本實(shí)用新型涉及一種電源供電系統(tǒng)，特別涉及一種用于驗(yàn)潮設(shè)備的智能電源供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的供電設(shè)備只是具有交流AC-DC轉(zhuǎn)換模塊和太陽能板和充電控制器對(duì)電瓶進(jìn)行充電功能，交流斷電時(shí)由電瓶提供12伏直流電，作為管理人員對(duì)電源的供電方式(交流供電還是電瓶供電，以及當(dāng)前的電瓶的良好狀況不清楚，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)潮設(shè)備工作處在無人值守狀態(tài))，而且電瓶是由太陽能板和充電控制器完成對(duì)電瓶的充電，如果長(zhǎng)期處于陰天情況，將極有可能不能完全充足電瓶電壓。

因此，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能安培全可靠、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用效果顯著的用于驗(yàn)潮設(shè)備的智能電源供電系統(tǒng)，將是該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待著手解決的問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能安培全可靠、工作穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用效果顯著的用于驗(yàn)潮設(shè)備的智能電源供電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種用于驗(yàn)潮設(shè)備的智能電源供電系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)供電源包括兩部分，一路是交流220伏市電，經(jīng)AC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊，輸出為12伏直流電，同時(shí)設(shè)有一智能電瓶充電器；另一路是由太陽能板、太陽能充電控制器和電瓶組成直流電源部分；該系統(tǒng)的主控電路部分主要由檢測(cè)電路部分、控制處理電路部分、數(shù)據(jù)輸入輸出電路部分、執(zhí)行和接口電路部分連接組成；所述檢測(cè)電路的輸入連接到供電源和電瓶，輸出連接控制處理電路，控制處理電路分別與數(shù)據(jù)輸入輸出電路及執(zhí)行和接口電路連接；所述執(zhí)行和接口電路對(duì)應(yīng)連接兩路供電源。

所述檢測(cè)電路由集成電路IC3完成，IC3采用型號(hào)是LM339，該集成電路內(nèi)部集成了A、B、C、D四個(gè)電壓比較器，檢測(cè)電路使用四個(gè)比較器中的A、B、D三個(gè)，IC3的A、B的負(fù)輸入端4腳和6腳以及D的正輸入端9腳連接基準(zhǔn)電壓V1，作為比較器的基準(zhǔn)電壓，A、B、D的三個(gè)輸出信號(hào)CP1、CP2、CP3，對(duì)應(yīng)腳是2腳、1腳、14腳，比較器A是供電電源檢測(cè)電路，用于檢測(cè)判斷當(dāng)前的供電源是AC-DC電源模塊WP1還是太陽能板、太陽能控制器及電瓶WP2供電，WP1經(jīng)電阻R11、R12分壓輸入到比較器A的正輸入端，當(dāng)WP1供電時(shí)CP1輸出為1即高電平，反之為0即低電平，電阻R13是比較器A的輸出上拉電阻，比較器B、D是電瓶電壓bat檢測(cè)電路，電瓶電壓bat通過可變電阻W1、電阻R14、R15組成的輸入分壓電阻輸入到比較器B的正輸入端；當(dāng)電壓bat低于10.8伏時(shí)，比較器B的輸出CP2輸出為0，反之輸出為1，同時(shí)電瓶電壓bat還通過可變電阻W2、電阻R17、R18組成的輸入分壓電阻輸入到比較器D的負(fù)輸入端；當(dāng)電壓bat大于14.8伏時(shí)，D的輸出CP3為0，反之為1，調(diào)節(jié)可變電阻W1、W2可準(zhǔn)確的當(dāng)bat小于10.8伏和大于14.8時(shí)，比較器B、D得到正確的輸出，電阻R16、R19是比較器B、D的輸出上拉電阻。

