一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法與電路的制作方法
【專利摘要】一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法，可充電、無紋波的直流電池通過線性電壓調(diào)整電路后向負(fù)載供電，所述直流電池有兩個，在同一時刻僅有一個直流電池進(jìn)行供電，且供電的直流電池處于非充電狀態(tài)，而另一個電池如果電量滿則處于備用狀態(tài)，否則處于充電狀態(tài)，本發(fā)明同時提供了相應(yīng)的實現(xiàn)電路，包括充電電路、充電選擇電路、控制電路、第一直流電池、第二直流電池、供電選擇電路以及線性電壓調(diào)整電路，本發(fā)明可徹底消除交流整流電路的固有工頻紋波，實現(xiàn)直流輸出電源的低紋波，保障直流電源的持續(xù)電能供應(yīng)。
【專利說明】一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法與電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密測量儀器領(lǐng)域，應(yīng)用于需要超低紋波直流電源的場合，具體涉及一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法與電路。

【背景技術(shù)】
[0002]提高測量準(zhǔn)確度是信號測量的重要目的，降低各類誤差是提高測量準(zhǔn)確度的重要方法，直流電源紋波是產(chǎn)生信號誤差的主要根源之一。直流電源按其工作頻率可分為二極管工頻整流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源，利用如圖3所示的電池直接供電和工頻整流電源電路，對兩種電源分別加載標(biāo)稱電阻值為45 Ω、90 Ω、180 Ω和1800 Ω的負(fù)載進(jìn)行紋波分析(標(biāo)稱工作電流分別為200mA、100mA、50mA和5mA)，得出兩種電源在不同負(fù)載下的紋波電壓波形，具體參數(shù)見表I。
[0003]表I電池直接供電與工頻整流電源連接不同電阻負(fù)載的紋波
[0004]
電源類型I標(biāo)稱負(fù)載輸出電壓~工作電流~紋波電壓峰■峰值
?ΤΩ8.9472 V 497.065mAO^V.、，，.,、 45Ω8.9820 V 199.600 ιπ \0~μ?
電池直fe______
90 Ω8.9923 V 99.914 mA0 μν
供電電源______
'、 ^ 180 Ω 8.9974 V 49.985 mAO ,uV
~1800 Ω 8.9974 V 5.001 mAO^V
?8~Ω8.9502V 496.887 in A2400 μν
一一 45Ω8.9851 V 199.557 mA900 μ?
工頻整流___；__P
90 Ω8.9955 V 99.894 mA400 μΥ
電源----
180 Ω 9.0006 V 49.975 mA300 μΥ
1800 Ω 9.0055 V 4.998 mAΟ^ι?
[0005]由結(jié)果可知，電池直接供電電源的紋波基本上為零，而常用的二極管工頻整流后的直流電源有較大的工頻紋波，需要較大容量的濾波器件；開關(guān)電源采用高頻工作，濾波器件體積和容量降低，但仍然存在高頻紋波和工頻紋波，可通過增加電路濾波器件來降低紋波，但仍達(dá)不到高精度測量的要求。
[0006]在一些高精度測量要求的實驗室和工作場所，希望得到高質(zhì)量的直流電源供應(yīng)，本身沒有紋波的直流電池直接供電是一種較好的選擇，但電池的容量有限，需要頻繁充電。有些電源采用交流供電、電池備用的方式，可保證交流失電后一段時間內(nèi)的供電，但正常狀態(tài)下交流供電的紋波仍然存在。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法與電路，利用兩個直流電池，一個供電而另一個充電，可實現(xiàn)持續(xù)的低紋波供電。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法，可充電、無紋波的直流電池通過線性電壓調(diào)整電路后向負(fù)載供電，所述直流電池有兩個，在同一時刻僅有一個直流電池進(jìn)行供電，且供電的直流電池處于非充電狀態(tài)，而另一個電池如果電量滿則處于備用狀態(tài)，否則處于充電狀態(tài)。
[0010]如果兩個電池的電量均高于供電閾值，則選擇其中電量較高的直流電池供電直至低于供電閾值，選擇另一個直流電池進(jìn)行充電直至充滿、備用，如果充電中的直流電池電量尚未充滿而供電電池已經(jīng)低于供電閾值同時負(fù)載又需要繼續(xù)供電，則停止充電，切換兩個直流電池的充電供電狀態(tài)；
