供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種供電系統(tǒng)，用于向包含超導(dǎo)傳感器的負(fù)載供電，包括：與外部供電電源相連的至少兩個受控開關(guān)；與每個受控開關(guān)對應(yīng)連接的充電電池，其中，受控開關(guān)將充電電池在供電電源和負(fù)載之間切換連通，各充電電池并聯(lián)連接；與每個受控開關(guān)和供電電源相連的控制單元，用于根據(jù)所監(jiān)測到的向負(fù)載供電的各充電電池的輸出電壓、與供電電源相連的各充電電池的充電情況、供電電源斷路的信號中的至少一種或多種的組合，按時序的輸出控制各受控開關(guān)進(jìn)行切換的控制信號，以便各受控開關(guān)根據(jù)所接收的控制信號進(jìn)行切換；與充電電池對應(yīng)連接、且與負(fù)載相連的二極管。本實用新型能夠解決電池切換時易產(chǎn)生的輸出電壓不穩(wěn)定等問題。
【專利說明】供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種供電系統(tǒng)，適用于向如超導(dǎo)傳感器等高敏器件進(jìn)行供電。
【背景技術(shù)】
[0002]超導(dǎo)傳感器是一種采用超導(dǎo)材料制備成，具有極低噪聲和極高靈敏度的傳感器。典型的超導(dǎo)傳感器有超導(dǎo)量子干涉器件，超導(dǎo)單光子探測器等，在高端科研和儀器設(shè)備中具有重要應(yīng)用。
[0003]超導(dǎo)傳感器件在低溫環(huán)境下的超導(dǎo)狀態(tài)工作，超導(dǎo)傳感器具有極高的靈敏度和極低的本征噪聲，要求與其配套的電子電路供電電源具有極低的噪聲，否則無法發(fā)揮超導(dǎo)傳感器低噪聲的性能。同時，要求供電電源與外界環(huán)境具有高的電氣隔離性能，使得傳感器免受外部電磁環(huán)境的干擾。
[0004]針對上述超導(dǎo)傳感器對電源的要求，電池是比較理想供電電源的選擇。然而，電池供電畢竟時長有限，對于需要長期測量的超導(dǎo)傳感器來說，單純的電池?zé)o法提供足夠的電能。因此，人們采用了一些控制手段來對電池的供電、充電進(jìn)行控制。常見的方式包括:采用兩組電池，利用單片機(jī)監(jiān)測兩組電池的電能，若其中一組電池電能較低，則所述單片機(jī)對其進(jìn)行切換以便讓另一組電池供電，該組電池進(jìn)行充電。
[0005]但是，在實際操作中，即便兩組電池的切換是同步切換，輸出電壓也會存在抖動。對于超導(dǎo)傳感器這類高靈敏度設(shè)備來說，上述不穩(wěn)定的供電將對高靈敏度設(shè)備產(chǎn)生損壞性的風(fēng)險。因此，需要對現(xiàn)有的供電系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。
實用新型內(nèi)容
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實用新型的目的在于提供一種供電系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電池切換時易產(chǎn)生輸出電壓不穩(wěn)定的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種供電系統(tǒng)，用于向包含超導(dǎo)傳感器的負(fù)載供電，包括:與外部供電電源相連的至少兩個受控開關(guān)；與每個受控開關(guān)對應(yīng)連接的充電電池，其中，所述受控開關(guān)將所述充電電池在所述供電電源和負(fù)載之間切換連通，各所述充電電池并聯(lián)連接；與每個所述受控開關(guān)和所述供電電源相連的控制單元，用于根據(jù)所監(jiān)測到的向所述負(fù)載供電的各充電電池的輸出電壓、與所述供電電源相連的各充電電池的充電情況、所述供電電源斷路的信號中的至少一種或多種的組合，按時序的輸出控制各所述受控開關(guān)進(jìn)行切換的控制信號，以便各所述受控開關(guān)根據(jù)所接收的控制信號進(jìn)行切換；與所述充電電池對應(yīng)連接、且與所述負(fù)載相連的二極管，其中，所述二極管的正極與所述充電電池相連、負(fù)極與所述負(fù)載相連。
