专利名称：间隙式负载的低功耗供电方法
技术领域：
本发明涉及一种间隙式负载的低功耗供电方法。具体涉及一种采用对蓄电单元的低功耗充电以实现为间隙式负载进行供电的方法。
背景技术：
考虑节能与安全的需求，低功耗供电的设备和系统也越越多。特别是一些工业场合对设备的工作电流都有一定限制。在低功耗的自动化系统中，由于电流的限制会使设备的一些功能实现带来困难。同时，实际系统中的一些设备功能确实都有间隙式工作的特点。如现场设备的无线通讯功能和显示以及显示器背光功能通常仅在参数设置和操作巡视时才是必要的。显然，一些现场设备的无线通讯功能和显示以及显示器背光功能是设备电源的一个间隙式负载。目前，在低功耗系统供电的设备中都难以提供超过功耗限制的一些功能。如在目前Γ20πιΑ低功耗仪表产品中，由于功耗问题通常无线通讯功能和IXD显示器背光功能都会难以实现。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术存在的缺陷提供一种间隙式负载的低功耗供电方法，利用间隙式负载的特点，设计一种以较低功耗供电方式累积能量，以支持间隙式负载在工作间段内达到较大功耗的工作状态。具体是在间隙式负载非工作状态时，供电电源只要用较小电流为蓄电单元充电；在间隙式负载工作时，仅由蓄电单元通过电源转换器为负载提供较大的工作电流。这种供电方法特别适合于低功耗仪表的无线通讯和LCD背光电源。为达到上述目的，本发明的构思是在负载非工作状态，由一个切换开关使蓄电单元仅连接供电电源并处于小电流充电状态；在负载工作状态，切换开关使蓄电单元断开供电电源，同时电源转换器连接蓄电单元并将蓄电单元中的电量转换为能使负载工作需要的电流。根据上述发明的构思，本发明采用以下技术方案
一种间隙式负载的低功耗供电方法，其特征在于采用的供电系统包括一个可输出电流
Il的供电电源，一个切换开关，一个蓄电单元，一个电源转换器和一个需要工作电流12的负载；所述的供电电源经切换开关和电源转换器后连接负载，切换开关与蓄电单元相连接； 操作方式是所述的切换开关在控制信号S操作下使供电电源、蓄电单元、电源转换器和负载具有两种连接方式与工作状态
(a).所述的切换开关使使蓄电单元与电源转换器的连接回路断开，使蓄电单元仅与供电电源连接成回路，供电电源用小于电流12值的输出电流Il对蓄电单元充电，使蓄电单元存蓄电量P ；
(b).所述的切换开关使蓄电单元与供电电源的连接回路断开，使蓄电单元仅与电源
3转换器连接成回路，电源转换器将蓄电单元的电量P转换为输出电流12输送给负载； 上述间隙式负载的低功耗供电方法，所述的蓄电单元是一个可充电的电池或电容器。 通常，当蓄电单元是充电电池或电容时，供电电源是采用恒流方式对充电电池或电容充电。上述间隙式负载的低功耗供电方法，所述的电源转换器是由一个DC/DC电荷泵， 在蓄电单元与电源转换器成回路连接时，DC/DC电荷泵将蓄电单元上的存蓄电量P转换到一个使负载有稳定工作电流12的电压值V。本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点通过控制蓄电单元的充放电的连接回路，可以在低功耗供电系统中使需要较大电流的负载在间隙方式下工作。
图I是本发明的优选实施例结构框图。图2是图I中切换开关2使蓄电单元3与电源转换器4的连接回路断开，并使蓄电单元3仅与供电电源I成回路连接时方式与工作状态。图3是图I中切换开关2使蓄电单元3与供电电源I的连接回路断开，并使蓄电单元3仅与电源转换器4成回路连接时的方式与工作状态。
具体实施例方式本发明的优选实施例结合
如下
实施例一参见图I、图2和图3，
本间隙式负载的低功耗供电方法，采用的供电系统包括一个可输出电流Il的供电电源1，一个切换开关2，一个蓄电单元3，一个电源转换器4和一个需要工作电流12的负载 5 ;所述的供电电源I经切换开关2和电源转换器4后连接负载5，切换开关2与蓄电单元 3相连接；操作方式是所述的切换开关2在控制信号S操作下使供电电源I、蓄电单元3、电源转换器4和负载5具有两种连接方式与工作状态