[0011 ] 如果一個直流電池的電量高于供電閾值而另一個直流電池的電量低于供電閾值，則選擇電量高的直流電池供電直至低于供電閾值，選擇另一個直流電池進(jìn)行充電直至充滿、備用，如果充電中的直流電池電量已高于供電閾值但尚未充滿而供電電池電量已經(jīng)低于供電閾值同時負(fù)載又需要繼續(xù)供電，則停止充電，切換兩個直流電池的充電供電狀態(tài)；
[0012]如果兩個直流電池的電量均低于供電閾值，則聲光報警并延時供電一段時間后停止供電，選擇其中電量低的電池進(jìn)行充電至電量滿，再對另一個電池充電直到該電池電量滿，在兩個直流電池電量均滿的情況下才開始重新對負(fù)載供電。
[0013]本發(fā)明同時提供了一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，包括:
[0014]充電電路，接交流電為直流電池提供充電電能；
[0015]充電選擇電路，根據(jù)控制電路的信號，通過開關(guān)控制充電電路為第一直流電池或第二直流電池充電；
[0016]控制電路，采集第一直流電池和第二直流電池的電量，選擇其中電量較高且高于供電閾值者為線性電壓調(diào)整電路供電至低于供電閾值，選擇電量較低者進(jìn)行充電至電量滿；
[0017]第一直流電池，電量大于供電閾值且第二直流電池供電至低于供電閾值時，為線性電壓調(diào)整電路供電；
[0018]第二直流電池，電量大于供電閾值且第一直流電池供電至低于供電閾值時，為線性電壓調(diào)整電路供電；
[0019]供電選擇電路，根據(jù)控制電路的信號，通過開關(guān)控制第一直流電池或第二直流電池為線性電壓調(diào)整電路供電；
[0020]線性電壓調(diào)整電路，將電池供電的直流電壓進(jìn)行線性調(diào)整后為負(fù)載供電。
[0021]所述第一直流電池和第二直流電池均為正極性輸出，所述充電選擇電路包括均連接充電電路輸出的并聯(lián)的充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3，充電開關(guān)SI連接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極連接第一直流電池的正極和供電開關(guān)S2的一端，供電開關(guān)S2的另端連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極接地；第一直流電池的負(fù)極接地；充電開關(guān)S3連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接第二直流電池的正極和供電開關(guān)S4的一端，供電開關(guān)S4的另端連接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容Cl的正極；第二直流電池的負(fù)極接地；所述控制電路通過監(jiān)測充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3處的電流獲取充電狀態(tài)，并通過控制充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池充電，通過監(jiān)測供電開關(guān)S2和供電開關(guān)S4處的電流獲取供電狀態(tài)，并通過控制供電開關(guān)S2和供電開關(guān)S4啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池供電。
[0022]所述第一直流電池和第二直流電池均為負(fù)極性輸出，所述充電選擇電路包括均連接充電電路輸出的并聯(lián)的充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7，充電開關(guān)S5連接二極管D5的陰極，二極管D5的陽極連接第一直流電池的負(fù)極和供電開關(guān)S6的一端,供電開關(guān)S6的另端連接二極管D6的陰極，二極管D6的陽極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容C3的負(fù)極，電解電容C3的正極接地；第一直流電池的正極接地；充電開關(guān)S7連接二極管D7的陰極，二極管D7的陽極連接第二直流電池的負(fù)極和供電開關(guān)S8的一端，供電開關(guān)S8的另端連接二極管D8的陰極，二極管D8的陽極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容C3的負(fù)極；第二直流電池的正極接地；所述控制電路通過監(jiān)測充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7處的電流獲取充電狀態(tài)，并通過控制充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池充電，通過監(jiān)測供電開關(guān)S6和供電開關(guān)S8處的電流獲取供電狀態(tài)，并通過控制供電開關(guān)S6和供電開關(guān)S8啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池供電。