[0008]優(yōu)選地，所述控制單元包括:與所述供電電源和每兩個所述受控開關(guān)相連的充電監(jiān)測器，用于監(jiān)測所述供電電源的供電情況、監(jiān)測各與所述供電電源相連的充電電池的充電情況中的至少一種，并予以輸出；與每個所述受控開關(guān)對應(yīng)連接的比較模塊，用于將所采集的所述充電電池的輸出電壓與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并輸出比較結(jié)果；與所述充電監(jiān)測器和比較模塊相連的控制模塊，對應(yīng)所述充電監(jiān)測器所連接的受控開關(guān)，將與所述受控開關(guān)相連的比較模塊各自所輸出的比較結(jié)果和/或所述充電監(jiān)測器所輸出的監(jiān)測信號輸至控制模塊，由所述控制模塊輸出控制所對應(yīng)的所述受控開關(guān)切換的控制信號；對應(yīng)連接于所述受控開關(guān)和控制模塊的延時驅(qū)動器，用于根據(jù)所接收的控制信號延時地驅(qū)動相應(yīng)的受控開關(guān)進(jìn)行切換。
[0009]優(yōu)選地，所述比較模塊包括:與所述充電電池對應(yīng)相連遲滯比較器。
[0010]優(yōu)選地，所述比較模塊還包括:與所述遲滯比較器相連的光耦合開關(guān)；其中，當(dāng)所述光稱合開關(guān)在所述遲滯比較器確定所連接的充電電池的輸出電壓高于第一預(yù)設(shè)值時，輸出第一信號，當(dāng)所述光耦合開關(guān)在所述遲滯比較器確定所連接的充電電池的輸出電壓低于第二預(yù)設(shè)值時，輸出第二信號。
[0011]優(yōu)選地，所述充電監(jiān)測器包括:可控時鐘。
[0012]優(yōu)選地，所述可控時鐘的輸入端連接在所述供電電源和兩個受控開關(guān)之間，所述可控時鐘的輸出端與所述控制模塊相連。
[0013]優(yōu)選地，所述控制模塊包括:與兩個所述比較模塊和充電監(jiān)測器相連的觸發(fā)器、和與所述觸發(fā)器的輸出端相連的非門，該兩個所述延時驅(qū)動器中的一個與所述非門的輸出端相連、另一個所述延時驅(qū)動器與所述觸發(fā)器的輸出端相連；所述觸發(fā)器根據(jù)預(yù)設(shè)的真值表、及來自所述比較模塊的比較結(jié)果、來自所述充電監(jiān)測器的監(jiān)測信號來輸出控制各所述受控開關(guān)切換的控制信號。
[0014]優(yōu)選地，所述供電系統(tǒng)還包括:連接在所述充電電池和二極管之間的電感。
[0015]優(yōu)選地，所述充電電池包括鋰電池、或蓄電池中的至少一種。
[0016]優(yōu)選地，所述供電電源包括充電器。
[0017]如上所述，本實用新型的供電系統(tǒng)，具有以下有益效果:通過對各充電電池所對應(yīng)的受控開關(guān)按時序的延時切換來確保受控開關(guān)在切換的時刻產(chǎn)生供電不穩(wěn)定的問題，特別適合于如超導(dǎo)傳感器等高靈敏器件對供電電壓的穩(wěn)定要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1顯示為本實用新型的供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2顯示為本實用新型的供電系統(tǒng)中的一種優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]元件標(biāo)號說明
[0021]I 供電電源
[0022]21 受控開關(guān)
[0023]22 充電電池
[0024]23 控制單元
[0025]24 二極管
[0026]3 負(fù)載
【具體實施方式】
[0027]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。[0028]請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0029]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0030]如圖1所示，本實用新型提供一種供電系統(tǒng)。所述供電系統(tǒng)能夠自動的、無縫的切換包含超導(dǎo)傳感器的負(fù)載3與各充電電池22之間的連接，以便為所述負(fù)載3提供長期的、穩(wěn)定的電源，使得如超導(dǎo)傳感器這類高靈敏設(shè)備能夠避免在電源切換時輸出不穩(wěn)定的問題。
