一种供电装置的制作方法

本实用新型属于通信产品技术领域，具体涉及一种供电装置。

背景技术：

应用电池独立供电的终端（特别是带有卫星通信功能的终端）的通用设计中，功放供电来源主要是电池通过升降压电源电路供给，这要求电池的供电能力和电池容量要足够强大，相应则会增加终端的体积和重量，若采用低压电池供电或电池容量稍低时，则可能导致系统断电的风险。现有技术中，在终端要完成信号的接收和发射时，可以选用大功率、大电流的DC-DC芯片，采用高电压电池，但是在终端周期性频繁发射时，电池的大电流放电容易导致电池物理损伤，尤其在电池电量较低或电池低温供电工作时，导致降低电池寿命及其物理特性。

技术实现要素：

本实用新型提供一种供电装置，用于解决现有技术中采用电池供电时因放电电流过大而影响电池使用寿命的问题，优化电池放电过程，延长电池使用寿命，并提高供电稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案予以解决：

一种供电装置，为具有发射功能的终端供电，其特征在于，包括外部电源、储能元件、路径选择电路、升降压电路、充电控制电路和放电控制电路，所述放电控制电路的输出端与所述外部电源均与所述路径选择电路的输入端相连；所述充电控制电路的使能端和所述放电控制电路的使能端均与所述终端的发射使能信号相连；所述充电控制电路的供电端与所述升降压电路的输出端相连，且所述发射使能信号未使能时控制所述储能元件充电；所述放电控制电路的输入端与所述储能元件相连，且所述发射使能信号使能时控制所述储能元件放电；所述路径选择电路的输出端与所述升降压电路的输入端相连，所述升降压电路的输出端与所述终端的用于发射的功率放大器的供电端相连。

进一步地，所述路径选择电路包括第一隔离二极管、第二隔离二极管和比较电路；第一隔离二极管的正向端与外部电源相连，反向端与比较电路的第一输入端相连；第二隔离二极管的正向端与所述放电控制电路的输出端相连，且反向端与比较电路的第二输入端相连；所述比较电路的输出端与所述升降压电路的输入端相连。进一步地，在所述路径选择电路的输出端和升降压电路的输入端之间设置有第一滤波电路。

进一步地，在所述升降压电路的输出端和所述功率放大器的供电端之间设置有第二滤波电路。

进一步地，所述升降压电路选择为型号为MAX1709的升降压型DC-DC芯片。

进一步地，所述放电控制电路包括比较器和第一开关电路，所述发射使能信号与所述比较器的第一输入端相连，所述升降压电路的输出端经过分压电路与所述比较器的第二输入端相连，所述比较器的输出控制所述第一开关电路导通或断开，用于连通或断开所述储能元件和所述路径选择电路的输入端。

进一步地，所述比较器为LM4250芯片，所述第一开关电路为SI7997。

进一步地，所述充电控制电路包括第二开关电路，所述发射使能信号控制所述第二开关电路的导通或断开，用于连通或断开所述储能元件和所述升降压电路的输出端。

与现有技术相比，本实用新型提供的供电装置具有如下优点和有益效果：储能元件储能足够时，通过路径选择电路选择储能元件供电，外部电源不会有压降，储能元件储能不足时，外部电源补充充电，优化外部电源放电性能；通过充电控制电路和放电控制电路，实现在终端发射时储能元件放电而在终端未发射时储能元件充电，有效降低大电流放电对外部电源的影响，且在外部电源电量低或低温供电工作时，储能元件维持供电，保证供电稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型的供电装置实施例的框图；

图2为本实用新型的供电装置实施例中路径选择电路的电路图；

图3为本实用新型的供电装置实施例中升降压电路的电路图；

图4为本实用新型的供电装置实施例中充电控制电路的电路图；

图5为本实用新型的供电装置实施例中放电控制电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例涉及一种供电装置，为具有发射功能的终端供电，包括外部电源VSYS_IN、储能元件1、路径选择电路2、升降压电路3、充电控制电路4和放电控制电路5，放电控制电路5的输出端V_CAP与外部电源VSYS_IN均与路径选择电路2的输入端相连；充电控制电路4的使能端和放电控制电路5的使能端均与终端的发射使能信号TX_EN相连；充电控制电路4的供电端与升降压电路3的输出端相连，且发射使能信号TX_EN未使能时控制储能元件1充电；放电控制电路5的输入端与储能元件1相连，且在发射使能信号TX_EN使能时控制储能元件1放电；路径选择电路2的输出端与升降压电路3的输入端相连，升降压电路3的输出端与终端的用于发射的功率放大器的供电端相连。

