一種可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型應(yīng)用于熱計(jì)量領(lǐng)域的超聲波熱量表中，用于為超聲波熱量表提供穩(wěn)定的、可以切換的雙電源供電，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的熱量表供電單元往往存在以下幾點(diǎn)缺陷:
[0003](I)電池壓降大，降低電池的使用壽命；
[0004](2)電池的峰值電壓高于系統(tǒng)中的元器件工作電壓范圍，有風(fēng)險(xiǎn)；
[0005](3)外部供電沒有輸入保護(hù)，容易損壞熱量表。
[0006]由此，本領(lǐng)域亟需一種熱量表供電單元，用于為超聲波熱量表提供穩(wěn)定的、可以切換的雙電源供電。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提出一種可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元，其特征在于，包括:電池電源、3.3V電源以及自動(dòng)切換電路，所述電池電源和所述3.3V電源分別連接至所述自動(dòng)切換電路;其中，所述3.3V電源包括:24V輸入保護(hù)電路、24V轉(zhuǎn)5V電路以及5V轉(zhuǎn)3.3V電路;所述24V輸入保護(hù)電路與所述24V轉(zhuǎn)5V電路相連接，所述24V轉(zhuǎn)5V電路與所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路相連接，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路則連接至所述自動(dòng)切換電路。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0009]優(yōu)選地，所述電池電源包括XC6201P332PR電源芯片。
[0010]優(yōu)選地，所述24V轉(zhuǎn)5V電路中包括MP2451電源管理芯片。
[0011]優(yōu)選地，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路中包括LMl 117電源。
[0012]優(yōu)選地，所述自動(dòng)切換電路中的NMOS管Q8為SI2302，PM0S管Q9為SI2301。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:提供了一種用于一體式大口徑熱量表中、可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元，在大口徑熱量表中設(shè)置了電池供電與外部供電兩種方式，根據(jù)功能不同，用戶可以選擇只啟用電池供電，也可以接入外部電源，啟用一些大功耗的功能；且當(dāng)使用外部供電的時(shí)候不能夠形成對(duì)電池充電的回路，安全而穩(wěn)定，能夠滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的24V輸入保護(hù)電路的電路圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的24V轉(zhuǎn)5V電路的電路圖；
[0017 ]圖4為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的5V轉(zhuǎn)3.3V電路的電路圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的自動(dòng)切換電路的電路圖。
[0019]在圖1中，各標(biāo)號(hào)所表示的部件名稱列表如下:
[0020]10電池電源[0021 ]20 3.3V 電源
[0022]2124V輸入保護(hù)電路
[0023]2224V 轉(zhuǎn) 5V 電路
[0024]235V轉(zhuǎn) 3.3V 電路
[0025]30自動(dòng)切換電路
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，其為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。所述可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元包括:電池電源10、3.3V電源20以及自動(dòng)切換電路30，所述電池電源10和所述3.3V電源20分別連接至所述自動(dòng)切換電路30，以實(shí)現(xiàn)電池和3.3V雙電源切換、為熱量表供電；其中，所述3.3V電源20包括24V輸入保護(hù)電路21、24V轉(zhuǎn)5V電路22以及5V轉(zhuǎn)3.3V電路23，所述24V輸入保護(hù)電路21與所述2狀轉(zhuǎn)5￥電路22相連接，所述24V轉(zhuǎn)5V電路22與所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路23相連接，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路23則連接至所述自動(dòng)切換電路30。
[0028]優(yōu)選地，所述電池電源10包括XC6201P332PR電源芯片，所述XC6201P332PR為低壓降、微損耗、線性電源芯片，能夠有效地?cái)U(kuò)展電路的輸入電壓范圍，保證電路在低于24V以及高于24V的時(shí)候也能夠工作正常;XC6201P332PR的電流達(dá)10mA的時(shí)候，電壓降是0.16V，當(dāng)電池的電壓高于3.3V的時(shí)候能夠?qū)㈦姵仉妷赫{(diào)整到3.3V，當(dāng)電池的電壓低于3.3V的時(shí)候，電壓將有0.1V左右的壓降。XC6201P332PR芯片自身功耗2uA，同時(shí)滿足低功耗要求;能夠滿足超聲波熱量表對(duì)于低功耗的要求，同時(shí)滿足電池壓降小，提高電池的使用壽命。
[0029]下面，請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，其為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的24V輸入保護(hù)電路的電路圖；其中，所述24V輸入保護(hù)電路21中的二極管優(yōu)選使用1N5822，1N5822是典型的肖特基二極管，其正向?qū)妷旱?0.52V)，反向擊穿電壓高(40V)，反向擊穿電流大(3A)，多用于限流及保護(hù)電路；如圖中的D6、D7壓降小，損耗低，可承受最大40V的正向電壓;所述24V輸入保護(hù)電路21的輸入端則使用陶瓷電容C3以及鉭電容C4進(jìn)行濾波，調(diào)整輸入電源的性能。
[0030]接下來，請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，圖3為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的24V轉(zhuǎn)5V電路的電路圖；其中，所述24V轉(zhuǎn)5V電路22中優(yōu)選使用MP2451電源管理芯片，可以根據(jù)需求調(diào)整第4引腳EN端的兩個(gè)電阻R5和R10，從而能夠調(diào)整電源的輸入范圍，本電路根據(jù)需求將電阻R5取為10K，電阻RlO取為100K，從而能夠接受11V-33V的輸入直流電壓。圖中的R8、R9電阻屬于芯片匹配電阻，電路中的電容C6、C9、C14、C18主要起到濾波的作用，屬于常規(guī)配置。
