龙8国际一种智能水表电源管理电路pdf

　　本实用新型公开了一种智能水表电源管理电路，包括：电池、第六电阻R6、场效应管Q3、第七电阻R7、电源芯片、防电池钝化电路和电池电量检测电路；电池的正极接第六电阻R6，电池的负极接场效应管Q3的源极，第六电阻R6的另一端接场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极接第七电阻R7，第七电阻R7的另一端接第六电阻R6；场效应管Q3的漏极接地；电池的正极连接电源芯片的输出端，输出端连接防电池钝化电路；电池的正极连接电池电量检测电路。有效防止电源反接，保护了电路；按照需要通过输入高低电平来控制检测电池当前电量

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 212726475 U (45)授权公告日 2021.03.16 (21)申请号 3.2 H02H 7/18 (2006.01) G01R 31/36 (2019.01) (22)申请日 2020.05.29 H01M 10/42 (2006.01) (73)专利权人 国网江苏省电力有限公司 地址 210024 江苏省南京市鼓楼区上海路 215号 专利权人 江苏方天电力技术有限公司 国家电网有限公司 (72)发明人 范洁陈霄王黎明熊政喻伟 李铭赵勇严永辉王云峰 李平 (74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 丁朋华 (51)Int.Cl. H02H 11/00 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (54)实用新型名称 一种智能水表电源管理电路 (57)摘要 本实用新型公开了一种智能水表电源管理 电路，包括：电池、第六电阻R6、场效应管Q3、第七 电阻R7、电源芯片、防电池钝化电路和电池电量 检测电路；电池的正极接第六电阻R6，电池的负 极接场效应管Q3的源极，第六电阻R6的另一端接 场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极接第七电 阻R7，第七电阻R7的另一端接第六电阻R6；场效 应管Q3的漏极接地；电池的正极连接电源芯片的 输出端，输出端连接防电池钝化电路；电池的正 极连接电池电量检测电路。有效防止电源反接， 保护了电路；按照需要通过输入高低电平来控制 检测电池当前电量，减少消耗电池电量；当电池 U 发生钝化时，通过超级电容C2的放电，维持芯片 5 正常工作所需的电流。 7 4 6 2 7 2 1 2 N C CN 212726475 U 权利要求书 1/1页 1.一种智能水表电源管理电路，其特征是，包括：电池、第六电阻R6、场效应管Q3、第七 电阻R7、电源芯片、防电池钝化电路和电池电量检测电路； 电池的正极接第六电阻R6，电池的负极接场效应管Q3的源极，第六电阻R6的另一端接 场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极接第七电阻R7，第七电阻R7的另一端接第六电阻R6； 场效应管Q3的漏极接地； 电池的正极连接电源芯片的输出端，输出端连接防电池钝化电路； 电池的正极连接电池电量检测电路。 2.根据权利要求1所述的智能水表电源管理电路，其特征是，场效应管Q3为N沟道场效 应管。 3.根据权利要求1所述的智能水表电源管理电路，其特征是，电池电量检测电路包括： 第一三极管Q1、第二三级管Q2、第一至第五电阻R1 R5，第一三极管Q1的发射极接电池的正~ 极，集电极接第二电阻R2，第一电阻R1与第二电阻R2串联，第一电阻R1的另一端接地；第一 三极管Q1的基极连接第四电阻R4，第四电阻的另一端连接第二三级管Q2的集电极，第二三 极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极经由第五电阻R5后接第一三极管Q1的发射 极；第二三极管Q2的基极连接第三电阻R3；第三电阻R3的另一端用于接入控制是否检测的 高低电平。 4.根据权利要求3所述的智能水表电源管理电路，其特征是，第二三极管Q2为NPN三极 管；第一三极管Q1为PNP三极管。 5.根据权利要求1所述的智能水表电源管理电路，其特征是，电源芯片的输入端和输出 端与地之间分别连接有第一滤波电容和第二滤波电容。 6.根据权利要求1所述的智能水表电源管理电路，其特征是，防电池钝化电路包括：第 八电阻R8、第一二极管D1、第二二极管D2和超级电容C3；电源芯片的输出端连接第八电阻 R8，第八电阻R8的另一端连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接第二二极管 D2的负极，第二二极管D2的正极连接超级电容C3，超级电容C3的另一端接地。 7.根据权利要求6所述的智能水表电源管理电路，其特征是，第一二极管D1和第二二极 管D2均为肖特基势垒二极管。 