[实用新型]采用磷酸铁锂电池的水情遥测RTU的太阳能供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用磷酸铁锂电池的水情遥测RTU（Remote Terminal Unit，远程终端控制系统）的太阳能供电装置，属于电子应用领域。

背景技术

水情自动测报是水利信息化的重要内容，采用现代科技对水文信息进行实时遥测、传送和处理，是有效解决江河流域及水库洪水预报、防洪调度及水资源合理利用的先进手段。它综合了水文、电子、通信、传感器和计算机等多学科的有关最新成果，用于水文测量和计算，提高了水情测报速度和洪水预报精度，对江河流域及水库安全度汛、电厂经济运行，以及水资源合理利用等方面发挥了重大作用。水情遥测控制单元RTU是测报系统中的关键设备。

    水情遥测终端设备一般工作在不具备线供电源的野外，只能使用太阳能或风力等供电方式，因此其供电以及充电系统的安全性、可靠性以及寿命越来越引起人们的重视。采用太阳能充电无疑是当今最可行，也是最有效的方法。太阳能供电的充电系统的目标是，不仅在白天直接给系统供电，而且在阳光充足的时候给存储单元(一般是电池)充电，这样在夜间或阳光不充足的情况下，当电池板输出功率接近零时，电池就可以给系统供电。如何实现简单高效的设计，成为了一个挑战。

发明内容

本实用新型为解决水情遥测RTU供电及充电问题提出的一种采用磷酸铁锂电池的水情遥测RTU的太阳能供电装置。

采用磷酸铁锂电池的水情遥测RTU的太阳能供电装置与水情遥测RTU连接，用于向水情遥测RTU供电，该供电装置包括太阳能充电电路和磷酸铁锂电池及其管理电路，太阳能充电电路包含相互连接的太阳能电板和用于太阳能电源的功率跟踪 2A 电池充电器及其外围电路，磷酸铁锂电池及其管理电路包含相互连接的一个磷酸铁锂电池组和一个电源管理单片机，功率跟踪 2A 电池充电器的BAT、NTC引脚分别连接磷酸铁锂电池及其管理电路的正、负极输入端，磷酸铁锂电池及其管理电路的正极输出端经过整流器与水情遥测RTU的电源输入端连接。

本实用新型用太阳能电板和用于太阳能电源的功率跟踪 2A 电池充电器充电，用磷酸铁锂电池取代了锂离子/聚合物电池，每节电池由于制造工艺等差异，充放电过程会有所差异，由于系统是采用动态充放电的过程，每次充放电后每节电池剩余电量或充入电量会有所不同，采用电源管理单片机可以检测出电池的使用情况，并且可以控制电池充放电过程，避免电池发生过充或充不满的现象。本实用新型具有效率高，安装简便、重量轻、安全、环境影响小、寿命长、经济、便于实现等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，太阳能充电电路1连接磷酸铁锂电池及其管理电路2，磷酸铁锂电池及其管理电路2经过连接水情遥测RTU3。

如图2所示，太阳能电板将太阳能转换为电能后经过整流器D1输入到太阳能电源的功率跟踪 2A 电池充电器（U1：LT3652）的VIN与                                               引脚，经过电阻R1、R3分压后输入到VIN_REG引脚，TIMER引脚接地。LT3652的SW引脚经过整流器D2与地相连，SW引脚与BOOST引脚之间连接电容C2，BOOST引脚与BAT引脚之间连接二极管D4后经过电容C3接地，SW引脚与SENSE引脚之间连接电感L1，NTC引脚经过电阻R15与磷酸铁锂电池及其管理电路的负极输入端相连，SENSE引脚通过电阻R2与电源管理电路正极输入端相连，BAT引脚与磷酸铁锂电池及其管理电路的正极输入端相连。

电源管理单片机（U3：ATmega32HVB）的NV、PV1、PV2、PV3、PV4引脚分别通过电容C8、C9、C10、C11和电阻R10、R11、R12、R13、R14与磷酸铁锂电池组（U2：4-CELL LiFePO4 (4× 3.6V)BATTERY PACK，采用四节磷酸铁锂电池串联构成）相连， BATT、OD、OC、PVT引脚分别与电阻R6、R7、R8、R9的一端相连，电阻R6、R7的另一端分别与功率管Q1的D极和G极相连，电阻R8、R9的另一端分别与功率管Q2的D极和G极相连，VFET引脚与功率管Q1、Q2的S极连接，R6与R9之间连接电容C6、C7。电源管理电路的正负极之间连接电容C4、C5,磷酸铁锂电池及其管理电路正极通过整流器D3与水情遥测RTU的电源输入端相连。

本实用新型采用磷酸铁锂电池供电，使用太阳能供电技术、电源的功率跟踪充电技术和RTU技术。采用太阳能电板和用于太阳能电源的功率跟踪 2A 电池充电器充电，通过用于太阳能电源的功率跟踪 2A 电池充电器LT3652以及它的外围电路与输入电压调节控制环路方法达到充电效率可替代昂贵的MPPT，快速充电，内置充电终止功能，可高压工作。通过采用磷酸铁锂电池供电达到高效，安全，长寿命地为水情遥测RTU 供电。利用电源管理单片机检测并管理磷酸铁锂电池，控制其充放电过程以达到四节电池的平衡工作。具有较高的效率，安装简便、重量轻、安全、环境影响小、寿命长、经济、便于实现等优点。