所述控制處理電路由集成電路IC1及相關(guān)阻容器件組成；IC1是主控制器(CPU)，采用型號(hào)為STC12C2052AD，其中的電容C1、電阻R1是IC1的復(fù)位電路，連接到集成電路IC1的RST腳，電容C2、C3、晶振OSC1組成IC1的震蕩電路連接到IC1的XTAL1、XTAL2腳，電阻R21、三極管Q1、蜂鳴器B1是報(bào)警電路；LED1、LED2、LED3、電阻R22、R23、R24組成顯示電路，LED1、LED2、LED3分別在AC-DC電源模塊WP1供電、太陽能控制器WP2供電、電瓶電壓bat低于10.8和高于14.8時(shí)點(diǎn)亮；集成電路IC1的P1.7、P1.2、P1.3、P1.4分別連接報(bào)警電路和顯示電路的電阻R21、R24、R23、R22，檢測(cè)電路的輸出信號(hào)CP1、CP2、CP3連接到集成電路IC1的P3.2、P3.3、P3.4腳，IC1的P3.7腳是電源輸出控制腳，通過電阻R6連接到執(zhí)行和接口電路的驅(qū)動(dòng)三極管Q2的基極。

所述數(shù)據(jù)輸入輸出電路由集成電路IC2完成，所采用型號(hào)為MAX485，它是數(shù)據(jù)485串口輸入輸出電路，集成電路IC1的串口TTL信號(hào)輸入輸出腳P3.0、P3.1連接到集成電路IC2的RO、DI腳，IC2的串口收發(fā)控制腳RE、DE連接到集成電路IC1的P3.5腳，485串口輸入輸出腳A、B連接到接口端子CN3的2腳和1腳，電阻R2、R3、R4是485串口的阻抗匹配電阻。

所述執(zhí)行和接口電路的直流DC電源輸出由開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管Q3完成，采用型號(hào)是IRF9540，最大輸出電流為19A，其輸入端有兩路供電源，一路是交流電經(jīng)AC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)CON1接線端子提供穩(wěn)壓12伏直流電WP1，另一路是由太陽能板和太陽能充電控制器及12伏電瓶組成經(jīng)CON2接線端子的電壓WP2；當(dāng)兩路電源都存在時(shí)，控制輸出選擇WP1為輸出電壓源，如果沒有交流市電或由于某種原因市電斷電，則自動(dòng)切換到WP2為輸出電壓源，Q2是開關(guān)驅(qū)動(dòng)三極管，R6是限流電阻，整個(gè)電源開關(guān)電路由三極管Q2、Q3、D1、D2、電阻R6、R7組成；Q2受控于集成電路IC1的P3.7腳，C6、C7是輸出電源濾波電容，CN1、CN2是兩路并聯(lián)電源輸出接線端子，電源輸出電壓為12伏、電流為1.5A，最大電流2A，C8、C9是兩路輸入電壓WP1和WP2的高頻濾波電容，WP2經(jīng)D3由IC4輸出得到穩(wěn)定的5伏電壓供電給該系統(tǒng)，集成電路IC4采用型號(hào)是LM7805三端集成穩(wěn)壓電路，E2、E3、E4是集成電路IC1、IC2、IC3的電源退耦電容，E1、E5是集成電路IC4輸出電源濾波電容，電阻R8、穩(wěn)壓管D5組成型號(hào)為L(zhǎng)M385-2.5精準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓V1為2.5伏，繼電器J1是電瓶充電源控制繼電器，12伏20安培，由穩(wěn)壓12伏直流電WP1提供執(zhí)行電源，D4是繼電器保護(hù)二極管，繼電器的公共端經(jīng)CON5接入電瓶，常開端經(jīng)CON3接入AC智能充電器，常閉端經(jīng)CON4接入太陽能充電控制器的電瓶充電端。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的電路使得智能電源供電系統(tǒng)采用兩種電源充電方式，即(AC)交流智能充電器和太陽能板、充電控制器對(duì)電瓶充電，保證了在兩種供電模式都可對(duì)電瓶進(jìn)行充電，同時(shí)由CPU通過檢測(cè)電路對(duì)電瓶的良好狀況和當(dāng)前的供電源(是交流市電還是太陽能板供電)進(jìn)行檢測(cè)，通過485串口將信息傳送到驗(yàn)潮設(shè)備，再由驗(yàn)潮設(shè)備的通訊鏈路一并傳送到監(jiān)控中心，便于管理人員的管理。同時(shí)也可應(yīng)用到其它所需要的應(yīng)用場(chǎng)合，即無人值守電子設(shè)備。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能安全可靠，工作穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，應(yīng)用效果非常顯著。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)電路組成框圖；