[0023]所述第一直流電池和第二直流電池均為正極性電池，所述控制電路包括連接二極管Dl陽極的電壓采集電路，連接二極管D2陽極的電壓采集電路，連接二極管D3陽極的電壓采集電路，連接二極管D4陽極的電壓采集電路，連接第一直流電池正極的電壓采集電路，連接第一直流電池負(fù)極的電流采集電路，連接第二直流電池正極的電壓采集電路，連接第二直流電池負(fù)極的電流采集電路，采集電路輸出分別連接兩個2輸入或非門和四個3輸入或非門，四個3輸入或非門的輸出分別連接開關(guān)S1、開關(guān)S2、開關(guān)S3、開關(guān)S4的控制端。
[0024]所述第一直流電池和第二直流電池均為負(fù)極性電池，所述控制電路包括連接二極管D5陰極的電壓采集電路，連接二極管D6陰極的電壓采集電路，連接二極管D7陰極的電壓采集電路，連接二極管D8陰極的電壓采集電路，連接第一直流電池負(fù)極的電壓采集電路，連接第一直流電池正極的電流采集電路，連接第二直流電池負(fù)極的電壓采集電路，連接第二直流電池正極的電流采集電路，采集電路輸出分別連接兩個2輸入或非門和四個3輸入或非門，四個3輸入或非門的輸出分別連接開關(guān)S5、開關(guān)S6、開關(guān)S7、開關(guān)S8的控制端。
[0025]所述第一直流電池和第二直流電池均為正極性輸出，線性電壓調(diào)整電路包括連接供電選擇電路輸出的LM78系列串聯(lián)穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片接地端接地，穩(wěn)壓芯片輸出端連接電解電容C2正極，電解電容C2負(fù)極接地。
[0026]所述第一直流電池和第二直流電池均為負(fù)極性輸出，線性電壓調(diào)整電路包括連接供電選擇電路輸出的LM79系列串聯(lián)穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片接地端接地，穩(wěn)壓芯片輸出端連接電解電容C4負(fù)極，電解電容C4正極接地。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0028]I)采用直流電池替代二極管整流工頻電源，消除后級電壓調(diào)整電路的輸入紋波；采用線性電壓調(diào)整電路，降低開關(guān)調(diào)整產(chǎn)生的諧波；以上技術(shù)聯(lián)合使用，確保實現(xiàn)整個電路的輸出低紋波。
[0029]2)采用非互補(bǔ)供電選擇電路，保障電池間的無擾切換和電能的平滑輸出；采用非互補(bǔ)充電選擇電路，保證后級電路的持續(xù)電能供應(yīng)。
[0030]3)充電器、二極管、電池、電解電容和檢測電路采用極性變換以適應(yīng)正負(fù)極性電壓輸出要求；正極性和負(fù)極性電源組合起來可實現(xiàn)雙極性直流電源的輸出低紋波。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是電池持續(xù)供電的正極性直流電源低紋波實現(xiàn)原理示意圖。
[0032]圖2是電池持續(xù)供電的負(fù)極性直流電源低紋波實現(xiàn)原理示意圖。
[0033]圖3是直接供電電池與工頻整流電源的紋波測試電路圖。

【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
[0035]一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法，可充電、無紋波的直流電池通過線性電壓調(diào)整電路后向負(fù)載供電，直流電池有兩個，在同一時刻僅有一個直流電池進(jìn)行供電，且供電的直流電池處于非充電狀態(tài)，而另一個電池如果電量滿則處于備用狀態(tài)，否則處于充電狀態(tài)。即，交流輸入的工頻整流電壓不直接對后級的線性電壓調(diào)整電路供電，只給不處于供電狀態(tài)的欠壓直流電池充電；電量充滿的直流電池或處于備用狀態(tài)，或?qū)蠹壍碾妷赫{(diào)整電路獨立供電；任何正常時刻必有一個電能充足的直流電池作為電壓調(diào)整電路的直流輸入；通過將本身無紋波的直流電池作為電壓調(diào)整電路的輸入，以及采用低諧波的線性電壓調(diào)整電路，來降低交流工頻整流或開關(guān)電源帶來的紋波；同時通過交流電源給欠壓不供電的直流電池充電，為后級電壓調(diào)整電路提供持續(xù)的直流電池供電保障，實現(xiàn)持續(xù)的低紋波供電。
