一种导航系统时分多路低成本精密电源的制作方法

本发明涉及精密电源装置的技术领域，尤其涉及一种导航系统时分多路低成本精密电源，它具有低噪声、持续放电的特点，满足导航系统对电源电压的要求，同时具有成本低、体积小、重量轻的优点，也可作为工业、科研实验中一种高精度、低噪声的电源装置。

背景技术：

现在工业、科研实验中用的普通电源主要分为开关电源、逆变电源、变频电源、pc电源、整流电源、适配器电源、变压器电源等，但这些电源在使用过程中都面临着电源噪声的问题。电源噪声是电磁干扰的一种，其传导噪声的频谱大致为10khz～30mhz，最高可达150mhz，噪声幅度可达100mv。电源噪声，特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高、随机性强，对微机和数字电路易产生严重干扰，影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。在工业、科研实验中，为了保持精度，满足生产、实验需求，常常需要噪声幅度保持在5mv以下甚至更低。但是市面上现有的2mv噪声电源主要靠电源生产厂家改善电路设计，像采用多级滤波、用质量可靠、造价昂贵的开关管、电容电感等等手段来实现，设计及制作工艺十分复杂，而且价格非常昂贵。经研究发现，手机中的锂电池在没有外接充电设备的情况下输出电压噪声很小，一般低于3mv，完全满足工业、科研实验中导航系统对电源精度的需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有电源的不足，提供一种可对两个及以上储电装置进行循环充放电的供电电源装置，满足低噪声电压的输出需求。

本发明采用的技术方案为：一种导航系统时分多路低成本精密电源，包括充电模块、开关装置、电压检测装置、储电装置和控制模块，所述充电模块的输入端接交流输入，输出端接开关装置；所述开关装置控制储电装置通过充电模块充电或对外界用电设备供电，开关装置与控制模块连接并受控制；所述储电装置通过开关装置与充电模块和外界用电设备连接；所述电压检测装置与控制模块连接，将储电装置的实时输出电压传给控制模块；所述控制模块接收电压检测装置所测电压，并与此为依据控制开关装置的通断，从而切换两个或多个储电装置的循环充放电状态，向外界用电器持续供电。

其中，由两个开关装置、一个电压检测装置及一个储电装置组成一个充放电单元，且充放电单元个数为两个及以上，充放电单元采用相同连接方式以完成循环充放电过程，向外界用电器持续供电。

其中，所述的充电装置包括外壳、电源转换部分、充电检测部分和充电保护部分，将外接的220v交流电压转化为储电装置的直流充电电压。

其中，所述的开关装置为切换储电装置充放电状态的开关，可选用固态继电器、mosfet、igbt。

其中，所述的电压检测装置实时检测电池正负极之间的电压，并将检测结果传送给控制装置作为控制参数，可选用可输出所测电压值的数字智能电压表。

其中，所述的储电装置为电池，可对外输出纹波小，低噪声的直流电压。

其中，所述的控制装置可接收并分析电压检测装置所测数据，以此控制开关装置工作。

按照本发明提供的时分多路低成本精密电源与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明通过控制电池的充放电过程，由电源内部电池向外界供电，克服了传统电源输出电压噪声大，精度不高的弱点；

