端使用更加便捷，并且具有极低的自放电率，续航时间长。
27.mos管q302的型号为vbz3401为p沟道大电流高速mos管，其实现开关电路的功能，在非发送状态时断开超级电容c309与功率放大器5，保证超级电容已储存电量不流失，同时可使功率放大器工作在安全电压范围内，保证功率放大器工作状态稳定，基带处理器3根据超级电容c309电压状态，控制mos管q302，当超级电容c309状态满足功率放大器5要求并且有发送请求时才会接通开关电路启动发送。
28.dc/dc变换芯片n301型号为ltc3440微功率同步降压/升压型dc-dc转换芯片，实现dc/dc变换电路的功能，可在锂电池bt301的各种负荷下稳定提供3.3v的第一电源。
29.一种北斗救生终端，包括上述任意一种技术方案中的电源电路，还包括密封壳体，所述壳体内安装有低噪声放大器、射频收发器、基带处理器、调制器和功率放大器，所述低噪声放大器1、所述射频收发器2、所述基带处理器和所述调制器4通过所述第一电源供电，所述功率放大器通过所述第二电源供电，所述锂电池bt301状态监测电路、所述超级电容c309状态检测电路和所述开关电路均与所述基带处理器连接，所述基带处理器还连接有按键6、指示灯7和落水传感器8。
30.该北斗救生终端在使用时，首先上电初始，开关电路处于断开状态，锂电池bt301
一路通过dc/dc变换电路稳定提供3.3v第一电源，基带处理器3上电初始化，另一路通过超级电容充电电路给超级电容c309充电，基带处理,3初始化完成，通过超级电容c309状态监测电路监测到第二电源电压稳定达到5v时，进入微功耗待机模式。当落水传感器8检测到落水信息或人工按下求救按键6时，基带处理器3退出待机模式进入报警求救模式，通过电池状态监测电路及超级电容状态监测电路检查锂电池bt301及超级电容c309当前状态信息，当锂电池bt301电压大于2.8v且超级电容电压大于4.8v时，接通开关开路，功率放大器5上电，启动报警流程(1分钟的频度报30次，5分钟的频度报20次，然后频度固定为15分钟)，一次报警完成后开关电路断开第二电源，超级电容c309充电准备，等待下一次报警，如此循环，连续72小时完成整个报警流程。当锂电池bt301电压小于2.8v时，退出当前模式，指示灯7显示电量不足提示信息，当超级电容c309电压小于4.8v且锂电池bt301电压大于2.8v时，等待延时5分钟后超级电容c309电压仍小于4.8v，退出当前模式，指示灯7显示超级电容c309电路故障提示信息
31.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。