[0036]本發(fā)明提供實現(xiàn)上述方法的具體電路包括:
[0037]充電電路，接交流電為直流電池提供充電電能；
[0038]第一直流電池，電量大于供電閾值且第二直流電池供電至低于供電閾值時，為線性電壓調(diào)整電路供電；
[0039]第二直流電池，電量大于供電閾值且第一直流電池供電至低于供電閾值時，為線性電壓調(diào)整電路供電；
[0040]線性電壓調(diào)整電路，將電池供電的直流電壓進(jìn)行線性調(diào)整后為負(fù)載供電。
[0041]充電選擇電路，根據(jù)控制電路的信號，通過開關(guān)控制充電電路為第一直流電池或第二直流電池充電；供電選擇電路，根據(jù)控制電路的信號，通過開關(guān)控制第一直流電池或第二直流電池為線性電壓調(diào)整電路供電；充電選擇電路和供電選擇電路構(gòu)成前級直流電能保障電路，提供持續(xù)、無工頻紋波的直流電壓。
[0042]控制電路，采集第一直流電池和第二直流電池的電量，選擇其中電量較高且高于供電閾值者為線性電壓調(diào)整電路供電至低于供電閾值，選擇電量較低者進(jìn)行充電至電量滿。具體策略如下:
[0043]如果兩個電池的電量均高于供電閾值，則選擇其中電量較高的直流電池供電直至低于供電閾值，選擇另一個直流電池進(jìn)行充電直至充滿、備用，如果充電中的直流電池電量尚未充滿而供電電池已經(jīng)低于供電閾值同時負(fù)載又需要繼續(xù)供電，則停止充電，切換兩個直流電池的充電供電狀態(tài)；
[0044]如果一個直流電池的電量高于供電閾值而另一個直流電池的電量低于供電閾值，則選擇電量高的直流電池供電直至低于供電閾值，選擇另一個直流電池進(jìn)行充電直至充滿、備用，如果充電中的直流電池電量已高于供電閾值但尚未充滿而供電電池電量已經(jīng)低于供電閾值同時負(fù)載又需要繼續(xù)供電，則停止充電，切換兩個直流電池的充電供電狀態(tài)；
[0045]如果兩個直流電池的電量均低于供電閾值，則聲光報警并延時供電一段時間后停止供電，選擇其中電量低的電池進(jìn)行充電至電量滿，再對另一個電池充電直到該電池電量滿，在兩個直流電池電量均滿的情況下才開始重新對負(fù)載供電。
[0046]上述控制策略可保證輸出電能完全由直流電池供給，實現(xiàn)當(dāng)正在供電且不充電的直流電池電能低于供電閾值而另一個電池的電能較高且高于供電閾值時，切換供電電池，并保證任意時刻只有一個直流電池供電且供電的直流電池不在充電狀態(tài)。當(dāng)電能高的直流電池供電開關(guān)閉合后，與電能低的直流電池相連接的供電開關(guān)中沒有電流通過，此時斷開不會產(chǎn)生火花等電磁干擾。
[0047]上述控制策略同時可保證直流電池?fù)碛谐掷m(xù)電能，當(dāng)其中一個直流電池電能不足而另一個直流電池電能較高時，選擇電能高且高于供電閾值的直流電池進(jìn)行供電，選擇電能低的直流電池進(jìn)行充電，這樣就可保證電能的持續(xù)供給；同時，任意時刻只對一個不供電的直流電池充電至電量滿；極端特殊情況下，當(dāng)兩個直流電池電能均不足時，不對后級供電，選擇一個電能較低的直流電池先進(jìn)行充電至2個電池電量均滿為止。
[0048]根據(jù)直流電源極性不同，上述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路可采取如下兩個實施例的具體結(jié)構(gòu)。
[0049]實施例1
[0050]如圖1所示，第一直流電池BI和第二直流電池B2均為正極性輸出，充電選擇電路包括均連接充電電路輸出的并聯(lián)的充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3，充電開關(guān)SI連接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極連接第一直流電池BI的正極和供電開關(guān)S2的一端，供電開關(guān)S2的另端連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極接地；第一直流電池的負(fù)極接地；充電開關(guān)S3連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接第二直流電池B2的正極和供電開關(guān)S4的一端，供電開關(guān)S4的另端連接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容Cl的正極；第二直流電池的負(fù)極接地。二極管D2、D4和電解電容Cl用于保證輸出電能的平滑供應(yīng)，防止2個電壓不同的直流電池之間的電能轉(zhuǎn)移；
