基于電池管理的智能供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于電池管理的智能供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)控制領(lǐng)域經(jīng)常會用到多個帶有操作系統(tǒng)的設(shè)備，在此類設(shè)備中，一般的開關(guān)機(jī)都是通過時序電源，或者電源總閘來控制電源，以達(dá)到很多設(shè)備同時開機(jī)和關(guān)機(jī)的功能，減輕了用戶使用時的復(fù)雜度，但這樣的操作會導(dǎo)致部分需要保存信息的設(shè)備在沒有完全保存信息的情況下突然斷電，造成重要信息的丟失、系統(tǒng)的異常等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的:本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，本實(shí)用新型當(dāng)檢測到外部輸入電源掉電后，會通知CPU保存數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)保存完成后再進(jìn)行關(guān)機(jī)，防止重要數(shù)據(jù)的丟失，還能夠在CPU程序出錯的情況下強(qiáng)制關(guān)機(jī)，防止因程序出錯導(dǎo)致系統(tǒng)無法關(guān)閉。
[0004]技術(shù)方案:本實(shí)用新型的一種基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，包括CPU、電池管理板和鋰電池，所述電池管理板上設(shè)有充電單元、放電單元和控制單元；
[0005]所述充電單元動態(tài)檢測鋰電池的電量且自動為鋰電池充電；
[0006]所述放電單元為CPU供電，且采用大電流MOS管作為開關(guān)控制放電的通斷；
[0007]所述控制單元包括交流控制電路、阻容延時電路和放大電路，交流控制電路將CPU發(fā)出的方波信號轉(zhuǎn)換為直流電平信號，阻容延時電路將控制信號進(jìn)行延時輸出，放大電路將控制信號進(jìn)行反向控制MOS管的通斷，進(jìn)而可以達(dá)到不同電平間的匹配。
[0008]所述CPU與控制單元相互連通，CPU輸出方波控制信號，控制單元根據(jù)接收到的控制信號控制放電單元。
[0009]其中，所述充電單元采用鋰電池充電管理芯片，在外部輸入電源上電后，判斷鋰電池電量，如果鋰電池電量不足，那么開啟充電功能，直至充電結(jié)束。
[0010]根據(jù)實(shí)際使用情況以及生產(chǎn)成本選擇，所述控制單元采用微控制單元(MCU)或純硬件制成。
[0011]為增加使用靈活性，所述鋰電池和電池管理板既可以集成設(shè)置于設(shè)備內(nèi)部，也可以設(shè)置成獨(dú)立的外擴(kuò)電源模塊。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)本實(shí)用新型可以在設(shè)備外部輸入電源上電后，根據(jù)電池的電量，確定是否需要為鋰電池充電；當(dāng)設(shè)備外部輸入電源斷電后，使用鋰電池為設(shè)備供電，并通知CPU外部輸入電源已經(jīng)切斷，需要盡快保存重要信息，并完成關(guān)機(jī)，防止操作系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)的丟失。
[0014](2)本實(shí)用新型中，CPU完成關(guān)機(jī)后，電池管理板會自動切斷電池的電源，設(shè)備安全掉電，達(dá)到節(jié)能省電以及電源的智能管理效果。
[0015](3)本實(shí)用新型能夠使操作系統(tǒng)正常關(guān)閉，減少操作系統(tǒng)出現(xiàn)異常的幾率，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型中的設(shè)備上電流程示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型中的設(shè)備掉電流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，包括CPU、電池管理板和鋰電池，電池管理板上設(shè)有充電單元、放電單元和控制單元，充電單元實(shí)時動態(tài)檢測鋰電池的電量且自動為鋰電池充電；放電單元為CPU供電，且采用大電流MOS管作為開關(guān)控制放電的通斷；控制單元包括交流控制電路、阻容延時電路和放大電路，交流控制電路將(PU發(fā)出的方波信號轉(zhuǎn)換為直流電平信號，阻容延時電路將控制信號進(jìn)行一段時間的延時(例如20秒左右)輸出，放大電路將控制信號進(jìn)行反向控制MOS管的通斷；CPU與控制單元相互連通，CPU輸出方波控制信號，控制單元根據(jù)接收到的控制信號控制放電單元。
[0021]上述控制單元可以采用MCU或純硬件完成，鋰電池和電池管理板既可以集成設(shè)置于設(shè)備內(nèi)部又可以設(shè)置成獨(dú)立的外擴(kuò)電源模塊。
[0022]其中，充電單元可以采用TI公司的BQ2057W電池管理芯片，對鋰電池進(jìn)行充電管理，充電完成后的最高電壓為8.4V(Dual-Cell)，BQ2057W的最大輸入電壓為DC 15V，最大充電電流為2A，采用8-S0IC或者8-TSS0P封裝，安全而又穩(wěn)定。