[0031]所述供電系統(tǒng)包括:受控開關(guān)21、充電電池22、控制單元23、二極管24等。
[0032]所述受控開關(guān)21可以為受控雙刀雙擲開關(guān)(或受控雙刀雙擲繼電器)、或者受控單刀雙擲開關(guān)等，其數(shù)量與所述充電電池22的數(shù)量相同，至少為兩個，所述受控開關(guān)21 —方面將所述充電電池22和外部供電電源I相連、另一方面還將所述充電電池22和負(fù)載3相連。其中，所述供電電源I可以為市電或其他穩(wěn)定的供電源，所述供電電源I可根據(jù)電池的數(shù)量配置相應(yīng)的充電器；或者由多個充電電池22共用一個充電器。例如，每兩個充電電池22共用一個充電器。所述負(fù)載3為上述提到的包含超導(dǎo)傳感器的負(fù)載3。各所述充電電池22與二極管24串聯(lián)后并聯(lián)連接，以便向所述負(fù)載3提供恒定電壓。其中，所述充電電池22可以是鋰電池、蓄電池中的至少一種。
[0033]優(yōu)選地，所述供電系統(tǒng)還包括:連接在所述充電電池22和二極管24之間的電感。
[0034]所述控制單元23與每個所述受控開關(guān)21和所述供電電源I相連，用于根據(jù)所監(jiān)測到的向所述負(fù)載3供電的各充電電池22的輸出電壓、與所述供電電源I相連的各充電電池22的充電情況、所述供電電源I斷路的信號中的至少一種或多種的組合，按時序的輸出控制各所述受控開關(guān)21進(jìn)行切換的控制信號。
[0035]其中，所述控制單元23可以是包含CPU的集成電路。所述控制單元23可以集中地控制各受控開關(guān)21按時序切換，也可以分組的控制各組受控開關(guān)21按時序進(jìn)行切換。其中，若所述控制單元23集中地控制受控開關(guān)21，所述供電電源I中所對應(yīng)的充電器可以為一個，也可以為多個。若所述控制單元23分組的控制各受控開關(guān)21，所述供電電池中至少每組配置一個充電器。
[0036]具體地，當(dāng)所述控制單元23在確定所監(jiān)測的向所述負(fù)載3供電的充電電池22的輸出電壓低于第一預(yù)設(shè)值、且與所述供電電源I相連的充電電池22的輸出電壓高于所述第一預(yù)設(shè)值時，輸出將高于所述第一預(yù)設(shè)值的充電電池22所對應(yīng)的受控開關(guān)21進(jìn)行切換的控制信號，并延時地輸出將低于所述第一預(yù)設(shè)值的充電電池22所對應(yīng)的受控開關(guān)21進(jìn)行切換的控制信號。
[0037]或者，所述控制單元23在確定所監(jiān)測的向所述負(fù)載3供電的充電電池22的輸出電壓低于第一預(yù)設(shè)值、且與所述供電電源I相連的充電電池22充電完畢時,輸出將充電完畢的充電電池22所對應(yīng)的受控開關(guān)21進(jìn)行切換的控制信號，并延時地輸出將低于所述第一預(yù)設(shè)值的充電電池22所對應(yīng)的受控開關(guān)21進(jìn)行切換的控制信號。
[0038]或者，所述控制單元23在確定所述供電電源I處于斷電時，同時輸出各所述受控開關(guān)21切換至使充電電池22連通所述負(fù)載3的控制信號。
[0039]需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，所述控制單元23輸出控制各所述受控開關(guān)21進(jìn)行切換的控制信號的方式僅為舉例，并非對本實用新型的限制。
[0040]優(yōu)選地，所述控制單元23采用分組的方式對各受控開關(guān)21進(jìn)行控制。具體地，所述控制單元23中包括:以充電監(jiān)測器、比較模塊、和控制模塊為一組的控制子單元。其中，每個控制子單元控制兩個受控開關(guān)21。
[0041 ] 所述充電監(jiān)測器與所述供電電源I和每兩個所述受控開關(guān)21相連，用于監(jiān)測所述供電電源I的供電情況、監(jiān)測與所述供電電源I相連的各充電電池22的充電情況中的至少一種，并予以輸出。
[0042]具體地，所述充電監(jiān)測器可以通過監(jiān)測所述供電電源I的輸出電壓是否為零來確定所述供電電源I是否為處于斷電狀態(tài)；所述充電監(jiān)測器還可以通過監(jiān)測所述供電電源I和受控開關(guān)21之間是否有電傳輸來確定與所述供電電源I相連的各充電電池22的充電情況，并將所監(jiān)測的斷電情況和/或各充電情況封裝在數(shù)據(jù)包中予以輸出。
