在單火取電設(shè)備中對鋰電池的充電及供電管理的制作方法
【專利摘要】在單火取電設(shè)備中對鋰電池的充電及供電管理是一種在單火取電設(shè)備中保證對供電電池充電、保護(hù)和防止停電時仍然工作的電路設(shè)計。主要解決單火取電設(shè)備在其外部用電設(shè)備接通(例如開關(guān)面板控制的燈打開)時無法給控制系統(tǒng)供電，以及市電供電中斷時電池過度放電的問題。主要技術(shù)方案是：當(dāng)外部充設(shè)備接通時通過取電互感器為電池、系統(tǒng)提供能量；實時監(jiān)測電池電壓，防止過充；實時監(jiān)測交流電供給情況，斷電時切斷系統(tǒng)的電源供給。該方案具有在外部用電設(shè)備是否接通的情況下，都有相應(yīng)的取電措施補充鋰電池的能量損耗，為系統(tǒng)提供瞬時較大電流；使設(shè)備在使用周期內(nèi)電池免維護(hù)，同時具有過充及斷電保護(hù)等功能。
【專利說明】在單火取電設(shè)備中對鋰電池的充電及供電管理

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 一種在單火取電設(shè)備中保證對供電電池充電、保護(hù)和防止停電時仍然工作的電路設(shè)計。

【背景技術(shù)】
[0002]利用鋰電池的單火取電設(shè)備主要存在一下問題:1、在用電設(shè)備接通時，尤其在使用機械開關(guān)的情況下，不易采集到足夠的能量供給嵌入式設(shè)備工作，在長期接通期間，電池將處只放電不充電的狀態(tài)下，容易造成過度放電；2、在設(shè)備長期不接通時，由于從火線上竊取下的電流一直給鋰電池充電，而充電的電量略大于系統(tǒng)消耗的電量，因此電池電壓逐漸升高，易造成過度充電；3、當(dāng)停電時(交流供電停止)不需要對用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，即嵌入式設(shè)備沒有繼續(xù)工作的必要，從節(jié)能的角度看要關(guān)閉其電源，盡量保持電池的電量。綜上所述，本電路設(shè)計為克服上述缺點、適應(yīng)使用環(huán)境而設(shè)計。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本開關(guān)的設(shè)計目的是:設(shè)計一個電路，其在用電設(shè)備無論是否接通的情況下均能為鋰電池補充損失的電量，同時能夠防止對電池的過度充電現(xiàn)象的發(fā)生；當(dāng)供電停止時，能夠自動關(guān)閉電池的電源供給，盡量減少電量消耗。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0005]1、通過單火取電方式在用電設(shè)備關(guān)閉時(例如開關(guān)面板控制的燈關(guān)閉時)為鋰電池充電；2、在用電設(shè)備接通時(例如開關(guān)面板控制的燈打開時)通過取電互感器取得一定的電量為鋰電池充電；3、設(shè)置檢測電路實時監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到一定閥值時，切斷充電供給；4、實時監(jiān)測交流電供給情況，當(dāng)確認(rèn)交流電供給中斷后，切斷嵌入式系統(tǒng)的電源供給，以防止不必要的電池電量消耗。
[0006]具有以下特點和有益效果:
[0007](I)鋰電池可以為嵌入式設(shè)備提供瞬時較大電流，在保證供電電壓品質(zhì)的同時滿足通訊、輸出等給系統(tǒng)帶來的較大的電流變化。
[0008](2)不論在用電設(shè)備是否接通的情況下，都有相應(yīng)的取電措施，保證及時補充鋰電池的能量損耗。
[0009](3)充電保護(hù)使鋰電池不會過充，使系統(tǒng)長期處在平穩(wěn)運行中。
[0010](4)斷電時切斷電源供給可有效防止電池的過度放電，利于控制部件的存儲、運輸以及應(yīng)付長期閑置的狀態(tài)。
[0011](5)通過采取這些措施，可以使設(shè)備在使用周期內(nèi)電池免維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]圖1是鋰電池在單火線開關(guān)中的充電及供電管理結(jié)構(gòu)圖
[0014]其中附圖標(biāo)記I零線
[0015]2 火線
[0016]3關(guān)燈取電電路
[0017]4開燈取電互感器
[0018]5電子、機械開關(guān)
[0019]6充電控制
[0020]7供電控制
[0021]8供電開關(guān)
[0022]9電源調(diào)理
[0023]10電池電壓檢測