[0023]并且，充電單元可以動態(tài)補(bǔ)償鋰電池(鋰電池組)的內(nèi)阻以減少充電時間，帶有可選的電池溫度監(jiān)測，利用電池組溫度傳感器連續(xù)檢測電池溫度，當(dāng)鋰電池的溫度超出設(shè)定范圍時，BQ2057W會關(guān)閉對電池充電，內(nèi)部集成的恒壓恒流器帶有高/低邊電流感測和可編程充電電流，充電狀態(tài)識別可由輸出的LED指示燈或與主控器接口實(shí)現(xiàn)，具有自動重新充電、最小電流終止充電、低功耗睡眠等特性。
[0024]上述放電單元可以采用IR公司的P溝道的MOS管IRF7424PBF和肖特基二極管B340A-13-F，IRF7424PBF的最大柵極控制電壓為-30V，最大連續(xù)導(dǎo)通電流為11A，采用8-S0IC封裝，最大功耗為2.5W。
[0025]本實(shí)施例中的鋰電池采用鋰聚合物電池，例如采用型號為ICR-18650的鋰電池，標(biāo)注電壓為7.4V，充滿后電壓為8.4V，容量為2200mAh，最大連續(xù)放電電流為4A，并內(nèi)置過流保護(hù)、超溫保護(hù)功能。
[0026]本實(shí)用新型的具體工作原理如下:
[0027]如圖2所示，當(dāng)設(shè)備上電后，本實(shí)用新型的智能供電系統(tǒng)會立刻啟動，同時充電單元會檢測鋰電池電量是否充足，如果鋰電池的電量不滿，則充電單元會通過外部輸入電源開始為鋰電池充電，直至充電完成，如果鋰電池的電量充足，不進(jìn)行處理。
[0028]并且，當(dāng)本實(shí)用新型的智能供電系統(tǒng)啟動后，CPU會輸出方波控制信號，控制單元接收到方波信號后，控制放電單元，接通電池供電開關(guān)，鋰電池作為備用供電系統(tǒng)使用。
[0029]如圖3所示，當(dāng)設(shè)備掉電后，鋰電池立即為智能供電系統(tǒng)進(jìn)行供電，然后控制單元通知CPU設(shè)備已掉電，如果此時系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)異常，方波控制信號已經(jīng)中斷，那么控制單元將控制放電單元斷開，鋰電池供電切斷；如果系統(tǒng)正常運(yùn)行，那么CPU在收到控制單元發(fā)出的設(shè)備掉電信號后將對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，保存完成后停止方波控制信號的輸出，并開始關(guān)閉操作系統(tǒng)，控制單元在方波控制信號中斷后延時一段時間(例如20s左右，且此時操作系統(tǒng)已完全關(guān)閉)，控制放電單元斷開電池供電，安全關(guān)機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，其特征在于:包括CPU、電池管理板和鋰電池，所述電池管理板上設(shè)有充電單元、放電單元和控制單元； 所述充電單元動態(tài)檢測鋰電池的電量且自動為鋰電池充電； 所述放電單元為CPU供電，且采用大電流MOS管作為開關(guān)控制放電的通斷； 所述控制單元包括交流控制電路、阻容延時電路和放大電路，交流控制電路將CPU發(fā)出的方波信號轉(zhuǎn)換為直流電平信號，阻容延時電路將控制信號進(jìn)行延時輸出，放大電路將控制信號進(jìn)行反向控制MOS管的通斷； 所述CPU與控制單元相互連通，CPU輸出方波控制信號，控制單元根據(jù)接收到的控制信號控制放電單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元采用微控制單元或純硬件制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，其特征在于:所述鋰電池和電池管理板集成設(shè)置于設(shè)備內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，其特征在于:所述鋰電池和電源管理板設(shè)置成獨(dú)立的外擴(kuò)電源模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種基于電池管理的智能供電系統(tǒng)，包括CPU、電池管理板和鋰電池，電池管理板上設(shè)有充電單元、放電單元和控制單元，充電單元動態(tài)檢測鋰電池的電量且自動為鋰電池充電；放電單元為CPU供電，且采用大電流MOS管作為開關(guān)控制放電的通斷；CPU與控制單元相互連通。本實(shí)用新型在檢測到外部輸入電源掉電后，會通知CPU保存數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)保存完成后再進(jìn)行關(guān)機(jī)，防止重要數(shù)據(jù)的丟失，還能夠在CPU程序出錯的情況下強(qiáng)制關(guān)機(jī)，防止因程序出錯導(dǎo)致系統(tǒng)無法關(guān)閉。
【IPC分類】H02J7-00
【公開號】CN204465068
【申請?zhí)枴緾N201520133858
【發(fā)明人】劉濱
【申請人】南京高盛信息科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月9日