带电压实时检测的水泵系统的供电电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于水栗控制领域，涉及一种带电压实时检测的水栗系统的供电电路。
【背景技术】
[0002]太阳能应用技术和光伏发电技术的不断进步带来了光伏水栗行业的发展。光伏水栗已经在灌溉业中崭露头角，并且获得了相当多的发展中国家的青睐。光伏水栗系统的工作原理是利用光伏电池板的电力，通过控制器的功率变换作用，驱动直流电机或交流电机从而带动水栗运行，通常用于农田灌溉，家畜饲养，生活用水以及喷泉景观等不同场合。
[0003]在光伏水栗控制器应用中需要一路电源给电机驱动部分供电和另一路电源给中央处理器和部分电子元器件供电来满足控制器供电需求，且面对光伏水栗控制器的不同电压规格，传统水栗控制器其降压模块适应不了宽范围的电压调节。在使用中，传统的水栗控制器因实际用水需求量的不均衡性及光照条件的不确定性，往往出现较弱的光照强度对应的水栗出水量与当前用户的实际用水需求不相符，出水量不能满足用户当前的用水需求。按目前的光伏水栗设计，此时用户需暂时脱开光伏发电阵列，将电源切换到市电或柴油发电机上，使水栗能满负荷运转，满足供水需求。而此时光伏阵列的发电量就被白白浪费了。
【发明内容】
[0004]本发明目的是为了解决现有技术的不足，提供能实时监控电压且适用电压范围宽的水栗系统的供电电路，其技术方案如下:
一种带电压实时检测的水栗系统的供电电路，其特征在于:
包括用于提供总电源的电源模块，用于检测比较电源模块输出电压的电压检测模块，用于提供系统中电子元器件稳态工作的电源的开关电源模块;所述电源模块包括太阳能电源和蓄电池电源，所述太阳能电源和蓄电池电源之间连接有充电模块和电源切换模块，所述电源切换模块包括与太阳能电源连接的第一开关，与蓄电池电源连接的第二开关，且所述电源切换模块用于切换蓄电池电源、太阳能电源以及无电源的三种电源选择档位。
[0005]进一步的，所述电压检测模块包括电压比较器Ul，所述电压比较器Ul的同相输入端串联电阻Rlll和电阻R112后连接供电输出的电压，电压比较器Ul的反相输入端串联电阻R113和电阻R114后连接太阳能端或蓄电池端，电压比较器Ul的反相输入端还经电阻R115与电压比较器Ul的输出端连接，电压比较器Ul的同相输入端和反相输入端之间连接有第三电容C113，所述电压比较器Ul的工作电源端与接地端之间反向串联有开关二极管；
当输出电压高于太阳能电源或者蓄电池电源时，电压比较器Ul输出为高电平，太阳能电源或者蓄电池电源正常，当输出电压低于太阳能电源或者蓄电池电源时，电压比较器Ul输出为低电平，太阳能电源或者蓄电池电源电能不足。
[0006]进一步的，所述开关电源模块包括WM控制电路和开关MOS管2M1，所述WM控制电路包括开关电源控制芯片1203、稳压芯片LM431和光电耦合器;所述开关电源控制芯片1203的起跳峰值电流调整引脚经一下拉电阻接地，开关电源控制芯片1203的峰值电流设置引脚连接光电耦合器中受光三极管的集电极，受光三极管的发射极接地;开关电源控制芯片1203的脉冲驱动引脚连接开关MOS管2M1的栅极，开关电源控制芯片1203的高压输入引脚连接电源模块;开关电源控制芯片1203的电流检测输入引脚连至开关MOS管2M1的源极;开关MOS管2M1的源极输出信号，所述光电親合器的发光二极管的阳极接工作电压，发光二极管的阴极接稳压芯片LM431的阴极，稳压芯片LM431的阳极接地；
稳压芯片LM431输出反向击穿电压，经光电耦合器的光电隔离反馈给开关电源控制芯片1203，开关电源控制芯片1203控制调节开关MOS管2M1的导通占空比。
[0007]进一步的，所述开关电源电路还包括变压电路，所述变压电路包括有DC-DC变换器，所述DC-DC变换器的电源输入端连电源模块，电源模块与DC-DC变换器的电源输入端之间依次串联第三二极管D24和第一电感L20，DC-DC变换器的电源输入端上还连接有两个并联的滤波电容并接地;所述DC-DC变换器的变压比控制端连接开关MOS管2M1的漏极，所述DC-DC变换器的电源输出端经第四二极管D22和第二电感L21后输出，第四二极管D4和第二电感L2之间连接有接地的滤波电容；
所述DC-DC变换器根据开关MOS管2M1的漏极输出的变压比例，将电源模块转换成稳定的工作电压。
