电源控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电源控制电路。本实用新型要解决的技术问题是提供一种电源控制电路，能够保障掉电后优先使用超级电容，后使用电池，在频繁短时间停电应用环境中，提高超级电容使用效率，减少电池使用时间，延长电池使用寿命。解决该问题的技术方案：电源控制电路包括超级电容供电电路、电池供电电路和控制切换电路，其中，超级电容供电电路输出端经二极管连接至负载；电池供电电路输出端经二极管连接至所述负载；控制切换电路输入端与超级电容供电电路输出端相连，输出端与电池供电电路相连，用于检测超级电容供电电路的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路的通断。本实用新型主要用于智能电表掉电后超级电容和电池的电源切换。
【专利说明】电源控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源控制电路，主要用于智能电表掉电后超级电容和电池的电源切换。
【背景技术】
[0002]根据智能电表要求，掉电后电表必须能够进行一些简单操作:显示和计量及部分窃电事件检测，并且完成数据冻结和抄读功能，所以掉电后必须要提供电表工作电源。通常情况下，选择使用锂电池或超级电容作为电表掉电后的临时电源。但普通锂电池不能够进行充电，且容量有限，而超级电容容量小，难以维持长时间供电，所以在实际设计应用中，掉电后如何延长电源供电，保障电表可靠工作非常重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:针对上述存在的问题提供一种电源控制电路，能够保障掉电后优先使用超级电容，后使用电池，在频繁短时间停电应用环境中，提高超级电容使用效率，减少电池使用时间，延长电池使用寿命。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:电源控制电路，其特征在于:它包括超级电容供电电路、电池供电电路和控制切换电路，其中，
[0005]超级电容供电电路，输出端经二极管连接至负载；
[0006]电池供电电路，输出端经二极管连接至所述负载；
[0007]控制切换电路，输入端与超级电容供电电路输出端相连，输出端与电池供电电路相连，用于检测超级电容供电电路的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路的通断。
[0008]所述超级电容供电电路包括超级电容C58和稳压芯片U9，其中，
[0009]超级电容C58，正极与稳压芯片U9输入端相连，负极接地；
[0010]稳压芯片U9，输出端与肖特基二极管D2的一个阳极相连，该二极管D2的阴极连接至所述负载。
[0011 ] 所述电池供电电路包括电池和P沟道MOS管Ql，其中，
[0012]电池，正极与MOS管Ql的S极相连，负极接地；
[0013]MOS管Ql，D极与肖特基二极管D2的另一个阳极相连，G极与控制切换电路输出端相连。
[0014]所述控制切换电路包括电压检测芯片U15，其输入端与稳压芯片U9的输出端相连，输出端经电阻R45和二极管D8后与MOS管Ql的G极相连。
[0015]所述二极管D8为肖特基二极管，其阴极与MOS管Ql的G极相连，其中一个阳极经电阻R45与电压检测芯片U15相连，另一个阳极经电阻R32与外部5V直流电源相连。
[0016]所述电源控制电路还包括超级电容充电电路，其输入端与外部5V直流电源相连，输出端与超级电容C58的正极相连。
[0017]所述超级电容充电电路包括肖特基二极管D1，其阴极与超级电容C58的正极相连，两个阳极分别经电阻R76和电阻R77与外部5V直流电源相连。
[0018]本实用新型的有益效果是:1、本实用新型采用控制切换电路检测超级电容供电电路的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路的通断，即超级电容供电电路输出电压低于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路接通，反之，超级电容供电电路输出电压高于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路断开；实现了超级电容和电池分别单独供电的完美结合，发挥了超级电容能够多次充电和短时间放电的特点，特别是在短时间频繁停电的应用环境中，能够优先使用超级电容供电，而不会使用电池供电，延长了电池的使用寿命，减少更换电池的额外操作和花费，同时放电后的报废锂电池如果处理不当，会造成的环境污染，而超级电容的使用减低了电池的使用频率。2、控制电路采用普通元器件搭建完成，模块化设计，简单高效。3、该控制电路相对于专用的电源控制切换芯片，性价比高，应用范围广，已经过测试验证和批量投产，不仅适用于电能表掉电后的供电控制电路，也适用于其他掉电后需要电池和超级电容供电的仪表设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实施例超级电容供电电路1、电池供电电路2、控制切换电路3和超级电容充电电路4 ;
[0021]所述超级电容供电电路I包括超级电容C58和稳压芯片U9(型号AP2138);其中，超级电容C58的正极与稳压芯片U9输入端相连，负极接地；稳压芯片U9的输出端与肖特基二极管D2 (型号LBAT54CLT1)的一个阳极相连，该二极管D2的阴极连接至所述负载(MVDD芯片，下同)；
