專利名稱：基于光能的儲能式智能儀表電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能儀表電源，特別是一種將光能轉化為電能儲存后不間斷地給智能儀表供電的電源。主要應用于全天候工作的低功耗智能計量儀表，特別適合于智能氣表、智能水表、智能流量計等。
背景技術：
目前，隨著信息技術的發展，全天候工作的低功耗智能計量儀表應用越來越普遍，品種也層出不窮。智能計量儀表往往是貿易結算儀表，其工作可靠性決定貿易結算的準確性。而智能計量儀表的電源是其工作可靠性的重要保障，因此，大多數智能計量儀表的電源正如專利200510041933.6中提及的采用內置鋰電池或外置干電池供電，但使用時間有限。電池用完了，智能計量儀表就不能正常使用，有的為了保證結算的準確性就強制停止使用，這給用戶帶來很大的不便。為了解決這一問題，有的采用專利20042008996.6提出的可充電式電源方式，但還是沒有根本性解決，滿足智能計量儀表不因電源而間斷工作的需求。
發明內容
為了克服上述的現有智能儀表電源存在的間斷問題，本實用新型提供一種將光能轉化為電能儲存后不間斷地給智能儀表供電的電源，該電源不僅能以光電池為主給智能儀表供電，而且能以干電池為輔給智能儀表供電，補償智能儀表使用環境光線不足，充分保證智能儀表不間斷工作。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在智能儀表電源中，將光電池、主充電控制器，儲能元件、放電控制器以及干電池、輔充電控制器電氣連接，其特征是光電池的正電極連接主充電控制器的電源輸入端，主充電控制器的輸出端連接儲能元件的正極，放電控制器的正負兩端與儲能元件正負分別相連；干電池的正電極連接輔充電控制器的電源輸入端，輔充電控制器的輸出端連接儲能元件的正極，同時與主充電控制器的輸出端相連；光電池、儲能元件和干電池的負極與輔充電控制器和主充電控制器的公共地端相連。當光線充足時，光電池通過主充電控制器給儲能元件充電，儲能元件通過放電控制器給智能儀表測控電路供電；當光線長期不足，儲能元件不能維持智能儀表正常工作時，干電池就開始通過輔充電控制器給儲能元件充電，補償光能不足，保證智能儀表不間斷工作。儲能元件可以是可充電電池，或者是儲能超級電容，也可以是可充電電池和儲能超級電容并聯使用。
本實用新型的有益效果是不僅能以光電池為主給智能儀表提供電源，而且還能在光線不足的環境中可以以干電池為輔給智能儀表提供電源，這樣保證了智能儀表全天候工作的可靠性，拓展了本實用新型的使用范圍。同時實現了智能儀表電源的免維護，有效地實現智能儀表對一次性電池的依賴，減少廢舊電池對環境的污染。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的電路原理框圖。
圖2是本實用新型的實施例電路原理圖。
圖中1、光電池，2、主充電控制器，3、儲能元件，4、放電控制器，5、干電池，6、輔充電控制器。
具體實施方式
圖1中光電池(1)的正電極連接主充電控制器(2)的電源輸入端，主充電控制器(2)的輸出端連接儲能元件(3)的正極，放電控制器(4)的正負兩端與儲能元件(3)正負分別相連；干電池(5)的正電極連接輔充電控制器(6)的電源輸入端，輔充電控制器(6)的輸出端連接儲能元件(3)的正極，同時與主充電控制器(2)的輸出端相連；光電池(1)、儲能元件(3)和干電池(5)的負極與輔充電控制器(6)和主充電控制器(2)的公共地端相連。
在圖2所示的具體實施例中，光電池(1)選用弱光型光電池；主充電控制器(2)是由低壓差穩壓器(XC62FP)IC2和二極管D4構成的限壓充電單元電路。只要選擇光電池(1)輸出電壓不超過儲能元件(3)的最高充電電壓，主充電控制器(2)可以只由二極管D4構成單元電路；儲能元件(3)主要由儲能(超級)電容SE1和可充電電池SE2并聯構成，也可只用其中一個，即只用儲能超級電容SE1或可充電電池SE2；放電控制器(4)是由電壓檢測器(XC61C)IC4、場效應管Q2、電阻R5和電阻R6構成的保護開關單元電路，其中電壓檢測器IC4可由電壓比較器代替，場效應管Q2可由三極管代替；干電池(5)是國標一次性普通電池或是一次性鋰電池；輔充電控制器(6)由以DC-DC(直流-直流)變換控制器(XC6371C)IC1、電容C1、電感L1、肖特基二極管D1、電容C2、電壓檢測器(XC61C)IC3、三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、二極管D3構成的DC-DC變換單元電路，其中的電壓檢測器(XC61C)IC3、三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3構成DC-DC變換控制器IC1的使能CE控制電路，電阻R4是充電限流電阻，二極管D3是防止DC-DC變換控制器IC1不工作時，儲能元件(3)的電流倒灌，若干電池(5)的輸出電壓不超過儲能元件(3)的最高充電電壓，輔充電控制器(6)可只由二極管D3構成；主充電控制器(2)也可采用輔充電控制器(6)的電路來實現。同理，輔充電控制器(6)也可以采用主充電控制器(2)的電路來實現。