[0043]所述充電監(jiān)測器包括:與所述供電電源I和所述受控開關(guān)21對應(yīng)連接的采樣電路，以及與所述采樣電路對應(yīng)相連的可控時鐘。
[0044]例如，所述可控時鐘根據(jù)所連接的采樣電路在監(jiān)測到供電電源I為斷電時，輸出常低電平(或常高電平)，在監(jiān)測到某個充電電池22正在充電，則在相應(yīng)的輸出具有周期的時鐘信號，在監(jiān)測到某個充電電池22已完成充電，則輸出常高電平(或常低電平)。優(yōu)選地，所述可控時鐘為可控低頻時鐘。
[0045]所述可控低頻時鐘具有閉鎖切換控制功能。即，將所采集的充電狀態(tài)的信號接入所述可控低頻時鐘中受控時鐘源的使能控制端，當(dāng)確定所連接的充電電池22充電完成時，所述受控時鐘源輸出低頻(低于IOHz)方波時鐘信號，用于驅(qū)動所述控制模塊進(jìn)行受控開關(guān)21的切換選擇。反之，當(dāng)確定所連接的充電電池22正在充電狀態(tài)，可控時鐘源停止輸出方波，只保持固定電平狀態(tài)。如此，可以避免電池沒有完成充電動作，就投切到供電狀態(tài)，造成電池?fù)p壞。
[0046]優(yōu)選地，若所述供電系統(tǒng)中的充電電池22為兩個，則所述充電監(jiān)測器可以僅與所述供電電源I的輸出端相連，若監(jiān)測到所述供電電源I所輸出的電壓為零，則確認(rèn)所述供電電源I斷電，若監(jiān)測到所述供電電源I所輸出的電壓不為零、且所述供電電源I和充電電池22之間有電傳輸，則確認(rèn)與所述供電電源I相連的各充電電池22正在充電，若監(jiān)測到所述供電電源I所輸出的電壓不為零、且所述供電電源I和充電電池22之間無傳輸，則確認(rèn)與所述供電電源I相連的各充電電池22充電完畢。
[0047]若所述充電電池22為兩個時，所述可控時鐘的輸入端連接在所述供電電源I和各受控開關(guān)21之間，所述可控時鐘的輸出端與所述控制模塊相連。
[0048]所述比較模塊與每個所述受控開關(guān)21對應(yīng)連接，用于將所采集的所述充電電池22的輸出電壓與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并輸出比較結(jié)果。[0049]其中，所述比較模塊可以包括比較器，則當(dāng)所述比較器所采集的充電電池22的輸出電壓低于預(yù)設(shè)值時，則輸出第一信號，反之，則輸出第二信號。其中，所述第一信號可以是低電平、第二/[目號為聞電平等。
[0050]優(yōu)選地，為了能夠穩(wěn)定的向所述負(fù)載3供電，減少電池之間的切換次數(shù)，所述比較模塊包括:遲滯比較器。
[0051]其中，每個所述遲滯比較器對應(yīng)連接一個所述受控開關(guān)21。所述遲滯比較器用于在確定所述受控開關(guān)21所連接的充電電池22的輸出電壓低于所述第一預(yù)設(shè)值時，持續(xù)輸出第一信號直至在確定所連接的充電電池22的輸出電壓高于所述第二預(yù)設(shè)值時，跳轉(zhuǎn)輸出第二信號直至再次確定所連接的充電電池22的輸出電壓低于所述第一預(yù)設(shè)值，其中，所述第一預(yù)設(shè)值低于第二預(yù)設(shè)值。
[0052]所述遲滯比較器可以將所輸出的第一信號或第二信號直接輸至所述控制模塊。優(yōu)選地，由于超導(dǎo)傳感器對電磁波的敏感度很高，則所述遲滯比較器通過光耦合開關(guān)與所述控制模塊相連。
[0053]具體地，當(dāng)所述光耦合開關(guān)在所述遲滯比較器確定所連接的充電電池22的輸出電壓高于第一預(yù)設(shè)值時，輸出第一信號，當(dāng)所述光耦合開關(guān)在所述遲滯比較器確定所連接的充電電池22的輸出電壓低于第二預(yù)設(shè)值時，輸出第二信號。
[0054]所述控制模塊與所述充電監(jiān)測器和比較模塊相連，對應(yīng)所述充電監(jiān)測器所連接的受控開關(guān)21，將與所述受控開關(guān)21相連的比較模塊各自所輸出的比較結(jié)果和/或所述充電監(jiān)測器所輸出的監(jiān)測信號輸至控制模塊，由所述控制模塊輸出控制所對應(yīng)的所述受控開關(guān)21切換的控制信號。
