滿足北斗衛(wèi)星通信設(shè)備的最低工作電壓要求，有效延長了連續(xù)工作時間，進(jìn)一步提高北斗衛(wèi)星通信設(shè)備戶外作業(yè)的便利性。
[0031]本實(shí)施例的鋰電池的規(guī)格可選擇內(nèi)部材料以金屬鋰為負(fù)極、正極為磷酸鋰鐵(LiFeP04)、單體外形封裝為18650圓柱式、單體電壓3.6V的類型。這是工作電壓最平穩(wěn)的電池種類之一，也是目前單位體積(質(zhì)量)容量最高的電池。
[0032]為進(jìn)一步提高電源模塊的工作穩(wěn)定性，穩(wěn)壓芯片是指型號為XL6009的穩(wěn)壓芯片。自動穩(wěn)壓電路采用型號為XL6009或XL6010或XL6011的穩(wěn)壓芯片作為核心部件；它是一個內(nèi)置1.25V基準(zhǔn)電壓源、N溝道功率MOSFET開關(guān)管、固定頻率為400kHz的振蕩器，允許輸入寬范圍，PWM脈寬自動可調(diào)的電流工作模式的DC/DC變換器。通過不同的電路形式，能夠產(chǎn)生正或負(fù)的輸出電壓。自適應(yīng)輸入電壓5V至32V，可調(diào)輸出電壓4V至24V，最高輸出電流4A。根據(jù)分壓采樣單元的采樣端電壓大小輸出恒定的輸出電壓；穩(wěn)壓芯片內(nèi)置單引腳反饋控制電路、過壓保護(hù)電路、頻率補(bǔ)償電路、熱關(guān)機(jī)電路、輸出短路保護(hù)電流限制電路等一系列保護(hù)措施，使電源模塊供電穩(wěn)定，功率轉(zhuǎn)換效率可達(dá)94 %。該自動穩(wěn)壓電路可大大延長電源模塊的連續(xù)工作時間，解決了電池連續(xù)工作時間短、需要頻繁更換的問題。
[0033]外圍元器件包括分壓采樣單元、二極管D1、電容Cl和變壓器LI。電池的供電正端與穩(wěn)壓芯片的電源輸入端電連接，電池的供電負(fù)端與穩(wěn)壓芯片的地端電連接且分別與地連接。穩(wěn)壓芯片的電源輸入端與穩(wěn)壓芯片的電源輸出端之間通過變壓器LI的初級連接；穩(wěn)壓芯片的電源輸出端與分壓采樣單元的一端依次通過電容Cl和二極管Dl連接；電容Cl和二極管Dl的連接點(diǎn)與變壓器LI次級的一端連接；變壓器LI次級的另一端與地連接；二極管Dl和分壓采樣單元的連接處與穩(wěn)壓芯片的地端分別作為電源模塊的電源正、負(fù)端與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備連接。
[0034]分壓采樣單元由電阻Rl和可調(diào)電阻R2串聯(lián)組成；可調(diào)電阻R2與穩(wěn)壓芯片的電源輸出端連接；電阻Rl與地連接；所述電阻Rl和可調(diào)電阻R2的連接處作為采樣端與穩(wěn)壓芯片的反饋端連接?？烧{(diào)電阻R2可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以改變輸出電壓的大小，便于使用。
[0035]自動穩(wěn)壓電路的工作原理是:反饋端FB通過電阻R1、電阻R2測量輸出電壓取樣，實(shí)現(xiàn)電壓比較模式的反饋信號輸入；依次經(jīng)過輸入緩沖、基準(zhǔn)參考電壓比較、脈沖寬度調(diào)節(jié)、開關(guān)管驅(qū)動、限流保護(hù)等環(huán)節(jié)，最后實(shí)現(xiàn)NDMOS管工作。穩(wěn)壓芯片的使能端EN控制穩(wěn)壓芯片的工作狀態(tài)，使能端EN電位為高電平(1.4V以上)或者懸空，穩(wěn)壓芯片啟動；使能端EN腳電位為低電平(0.8V以下)，穩(wěn)壓芯片停止工作關(guān)斷輸出。
[0036]在電源輸出端SW和反饋端FB之間構(gòu)建分壓采樣電路。改變電阻R2和電阻Rl的比例關(guān)系，可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。輸出電壓的大小為VOUT = 1.25*(1+R2/R1)。
