一种自动开关电源模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动开关电源模块，包括电源、电压调理电路、A/D转换模块、主控单元、低压稳压器、时间控制器、或门电路和继电器，所述电源一路经过低压线性稳压器连接主控单元和低压稳压器，另一路经过电压调理电路，转换成A/D转换模块可以识别的电压后并输入到A/D转换模块。本实用新型具有以下优点：1、实现了随时检测电源电压，能够根据电源电压的高低自动开关切断给设备的供电，同时能人为的设置设备的通电时间，2、采用或门电路，能实现只要检测到设备供电的电源低压过低就立马断电的功能，在保护设备和电池的同时，3、能够提高电池的管理效率、节约电能，增加在野外或者无人值守的环境中，设备长时间运行。
【专利说明】
一种自动开关电源模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电源模块，具体是一种自动开关电源模块。
【背景技术】
[0002]长时间供电会消耗电池供电系统大量的电能，现有市场上很多电池供电的设备，都是接通电源后，自动上电运行，直到人为的干预，去掉电源，设备才能够断电，这样长时间的供电会消耗大量的电池电量，导致设备可运行的时间变短。
[0003]在各类条件不便利的施工场所，或者野外等场所，为了能够将电池的使用时长最大化，在尽可能降低系统功耗的前提下，提高系统电源的使用效率是十分必要的。
[0004]大多数长期测量的仪器，不需要一直测量，只需要采集一段时间后断电，再过段时间继续运行采集数据，因此需要给供电电源间断供电。
[0005]长期无人值守的环境，电池供电系统中，电池的电压会随着设备的运行时间降低，当电压降到很低时，这种信息不能及时的反映到操作人手中，除非人为操作，否则设备不能自行断电。
[0006]当电池电压超低时，设备继续运行，对测量数据的精度有很大的影响，严重时导致本次实验的失败，而且长期的低电压工作，对设备会造成损害，因此，有必要对电池电压随时监测。现有设备都不能对供电电源的电压实时测量，以便做出正确的判断。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种自动开关电源模块，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0009]—种自动开关电源模块，包括电源、电压调理电路、A/D转换模块、主控单元、低压稳压器、时间控制器、或门电路和继电器，所述电源一路经过低压线性稳压器连接主控单元和低压稳压器，另一路经过电压调理电路，转换成A/D转换模块可以识别的电压后并输入到A/D转换模块，A/D转换模块将模拟电压信号转换成主控单元可以的识别的数字信号并输入到主控单元;主控单元还连接或门电路，或门电路还连接时间控制器和继电器。
[0010]作为本实用新型的优选方案:所述低压稳压器输出的电压为5V。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型具有以下优点:1、实现了随时检测电源电压，能够根据电源电压的高低自动开关切断给设备的供电，同时能人为的设置设备的通电时间，2、采用或门电路，能实现只要检测到设备供电的电源低压过低就立马断电的功能，在保护设备和电池的同时，3、能够提高电池的管理效率、节约电能，增加在野外或者无人值守的环境中，设备长时间运行。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例的原理框图；
[0013]图2为本实用新型实施例的工作流程图。
【具体实施方式】
[0014]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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0015]请参阅图1-2，一种自动开关电源模块，包括电源、电压调理电路、A/D转换模块、主控单元、低压稳压器、时间控制器、或门电路和继电器，所述电源一路经过低压线性稳压器连接主控单元和低压稳压器，另一路经过电压调理电路，转换成A/D转换模块可以识别的电压后并输入到A/D转换模块，A/D转换模块将模拟电压信号转换成主控单元可以的识别的数字信号并输入到主控单元;主控单元还连接或门电路，或门电路还连接时间控制器和继电器。
[0016]低压稳压器输出的电压为5V。