2 2 CN 212726475 U 说明书 1/3页 一种智能水表电源管理电路 技术领域 [0001] 本实用新型涉及一种智能水表电源管理电路，属于智能水表技术领域。 背景技术 [0002] 为了缓解水危机，全国进行了自来水管网的改造和实行一户一表政策。实行了 一户一表政策之后极大的缓解了水资源危机，但是随着城市建设的发展，用地紧张使得楼 宇的建设趋向于开发高层建筑，再采用原来人工抄表的形式必然无法及时准确的完成用水 量的抄读工作。 [0003] 远传智能水表是今后社会发展的必然方向，不仅有利于人工的解放，同时通过用 户水量的信息的采集，通过远程数据传输到网络上传至服务器，最终反馈到用户和水务管 理部口，实现水费计量的透明化，提高政府的管理水平和信息公开水平。 [0004] 远传智能水表不同于传统机械式水表，其主要是由芯片及电子元器件构成，工作 电源的稳定性直接关系到其是否能可靠工作。由于远传智能水表安装环境往往比较恶劣， 成本要求尽量低廉，如何设计一款稳定可靠的工作电源是远传智能水表面临的首要问题。 目前的智能水表工作电源稳定性不高，不能得知电池当前电量，如果电池发生钝化，不能及 时供应稳定的电源，如果电池接反了，容易造成电路损坏。 [0005] 电池的防反接设计非常重要，尤其是在电池设备中，如果电路中没有防电池反接 的设备，轻则造成电路的损坏，重则会造成电池发热爆炸对人和设备造成不可挽回的损失。 传统的防反接的设计是利用二极管的单向导电性来实现反接保护，但是当输入电流比较大 的时候，功耗是非常大的，同时二极管的压降比较大，降低了电源电压。 [0006] 当电池电量过低时，会引起单片机的复位，从而使设备消耗更多的电量，进一步加 剧电量的损耗。同时对于电池设备来说对电池电量的检测也会增加电流的损耗，因此要平 衡电池电量检测的使用频次。 实用新型内容 [0007] 为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能水表电源管理电 路，解决了现有工作电源稳定性不高，如果电池接反容易造成电路损坏，不能得知电池电 量，如果电池发生钝化不能及时供应稳定电源的问题。 [0008] 为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：一种智能水表电源管理电 路，包括：电池、第六电阻R6、场效应管Q3、第七电阻R7、电源芯片、防电池钝化电路和电池电 量检测电路； [0009] 电池的正极接第六电阻R6，电池的负极接场效应管Q3的源极，第六电阻 R6的另一 端接场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极接第七电阻R7，第七电阻R7的另一端接第六电 阻R6；场效应管Q3的漏极接地； [0010] 电池的正极连接电源芯片的输出端，输出端连接防电池钝化电路； [0011] 电池的正极连接电池电量检测电路。 3 3 CN 212726475 U 说明书 2/3页 [0012] 进一步的，场效应管Q3为N沟道场效应管； [0013] 进一步的，电池电量检测电路包括：第一三极管Q1、第二三级管Q2、第一至第五电 阻R1～R5，第一三极管Q1的发射极接电池的正极，集电极接第二电阻R2，第一电阻R1与第二 电阻R2串联，第一电阻R1的另一端接地；第一三极管Q1的基极连接第四电阻R4，第四电阻的 另一端连接第二三级管Q2的集电极，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极 经由第五电阻R5 后接第一三极管Q1的发射极；第二三极管Q2的基极连接第三电阻R3；第三 电阻R3的另一端用于接入控制是否检测的高低电平。 [0014] 进一步的，第二三极管Q2为NPN三极管；第一三极管Q1为PNP三极管。 [0015] 进一步的，电源芯片的输入端和输出端与地之间分别连接有第一滤波电容和第二 滤波电容。 [0016] 进一步的，防电池钝化电路包括：第八电阻R8、第一二极管D1、第二二极管D2和超 级电容C3；电源芯片的输出端连接第八电阻R8，第八电阻R8的另一端连接第一二极管D1的 正极，第一二极管D1的负极连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接超级电容 C3，超级电容C3的另一端接地。 [0017] 进一步的，第一二极管D1和第二二极管D2均为肖特基势垒二极管。 [0018] 本实用新型所达到的有益效果：通过场效应管Q3和第七电阻R7构成了电池防反接 电路，有效防止电源反接，保护了电路； [0019] 电池电量检测电路用于检测电池的当前电量，可以按照需要通过输入高低电平来 控制，进行检测电池当前电量，减少消耗电池电量； [0020] 当电池发生钝化时，通过超级电容C3的放电，维持MCU、long8-龙8(国际)唯一官方网站RTC等芯片正常工作所需的 电流，防止RTC时钟飞走，保障智能水表的正常运行。 