圖2是本實(shí)用新型檢測(cè)電路原理圖；

圖3是本實(shí)用新型控制處理電路原理圖；

圖4是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)輸入輸出電路原理圖；

圖5是本實(shí)用新型執(zhí)行和接口電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征詳述如下：

如圖1所示，一種用于驗(yàn)潮設(shè)備的智能電源供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)供電源包括兩部分，一路是交流220伏市電，經(jīng)AC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊，輸出為12伏直流電，同時(shí)設(shè)有一智能電瓶充電器；另一路是由太陽能板、太陽能充電控制器和電瓶組成直流電源部分?？驁D中I所示虛線部分是該系統(tǒng)的主控電路部分，主要由檢測(cè)電路部分、控制處理電路部分、數(shù)據(jù)輸入輸出電路、執(zhí)行和接口電路部分連接組成；所述檢測(cè)電路的輸入連接到供電源和電瓶，輸出連接控制處理電路，控制處理電路分別與數(shù)據(jù)輸入輸出電路及執(zhí)行和接口電路連接；所述執(zhí)行和接口電路對(duì)應(yīng)連接兩路供電源。

所述檢測(cè)電路部分如圖2所示，該電路由集成電路IC3完成，IC3型號(hào)是LM339，該集成電路內(nèi)部集成了A、B、C、D四個(gè)電壓比較器，檢測(cè)電路使用四個(gè)比較器中的A、B、D三個(gè)，IC3的A、B的負(fù)輸入端4腳和6腳以及D的正輸入端9腳連接基準(zhǔn)電壓V1，作為比較器的基準(zhǔn)電壓，A、B、D的三個(gè)輸出信號(hào)CP1、CP2、CP3，對(duì)應(yīng)腳是2腳、1腳、14腳，比較器A是供電電源檢測(cè)電路，用于檢測(cè)當(dāng)前的供電源是否是AC-DC電源模塊WP1，WP1經(jīng)電阻R11、R12分壓輸入到A的正輸入端，當(dāng)WP1供電時(shí)CP1輸出為1(高電平)，反之為0(低電平)，電阻R13是比較器A的輸出上拉電阻，比較器B、D是電瓶電壓bat檢測(cè)電路，電瓶電壓bat通過可變電阻W1、電阻R14、R15組成的輸入分壓電阻輸入到比較器B的正輸入端，當(dāng)電壓bat低于10.8伏時(shí)，比較器B的輸出CP2輸出為0，反之輸出為1，同時(shí)電瓶電壓bat還通過可變電阻W2、電阻R17、R18組成的輸入分壓電阻輸入到比較器D的負(fù)輸入端，當(dāng)電壓bat大于14.8伏時(shí)，D的輸出CP3為0，反之為1，調(diào)節(jié)可變電阻W1、W2可準(zhǔn)確的當(dāng)bat小于10.8伏和大于14.8時(shí)，比較器B、D得到正確的輸出，電阻R16、R19是比較器B、D的輸出上拉電阻。

控制處理電路如圖3所示，該電路由集成電路IC1及相關(guān)阻容器件組成，IC1是主控制器(CPU)型號(hào)為STC12C2052AD，該芯片具有軟件下載方便，這樣可縮短開發(fā)時(shí)間，抗電磁干擾能力強(qiáng)，而且對(duì)它的相應(yīng)口進(jìn)行初始化后，使其相應(yīng)的口線設(shè)置成強(qiáng)推挽輸出口，這樣使其口線的帶載能力更強(qiáng)，而且該芯片內(nèi)含有看門狗電路，便于設(shè)備工作在無人值守的工作環(huán)境，電容C1、R1是IC1的復(fù)位電路，連接到集成電路IC1的RST腳，電容C2、C3、OSC1組成IC1的震蕩電路連接到IC1的XTAL1、XTAL2腳，電阻R21、三極管Q1、蜂鳴器B1是報(bào)警電路，LED1、LED2、LED3、電阻R22、R23、R24組成顯示電路，LED1、LED2、LED3分別在AC-DC電源模塊WP1供電、太陽能控制器WP2供電、電瓶電壓bat低于10.8和高于14.8時(shí)點(diǎn)亮，集成電路IC1的P1.7、P1.2、P1.3、P1.4分別連接報(bào)警電路和顯示電路的電阻R21、R24、R23、R22，檢測(cè)電路的輸出信號(hào)CP1、CP2、CP3連接到集成電路IC1的P3.2、P3.3、P3.4腳，IC1的P3.7腳是電源輸出控制腳，通過電阻R6連接到執(zhí)行和接口電路的驅(qū)動(dòng)三極管Q2的基極。