[0051]控制電路通過監(jiān)測充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3處的電流獲取充電狀態(tài)，并通過控制充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3啟閉選擇為第一直流電池BI或第二直流電池B2充電，通過監(jiān)測供電開關(guān)S2和供電開關(guān)S4處的電流獲取供電狀態(tài)，并通過控制供電開關(guān)S2和供電開關(guān)S4啟閉選擇為第一直流電池BI或第二直流電池B2供電，通過監(jiān)測第一直流電池的正端電壓和負(fù)端電流連接2輸入或非門來獲取第一直流電池電量狀態(tài)，并通過監(jiān)測第二直流電池的正端電壓和負(fù)端電流連接2輸入或非門來獲取第二直流電池電量狀態(tài)。
[0052]控制電路采用監(jiān)測到的充電開關(guān)S1、供電開關(guān)S2、充電開關(guān)S3、供電開關(guān)S4、第一直流電池電量狀態(tài)和第二直流電池電量狀態(tài)作為控制輸入，通過3輸入或非門邏輯輸出控制充電開關(guān)S1、供電開關(guān)S2、充電開關(guān)S3和供電開關(guān)S4的啟閉。
[0053]本實施例的工作原理如下:
[0054]充電開關(guān)(以SI為例)的控制邏輯可表示為
[0055]
SI接通= (B1電壓低或BI充電未滿)*S2接通*S3接通(I)
[0056]當(dāng)以下條件同時滿足:(I)Bl電池電量不足(未充電時電壓較低，或充電電流較大(未充滿))，(2)BI未對后級供電，S2斷開，(3)充電電路未對B2充電，S3斷開；此時SI接通，對BI充電。
[0057]
S撕開=(B]電壓低或B]充電未滿)+ S2接通+ S3接通(2)
[0058]當(dāng)以下條件之一滿足:(I)當(dāng)BI電池電量足(未充電時電壓較高，或者充電電流較小)，⑵BI對后級供電，S2接通，(3)充電電路對B2充電，S3接通；此時SI斷開。
[0059]當(dāng)BI和B2電壓均高時，SI和S3均斷開。
[0060]供電開關(guān)(以S2為例)的控制邏輯可表示為
[0061]
S2接通=(BI電壓高).SI接通.S4接通(3 )
[0062]當(dāng)以下條件同時滿足:(I)Bl電壓高，(2)B1未充電，SI斷開，(3)B2未供電，S4斷開；此時S2接通，BI對后級供電。
[0063]
S2斷開=BI電壓高+ SI接通+ B2電壓高(4)
[0064]當(dāng)以下條件之一滿足:⑴BI電壓不高，⑵B2電壓高，⑶BI充電，SI接通；此時S2斷開，BI不對后級供電。
[0065]其中:邏輯符號“.”表示“邏輯與”或者“邏輯乘”，即條件同時滿足時，輸出才有效。
[0066]邏輯符號“ + ”表示“邏輯或”或者“邏輯加”，即條件之一得到滿足時，輸出就有效。
[0067]對正極性輸出電路而言，總體上保證S1、S2不同時接通，S3、S4不同時接通，S1、S3不同時接通，S2、S4可以同時接通。
[0068]實施例2
[0069]如圖2所示，第一直流電池B3和第二直流電池B4均為負(fù)極性輸出，充電選擇電路包括均連接充電電路輸出的并聯(lián)的充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7,充電開關(guān)S5連接二極管D5的陰極，二極管D5的陽極連接第一直流電池B3的負(fù)極和供電開關(guān)S6的一端,供電開關(guān)S6的另端連接二極管D6的陰極，二極管D6的陽極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容C3的負(fù)極，電解電容C3的正極接地；第一直流電池的正極接地。充電開關(guān)S7連接二極管D7的陰極，二極管D7的陽極連接第二直流電池B4的負(fù)極和供電開關(guān)S8的一端，供電開關(guān)S8的另端連接二極管D8的陰極，二極管D8的陽極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容C3的負(fù)極；第二直流電池的正極接地。二極管D6、D8和電解電容C3用于保證輸出電能的平滑供應(yīng)，防止2個電壓不同的直流電池之間的電能轉(zhuǎn)移；
[0070]控制電路通過監(jiān)測充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7處的電流獲取充電狀態(tài)，并通過控制充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7啟閉選擇為第一直流電池B3或第二直流電池B4充電，通過監(jiān)測供電開關(guān)S6和供電開關(guān)S8處的電流獲取供電狀態(tài)，并通過控制供電開關(guān)S6和供電開關(guān)S8啟閉選擇為第一直流電池B3或第二直流電池B4供電。