[0055]需要說明的是，所述控制模塊可根據(jù)每個所述比較模塊所輸出的比較結(jié)果和/或所述充電監(jiān)測器所輸出的監(jiān)測信號，并按照所述控制單元23中所描述的各種規(guī)則中的一種或多種的組合來輸出控制各所述受控開關(guān)21切換的控制信號。
[0056]所述控制模塊可以包含能夠接入各比較結(jié)果的引腳和接入監(jiān)測信號的引腳，并根據(jù)預(yù)設(shè)各輸入引腳的真值表和時鐘信號的跳變沿來向與所述控制模塊中各輸出引腳相連的相應(yīng)延時驅(qū)動器輸出控制信號。
[0057]優(yōu)選地，所述控制模塊包括:與兩個所述比較模塊和充電監(jiān)測器相連的觸發(fā)器、和與所述觸發(fā)器的輸出端相連的非門，該兩個所述延時驅(qū)動器中的一個與所述非門的輸出端相連、另一個所述延時驅(qū)動器與所述觸發(fā)器的輸出端相連；所述觸發(fā)器根據(jù)預(yù)設(shè)的真值表、及來自所述比較模塊的比較結(jié)果、來自所述充電監(jiān)測器的監(jiān)測信號來輸出控制所對應(yīng)的兩個受控開關(guān)21切換的控制信號。
[0058]例如，如圖2所示，所述觸發(fā)器為74HC74芯片，該74HC74芯片具有時鐘引腳(CLK引腳)、置位引腳(PRE引腳)、復(fù)位引腳(CLR引腳)、以及輸出引腳(Q引腳)，所述置位引腳與一個光耦合開關(guān)相連，所述復(fù)位引腳與另一個光耦合開關(guān)相連，所述輸出引腳與非門相連。其中，所述74HC74芯片內(nèi)設(shè)真值表，所述74HC74芯片根據(jù)預(yù)設(shè)的真值表對應(yīng)確定所述置位引腳、復(fù)位引腳和時鐘引腳所接收的電平信號所對應(yīng)的輸出信號，并將所輸出的信號一方面直接輸至延時驅(qū)動器Al，另一方面通過非門輸至延時驅(qū)動器A2。
[0059]所述延時驅(qū)動器對應(yīng)連接于所述受控開關(guān)21和控制模塊，用于根據(jù)所接收的控制信號延時地驅(qū)動相應(yīng)的受控開關(guān)21進(jìn)行切換。[0060]以圖2為例，說明本實用新型所述的供電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu):
[0061]外部的供電電源分別連接兩受控開關(guān)Kl和K2，所述受控開關(guān)Kl和K2還對應(yīng)連接兩充電電池Cl和C2，所述受控開關(guān)Kl和K2分別通過電感LI和L2、二極管Dl和D2與負(fù)載相連，在所述電感LI與受控開關(guān)Kl的連接處連接遲滯比較器U9，在所述電感L2與受控開關(guān)K2的連接處連接遲滯比較器U10，所述遲滯比較器U9的輸出端通過光耦合開關(guān)K3與觸發(fā)器Ul的復(fù)位引腳相連，所述遲滯比較器UlO的輸出端通過光耦合開關(guān)K4與所述觸發(fā)器Ul的置位引腳相連，所述觸發(fā)器Ul的時鐘引腳與可控低頻時鐘U3的輸出端相連，所述可控低頻時鐘U3的輸入端連接在所述供電電源的輸出端，所述觸發(fā)器Ul的輸出端通過非門U6連接延時驅(qū)動器Al，所述延時驅(qū)動器Al連接所述受控開關(guān)Kl，所述觸發(fā)器Ul的輸出端還連接延時驅(qū)動器A2，所述延時驅(qū)動器A2連接所述受控開關(guān)K2。
[0062]圖2所示的供電系統(tǒng)的工作過程舉例如下:
[0063]預(yù)設(shè)受控開關(guān)Kl將充電電池Cl與負(fù)載相連，受控開關(guān)K21將充電電池C2與供電電源相連，當(dāng)所述遲滯比較器U9將所采集的充電電池Cl的輸出電壓與預(yù)設(shè)的第一預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并確定所采集的輸出電壓低于所述第一預(yù)設(shè)值時輸出低電平，使得光耦合開關(guān)K3斷開，觸發(fā)器Ul的復(fù)位引腳接收低電平；
[0064]同時，所述遲滯比較器UlO將所采集的充電電池C2的輸出電壓與預(yù)設(shè)的第二預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并確定所采集的輸出電壓高于所述第二預(yù)設(shè)值時輸出高電平，使得光耦合開關(guān)K3導(dǎo)通，觸發(fā)器Ul的置位引腳接收高電平；