數(shù)據(jù)輸入輸出電路如圖4所示，該電路由集成電路IC2完成，所采用型號(hào)為MAX485，它是數(shù)據(jù)485串口輸入輸出電路，集成電路IC1的串口TTL信號(hào)輸入輸出腳P3.0、P3.1連接到集成電路IC2的RO、DI腳，IC2的串口收發(fā)控制腳RE、DE連接到集成電路IC1的P3.5腳，485串口輸入輸出腳A、B連接到接口端子CN3的2腳和1腳，電阻R2、R3、R4是485串口的阻抗匹配電阻。

執(zhí)行和接口電路如圖5所示，該電路的直流DC電源輸出由開關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管Q3完成，采用型號(hào)是IRF9540最大輸出電流為19A，其輸入端有兩路電源，一路是交流電經(jīng)AC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)CON1接線端子提供穩(wěn)壓12伏直流電WP1，另一路是由太陽能板和太陽能充電控制器及12伏電瓶組成經(jīng)CON2接線端子的電壓WP2，當(dāng)兩路電源都存在時(shí)，控制輸出選擇WP1為輸出電壓源，如果沒有交流市電或由于某種原因市電斷電，則自動(dòng)切換到WP2為輸出電壓源，Q2是開關(guān)驅(qū)動(dòng)三極管，R6是限流電阻，整個(gè)電源開關(guān)電路由Q2、Q3、D1、D2、R6、R7組成，Q2受控于IC1的P3.7腳，C6、C7是輸出電源濾波電容，CN1、CN2是兩路并聯(lián)電源輸出接線端子，電源輸出電壓為12伏、電流為1.5A，最大電流2A，C8、C9兩路輸入電壓WP1和WP2的高頻濾波電容，WP2經(jīng)D3由IC4輸出得到穩(wěn)定的5伏電壓供電給本設(shè)備，IC4是LM 7805三端集成穩(wěn)壓電路，E2、E3、E4是集成電路IC1、IC2、IC3的電源退耦電容，E1、E5是集成電路IC4輸出電源濾波電容，R8、D5組成精準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓V1為2.5伏，繼電器J1是電瓶充電源控制繼電器，12伏20A，由穩(wěn)壓12伏直流電WP1提供執(zhí)行電源，D4是保護(hù)二極管，繼電器的公共端經(jīng)CON5接入電瓶，常開端經(jīng)CON3接入AC智能充電器，常閉端經(jīng)CON4接入太陽能充電控制器的電瓶充電端。

各電路中采用器件舉例說明：

(1)集成電路：

IC1、IC2、IC3、IC4分別是STC12C2052AD、MAX485、LM339、LM7805；

(2)二極管：

D1、D2、D3、D4分別是1N5822、1N5822、1N400、1N400，LED1-3是普通的直徑3.5發(fā)光二極管；穩(wěn)壓管D5是LM385-2.5；

(3)阻容器件：

電阻R1、R21、R22、R23、R24(1K)，R2、R4(3.3K)，R5(120)，R6(3K)，R7、R11、R14(1M)，R8、R13、R16、R19(10K)，R17(1.5M)，R15、R18(330K)，R12(430K)；

電容C1、C2(47P)，C3(22μ)，E2-E5、C7-C9(0.1μ)，C6(2200μ/35V)，E1(470μ)；

(4)三極管：

Q1(C9012)，Q2(C9014)，Q3(IRF9540)；

(5)晶振OSC1為11.059MHz；

(6)繼電器為DC12伏20安培；

(7)蜂鳴器B1是5伏間斷蜂鳴器。

參照實(shí)施例對(duì)該用于驗(yàn)潮設(shè)備的智能電源供電系統(tǒng)進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的；因此在不脫離本實(shí)用新型總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。