[0022]所述电池供电电路2包括电池和P沟道MOS管Ql (型号CJ2301);其中，电池的正极与MOS管Ql的S极相连，负极接地；M0S管Ql的D极与肖特基二极管D2的另一个阳极相连，G极与控制切换电路3输出端相连；
[0023]所述控制切换电路3包括电压检测芯片U15(型号80829CLMC)，其输入端与稳压芯片U9的输出端相连，输出端经电阻R45与肖特基二极管D8(型号LBAT54CLT1)的一个阳极相连，该二极管D8的阴极连接至MOS管Ql的G极，该二极管D8的另一个阳极经电阻R32与外部5V直流电源(由电表所接入电网的交流电经降压整流滤波后得到)相连；用于检测超级电容供电电路I的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路2的通断，即超级电容供电电路I输出电压低于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路2接通，利用电池给电表供电，反之，超级电容供电电路I输出电压高于设定值(2.9V)时，控制电池供电电路2断开，利用超级电容C58给电表供电；
[0024]所述超级电容充电电路4包括肖特基二极管Dl (型号LBAT54CLT1)，其阴极与超级电容C58的正极相连，两个阳极分别经电阻R76和电阻R77与外部5V直流电源相连。
[0025]本实施例通过检测超级电容供电电路I输出电压，实现电源电路切换，具体控制切换原理如下:
[0026]交流电断开后，5V电压下降到0V，超级电容C58开始给稳压芯片U9供电，输出3.3V电压，通过二极管D2给MVDD芯片主电源提供3.3V电压；
[0027]当超级电容C58电量充足时，能够维持稳压芯片U9输出3.3V电压，所以CAP3.3V电压正常，作为电压检测芯片U15的输入电压，能够使电压检测芯片U15输出高电平，经二极管D8控制MOS管Ql处于关断状态，从而保持电池供电电路2断开，此时仅超级电容供电。
[0028]随着超级电容C58放电时间的延长，电量逐步减少，稳压芯片U9输出电压从3.3V开始下降。当超级电容C58电量不足时，稳压芯片U9输出电压低于2.9V时，即CAP3.3V低于2.9V，电压检测芯片U15将输出低电平，经二极管D8控制MOS管Ql处于闭合工作状态，电池供电电路2接通，给MVDD供电。
[0029]当交流电恢复后，5V电源输入正常，超级电容C58开始充电，使MOS管Ql处于关断状态，电池供电电路2断开，MVDD通过交流电源供电。
【权利要求】
1.一种电源控制电路，其特征在于:它包括超级电容供电电路(I)、电池供电电路(2)和控制切换电路(3)，其中， 超级电容供电电路(I)，输出端经二极管连接至负载； 电池供电电路(2)，输出端经二极管连接至所述负载； 控制切换电路(3)，输入端与超级电容供电电路(I)输出端相连，输出端与电池供电电路⑵相连，用于检测超级电容供电电路⑴的输出电压，并根据检测结果控制电池供电电路⑵的通断。
2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于:所述超级电容供电电路(I)包括超级电容C58和稳压芯片U9，其中， 超级电容C58，正极与稳压芯片U9输入端相连，负极接地； 稳压芯片U9，输出端与肖特基二极管D2的一个阳极相连，该二极管D2的阴极连接至所述负载。
3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于:所述电池供电电路(2)包括电池和P沟道MOS管Q1，其中， 电池，正极与MOS管Ql的S极相连，负极接地； MOS管Q1，D极与肖特基二极管D2的另一个阳极相连，G极与控制切换电路(3)输出端相连。
4.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于:所述控制切换电路(3)包括电压检测芯片U15，其输入端与稳压芯片U9的输出端相连，输出端经电阻R45和二极管D8后与MOS管Ql的G极相连。
5.根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于:所述二极管D8为肖特基二极管，其阴极与MOS管Ql的G极相连，其中一个阳极经电阻R45与电压检测芯片U15相连，另一个阳极经电阻R32与外部5V直流电源相连。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的电源控制电路，其特征在于:所述电源控制电路还包括超级电容充电电路(4)，其输入端与外部5V直流电源相连，输出端与超级电容C58的正极相连。
7.根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于:所述超级电容充电电路(4)包括肖特基二极管D1，其阴极与超级电容C58的正极相连，两个阳极分别经电阻R76和电阻R77与外部5V直流电源相连。
【文档编号】H02J9/00GK204231004SQ201420691729
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】周良璋, 张向程, 赵军, 赵娜, 周剑波, 朱程鹏, 刘高峰 申请人:杭州海兴电力科技股份有限公司