[0071]本實施例的控制原理與實施例1類同。
[0072]本發(fā)明線性調(diào)節(jié)電路通過連接供電選擇電路輸出的LM78/LM79系列串聯(lián)穩(wěn)壓芯片來獲取固定電壓輸出，通過連接穩(wěn)壓芯片輸出端的電解電容C1/C3來保證供電電路切換的短時間內(nèi)電壓穩(wěn)定輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法，可充電、無紋波的直流電池通過線性電壓調(diào)整電路后向負(fù)載供電，其特征在于，所述直流電池有兩個，在同一時刻僅有一個直流電池進(jìn)行供電，且供電的直流電池處于非充電狀態(tài)，而另一個電池如果電量滿則處于備用狀態(tài)，否則處于充電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)方法，其特征在于，負(fù)載電能完全由兩個直流電池交替供給， 如果兩個電池的電量均高于供電閾值，則選擇其中電量較高的直流電池供電直至低于供電閾值，選擇另一個直流電池進(jìn)行充電直至充滿、備用，如果充電中的直流電池電量尚未充滿而供電電池已經(jīng)低于供電閾值同時負(fù)載又需要繼續(xù)供電，則停止充電，切換兩個直流電池的充電供電狀態(tài)； 如果一個直流電池的電量高于供電閾值而另一個直流電池的電量低于供電閾值，則選擇電量高的直流電池供電直至低于供電閾值，選擇另一個直流電池進(jìn)行充電直至充滿、備用，如果充電中的直流電池電量已高于供電閾值但尚未充滿而供電電池電量已經(jīng)低于供電閾值同時負(fù)載又需要繼續(xù)供電，則停止充電，切換兩個直流電池的充電供電狀態(tài)； 如果兩個直流電池的電量均低于供電閾值，則聲光報警并延時供電一段時間后停止供電，選擇其中電量低的電池進(jìn)行充電至電量滿，再對另一個電池充電直到該電池電量滿，在兩個直流電池電量均滿的情況下才開始重新對負(fù)載供電。
3.—種電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，包括: 充電電路，接交流電為直流電池提供充電電能； 充電選擇電路，根據(jù)控制電路的信號，通過開關(guān)控制充電電路為第一直流電池或第二直流電池充電； 控制電路，采集第一直流電池和第二直流電池的電量，選擇其中電量較高且高于供電閾值者為線性電壓調(diào)整電路供電至低于供電閾值，選擇電量較低者進(jìn)行充電至電量滿； 第一直流電池，電量大于供電閾值且第二直流電池供電至低于供電閾值時，為線性電壓調(diào)整電路供電； 第二直流電池，電量大于供電閾值且第一直流電池供電至低于供電閾值時，為線性電壓調(diào)整電路供電； 供電選擇電路，根據(jù)控制電路的信號，通過開關(guān)控制第一直流電池或第二直流電池為線性電壓調(diào)整電路供電； 線性電壓調(diào)整電路，將電池供電的直流電壓進(jìn)行線性調(diào)整后為負(fù)載供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，所述第一直流電池和第二直流電池均為正極性輸出，所述充電選擇電路包括均連接充電電路輸出的并聯(lián)的充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3，充電開關(guān)SI連接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極連接第一直流電池的正極和供電開關(guān)S2的一端，供電開關(guān)S2的另端連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極接地；第一直流電池的負(fù)極接地；充電開關(guān)S3連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接第二直流電池的正極和供電開關(guān)S4的一端，供電開關(guān)S4的另端連接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容Cl的正極；第二直流電池的負(fù)極接地；所述控制電路通過監(jiān)測充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3處的電流獲取充電狀態(tài)，并通過控制充電開關(guān)SI和充電開關(guān)S3啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