[发明专利]在单火取电设备中对锂电池的充电及供电管理

说明书

技术领域

一种在单火取电设备中保证对供电电池充电、保护和防止停电时仍然工作的电路设计。

背景技术

利用锂电池的单火取电设备主要存在一下问题：1、在用电设备接通时，尤其在使用机械开关的情况下，不易采集到足够的能量供给嵌入式设备工作，在长期接通期间，电池将处只放电不充电的状态下，容易造成过度放电；2、在设备长期不接通时，由于从火线上窃取下的电流一直给锂电池充电，而充电的电量略大于系统消耗的电量，因此电池电压逐渐升高，易造成过度充电；3、当停电时(交流供电停止)不需要对用电设备进行监控，即嵌入式设备没有继续工作的必要，从节能的角度看要关闭其电源，尽量保持电池的电量。综上所述，本电路设计为克服上述缺点、适应使用环境而设计。

发明内容

本开关的设计目的是：设计一个电路，其在用电设备无论是否接通的情况下均能为锂电池补充损失的电量，同时能够防止对电池的过度充电现象的发生；当供电停止时，能够自动关闭电池的电源供给，尽量减少电量消耗。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

1、通过单火取电方式在用电设备关闭时(例如开关面板控制的灯关闭时)为锂电池充电；2、在用电设备接通时(例如开关面板控制的灯打开时)通过取电互感器取得一定的电量为锂电池充电；3、设置检测电路实时监测电池电压，当电池电压达到一定阀值时，切断充电供给；4、实时监测交流电供给情况，当确认交流电供给中断后，切断嵌入式系统的电源供给，以防止不必要的电池电量消耗。

具有以下特点和有益效果：

(1)锂电池可以为嵌入式设备提供瞬时较大电流，在保证供电电压品质的同时满足通讯、输出等给系统带来的较大的电流变化。

(2)不论在用电设备是否接通的情况下，都有相应的取电措施，保证及时补充锂电池的能量损耗。

(3)充电保护使锂电池不会过充，使系统长期处在平稳运行中。

(4)断电时切断电源供给可有效防止电池的过度放电，利于控制部件的存储、运输以及应付长期闲置的状态。

(5)通过采取这些措施，可以使设备在使用周期内电池免维护。

附图说明

下面结合附图做进一步详细的说明。

图1是锂电池在单火线开关中的充电及供电管理结构图

其中附图标记1零线

2火线

3关灯取电电路

4开灯取电互感器

5电子、机械开关

6充电控制

7供电控制

8供电开关

9电源调理

10电池电压检测

具体实施方式

工作过程：

以单火取电智能开关面板为例，当电子、机械开关组最终选择关闭电灯时，火线进入开关通过设备内部关灯取电电路、灯具与零线形成一个回路，开关通过此回路取电并向电池充电；当电子、机械开关组最终选择打开电灯时，火线电流开灯取电互感器，开关通过此互感器的二次回路取电并向电池充电；电池电压监测单元实时监测电池电压，当电池电压达到定的阀值时将关闭充电控制中的充电开关禁止向电池充电；充电控制单元根据两个取电电路的状态，实时判断交流电供给情况，当供给中断时，发出供电控制信号关闭供电开关以禁止向系统供电。