(a).所述的切换开关2使蓄电单元3与电源转换器4的连接回路断开，使蓄电单元3 仅与供电电源I连接成回路，供电电源I用小于电流12值的输出电流Il对蓄电单元3充电，使蓄电单元3存蓄电量P;
(b).所述的切换开关2使蓄电单元3与供电电源I的连接回路断开，使蓄电单元3仅与电源转换器4连接成回路，电源转换器4将蓄电单元3的电量P转换为输出电流12输送给负载5 ；
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下
所述的蓄电单元3是一个可充电的电池或电容器。通常，当蓄电单元3是充电电池或电容时，供电电源I是采用恒流方式对充电电池或电容充电。因此供电电源I在实施时可以是一个输出电流Il的恒流电源。所述的电源转换器4是由一个DC/DC电荷泵，在蓄电单元3与电源转换器4连接成回路时，DC/DC电荷泵将蓄电单元3上的存蓄电量P转换到一个使负载5有稳定工作电流12的电压值V。
采用了 DC/DC电荷泵器件作为电源转换器4时，对应的DC/DC电荷泵器件可以将蓄电单元3上的存蓄电量P转换到较高的稳定电压值V。这样，如果负载的内阻是R，只要 RX I2=V就可以为负载2提供稳定的工作电流12。在实施中，一般的DC/DC电荷泵器件本身有一个ENABLE端可以关断DC/DC电荷泵的输入电流，如TI公司的REG710芯片。DC/DC电荷泵器件上的ENABLE端又可作为切换开关2的一部分。通过加在ENABLE端上的控制信号S可以关断和接通与蓄电单元3的回路。在具体的低功耗设备中，本专利中的控制信号S是由设备的控制器所输出的。通常设备还可以监测蓄电单元3存储电量P是否达到足够的值，再来决定切换开关2的连接方式与状态。
权利要求
1.一种间隙式负载的低功耗供电方法，其特征在于采用的供电系统包括一个可输出电流Il的供电电源(I)，一个切换开关(2)，一个蓄电单元(3)，一个电源转换器(4)和一个需要工作电流12的负载(5);所述的供电电源⑴经切换开关(2)和电源转换器⑷后连接负载(5)，切换开关(2)与蓄电单元(3)相连接；操作方式是所述的切换开关(2)在控制信号S操作下使供电电源(I)、蓄电单元(3)、电源转换器(4)和负载(5)具有两种连接方式与工作状态(a).所述的切换开关(2)使蓄电单元(3)与电源转换器(4)的连接回路断开，使蓄电单元⑶仅与供电电源(I)连接成回路，供电电源(I)用小于电流12值的输出电流Il对蓄电单元⑶充电，使蓄电单元⑶存蓄电量P;(b).所述的切换开关(2)使蓄电单元(3)与供电电源(I)的连接回路断开，使蓄电单元⑶仅与电源转换器⑷连接成回路，电源转换器⑷将蓄电单元⑶的电量P转换为输出电流12输送给负载(5)。
2.根据权利要求I所述的间隙式负载的低功耗供电方法，其特征在于所述的蓄电单元(3)是一个可充电的电池或电容器。
3.根据权利要求I所述的间隙式负载的低功耗供电方法，其特征在于所述的电源转换器(4)是由一个DC/DC电荷泵，在蓄电单元(3)与电源转换器(4)连接成回路时，DC/DC电荷泵将蓄电单兀(3)上的存蓄电量P转换到一个使负载(5)有稳定工作电流12的电压值 V。
全文摘要
本发明涉及一种间隙式负载的低功耗供电方法，是利用间隙式负载的特点，设计一种以较低功耗供电方式累积能量，以支持间隙式负载在工作间段内达到较大功耗的工作状态。具体是在间隙式负载非工作状态时，供电电源只要用较小电流为蓄电单元充电；在间隙式负载工作时，仅由蓄电单元通过电源转换器为负载提供较大的工作电流。这种供电方法典型的应用是实现低功耗仪表的一些间隙式负载供电。特别适合于在低功耗仪表中为无线通讯和LCD背光等供电。
文档编号H02J7/00GK102611158SQ201210066229
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者冯旭, 李斌, 李 诚, 沈天飞, 陈洁 申请人:上海大学