池充電，通過監(jiān)測供電開關(guān)S2和供電開關(guān)S4處的電流獲取供電狀態(tài)，并通過控制供電開關(guān)S2和供電開關(guān)S4啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，所述第一直流電池和第二直流電池均為負(fù)極性輸出，所述充電選擇電路包括均連接充電電路輸出的并聯(lián)的充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7,充電開關(guān)S5連接二極管D5的陰極，二極管D5的陽極連接第一直流電池的負(fù)極和供電開關(guān)S6的一端，供電開關(guān)S6的另端連接二極管D6的陰極，二極管D6的陽極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容C3的負(fù)極，電解電容C3的正極接地；第一直流電池的正極接地；充電開關(guān)S7連接二極管D7的陰極，二極管D7的陽極連接第二直流電池的負(fù)極和供電開關(guān)S8的一端，供電開關(guān)S8的另端連接二極管D8的陰極，二極管D8的陽極連接線性電壓調(diào)整電路的輸入端和電解電容C3的負(fù)極；第二直流電池的正極接地；所述控制電路通過監(jiān)測充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7處的電流獲取充電狀態(tài)，并通過控制充電開關(guān)S5和充電開關(guān)S7啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池充電，通過監(jiān)測供電開關(guān)S6和供電開關(guān)S8處的電流獲取供電狀態(tài)，并通過控制供電開關(guān)S6和供電開關(guān)S8啟閉選擇為第一直流電池或第二直流電池供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，所述第一直流電池和第二直流電池均為正極性電池，所述控制電路包括連接二極管Dl陽極的電壓采集電路，連接二極管D2陽極的電壓采集電路，連接二極管D3陽極的電壓采集電路，連接二極管D4陽極的電壓采集電路，連接第一直流電池正極的電壓采集電路，連接第一直流電池負(fù)極的電流采集電路，連接第二直流電池正極的電壓采集電路，連接第二直流電池負(fù)極的電流采集電路，各個采集電路輸出分別連接兩個2輸入或非門和四個3輸入或非門，四個3輸入或非門的輸出分別連接開關(guān)S1、開關(guān)S2、開關(guān)S3、開關(guān)S4的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，所述第一直流電池和第二直流電池均為負(fù)極性電池，所述控制電路包括連接二極管D5陰極的電壓采集電路，連接二極管D6陰極的電壓采集電路，連接二極管D7陰極的電壓采集電路，連接二極管D8陰極的電壓采集電路，連接第一直流電池負(fù)極的電壓采集電路，連接第一直流電池正極的電流采集電路，連接第二直流電池負(fù)極的電壓采集電路，連接第二直流電池正極的電流采集電路，各個采集電路輸出分別連接兩個2輸入或非門和四個3輸入或非門，四個3輸入或非門的輸出分別連接開關(guān)S5、開關(guān)S6、開關(guān)S7、開關(guān)S8的控制端。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，所述第一直流電池和第二直流電池均為正極性輸出，線性電壓調(diào)整電路包括連接供電選擇電路輸出的LM78系列串聯(lián)穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片接地端接地，穩(wěn)壓芯片輸出端連接電解電容C2正極，電解電容C2負(fù)極接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述電池持續(xù)供電的直流電源低紋波實現(xiàn)電路，其特征在于，所述第一直流電池和第二直流電池均為負(fù)極性輸出，線性電壓調(diào)整電路包括連接供電選擇電路輸出的LM79系列串聯(lián)穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片接地端接地，穩(wěn)壓芯片輸出端連接電解電容C4負(fù)極，電解電容C4正極接地。
【文檔編號】H02J7/00GK104167783SQ201410383814
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】程為彬, 李彬 申請人:西安石油大學(xué)