[發明專利]無源無線監測系統主備電源管理電路和方法

在審

• 申請號: 202010134383.7
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111193319A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 夏惠興;華洪斌;王志軍
• 申請（專利權）人: 江蘇江凌測控科技股份有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/34
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王凱

本發明一種無源無線監測系統主備電源管理電路，包含有超壓保護電路、充電電路、電源切換電路、充電電路、放電電路和超級電容，發電機輸出端經超壓保護電路后分為兩路輸出，一路輸出至負載電路，另一路至經充電電路連接至超級電容，超級電容經放電電路和電源切換電路連接至負載電路。本發明一種無源無線監測系統主備電源管理電路，基于超級電容設計，能夠實現持續供電。

技術領域

本發明涉及一種電源管理電路及其方法，尤其是涉及一種基于超級電容、且應用于列車無源無線監測上的電源管理電路和方法，屬于電路控制技術領域。

背景技術

目前，在貨運火車上，由于沒有電源供應，而為了解決監測系統的供電問題，將轉速發電機與車輪軸傳動相連，從而通過轉速發電機發電的方式實現無源無線供電。

但是，在實際應用中發現，該方式存在著列車停止后供電就中斷的情況，且列車運行地理范圍廣，普通電池存在著無法全天候適應、無法隨時進行充電的情況。因此，亟需一種能夠在列車運行與停止時都能進行正常供電的裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種無源無線監測系統主備電源管理電路和方法，其基于超級電容設計，能夠實現持續供電。

本發明的目的是這樣實現的：

一種無源無線監測系統主備電源管理電路，包含有超壓保護電路、充電電路、電源切換電路、充電電路、放電電路和超級電容，發電機輸出端經超壓保護電路后分為兩路輸出，一路輸出至負載電路，另一路至經充電電路連接至超級電容，超級電容經放電電路和電源切換電路連接至負載電路。

本發明一種無源無線監測系統主備電源管理電路，所述超壓保護電路包含有MOS管和電壓比較器，發電機輸出端分為兩路，一路經MOS管對外輸出，另一路經限流電阻連接電壓比較器的輸入端，所述電壓比較器的另一輸入端與基準電壓相連接，且電壓比較器的輸出端連接至MOS管的柵極。

本發明一種無源無線監測系統主備電源管理電路，所述充電電路包含有第一MOS管、第二MOS管和比較器，前述MOS管的輸出端經電流采樣電阻連接至負載電路，所述電流采樣電阻兩端分別連接至比較器的兩個輸入端，該比較器的輸出端連接至PWM信號電路的輸入端，所述PWM信號電路的信號輸出端連接至第一MOS管的柵極和第二MOS管的柵極，第一MOS管的漏極和第二MOS管的漏極連接至超級電容的導線上套裝有電流互感器，該電流互感器連接至PWM信號電路的輸入端，且電流互感器與電流采樣電阻串聯構成取樣電路，所述第一MOS管的源級連接至負載電路的電源輸入端，所述第二MOS管的源級接地。

本發明一種無源無線監測系統主備電源管理電路，所述電源切換電路包含有切換MOS管、電源切換開關芯片和兩組監測電路；前述負載電路的電源輸入端上串接切換MOS管，該切換MOS管的兩端分別連接兩組監測電路；所述監測電路包含有分壓電路和電壓比較器，所述分壓電路由兩個分壓電阻串聯在切換MOS管的端部和地之間，兩個分壓電阻之間的分壓取樣點連接至電壓比較器的一輸入端，電壓比較器的另一輸入端連接至基準電壓源，所述電壓比較器的輸出端連接至電源切換開關芯片的控制信號輸入端，所述電源切換開關芯片的控制信號輸入端連接至切換MOS管的柵極，所述放電電路為升壓穩壓電路，超級電容經升壓穩壓電路后通過電源切換開關芯片連接至負載電路的電源輸入端。

本發明一種無源無線監測系統主備電源管理方法，通過分壓電路獲取線路的取樣電壓，并將該電壓值與內部基準電壓同時輸入電壓比較器進行比較；當取樣電壓小于基準電壓時，電源切換開關芯片控制切換MOS管斷開，使得負載電路與線路隔離；同時，通過電源切換開關芯片使得超級電容對負載電路供電；當取樣電壓不小于基準電壓時，電源切換開關芯片控制切換MOS管閉合通路，使得負載電路與線路連接，同時通過電源切換開關芯片使得超級電容與負載電路供電斷路隔離。