【具體實施方式】
[0024]工作過程:
[0025]以單火取電智能開關(guān)面板為例，當(dāng)電子、機械開關(guān)組最終選擇關(guān)閉電燈時，火線進(jìn)入開關(guān)通過設(shè)備內(nèi)部關(guān)燈取電電路、燈具與零線形成一個回路，開關(guān)通過此回路取電并向電池充電；當(dāng)電子、機械開關(guān)組最終選擇打開電燈時，火線電流開燈取電互感器，開關(guān)通過此互感器的二次回路取電并向電池充電；電池電壓監(jiān)測單元實時監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到定的閥值時將關(guān)閉充電控制中的充電開關(guān)禁止向電池充電；充電控制單元根據(jù)兩個取電電路的狀態(tài)，實時判斷交流電供給情況，當(dāng)供給中斷時，發(fā)出供電控制信號關(guān)閉供電開關(guān)以禁止向系統(tǒng)供電。
【權(quán)利要求】
1.該控制方案能夠保證，單火取電設(shè)備(如單火取電電燈智能開關(guān)等)在用電設(shè)備無論是否接通的情況下均能為鋰電池補充損失的電量，同時能夠防止對電池的過度充電現(xiàn)象的發(fā)生；當(dāng)供電停止時，能夠自動關(guān)閉電池的電源供給，盡量減少電量消耗。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖一所示，虛線框內(nèi)為各部分的結(jié)構(gòu)示意。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過單火取電方式在用電設(shè)備關(guān)閉時(例如開關(guān)面板控制的燈關(guān)閉時)為鋰電池充電，其特征在于:如圖一所示，當(dāng)用電設(shè)備關(guān)閉(例如開關(guān)面板控制的燈關(guān)閉)時，通過關(guān)燈取電電路，為鋰電池供電并進(jìn)而為系統(tǒng)提供工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述在用電設(shè)備接通時(例如開關(guān)面板控制的燈打開時)通過取電互感器取得一定的電量為鋰電池充電，其特征在于:當(dāng)用電設(shè)備接通(例如開關(guān)面板控制的燈點亮)時，通過開燈取電互感器，為鋰電池供電并進(jìn)而為系統(tǒng)提供工作電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述設(shè)置檢測電路實時監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到一定閥值時，切斷充電供給，其特征在于:通過模擬電壓比較開關(guān)，判斷電池電壓是否超過預(yù)定值，如果達(dá)到或超過預(yù)定值，則切斷向電池充電的回路，以保證電池不過充，此時電池依然能夠提供系統(tǒng)所需的電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述實時監(jiān)測交流電供給情況，當(dāng)確認(rèn)交流電供給中斷后，切斷嵌入式系統(tǒng)的電源供給，以防止不必要的電池電量消耗，其特征在于:通過模擬比較電路，實時判斷電池交流供電情況，當(dāng)交流供電中斷(例如斷電、用電設(shè)備損壞)時，控制系統(tǒng)將控制供電開關(guān)斷開，切斷系統(tǒng)的供電電源，從而保證在無交流供電時系統(tǒng)停止工作，已達(dá)到減少能耗的目的；當(dāng)交流電源恢復(fù)時，供電開關(guān)自動接通，系統(tǒng)重新上電工作。
【文檔編號】H02J7/00GK104319827SQ201410509825
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】陳國榮, 王濱 申請人:北京華億創(chuàng)新信息技術(shù)有限公司