一种电源模块控制电路的制作方法

本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种电源模块控制电路。

背景技术：

随着建筑行业的不断发展，对建筑能耗监测系统的需求不断提高，传统的建筑能耗监测系统所采用的供电方案，通常只配备一个供电电源，如果电源出现问题而无法正常工作，整个能耗采集系统就会发生瘫痪，导致能耗数据丢失或者无法上传，影响了建筑能耗监测系统的正常工作，因此，现有技术存在电源可靠性不高的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型的目的是，提供一种建筑能耗监测系统的电源模块控制电路，以解决现有技术中存在的电源可靠性不高的问题。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种电源模块控制电路，包括依次连接的光伏充电单元、电源切换单元和降压稳压单元，所述的光伏充电单元用于向备用电源充电，所述的电源切换单元用于切换外部电压供电与备用电源供电，所述的降压稳压单元用于对稳定的直流电进行降压和直流滤波，得到降压后的直流电。

进一步地，所述的光伏充电单元包括光伏阵列板u2、升压芯片u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c1、电容c2和二极管d1；

其中，升压芯片u1的iswc引脚分别与二极管d1的阳极和电感l1的一端连接，电感l1的另一端通过电阻r1与与升压芯片的idc引脚相连、二极管d1的阴极与电容c2相连，升压芯片u1的ipk引脚分别与电阻r1的一端和电阻r2的一端相连，电阻r2的另一端分别与升压芯片u1的vcc引脚、电容c3的一端和光伏阵列板u2的vcc引脚相连，升压芯片u1的comp引脚分别连接电阻r4的一端和电阻r3的一端，升压芯片u1的iswe引脚与升压芯片u1的gnd引脚相连，升压芯片u1的tcap引脚与电容c1相连，电容c1、电容c2、电容c3、电阻r4、升压芯片u1的iswe引脚、升压芯片u1的gnd引脚、光伏阵列板u2的gnd引脚还分别与地相连。

进一步地，所述的电源切换单元包括mos管q2、电阻r5、电阻r7、电容c4、电池bat1和二极管d2；

其中，电池bat1与电容c4并联，电池bat1与电容c4的公共端与电阻r7的一端相连，电池bat1与电容c4的另一公共端与所述的电容c2相连，电阻r7的另一端与mos管q2的源级相连，mos管q2的栅级分别与电阻r5、12v电压的引脚j1和稳压二极管d2的阳极相连，稳压二极管d2的阴极与mos管q2的漏级相连，电池bat1、电容c4和电阻r5均与地相连。

进一步地，所述的降压稳压单元包括mos管q1、稳压二极管d3、电阻r6、电容c5、电容c6和电容c7；

其中，mos管q1的基级分别与稳压二极管d3的阴极和电阻r6的一端相连，mos管的集电极分别与电阻r6的另一端和电容c6的一端相连，电容c6的另一端与所述的稳压二极管d2的阴极相连，mos管的发射级分别连接电容c7和电容c5，电容c6、二极管d3、电容c7以及电容c5还与地相连。

进一步地，所述的升压芯片的型号为mc34063。

进一步地，所述的mos管q2的型号为s9013。

进一步地，所述的mos管q1的型号为irf9530n。

与现有的建筑能耗监测系统的电源模块相比，本实用新型具有以下技术特点：

(1)本实用新型设置了电源切换电路，在主电源发生断电时，电源模块依然可以依靠备用电源继续工作，降低了故障率，有效保证了能耗数据采集的完整性，增加了系统运行的可靠性和稳定性。

(2)本实用新型为电源模块设置了光伏充电功能，有效利用光源能量，延长备用电池的使用周期，节省了维护成本，同时，电源模块设置了电源切换电路，在主电源掉电时，依然可以依靠备用电源继续工作，降低了故障率。

(3)本实用新型还具有结构简单，成本低廉，损耗小且易于控制的特点

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为建筑能耗监测和计算系统结构示意图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1至图2所示，本实用新型提供了一种电源模块控制电路，包括依次连接的光伏充电单元1、电源切换单元2和降压稳压单元3，所述的光伏充电单元1用于向备用电源充电，所述的电源切换单元2用于切换外部电压供电与备用电源供电，所述的降压稳压单元3用于对稳定的直流电进行降压和直流滤波，得到降压后的直流电。

光伏充电单元包括光伏阵列板u2、升压芯片u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c1、电容c2和二极管d1；

其中，升压芯片u1的iswc引脚分别与二极管d1的阳极和电感l1的一端连接，电感l1的另一端通过电阻r1与与升压芯片的idc引脚相连、二极管d1的阴极与电容c2相连，升压芯片u1的ipk引脚分别与电阻r1的一端和电阻r2的一端相连，电阻r2的另一端分别与升压芯片u1的vcc引脚、电容c3的一端和光伏阵列板u2的vcc引脚相连，升压芯片u1的comp引脚分别连接电阻r4的一端和电阻r3的一端，升压芯片u1的iswe引脚与升压芯片u1的gnd引脚相连，升压芯片u1的tcap引脚与电容c1相连，电容c1、电容c2、电容c3、电阻r4、升压芯片u1的iswe引脚、升压芯片u1的gnd引脚、光伏阵列板u2的gnd引脚还分别与地相连。

升压芯片u1的iswc引脚为开关管集电极接口；iswe引脚为开关管发射极接口，tcap引脚为定时电容接gnd引脚为接地端；comp引脚为比较器反相输入端、输出电压取样端；vcc引脚为电源vcc接口；ipk引脚为ipk检测即负载峰值电流取样端；idc引脚为驱动管集电极接口。

