[实用新型]一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种电池管理模块，尤其是一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块。

背景技术

近年来，我国智能电网建设已经全面展开，载波、无线等集中抄表技术在全国范围内大规模应用，智能集中器是集中抄表技术中的重要的环节，对其要求也越来越高，目前大多集中器需要具备后备镍氢电池，并在停电后通过GPRS主动上报重要事件。

目前市场上的集中器没有专用的电源管理模块，只使用硬件电路为集中器供电，并且不具备后备电源的控制功能。对于使用镍氢电池作为后备电源的智能集中器，大多没有专用的电池充电模块，只使用简单恒流充电，充电效率低，缩减电池的使用寿命；不具备电池温度检测功能，充电安全性低；集中器断电后工作时间短，运行稳定性差。

发明内容

本实用新型的目的在于针对提供一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块，它可以管理智能集中器的电源系统，并自动管理镍氢电池充电和放电，提高智能集中器电源系统的可靠性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块，包括有电源管理模块与集中器的电源接口P1、电源管理模块与集中器的处理器通信接口P0、镍氢充电电池组BAT1、集成芯片、充电部分和放电部分，控制电源的充电脉冲占空比MCU第1引脚通过R12与T2三极管的基极连接，MCU的第2脚通过电阻R5与T1三极管基极连接，控制系统的供电和唤醒T1三极管基极通过电容CP2与通信接口P0的第4脚连接，检测电池的温度MCU的第5脚与充电电池的第4脚热敏电阻输出端连接，并通过下拉电阻R8与地连接，检测电源接口提供的7V电源是否掉电MCU的第6脚与R1和R3连接，向集中器处理器发送命令MCU的第8脚与通信接口的第1引脚连接，指示充电状态与发光二极管LED1连接，接收集中器的命令MCU的第9引脚与通信接口的第2引脚连接，MCU的第10引脚与R14和R16连接，检测电池的电压R14通过大功率三极管T0与电池的正极连接，控制电池的充电电池的正极通过电阻R7与三极管T2的集电极连接，T2的发射极与电源接口的第1脚连接，控制电池的放电电池的1脚与大功率三极管T0的发射极连接，T0的基极通过电阻RP7与厂极管T1的集电极连接。

所述的一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块，其所述的MCU的第2引脚是电源控制引脚，该引脚连接一个大功率三极管T0。

所述的一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块，其所述的MCU的第5、6、10引脚是AD转换功能的输入引脚。

所述的一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块，其所述的MCU的第7引脚为主电源停电时的唤醒引脚。

所述的一种智能集中器后备电池的高效自动管理模块，其所述的第8、9引脚为MCU与集中器处理器通信引脚。

本实用新型和现有技术相比，具有显著优点：（1）延长了集中器的掉电工作时间，平均延长工作时间25%；（2）具有智能充电功能，提供预充电、正常充电、涓流充电三种充电模式，电池充满电后电量更充足（3）使用脉冲充电，抑制电池内部产生枝晶，降低记忆效应对电池带来的损害，延长电池使用寿命；（4）超低功耗的休眠模式，使用冲击式按键唤醒，真正的0功耗；（5）具有唤醒功能，断电后可通过按键唤醒集中器，进行抄读数据；（6）使用高灵敏－0ΔV检测算法，防止电池过充电；（7）具有电池过放电保护功能，有效保护电池，延长电池使用寿命；（8）支持热插拔，不使用电源管理模块集中器也可以正常工作。

如图1所示，在主电源停止供电后，集中器的通过GPRS方式产将重要事件上报主站，上报完成后通过ARM2接口向电源管理模块发送停电命令，电源管理模块切断后备电池供电。在主电源停止供电期间，可以通过按下按键，唤醒电源管理模块，使用后备电池为集中器处理器供电，集中器正常工作；集中器完成工作后，通过ARM2接口向电源管理模块发送命令，电源管理模块切断供电，重新进入掉电模式。

在使用后备电源为集中器供电时，MCU使用AD功能实时采集备用电池的电压，如果电池电压低于保护电压阀值，MCU直接切断备用电池供电。

电池的充电方式为脉冲式冲电，MCU使用PWM方式控制三极管导通和截止，MCU输出高电平时电池充电，输出低电平时电池放电，通过控制PWM的占空比来调节电池的充放电时间比例，来控制预充电、快速充电、涓流充电三个阶段。