(2)本发明结构简单、部件少、装配方便、生产成本低、便于普及推广，可作为导航系统的电源装置，同时也可作为工业、科研实验中一种高精度、低噪声的电源装置。

附图说明

图1为本发明一种导航系统时分多路低成本精密电源的结构原理图；

图2为本发明一种导航系统时分多路低成本精密电源的具体实施方案结构图；

图3为本发明一种导航系统时分多路低成本精密电源的工作原理框图。

图2中：1为充电器，2为第一mosfet晶体管，3为第二mosfet晶体管，4为第一电池，5为第二电池，6为第一电压表，7为第二电压表，8为第三mosfet晶体管，9为第四mosfet晶体管，10为cpu。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，本发明一种导航系统时分多路低成本精密电源的结构原理图，包括充电器1、第一mosfet晶体管2、第二mosfet晶体管3、第一电池4、第二电池5、第一电压表6、第二电压表7、第三mosfet晶体管8、第四mosfet晶体管9以及可接收电压表信号并控制开关工作的cpu10。其中，充电器的输入端正负极与外部交流电连接，输出端正极与mosfet晶体管输入端连接；第一mosfet晶体管2的输出端与第一电池4的正极相连；第二mosfet晶体管3与第二电池5的正极相连；第一电池4、第二电池5的负极与充电器输出端负极连接；第一电压表6、第二电压表7的测量端正负极分别接第一电池4、第二电池5的正负极；第三mosfet晶体管8的输入端与第一电池4的正极相连；第四mosfet晶体管9的输入端与第二电池5的正极相连；第三mosfet晶体管8、第四mosfet晶体管9的输出端总接作为电源对外输出的正极；第一电池4、第二电池5的负极总接作为电源对外输出的负极；cpu10与第一mosfet晶体管2、第二mosfet晶体管3、第三mosfet晶体管8、第四mosfet晶体管9的控制端连接来控制通断；第一电压表6、第二电压表7的电压信号输出端连接至cpu10以获得电池实时电压。本实例中的mosfet晶体管为增强型n沟道mosfet晶体管，d极作为输入端，s极作为输出端。电压表为可输出所测电压值的数字智能电压表。充电器将外接的220v交流电压转化为电池的直流充电电压。cpu可接收并分析电压表所测数据，以此控制开关工作。

上述方案的原理是：根据两块电池的电压，由cpu控制4个mosfet晶体管的通断来控制两块电池的充放电。具体过程为：初始状态时数字电压表首先检测两块电池的电压，若两块电池电压均小于某一设定电压值时，cpu控制第一mosfet晶体管2均导通，控制第二mosfet晶体管3、第三mosfet晶体管8、第四mosfet晶体管9断开，为第一电池4充电，直到第一电池4电压高于某设定值，之后进入工作状态。若有一块电池的电压低于设定值，一块高于设定值(这里以第一电池4电压高于设定值为例)，则进入工作状态。若第一电池4、第二电池5电压均高于设定值，则由cpu10控制第一mosfet晶体管2、第二mosfet晶体管3、第三mosfet晶体管8关断，第四mosfet晶体管9导通，第二电池5对外界供电，直到第二电池5电压小于某一设定值，则进入工作状态。进入工作状态后，cpu先控制第二mosfet晶体管3、第三mosfet晶体管8导通，控制第一mosfet晶体管2、第四mosfet晶体管9关断，此时第二电池5处于充电状态，第一电池4处于对外界供电状态，第一电压表6、第二电压表7实时检测两块电池的输出电压并反馈给cpu10。当第一电压表6检测到的第一电池4电压小于某一设定电压值时，cpu10控制第一mosfet晶体管2、第四mosfet晶体管9导通，控制第二mosfet晶体管3、第三mosfet晶体管8断开，此时第二电池5进入放电状态，第一电池4则进入充电状态。当第二电压表7检测到第二电池5电压小于某一设定电压值时，cpu10控制第二mosfet晶体管3、第三mosfet晶体管8导通，控制第二mosfet晶体管3、第四mosfet晶体管9断开，此时第一电池4进入放电状态，第二电池5则进入充电状态。通过第一电压表、第二电压表的检测和cpu的分析控制，使两块电池进入循环充电放电状态，就可以满足不间断输出低噪声电压的需求。

由于本方案要求一块电池电压低于设定电压时，另一块电池电压要高于设定电压，故对电池的充电速度和充电器有一定要求，可采用快充充电器和充电速率快的电池。另外，也可采用多块电池循环充电放电方式，来保证对外界用电器持续不断的供电。