GPRS供电电路及其制成的智能水表的制作方法

本实用新型具体涉及一种GPRS供电电路及其制成的智能水表。

背景技术：

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，智能化和无线化的技术方案已经广泛应用于人们的生产和生活之中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

无线通信电路中，GPRS无线通信电路以其高可靠性和高稳定性等优点，广泛应用于智能水表等行业，保证了设备的无线通信的功能。GPRS无线通信电路对于其自身的电源供应要求相对较高，但是目前的GPRS供电电路的输出电能波动较大，而且成本相对较高，已经不再适用于现今的社会和行业。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种成本低廉且供电电源稳定的GPRS供电电路。

本实用新型的目的之二在于提供一种包括了所述GPRS供电电路的智能水表。

本实用新型提供的这种GPRS供电电路，包括电源模块、储能模块、慢充快放模块、电源转换模块和启动模块；电源模块、启动模块、慢充快放模块和电源转换模块依次串接，储能模块与慢充快放模块连接；电源模块用于给所述供电电路提供原始电能；当接收到控制信号后，启动模块接通通路，电源模块通过启动模块和慢充快放模块给电源转换模块供电，同时也给储能模块充电；电源转换模块将电源模块的原始电能转换为GPRS电路所需的电能后为GPRS电路供电；储能模块用于在GPRS电路工作时提供辅助的电能。

所述的GPRS供电电路还包括输出滤波模块；输出滤波模块连接在电源转换模块的输出端，用于对电源转换模块输出的电能进行滤波。

所述的输出滤波模块为电容滤波电路。

所述的电源模块为能量型锂亚电池。

所述的储能模块为电容。

所述的慢充快放模块包括慢充电阻和快放二极管；慢充电阻和快放二极管并联，启动模块的输出端通过慢充电阻连接储能模块并为储能模块充电，储能模块的输出端通过快放二极管连接电源转换模块并提供辅助电能。

所述的电源转换模块为由型号为TPS54339的电源芯片构成的电源转换电路。

所述的启动模块为由开关管和电阻构成的开关管启动电路。

本实用新型还提供了一种智能水表，所述智能水表包括了上述的GPRS供电电路。

本实用新型提供的这种GPRS供电电路及其智能水表，能够在GPRS电路启动时提供足够的启动电能，保证GPRS电路的正常快速启动，并在GPRS电路正常工作时能够有效稳定电源电路的输出电能，保证了GPRS电路的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种GPRS供电电路，包括电源模块、储能模块、慢充快放模块、电源转换模块、启动模块和输出滤波模块；电源模块、启动模块、慢充快放模块、电源转换模块和输出滤波模块依次串接，储能模块与慢充快放模块连接；电源模块用于给所述供电电路提供原始电能；当接收到控制信号后，启动模块接通通路，电源模块通过启动模块和慢充快放模块给电源转换模块供电，同时也给储能模块充电；电源转换模块将电源模块的原始电能转换为GPRS电路所需的电能后为GPRS电路供电；储能模块用于在GPRS电路工作时提供辅助的电能；输出滤波模块连接在电源转换模块的输出端，用于对电源转换模块输出的电能进行滤波。

如图2所示为本实用新型的电路原理示意图：

电源模块采用能量型锂亚电池，其输出端电压为14.4V(图中标示14V4)；

储能模块采用储能电容C107；

慢充快放模块包括慢充电阻R32、R38和快放二极管V14，慢充电阻和快放二极管并联，启动模块的输出端通过慢充电阻连接储能模块并为储能模块充电，储能模块的输出端通过快放二极管连接电源转换模块并提供辅助电能；

电源转换模块包括电源芯片TPS54339及其周围的电阻(R17、R18、R23和R24)、电容(C37、C41和C44)以及电感L1；电源芯片U4的2脚连接慢充快放模块的输出端，同时也连接启动模块的输出端(14V4_OUT)；电容C40作为滤波电容，用于滤除启动模块输出的电源信号的杂波；芯片的7脚为使能引脚，其直接连接使能信号EN，同时也通过下拉电阻R23接地并下拉至低电平；芯片的6脚和8脚均通过滤波电容C37、C41接地并滤波，芯片的4脚和9脚直接接地；芯片的1脚为输出引脚，其通过滤波电路C44和电感L1滤波后，输出3.9V电源信号(图中标示3V9)，同时芯片的3脚通过电感L1直接连接3.9V电源信号；芯片的5脚为反馈引脚，输出的电源信号通过采样电路(电阻R17、R24和R18)采样后，采样的电压信号输入到芯片的5脚，用于输出电压的反馈控制；

启动模块包括启动输入电阻R16、启动下拉电阻R15、启动驱动开关管V8、启动上拉电阻R13和启动开关管V35；启动信号(图中标示CTRL_3.9V)通过输入电阻连接启动驱动开关管的控制端(基级)，同时也通过启动下拉电阻接地；启动驱动开关管的集电极直接接地，发射极通过启动上拉电阻连接电源模块的输出端，同时也直接连接启动开关管的栅极，启动开关管的源极直接连接电源模块的输出端，启动开关管的漏极作为启动模块的输出端输出信号14V4_OUT；

输出滤波模块则包括输出滤波电容C106、C30和C39；三组输出滤波电容并联，用于对输出的3.9V电源信号进行滤波。

本实用新型的GPRS供电电路采用低功耗设计，GPRS模块需要工作时打开电容慢充快放电路输入端开关(CTRL_3.9V置为高电平，此时三极管V8导通，mos管V35的G极为低电平，V35导通)，在打开的瞬间，储能电容C107两端相当于短路，瞬间的充电电流I＝E/R＝280mA，其中R＝50Ω(电阻R32和R38并联)，低于电池最大放电电流300ma；根据电容充电时间的计算过程，在t＝5RC时，储能电容电压可以达到0.99E，R＝50Ω，C＝2200uF，得出t＝0.55S，为保持电容能够稳定充电，取维持时间3S。3S后，打开电源芯片U4的使能端EN(将EN置为高电平)，此时电源芯片开始工作并给DC/DC后级端供电，由于在后级端有一组2200uF的电解电容C106，取维持时间3S，保证电容能够完全充满后GPRS模块开机。在GPRS模块发射过程中，会出现周期性持续577uS，幅值1A的脉冲电流，电容C107通过二极管V14向GPRS模块供电，从而稳定电源的输出。

本实用新型提供的这种GPRS供电电路，可用于其他任何需要进行GPRS模块供电的电子设备，包括各类型的计量仪表(比如电能表、水表、燃气表、热量表等)、电能管理终端、配电终端、电能质量监控设备、电网自动化终端、采集终端、集中器、数据采集器、计量仪表、手抄器、故障指示器等。