附图说明 [0021] 图1是本实用新型具体实施方式中的一种智能水表电源管理电路示意图。 具体实施方式 [0022] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本 实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。 [0023] 如图1所示，一种智能水表电源管理电路，包括电池BAT、第六电阻R6、 N沟道场效 应管Q3、第七电阻R7、电源芯片、防电池钝化电路和电池电量检测电路； [0024] 电池BAT的正极接第六电阻R6，电池的负极接N沟道场效应管Q3的源极，第六电阻 R6的另一端接场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极接第七电阻 R7，第七电阻R7的另一端 接第六电阻R6；场效应管Q3的漏极接地； [0025] 场效应管Q3和第七电阻R7构成了电池防反接电路； [0026] 作为电池低功耗设备必须功耗小，本实用新型采用场效应管设计防反接电路可以 有效的避免这个问题。N沟道的场效应管导通时可以做到毫欧级别的内阻，功耗比较低。如 图1所示，当电池反接时，Q3会形成断路，防止电流烧毁电路中的场效应管，从而保护电路。 R7的作用是保护场效应管的作用，在没有电源的情况下，如果没有R7，Q3的G(栅极)极处于 悬空的状态，静电在G 极累积，容易造成场效应管的损坏，R7的作用是将静电释放，增加电 4 4 CN 212726475 U 说明书 3/3页 路的可靠性； [0027] 电池电量检测电路用于检测电池的当前电量，电池的正极连接电池电量检测电 路； [0028] 电池电量检测电路包括：第一三极管Q1、第二三级管Q2、第一至第五电阻R1～R5， 第一三极管Q1的发射极接电池的正极，集电极接第二电阻R2，第一电阻R1与第二电阻R2串 联，long8-龙8(国际)唯一官方网站第一电阻R1的另一端接地；第一三极管Q1的基极连接第四电阻R4，第四电阻的另一端连 接第二三级管Q2的集电极，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极经由第五 电阻R5后接第一三极管Q1的发射极；第二三极管Q2的基极连接第三电阻R3； [0029] 第二三极管Q2为NPN三极管； [0030] 第一三极管Q1为PNP三极管； [0031] 第三电阻R3的另一端用于连接MCU的输出引脚PWRRUN，在需要检测电池电压时，该 引脚输出为高电平，则具有NPN特性的Q2管处于导通状态，进而具有PNP特性的Q1管由于其 基极处于高电位而处于导通状态，此时因为R1的一端接地，而另一端由电池的正极电位VPP 通过Q1供电，所以R1  与R2之间的电位值为R1*VPP/(R1+R2)。MCU通过电位检测引脚PWRCHK  检测出该点的电位，即可求出电池当前电量状态； [0032] 电池的正极连接电源芯片U1，long8-龙8(国际)唯一官方网站电源芯片的输入端和地之间连接有第一滤波电容 C1，电源芯片的输出端和地之间连接有第二滤波电容C2，电源芯片选用型号为：TLV70433； TLV70433是一种线性稳压电源芯片，它的输入电压范围是 2.5V到24V，输出是3.3V，其静态 的功耗是3.4uA，特别适合一些低功耗设备或者是手持设备。TLV70433的封装采用SOT23-5， 大小只有3mm*3mm，适合一些空间比较小的设备； [0033] 防电池钝化电路包括：第八电阻R8、第一二极管D1、第二二极管D2和超级电容C3； 电源芯片的输出端连接第八电阻R8，第八电阻R8的另一端连接第一二极管D1的正极，第一 二极管D1的负极连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接超级电容C3，超级电 容C3的另一端接地； [0034] 第八电阻R8用于充电限流； [0035] 第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极的连接点用于连接智能水表中的MCU 芯片或时钟芯片RTC，为其提供稳定的电源。 [0036] 第一二极管D1和第二二极管D2均为肖特基势垒二极管； [0037] 当电池发生钝化时，通过超级电容C3的放电，维持MCU、RTC等芯片正常工作所需的 电流，long8-龙8(国际)唯一官方网站防止RTC时钟飞走，保障智能水表的正常运行。 [0038] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改 进和变形也应视为本实用新型的保护范围。 5 5 CN 212726475 U 说明书附图 1/1页 图1 6 6

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