[实用新型]感应取能电源备用电池的充电控制结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源备用电池充电管理的方法，具体涉及一种感应取能电源备用电池的充电控制结构。 

背景技术

目前的感应取能供电电源装置给负载的供电方式主要有两种，一种使是将感应的电能直接给负载供电，这种方式存在输出功率小，一旦线路停电则负载便不能工作，无法满足输电线路监测设备实时在线功能的要求，并且存在对于大功率负载无法对其进行可靠供电的缺点。另一种是在感应取能供电电源上加载锂电池，负载由锂电池供电，锂电池与感应取能供电电源连接，而对于以锂电池为储能元件的方式，尽管能够提供较高的功率，但是由于锂电池存在寿命短，性能受恶劣环境影响较大的特点使得这种工作方式的电源系统存在工作可靠性差，寿命短的缺点。 

此外，随着输电线路在线监测智能化的发展，大功率的监测设备逐渐应用到智能电网的建设中来，且要求在线监测设备实时在线。对于将感应的电能直接给超级电容，由超级电容给负载供电的方式不能满足大功率监测产品的供电需求；以锂电池为中间储能元件的供电方式存在电池寿命较短的问题，且锂电池作为储能元件时本身等效为重负载再给监测负载供电时存在电能利用率低、感应取能电源功耗大的问题。 

发明内容

针对现有感应取能电源备用电池的充电控制结构所存在的上述不足，本实用新型提供一种以高性能锂电池作为备用的冗余电源，利用电池充电开关对备用电池的充电进行管理，可以实现感应取能电源在输电线路负荷电流较小时启动，且满足在线监测设备功率较大时能够可靠地工作的感应取能电源备用电池的充电控制结构。 

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：感应取能电源备用电池的充电控制结构，它包括依次与取能电路连接的DC-DC电压转换模块、锂电池充电模块和负载，在锂电池充电模块和负载之间设有电源切换控制模块，在DC-DC电压转换模块与电源切换控制模块之间设有输电线路，电源切换控制模块控制负载的供电方式。 

在取能电路上连接有电压检测模块和充电开关控制模块，充电开关控制模块与电压检测模块连接、并控制锂电池充电模块的通断。 

电压检测模块由分压电阻、电位器、上拉电阻、稳压电容、模拟地和第一PNP三极管组成；分压电阻一端接DC-DC电压转换模块的输入电压，一端接电位器，电位器的中心抽头与稳压电容相连接，稳压电容的另一端接模拟地，第一PNP三极管的发射极与模拟地连接、集电极与稳压电容的正极连接、基极与充电开关控制模块连接。 

充电开关控制模块由二极管、限流电阻、PNP三极管上拉电阻、PNP三极管输入电压和第二PNP三极管组成；二极管与第一PNP三极管的基极相连，限流电阻一端接二极管的正极、一端与第二PNP三极管的基极和PNP三极管上拉电阻相连，第二PNP三极管的发射极与上拉电阻的另一端与PNP三极管输入电压相连；第二PNP三极管的集电极与锂电池充电电路相连。 

所述的PNP三极管输入电压为DC-DC电压转换模块的输出电压。 

与现有技术比较，本实用新型在锂电池充电模块和负载之间设有电源切换控制模块，在DC-DC电压转换模块与电源切换控制模块之间设有输电线路，这样在使用过程中就可根据具体情况实现感应取能供电电源与锂电池的独立供电，在感应取能供电电源满足的负荷的情况下，减少锂电池的使用频率，增加锂电池的使用寿命。在取能电路上连接有电压检测模块和充电开关控制模块，这样当取能电路电压较小时，此时充电开关控制模块处于断开状态，切断DC-DC电压转换电路对锂电池充电模块的充电通路，最大限度供应负载；当输入电压较大时，在满足负载能够正常可靠工作的条件下有多余的能量可以供锂电池充电使用，此时，充电开关控制模块打开，对锂电池进行充电。通过对输入电压大小的检测来控制锂电池充电与否，能够实现由于输电线路负荷电流较小、取能线圈输出能量只能供负载供电使用时，使负载正常可靠工作。电位器的设置，可以通过调整电位器中心抽头的位置可以改变分压电阻和电位器的电阻比，进而改变中心抽头对地电压；稳压电容的设置可以滤除其两端直流电压中的高频毛刺。 

同时，与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：电源启动电流小、带载能力强、工作可靠性高的优点。电池采用高性能锂电池，具有充放电次数高，受低温等环境影响小的优良特点，大大提高了电源的寿命。按该方法研制的电源系统能够很好地满足目前智能电网建设中绝大多数输电线路在线监测设备的供电需求，将其应用于输电线路在线监测系统中具有重要的实用价值。 

附图说明

图1是本实用新型的流程示意图； 

图2是电压检测模块的结构图；

图3是电池充电控制开关模块的结构图。