[0017]本实用新型的工作原理是:本实用新型采用两个控制器，一个是主控单元，另外一个是时间控制器，时间控制器配合主控单元实现继电器的自动通断；电源一路经过低压线性稳压器，将电源的高电压转换为可供两个主控单元的3-5电压供电，另一路是电压经过电压调理电路，转换成A/D转换模块可以识别的电压后，输入A/D转换模块，将模拟电压信号转换成主控单元可以的识别的数字信号;主控单元将输入的数字信号经过内部程序算法后与基准电压比较，若比基准电压低很多，主控单元的的I/O引脚将输出一个高电平给或门电路，无论此时时间控制器输出什么信号，继电器都将动作，切断电源。
[0018]上述所述低压稳压器，为了减小系统的整体耗电量，选用低功耗的集成芯片，将电源输出的电压稳压转换到5V，给所述主控单元和时间控制器供电，低压稳压器可以持续给两个控制器供电，供电不受另一路电源切断与否的影响。
[0019]上述所述电压调理电路，是直接将电源电压分压隔离滤波后，转换成所述A/D转换模块能够接收的电压范围，所述A/D转换模块受主控单元控制，实现定时间隔采集电压值。
[0020]上述所述时间控制器包括一个时间选择器件和一个单片机微处理器，时间选择器件每次选择一个固定的时间后，单片机微处理器识别选择的信号，并延时与之相对应的时间，延时时间到达之后，单片机微处理器输出一个信号给或门电路。
[0021]上述所述或门电路的功能是，控制继电器的通断。或门电路的两个输入端一端连接主控单元的输出信号引脚，一端连接时间控制的单片机微处理器的信号输出引脚;或门电路的输出引脚接继电器的VCC端。具体实现的功能是:若主控单元输出一个高电平信号，不管时间控制器输出什么信号，或门电路都将输出高电平，给继电器通电，关闭继电器;若主控单元输出低电平，说明电源电压正常，则等待时间控制器的定时时间到达后，关闭继电器，等待下一次的启动。
[0022]作为本实用新型的一种实施例，如图2所示:该实施例中，所述主控单元选择德州仪器生产的超低功耗、超高性价比的Flash型16位RISC指令集单片机MSP430F169，主控单元外围器件还包括晶振电路和复位电路。
[0023]该实施例中，所述A/D转化模块选用AD0809集成芯片，AD0809是8位逐次逼近型A/D转换器，它是由一个8路的模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。AD0809的输入引脚INO与电压调理电路的输出端连接，模数转换后的数字信号经DO-Dl与MSP430的P2 口相连，另外，MSP430的P3.1、P3.2、P3.3分别接AD0809的地址锁存端(ALE )、启动端(START )和输出允许端(OE )连接，控制AD0809的工作。
[0024]该实施例中，所述电压调理电路由分压电阻和电压跟随器组成，调理后的电压经电压跟随器输出。
[0025]该实施例中，所述时间控制器中的微处理器选用AVR单片机，型号是ATtiny25，时间选择器件选用拨码开关。低压稳压器同时给时间控制器供电，其中的拨码开关与ATt iny 25的PBO、PBl和PB2 口连接，拨码开关可以提供8种控制时间选择。
[0026]该实施例中，所述低压稳压器选用LP2950-5V，该型号的稳压器具有高压差、静态电流低等特点。所述继电器选用5V电压能驱动的HFl 15，该继电器可以切断功率较大的设备电源。
[0027]该实施例中，或门电路选用简单器件自己设计，不采用集成芯片，该电路采用两个二极管和一个电阻设计。一个输入端与MSP430的P3.5 口连接，另一个输入端与ATtiny25的PB3 口连接，输出端直接与HFl 15的正电源端连接。
【主权项】
1.一种自动开关电源模块，包括电源、电压调理电路、A/D转换模块、主控单元、低压稳压器、时间控制器、或门电路和继电器，其特征在于，所述电源一路经过低压线性稳压器连接主控单元和低压稳压器，另一路经过电压调理电路，转换成A/D转换模块可以识别的电压后并输入到A/D转换模块，A/D转换模块将模拟电压信号转换成主控单元可以的识别的数字信号并输入到主控单元;主控单元还连接或门电路，或门电路还连接时间控制器和继电器。2.根据权利要求1所述的一种自动开关电源模块，其特征在于，所述低压稳压器输出的电压为5V。
【文档编号】H02H3/24GK205565679SQ201620291693
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月9日
【发明人】康端刚, 马孝义, 喻晓, 赵龙
【申请人】西北农林科技大学