电源切换单元包括mos管q2、电阻r5、电阻r7、电容c4、电池bat1和二极管d2；

其中，电池bat1与电容c4并联，电池bat1与电容c4的公共端与电阻r7的一端相连，电池bat1与电容c4的另一公共端与所述的电容c2相连，电阻r7的另一端与mos管q2的源级相连，mos管q2的栅级分别与电阻r5、12v电压的引脚j1和稳压二极管d2的阳极相连，稳压二极管d2的阴极与mos管q2的漏级相连，电池bat1、电容c4和电阻r5均与地相连。

降压稳压单元包括mos管q1、稳压二极管d3、电阻r6、电容c5、电容c6和电容c7；

其中，mos管q1的基级分别与稳压二极管d3的阴极和电阻r6的一端相连，mos管的集电极分别与电阻r6的另一端和电容c6的一端相连，电容c6的另一端与所述的稳压二极管d2的阴极相连，mos管的发射级分别连接电容c7和电容c5，电容c6、二极管d3、电容c7以及电容c5还与地相连。

升压芯片的型号为mc34063。

mos管q2的型号为s9013。

mos管q1的型号为irf9530n。

实施例1

将本实用新型应用于图2所示的建筑能耗监测和计算系统，所述的建筑能耗监测和计算系统系统包括光伏板、电源模块和建筑能耗监测与计算控制模块，其中，光伏板用于为电源模块提供电能；电源模块用于将光伏板接入的直流电转换为稳定的直流电，再将稳定的直流电供给所述的建筑能耗监测与计算控制模块；建筑能耗监测与计算模块用于监测和计算建筑能耗。

在图2所示的系统中，光伏板选用8v200ma光伏板，处理器采用armcontexm3处理器，wifi模块使用esp8266，并与1db的增益天线相连，用于接收其他室内监测设备发送的温度、湿度、流量、照度等能耗数据。以太网模块使用dm9051并拓展一路rj45接口，用于本装置组成模块之间的通信，电压采集模块用于采集外部检测电压，使用ad637芯片。电平转换模块使用max485电平转换芯片，并扩展3路rs485接口，用于采集智能电表、智能气表等具有rs485接口通信的传感器或检测设备。存储器使用8gb的tf内存卡，用于存储设备自身状态信息和控制算法。拓展接口包括3路di，3路do，2路ao以及4路模数转换(ad)接口，用于连接控制设备或者拓展传感器，采集数据等。电源模块接受来自光伏板和外部电源接口的电源供给，向装置内部其他功能模块提供稳定的电压。

在本实施例中，r1选用180ω的r0805型电阻，r2选用0.22ω的r0805型电阻，r3选用11k的r0805型电阻，r4选用1k的r0805型电阻，r5选用100k的r0805型电阻，r6选用22k的r0805型电阻，r7选用10k的r0805型电阻。

d1选用er102型二极管，d2选用sr560型二极管、d3选用ss12型二极管。

c1选用1500pf电容，c2选用160uf电容，c3选用120uf电容，c4选用0.1uf电容，c5选用0.1uf电容、c6选用10uf电容，c7选用10uf电容。

q1选用irf9530n型nmos管，q2选用s9013型mos管。

bat1选用额定电压12v的锂电池。电感l1选用120uh的电感。

本实用新型的工作原理如下：

光伏充电单元：当mc34063型升压芯片u1内部的开关管t1导通时，光伏板输出的电压经电阻r2、电感l1以及mc34063的1脚接地，电感l1开始存储能量，由电容c1两端连续的电压为负载提供电压。当t1断开时，电源和电感同时为负载和电容c1提供电压。电感在释放能量期间，由于其两端的电动势极性与电源极性相同，相当于两个电源串联，因而负载上得到的电压高于电源电压。开关管t1导通与关断的频率就是mc34063升压芯片u1的工作频率。只要外部负载不超过mc34063升压芯片的额定负载，就可以获得连续的12v的直流电压，与bat1并联的电容c4起滤波作用。

电源切换单元：当采用外部电源供电时，mos管q1的基极与射极的电压差为0，mos管q1关闭，电压经二极管d2向降压电路供电。在外部电源断电时，q1的基极电压为0，此时q1的基极与射极的电压差大于0.6v，mos管q1导通，由锂电池向降压电路供电。

降压电路单元：输入电压或者备用输入电压经过电阻r4和二极管d3形成回路，所以降压mos管q2的基极与射极之间产生电压差，降压mos管q2导通，电容c7进行储能，同时滤除低频干扰，电容c5滤除高频干扰，输出稳定的5v电压，将这个5v电压供给cpn节点中的存储器和处理器使用，而12v的电压给其他部分使用。

本实用新型电连接信号的传输过程如下：

光伏充电单元将光伏板提供的电压经过电压转化芯片u1及其外围电路处理，变成12v的直流电流入锂电池，为锂电池充电，锂电池电流经由电阻r7和三极管q1进入降压稳压单元，外部电源电流经由二极管d2进入降压稳压单元，电源切换单元主要利用mos管q1的开断特性实现电源切换功能。12v直流电进入降压稳压单元后，经电阻r4和稳压管d3在三极管q2的基极形成5.6v左右电压，此时三极管q2导通，电流经三极管q2流向外部负载。

以上所述的具体实施例，仅对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行进一步详细说明，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的基本原理之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。