[0065]同時，所述可控低頻時鐘U3監(jiān)測到所述充電電池C2已充電完成，則向觸發(fā)器Ul的時鐘引腳輸出一時鐘信號，則所述觸發(fā)器Ul通過將復(fù)位引腳和置位引腳所接收的電平信號與內(nèi)置的真值表進(jìn)行比較厚，輸出高電平，所述高電平通過非門U6反相后輸至延時驅(qū)動器Al，同時所述高電平還輸至延時驅(qū)動器A2，則所述延時驅(qū)動器A2延時的驅(qū)動受控開關(guān)K2切換，此時，由于延時驅(qū)動器Al所接收的為低電平，則不予驅(qū)動；
[0066]當(dāng)所述受控開關(guān)K2切換之后，所述可控低頻時鐘U3監(jiān)測到無充電電池充電，則向所述觸發(fā)器Ul的時鐘引腳輸出一固定高電平，此時，所述觸發(fā)器Ul的置位引腳接收高電平、復(fù)位引腳接收低電平，時鐘引腳接收固定電平，則根據(jù)內(nèi)置的真值表，確定所述觸發(fā)器Ul輸出低電平，則通過非門U6反相后輸至延時驅(qū)動器Al，此時延時驅(qū)動器Al接收高電平，并延時的驅(qū)動受控開關(guān)Kl切換，此時，由于延時驅(qū)動器A2所接收的為低電平，則不予驅(qū)動，如此，實現(xiàn)了所述充電電池Cl充電，充電電池C2供電的轉(zhuǎn)換；
[0067]當(dāng)所述供電電源斷電時，所述可控低頻時鐘U3監(jiān)測到無供電輸出，則向所述觸發(fā)器Ul的時鐘引腳輸出一固定低電平，此時，所述觸發(fā)器Ul根據(jù)內(nèi)置的真值表確定所述觸發(fā)器Ul輸出高阻態(tài)，則所連接的各延時驅(qū)動器Al和A2均接收到高阻態(tài)信號，所述延時驅(qū)動器Al和A2延時地驅(qū)動受控開關(guān)Kl和K2切換至負(fù)載一側(cè)，以便所述充電電池Cl和C2均向負(fù)載供電；
[0068]當(dāng)所述可控低頻時鐘U3監(jiān)測到供電電源正常供電，且兩個遲滯比較器U9和UlO均輸出低電平，則所述觸發(fā)器Ul所接收的時鐘為固定高電平、置位和復(fù)位引腳均為低電平，此時，可隨機(jī)或按預(yù)設(shè)的充電順序控制輸出高電平或低電平，如此實現(xiàn)了充電電池Cl和C2中的一個繼續(xù)供電，而另一個充電的功能。
[0069]需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，圖2所示的供電系統(tǒng)僅為舉例，實際上所述供電系統(tǒng)可以包含三個甚至更多個充電電池和所對應(yīng)的受控開關(guān)、比較模塊等，其工作原理與包含兩個充電電池的供電系統(tǒng)類似。比如，所述供電系統(tǒng)可以包含多組如圖2所述的充電電池及控制電路。在此不再詳述。
[0070]綜上所述，本實用新型的供電系統(tǒng)，通過對各充電電池所對應(yīng)的受控開關(guān)按時序的延時切換來確保受控開關(guān)在切換的時刻產(chǎn)生供電不穩(wěn)定的問題，特別適合于如超導(dǎo)傳感器等高靈敏器件對供電電壓的穩(wěn)定要求；另外，利用觸發(fā)器、遲滯比較器、充電監(jiān)測器等硬件來控制各受控開關(guān)的切換，能夠有效減少軟件在惡劣環(huán)境中易受干擾的缺點(diǎn)，同時提高控制的效率，反應(yīng)靈敏；還有，所述采用二極管能有效反之電池之間的電流流動，采用電感能減少電池輸出的電壓抖動；此外，采用光耦合開關(guān)能將供電系統(tǒng)和負(fù)載進(jìn)行電隔離，有效地防止供電系統(tǒng)對負(fù)載的干擾。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0071]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種供電系統(tǒng)，用于向包含超導(dǎo)傳感器的負(fù)載供電，其特征在于，包括: 與外部供電電源相連的至少兩個受控開關(guān)； 與每個受控開關(guān)對應(yīng)連接的充電電池，其中，所述受控開關(guān)將所述充電電池在所述供電電源和負(fù)載之間切換連通，各所述充電電池并聯(lián)連接； 