圖2所示的實施例的工作過程是當光線充足時，光電池(1)的輸出電壓經過低壓差穩壓器IC2穩壓后經過二極管D4給儲能元件(3)充電，同時經過放電控制器(4)給智能儀表電路供電；當光線長期不足造成儲能元件(3)放電到電壓檢測器IC3的設定電壓時，電壓檢測器IC3輸出地電平導通三極管Q1，給DC-DC變換控制器IC1的CE端一個高電平啟動DC-DC變換控制器IC1工作，將干電池(5)進行DC-DC變換并穩壓，然后經過電阻R4限流通過二極管D3給儲能元件(3)充電；當儲能元件(3)放電到極限電壓時，放電控制器(4)的電壓檢測器IC4輸出低電平，截止場效應管Q2停止給智能儀表電路供電，同時電阻R6和場效應管Q2組成限流電路防止因智能儀表電路短路損壞儲能元件(3)。
權利要求1.一種基于光能的儲能式智能儀表電源，在智能儀表電源中將光電池、主充電控制器，儲能元件、放電控制器以及干電池、輔充電控制器電氣連接，其特征是光電池(1)的正電極連接主充電控制器(2)的電源輸入端，主充電控制器(2)的輸出端連接儲能元件(3)的正極，放電控制器(4)的正負兩端與儲能元件(3)正負分別相連；干電池(5)的正電極連接輔充電控制器(6)的電源輸入端，輔充電控制器(6)的輸出端連接儲能元件(3)的正極，同時與主充電控制器(2)的輸出端相連；光電池(1)、儲能元件(3)和干電池(5)的負極與輔充電控制器(6)和主充電控制器(2)的公共地端相連。
2.根據權利要求1所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是儲能元件(3)由儲能超級電容SE1和可充電電池SE2并聯構成。
3.根據權利要求1所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是主充電控制器(2)是由低壓差穩壓器IC2和二極管D4構成的限壓充電單元電路。
4.根據權利要求1所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是放電控制器(4)是由電壓檢測器IC4、場效應管Q2、電阻R5和電阻R6構成的保護開關單元電路。
5.根據權利要求1所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是輔充電控制器(6)是由以DC-DC變換控制器IC1、電容C1、電感L1、二極管D1、電容C2、電壓檢測器IC3、三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、二極管D3構成的直流-直流變換單元電路。
6.根據權利要求2所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是儲能元件(3)可由儲能超級電容SE1和可充電電池SE2中的一個構成。
7.根據權利要求3所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是主充電控制器可只由二極管D4構成。
8.根據權利要求4所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是放電控制器(4)的電壓檢測器IC4可以由電壓比較器代替，場效應管Q2可以由三極管代替；
9.根據權利要求5所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是輔充電控制器(6)可只由二極管D3構成；
10.根據權利要求1、3或5所述的基于光能的儲能式智能儀表電源，其特征是主充電控制器(2)可采用干電池(5)的輔充電控制器(6)的電路來實現。
專利摘要本實用新型提供一種將光能轉化為電能儲存后不間斷地給智能儀表供電的電源，該電源不僅能以光電池為主給智能儀表供電，而且能以干電池為輔給智能儀表供電，補償智能儀表使用環境光線不足，充分保證智能儀表不間斷工作。在智能儀表電源中，將光電池、主充電控制器，儲能元件、放電控制器以及干電池、輔充電控制器電氣連接。主要應用于全天候工作的低功耗智能計量儀表，特別適合于智能氣表、智能水表、智能流量計等。
文檔編號H02J7/35GK2914457SQ20062011271
公開日2007年6月20日 申請日期2006年4月10日 優先權日2006年4月10日
發明者王向喬 申請人:重慶喬松信息技術開發有限公司