具体地，外部电源VSYS_IN可以采用电池或DC适配器供电，本实施例外部电源VSYS_IN指的是电池。如图1和图2所示，路径选择电路2包括第一隔离二极管21、第二隔离二极管22和比较电路23；第一隔离二极管21的正向端与外部电源VSYS_IN相连，反向端与比较电路23的第一输入端相连；第二隔离二极管22的正向端与放电控制电路5的输出端相连，反向端与比较电路23的第二输入端相连；比较电路23的输出端与升降压电路3的输入端相连，外部电源VSYS_IN经过第一隔离二极管21得到供电电压VSYS，且储能元件放电电压V_CAP经过第二隔离二极管22得到放电电压V_CAP1，本实施例第一隔离二极管21选择为双通道理想二极管LTC4415，用于实现供电端VSYS和外部电源侧VSYS_IN之间的隔离，本实施例第二隔离二极管22选择为二极管D0110，用于避免供电电压VSYS对储能元件1充电部分的异常干扰；在终端发射时，储能元件1通过放电控制电路5输出的电压V_CAP经过D0110隔离后V_CAP1和外部电源VSYS_IN经过LTC4415隔离后VSYS输入至比较电路23的输入端，然后选择V_CAP1和VSYS中电压值较大的一者作为VIN输入至升降压电路3，在储能元件1储能电压高时则由储能元件1替代电池作为输入，储能电压不足时，由电池提供补充。升降压电路3的输出VPP为终端的用于发射的功率放大器供电，实现高频度周期性发射。本实施例储能元件1为图4中示出的超级电容C31。充电控制电路4和放电控制电路5的控制信号控制储能元件1的充电和放电，在功放不工作时，即TX_EN不使能，升降压电路3输出的电压VPP通过充电控制电路4对储能元件1进行充电，直至储能元件1的电压例如为CAP_5V，功放工作时，即TX_EN使能，通过放电控制电路5放电。本实施例升降压电路3选用型号为MAX1709的升降压型DC/DC芯片，其中使能控制端PWR_EN可由终端侧按照功放工作时序配置，参照升降压电路3的操作逻辑，使能控制端PWR_EN可通过系统侧处理后接到MAX1709升降压型DC/DC芯片的非ONB，而ONA置低实现，例如当系统侧将ONB置低时，允许升降压电路3输出，而当ONB拉高时，升降压电路3失能，禁止其输出。如图3所示，在路径选择电路2的输出端和升降压电路3的输入端之间设置有第一滤波电路，第一滤波电路为并联后的电容C1和C4，且升降压电路3的输出端通过第二滤波电路输出电压VPP，如图3所述，本实施例第二滤波电路为电容并联的C8和C11。

在本实施例中，充电控制电路4和放电控制电路5受控于发射使能信号TX_EN，如图4所示，充电控制电路4包括开关控制电路，本实施例中开关控制电路的使能端受控于发射使能信号TX_EN，从而根据发射使能信号TX_EN控制终端的用于发射的功率放大器的供电端VPP和储能元件1之间的连通，NPN三极管Q1与Q2电路中起开关管功能，通过两级三极管，还原TX_EN使能信号，在TX_EN为低电平时，终端未发射，Q3导通，VPP对超级电容C31充电，而在TX_EN为高电平，终端发射，Q3断开，VPP不对超级电容C31充电；如图5所示，本实施例放电控制电路5包括比较器U4和第一开关电路SI7997，本实施例比较器U4采用LM4250芯片，发射使能信号TX_EN与第一输入端IN-相连且终端的用于发射的功率放大器的供电端VPP经过分压电路与第二输入端IN+相连，比较器U4的输出端VOUT控制第一开关电路的导通或断开，实现在TX_EN为高电平时，比较器U4输出负电平，第一开关电路导通，连通储能元件1和路径选择电路2的输入端，即储能元件1通过D0110输出的放电电压V_CAP1输入至比较电路23的第二输入端，实现储能元件1放电，在TX_EN为低电平时，比较器U4输出高电平，第一开关电路断开，断开储能元件1和路径选择电路2的输入端，即储能元件1通过D0110输出的放电电压V_CAP1不能输入至比较电路23的第二输入端，此时图4中的Q3导通，VPP对电容C31充电。本实施例Q3为PNP三极管，通过调整与PNP三极管的基极相连的两个并联的电阻R19和R20的阻值，可以调整超级电容C31的充电电流。

在本装置使用中，终端发射的频率受控，且发射持续时间短，超级电容C31大部分时间将处于充电状态，同时，可通过配置发射初始化阶段的持续时间，保证超级电容的充电完成状态。例如，按照系统通信等级，发射频度可在1秒至60秒内，每次发射持续时间在100毫秒至300毫秒内，因此超级电容将有约70%～99%的时间处于充电状态，同时，通过调节超级电容C31充电电流，初次充电时间可在几秒～几十秒，并且在发射初始化阶段即可控制进入充电状态，初始化完成后方能进行发射操作，因此，在实际操作中，根据发射频度和充电电流，可配置发射过程的初始化时间，保证超级电容已完成充电，当超级电容放电后，再次充电时间也将明显缩短，系统端总电流相对平稳，满足瞬时、高频度连续放电的使用要求。

本实施例的供电装置，储能元件1储能足够时，通过路径选择电路2选择储能元件1供电，电池不会有压降，储能元件1储能不足时，电池补充放电，也能减小电池压降，通过充电控制电路4和放电控制电路5，合理控制和利用超级电容C31的充放电过程，以较低的充电电流，实现大电流瞬间供电，避免电池的过度消耗，改善电池效能，延长电池使用寿命，且在电池电量低或低温供电工作时，储能元件维持供电，保证供电稳定性且延长系统工作时间。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。