[0008]进一步的，所述充电模块包括第一放大三极管Ql和第二放大三极管Q2，所述第一放大三极管Ql的基极连接驱动信号，第一放大三极管Ql的发射极接地，第一放大三极管Ql的集电极连通第二放大三极管Q2的基极，第二放大三极管Q2的发射极连接工作电源，第二放大三极管Q2的集电极连接至第一开关的无电源端，所述第一开关的太阳能电源端与第二开关的无电源端连通；
当第一放大三极管Ql的基极接收到驱动信号后，第一放大三极管Ql和第二放大三极管Q2导通，驱动第一功率MOS管M8和第二功率MOS管M9导通，且太阳能电源与蓄电池电源连通，太阳能端给蓄电池充电。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果:
1、本发明的水栗系统的供电电路，既能适应低电压范围，又能适应高电压范围，其采用开关电源的方式，通过调节开关MOS管的导通的占空比，来确定变压比例，且输出稳定的电压，达到稳定驱动电机，以及保持中央处理器和电子元器件的工作稳定，进一步提高了系统的稳定性。
2、本发明提供了一种能实时检测输出电压和电源电压的电路，当检测到蓄电池电量不足的时候，自行连通太阳能给蓄电池充电，这样可以节省用户给蓄电池充电的次数和时间，同时太阳能的输出能力也得到了充分的发挥和利用，提高了系统太阳能的利用率。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的原理图；
图2是本发明的充电电路原理图；
图3是本发明中电压检测模块的电路原理图；
图4是开关电源电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0011]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0012]如图1、图2所示，一种带电压实时检测的水栗系统的供电电路，包括用于提供总电源的电源模块100，用于检测比较电源模块100输出电压的电压检测模块200，用于提供系统中电子元器件稳态工作的电源的开关电源模块300;所述电源模块100包括太阳能电源110和蓄电池电源120，所述太阳能电源110和蓄电池电源120之间连接有充电模块130和电源切换模块140，所述电源切换模块140包括与太阳能电源连接的第一开关141，与蓄电池电源120连接的第二开关142，且所述电源切换模块140用于切换蓄电池电源120、太阳能电源110以及无电源的三种电源选择档位。
[0013]如图3所示，电压检测模块200包括电压比较器Ul，所述电压比较器Ul的同相输入端串联电阻Rlll和电阻R112后连接供电输出的电压，电压比较器Ul的反相输入端串联电阻R113和电阻R114后连接太阳能端或蓄电池端，电压比较器Ul的反相输入端还经电阻R115与电压比较器Ul的输出端连接，电压比较器Ul的同相输入端和反相输入端之间连接有第三电容C113，所述电压比较器Ul的工作电源端与接地端之间反向串联有开关二极管。
[0014]当输出电压高于太阳能电源或者蓄电池电源时，电压比较器Ul输出为高电平，太阳能电源或者蓄电池电源正常，当输出电压低于太阳能电源或者蓄电池电源时，电压比较器Ul输出为低电平，太阳能电源或者蓄电池电源电能不足。
[0015]如图4所示，开关电源模块300包括PffM控制电路310和开关MOS管2M1，所述PffM控制电路310包括开关电源控制芯片1203、稳压芯片LM431和光电耦合器;所述开关电源控制芯片1203的起跳峰值电流调整引脚经一下拉电阻接地，开关电源控制芯片1203的峰值电流设置引脚连接光电耦合器中受光三极管的集电极，受光三极管的发射极接地;开关电源控制芯片1203的脉冲驱动引脚连接开关MOS管2M1的栅极，开关电源控制芯片1203的高压输入引脚连接电源模块;开关电源控制芯片120 3的电流检测输入引脚连至开关MOS管2MI的源极；开关MOS管2M1的源极输出信号，所述光电親合器的发光二极管的阳极接工作电压，发光二极管的阴极接稳压芯片LM431的阴极，稳压芯片LM431的阳极接地。
[0016]稳压芯片LM431输出反向击穿电压，经光电耦合器的光电隔离反馈给开关电源控制芯片1203，开关电源控制芯片1203