专利名称：无线传感器网络节点的电源模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线传感器网络节点的电源模块。
背景技术：
随着社会发展的需求和通信技术、嵌入式系统和传感器技术的进展，具有感知、计算和无线通信能力的无线传感器网络(WSN)引起了人们的极大关注。无线传感器网络是一种分布式的自组织网络计算机系统，它由大量廉价的、能量有限的多功能微型传感器节点组成。风力发电和太阳能发电系统中的蓄电池的工作条件与蓄电池在其他场合的工作条件不同，其充电率和放电率都非常小，且充电时间受到限制，即只有在日照时才能充电， 所以不能按一固定的充电规律对其进行充电。由于蓄电池应用在这个特殊的环境下，致使其寿命比所预定的短，成为整个光伏系统中最易损坏的部分，其损坏的原因主要为“过充” 与“过放”。蓄电池过充是指其单格电压超过某一水平一般为2. 35-2. 40V/单格，此时蓄电池无法使产生的氧气充分再化合。充电电压过高，在负极上生成的氢很难在电池内部被吸收， 在电池中因积累而产生压力并且导致水份损失。严重过充时，水分解，产生氢气和氧气，使得蓄电池底部浓度比其他地方高出许多，导致负极板底部硫酸盐化，正极板腐蚀和膨胀，造成容量损失。蓄电池过放是指其放电超过了规定的放电终止电压，蓄电池放出了过量的容量。 在铅酸蓄电池中，两个电极对过放都是敏感的。在溶解再沉积机理中，当铅和二氧化铅分别溶解在电解液中并作为新的化合物硫酸铅沉淀出来时，活性物质发生了彻底的转变并且失去原有的结构。负电极由于有反极的危险，对过放也是敏感的。活性物质中的膨胀剂可能会因氧化而失去作用，而铅酸蓄电池在随后再充电时枝晶增长的危险会大大增加。因此，在实际充放电过程中，需要实时对蓄电池的容量进行检测以判断是否应继续充电或放电，以确保蓄电池的使用寿命，是本领域的技术难题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于确保蓄电池的使用寿命的无线传感器网络节点的电源模块。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无线传感器网络节点的电源模块，包括与风力及太阳能发电装置相连的输入稳压电路、与该输入稳压电路的电源输出端通过一充放电切换开关相连的蓄电池、与该蓄电池相连的用于检测蓄电池端电压以控制所述蓄电池的充放电状态的的控制电路、通过所述充放电切换开关与所述蓄电池相连的放电稳压电路；所述控制电路与所述充放电切换开关的控制信号输入端相连。控制电路适于根据蓄电池端电压控制所述充放电切换开关进行切换以使所述蓄电池处于相应的充放电状态。[0010]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点本实用新型的电源模块主要包括二大部分控制部分、可调稳压部分。控制部分通过采集蓄电池端电压来控制系充放电，以此防止蓄电池过充或过放电，提高蓄电池的使用寿命；稳压部分包括充电稳压和放电稳压，通过可调式集成稳压器来得到想要的电压。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为实施例中的无线传感器网络节点的电源模块的结框图；图2为实施例中的输入稳压电路和充放电切换开关K的电路原理图。
具体实施方式
见图1，本实施例的无线传感器网络节点的电源模块，包括与风力及太阳能发电装置相连的输入稳压电路、与该输入稳压电路的电源输出端通过一充放电切换开关相连的蓄电池、与该蓄电池相连的用于检测蓄电池端电压以控制所述蓄电池的充放电状态的的控制电路、通过所述充放电切换开关与所述蓄电池相连的放电稳压电路；所述控制电路与所述充放电切换开关的控制信号输入端相连。见图2，Ul为输出电压在1. 25V-37V范围内的三端集成可调稳压器LM317，，最大输出电流为1.5A。太阳能电池的直接输出一般是12VDC。太阳能电池输出经电容Cll滤波后送入LM317输入端VI，输出端VO输出稳定的直流电压。ADJ为调整端，调整端与输出端之间为1.25V的基准电压。为了保证稳压器的输出性能，Rll的阻值应小于240Ω。为了使输出电压可调，调整端与地之间间接可变电阻器RP11，改变RPll阻值即可改变输出电压。接头Jl用于连接太阳能电池，接头J2用于连接蓄电池。Cll(IOyF)用于虑除太阳能电池的纹波干扰，C12(10yF)用于旁路基准电压的纹波电压，提高稳压电源的纹波抑制性能。C13Q00yF)防止负载在输出端发生自激现象， 另外可进一步改善输出电压的纹波。VD11、VD12是保护二极管，若输入端发生短路，C13的放电电流会反向流经LM317，又可能被冲击损坏，VDll的接入可防止旁路反向冲击电流，使 LM317得到保护。同理若输出端短路，C12上的放电电流被VD6短路起到保护作用。图中的 R12与LEDll为工作指示，正常工作时，发光二极管LEDll发光，R12为VD7的限流电阻。在蓄电池充电过程中，控制电路不断对其端电压进行监测，当蓄电池的端电压大于某个限定值时，就视为已充满，应停止太阳电池向蓄电池充电。在蓄电池供电过程中，当其端电压小于限定值时，应停止供电，转为充电状态。根据实际经验，本设计中蓄电池端电压VD > 15V时停止充电VD < 8V时停止供电。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1. 一种无线传感器网络节点的电源模块，其特征在于包括与风力及太阳能发电装置相连的输入稳压电路、与该输入稳压电路的电源输出端通过一充放电切换开关相连的蓄电池、与该蓄电池相连的用于检测蓄电池端电压以控制所述蓄电池的充放电状态的的控制电路、通过所述充放电切换开关与所述蓄电池相连的放电稳压电路； 所述控制电路与所述充放电切换开关的控制信号输入端相连。
专利摘要本实用新型涉及一种无线传感器网络节点的电源模块，包括与风力及太阳能发电装置相连的输入稳压电路、与该输入稳压电路的电源输出端通过一充放电切换开关相连的蓄电池、与该蓄电池相连的用于检测蓄电池端电压以控制所述蓄电池的充放电状态的控制电路、通过所述充放电切换开关与所述蓄电池相连的放电稳压电路；所述控制电路与所述充放电切换开关的控制信号输入端相连。控制部分通过采集蓄电池端电压来控制系充放电，以此防止蓄电池过充或过放电，提高蓄电池的使用寿命；稳压部分包括充电稳压和放电稳压，通过可调式集成稳压器来得到想要的电压。
文档编号H02J7/00GK202178603SQ20112033430
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者严伟中, 周舟, 庄华, 庄燕滨, 李冰, 潘群, 王琳, 肖贤建 申请人:常州常工富藤科技有限公司