[0037]自動穩(wěn)壓電路布設(shè)在電路板上。由于自動穩(wěn)壓電路常處于連續(xù)大電流的工作狀態(tài)，發(fā)熱情況嚴(yán)重。因此電路板設(shè)置在散熱盒中，散熱盒表面設(shè)有散熱片；可加強(qiáng)電路板散熱，提高自動穩(wěn)壓電路工作穩(wěn)定程度，有效延長自動穩(wěn)壓電路的使用壽命。電路板與散熱盒之間灌注有導(dǎo)熱凝固硅膠體。導(dǎo)熱凝固硅膠體可有效散熱，同時可有效保護(hù)電路板不受損壞。
[0038]將以下兩種供電方案應(yīng)用到北斗應(yīng)急指揮箱中進(jìn)行測試比較:方案一為直接采用電池供電；方案二為采用本實(shí)施例電源模塊供電。
[0039]直接采用電池時，將三個鋰電池串聯(lián)為指揮箱的控制主機(jī)、顯示器和北斗RD通信器供電；在恒定電流負(fù)載的條件下，在工作約0.5小時后，鋰電池電量剩余95%，單個鋰電池電壓為3.8V，三個鋰電池串聯(lián)后的電壓為11.4V ;此時已不能滿足最低工作電壓11.5V的要求，北斗應(yīng)急指揮箱整機(jī)停止工作，因此不能滿足持續(xù)長時間工作的實(shí)際需求。
[0040]而如本實(shí)施例中電源模塊設(shè)有自動穩(wěn)壓電路，自動穩(wěn)壓電路的主要作用是通過高頻開關(guān)電路抬升輸出電壓，保持輸出電壓穩(wěn)定，保證了輸出電壓的穩(wěn)定。在工作約7.5小時后，鋰電池電量剩余25%，單個鋰電池電壓為3.5V，三個鋰電池串聯(lián)后的電壓為10.5V ;而自動穩(wěn)壓電路把輸出電壓抬升至12V，此時仍然能滿足控制主機(jī)和北斗RD通信器的最低供電電壓11.5V的要求，北斗應(yīng)急指揮箱整機(jī)繼續(xù)保持正常工作狀態(tài)。從整體上來看，延長了整機(jī)的連續(xù)工作時間。
[0041]實(shí)施例二
[0042]本實(shí)施例描述一種北斗應(yīng)急指揮箱，其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。指揮箱包括兩個如實(shí)施例一所述的電源模塊，以及控制主機(jī)、顯示器和北斗RD通信器。一個電源模塊分別與控制主機(jī)和顯示器電連接；另一個電源與北斗RD通信器電連接，如圖3所示。
[0043]指揮箱采用該電源模塊供電，便于攜帶，連續(xù)工作時間長，工作性能穩(wěn)定，便于戶外作業(yè)，指揮箱的應(yīng)用范圍拓寬至民用戶外應(yīng)用中?？刂浦鳈C(jī)和顯示器與北斗RD通信器之間獨(dú)立供電，互不干擾，提高供電電壓的穩(wěn)定性和純凈性；可避免北斗RD通信器在發(fā)射瞬間電流較大造成供電電壓下挫，導(dǎo)致控制主機(jī)由于供電欠壓而停機(jī)，提高指揮箱運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
[0044]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種衛(wèi)星通信用的電源模塊，與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備電連接；其特征在于:包括電池和自動穩(wěn)壓電路；自動穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓芯片和外圍元器件組成；所述電池與穩(wěn)壓芯片的電源輸入端電連接，穩(wěn)壓芯片的電源輸出端用于與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備電連接；所述外圍元器件包括分壓采樣單元；所述分壓采樣單元的一端與穩(wěn)壓芯片的電源輸出端連接，分壓采樣單元的另一端與地連接；分壓采樣單元的采樣端與穩(wěn)壓芯片的反饋端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊，其特征在于:所述穩(wěn)壓芯片是指型號為XL6009或XL6010或XL6011的穩(wěn)壓芯片；所述的電池與穩(wěn)壓芯片的電源輸入端電連接是指，電池的供電正端與穩(wěn)壓芯片的電源輸入端電連接，電池的供電負(fù)端與穩(wěn)壓芯片的地端電連接且分別與地連接；穩(wěn)壓芯片的電源輸出端與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊，其特征在于:所述外圍元器件還包括二極管Dl、電容Cl和變壓器LI ;所述穩(wěn)壓芯片的電源輸入端與穩(wěn)壓芯片的電源輸出端之間通過變壓器LI的初級連接；所述穩(wěn)壓芯片的電源輸出端與分壓采樣單元的一端依次通過電容Cl和二極管Dl連接；電容Cl和二極管Dl的連接點(diǎn)與變壓器LI次級的一端連接；變壓器LI次級的另一端與地連接；所述二極管Dl和分壓采樣單元的連接處與穩(wěn)壓芯片的地端分別作為電源模塊的電源正、負(fù)端與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊，其特征在于:所述分壓采樣單元由電阻Rl和可調(diào)電阻R2串聯(lián)組成；可調(diào)電阻R2與穩(wěn)壓芯片的電源輸出端連接；電阻Rl與地連接；所述電阻Rl和可調(diào)電阻R2的連接處作為采樣端與穩(wěn)壓芯片的反饋端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊，其特征在于:所述自動穩(wěn)壓電路布設(shè)在電路板上；電路板設(shè)置在散熱盒中；所述散熱盒表面設(shè)有散熱片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊，其特征在于:所述的電路板設(shè)置在散熱盒中是指，電路板設(shè)置在散熱盒中，電路板與散熱盒之間灌注有導(dǎo)熱凝固硅膠體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊，其特征在于:所述電池是由若干鋰電池連接組成。
8.一種帶有權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星通信用的電源模塊的北斗應(yīng)急指揮箱，其特征在于:還包括控制主機(jī)、顯示器和北斗RD通信器；所述電源模塊分別與控制主機(jī)、顯示器和北斗RD通信器電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的北斗應(yīng)急指揮箱，其特征在于:所述電源模塊為兩個；所述的電源模塊分別與控制主機(jī)、顯示器和北斗RD通信器電連接是指，一個電源模塊分別與控制主機(jī)和顯示器電連接，另一個電源與北斗RD通信器電連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種衛(wèi)星通信用的電源模塊，與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備電連接；其特征在于：包括電池和自動穩(wěn)壓電路；自動穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓芯片和外圍元器件組成；所述電池與穩(wěn)壓芯片的電源輸入端電連接，穩(wěn)壓芯片的電源輸出端用于與北斗衛(wèi)星通信設(shè)備電連接；所述外圍元器件包括分壓采樣單元；所述分壓采樣單元的一端與穩(wěn)壓芯片的電源輸出端連接，分壓采樣單元的另一端與地連接；分壓采樣單元的采樣端與穩(wěn)壓芯片的反饋端連接。該電源模塊便于攜帶，便于戶外作業(yè)，可有效延長連續(xù)工作時間。本實(shí)用新型還提供一種帶有該電源模塊的、連續(xù)工作時間長、工作性能穩(wěn)定、便于戶外作業(yè)的北斗應(yīng)急指揮箱。
【IPC分類】H02J7-00, H04B7-185, H02M3-335
【公開號】CN204391814
【申請?zhí)枴緾N201520039272
【發(fā)明人】李偉堅(jiān), 劉旭, 馮毅華, 羅志生
【申請人】廣州祺智通信科技股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月20日