[0031]然后，請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，圖4為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的5V轉(zhuǎn)3.3V電路的電路圖；其中，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路23的線性電源使用LM1117電源，主要是調(diào)整電源的質(zhì)量，為后續(xù)熱量表的關(guān)鍵器件GP21提供穩(wěn)定的、紋波較小的高質(zhì)量電源，電路中C15、C16、C17主要是濾波，屬于LM1117電源芯片的常規(guī)配置。
[0032]最后，請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，圖5為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的自動(dòng)切換電路的電路圖；所述自動(dòng)切換電路30為本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元的核心電路，其中，NMOS管Q8選用SI2302，導(dǎo)通電阻0.082歐姆(低壓損)，可通過最大電流3A;PM0S管Q9選用SI2301，導(dǎo)通電阻0.15歐姆(低壓損)，可通過最大電流2.2六;在保證開關(guān)的正常切換的同時(shí)，降低電池電壓損耗，保證了電池的使用壽命;而二極管D3與D4亦優(yōu)選為1N5822。
[0033]所述24V轉(zhuǎn)5V電路22中的24V電源經(jīng)過MP2451變成5V，5V電源將為匪OS管Q8以及PMOS管Q9進(jìn)行開關(guān)切換。
[0034]當(dāng)外部供電24V DC的時(shí)候，5V的Vcc-5電壓變?yōu)?V，此時(shí)5V電壓可以通過D3，Q9將因?yàn)殚撝礥gs大于閾值電壓而關(guān)斷，從而切斷了電池為系統(tǒng)供電的通道，而Q8將因?yàn)殚撝礥gs大于閾值電壓開啟，此時(shí)外部的MCU-3V3D將通過Q8，經(jīng)過D4，再經(jīng)過C91濾波為系統(tǒng)供電。其中，C91起到濾波作用，D4主要是為了防止電池供電的時(shí)候，電流灌到NMOS Q8的S端。
[0035]當(dāng)外部供電24V DC不存在的時(shí)候，Q8的Ugs等于0，Q8不導(dǎo)通，而Q9的Ugs小于O將會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)電池將通過低壓損線性芯片XC6201P332PR為系統(tǒng)供電。
[0036]此外，如果當(dāng)選用外部24VDC供電的時(shí)候，Q9意外損壞，電路中D3將會(huì)防止電池的額電流逆留到Q8的G端與5V電源沖突。
[0037]由此，本實(shí)用新型的熱量表供電單元可實(shí)現(xiàn)雙電源切換。
[0038]本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元，用于一體式大口徑熱量表中；在大口徑熱量表中設(shè)置了電池供電與外部供電兩種方式，根據(jù)功能不同，用戶可以選擇只啟用電池供電，也可以接入外部電源，啟用一些大功耗的功能。一體式大口徑熱量表電路的電池屬于不可以充電的鋰電池，外部供電普遍采用24V DC供電。
[0039]本實(shí)用新型電路首先要考慮24V防反接，當(dāng)接入電源錯(cuò)誤的時(shí)候，首先保證電路不能夠被損壞，其次要保證電池的安全，當(dāng)使用外部供電的時(shí)候不能夠形成對(duì)電池充電的回路，否則將非常危險(xiǎn)，然后雙電源供電要能夠滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求，不會(huì)影響系統(tǒng)性能。
[0040]此外，在本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元還可包括單片機(jī)、電源隔離模塊、LDO電源模塊、數(shù)字隔離模塊、ADC采集模塊以及多路復(fù)用器等，由于皆為現(xiàn)有技術(shù)，故此處關(guān)于各模塊或器件的功能和連接關(guān)系等不再贅述。
[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元，其特征在于，包括:電池電源、3.3V電源以及自動(dòng)切換電路，所述電池電源和所述3.3V電源分別連接至所述自動(dòng)切換電路;其中， 所述3.3V電源包括:24V輸入保護(hù)電路、24V轉(zhuǎn)5V電路以及5V轉(zhuǎn)3.3V電路； 所述24V輸入保護(hù)電路與所述24V轉(zhuǎn)5V電路相連接，所述24V轉(zhuǎn)5V電路與所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路相連接，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路則連接至所述自動(dòng)切換電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱量表供電單元，其特征在于，所述電池電源包括XC6201P332PR 電源芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱量表供電單元，其特征在于，所述24V轉(zhuǎn)5V電路中包括MP2451電源管理芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱量表供電單元，其特征在于，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路中包括LM1117 電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱量表供電單元，其特征在于，所述自動(dòng)切換電路中的NMOS管Q8為SI2302，PM0S管Q9為SI2301。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可實(shí)現(xiàn)雙電源切換的熱量表供電單元，包括：電池電源、3.3V電源以及自動(dòng)切換電路，所述電池電源和所述3.3V電源分別連接至所述自動(dòng)切換電路；其中，所述3.3V電源包括：24V輸入保護(hù)電路、24V轉(zhuǎn)5V電路以及5V轉(zhuǎn)3.3V電路；所述24V輸入保護(hù)電路與所述24V轉(zhuǎn)5V電路相連接，所述24V轉(zhuǎn)5V電路與所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路相連接，所述5V轉(zhuǎn)3.3V電路則連接至所述自動(dòng)切換電路。由此，本實(shí)用新型的熱量表供電單元可實(shí)現(xiàn)雙電源切換。
【IPC分類】H02J9/06, G01K17/00
【公開號(hào)】CN205231846
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521103315
【發(fā)明人】馬承志, 林曉彬
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)航天德魯節(jié)能科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日