與每個所述受控開關(guān)和所述供電電源相連的控制單元，用于根據(jù)所監(jiān)測到的向所述負(fù)載供電的各充電電池的輸出電壓、與所述供電電源相連的各充電電池的充電情況、所述供電電源斷路的信號中的至少一種或多種的組合，按時序的輸出控制各所述受控開關(guān)進(jìn)行切換的控制信號，以便各所述受控開關(guān)根據(jù)所接收的控制信號進(jìn)行切換； 與所述充電電池對應(yīng)連接、且與所述負(fù)載相連的二極管，其中，所述二極管的正極與所述充電電池相連、負(fù)極與所述負(fù)載相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括: 與所述供電電源和每兩個所述受控開關(guān)相連的充電監(jiān)測器，用于監(jiān)測所述供電電源的供電情況、監(jiān)測各與所述供電電源相連的充電電池的充電情況中的至少一種，并予以輸出； 與每個所述受控開關(guān)對應(yīng)連接的比較模塊，用于將所采集的所述充電電池的輸出電壓與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并輸出比較結(jié)果； 與所述充電監(jiān)測器和比較模塊相連的控制模塊，對應(yīng)所述充電監(jiān)測器所連接的受控開關(guān)，將與所述受控開關(guān)相連的比較模塊各自所輸出的比較結(jié)果和/或所述充電監(jiān)測器所輸出的監(jiān)測信號輸至控制模塊，由所述控制模塊輸出控制所對應(yīng)的所述受控開關(guān)切換的控制信號; 對應(yīng)連接于所述受控開關(guān)和控制模塊的延時驅(qū)動器，用于根據(jù)所接收的控制信號延時地驅(qū)動相應(yīng)的受控開關(guān)進(jìn)行切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述比較模塊包括:與所述充電電池對應(yīng)相連遲滯比較器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述比較模塊還包括:與所述遲滯比較器相連的光耦合開關(guān)；其中，當(dāng)所述光耦合開關(guān)在所述遲滯比較器確定所連接的充電電池的輸出電壓高于第一預(yù)設(shè)值時，輸出第一信號，當(dāng)所述光耦合開關(guān)在所述遲滯比較器確定所連接的充電電池的輸出電壓低于第二預(yù)設(shè)值時，輸出第二信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電監(jiān)測器包括:可控時鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述可控時鐘的輸入端連接在所述供電電源和兩個受控開關(guān)之間，所述可控時鐘的輸出端與所述控制模塊相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括:與兩個所述比較模塊和充電監(jiān)測器相連的觸發(fā)器、和與所述觸發(fā)器的輸出端相連的非門，該兩個所述延時驅(qū)動器中的一個與所述非門的輸出端相連、另一個所述延時驅(qū)動器與所述觸發(fā)器的輸出端相連； 所述觸發(fā)器根據(jù)預(yù)設(shè)的真值表、及來自所述比較模塊的比較結(jié)果、來自所述充電監(jiān)測器的監(jiān)測信號來輸出控制所對應(yīng)的兩個受控開關(guān)切換的控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)還包括:連接在所述充電電池和二極管之間的電感。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電電池包括鋰電池、或蓄電池中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的供電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源包括充電器。
【文檔編號】H02J7/00GK203788015SQ201420153085
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】王永良, 徐小峰, 孔祥燕, 謝曉明 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所