一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统
阅读：521发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于一二次融合智能 馈线 终端的电源系统，包括EMC防护模 块 、电源系统管理模块、DC-DC隔离电源模块、柱上 开关 分闸、合闸、储能电源模块、后备电源充电管理模块、后备电源锂 电池 、后备电源 放电管 理模块和主控板模块；所述电源系统管理模块与EMC防护模块、DC-DC隔离模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、后备电源充电管理模块和CPU主控板模块连接。本发明兼容了 太阳能 电池板供电和高压取电电容供电，对输入端进行了EMC防护，防止浪涌 信号 、快瞬信号的干扰，电源系统通过微 控制器 控制 逻辑 门 电路 状态，达到降低组件闲置时的能耗，并且能够使储能电池寿命得到有效的延长。，下面是一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统专利的具体信息内容。
1.一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征在于：包括EMC防护模块、电源系统管理模块、DC-DC隔离电源模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、后备电池充电放电管理模块、后备电源锂电池、后备电源放电管理模块和主控板模块；所述EMC防护模块的输入端设有高压取电电容直流输入接口和所述太阳能电池板输入接口，所述EMC防护模块的输出端与所述电源管理模块的输入端连接，所述电源管理模块的输出端与所述DC-DC隔离电源模块输入端连接，所述DC-DC隔离电源输出端与所述主控板模块的输入端连接，所述电源管理模块的输出端还与后备电源充电管理模块的输入端连接，所述后备电源充电管理模块的输出端与所述后备电源锂电池输入端连接，所述后备电源锂电池输出端与所述后备电源放电管理模块输入端连接，所述后备放电管理模块输出端分为两个支路，第一路与所述DC-DC隔离电源模块连接，第二支路与所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块连接，所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块输出端与超级电容组模块输入端连接，所述电源管理模块还与所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块连接，所述电源管理模块还与主控板模块连接。
2.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述DC-DC隔离电源模块为宽电压输入，提供5V、4V、3.3V三路直流电源为所述主控板模块提供直流电源。
3.如权利要求2所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述DC-DC隔离电源模块采用单片微功率隔离型反激式转换器，直接从初级侧反激波形对隔离式输出电压进行采样处理，输出电压通过两个反馈电阻和一个温度补偿电阻进行编程，运行低纹波突发模式，所述3.3V直流电源和4V直流电源采用开关电源芯片，启用高级Eco-mode模式。
4.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述后备电源充电管理模块，采用高级单片同步降压开关电池充电管理芯片，充电系统带有电源路径拓扑，可无缝管理输入源与电池之间的配电，芯片带有I2C接口，高分辨率测量系统提供有关电路电压、电流、电池内阻和温度的广泛遥测信息，信息可通过I2C端口读回，并可配置充电参数，包括充电电压和电流、端接算法。
5.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述储能电源放电管理模块与储能锂电池连接，模块带电源路径拓扑管理，固定频率功能，是一款同步降压-升压型DC/DC转换器，具有输入和输出可扩展的范围。四开关、单电感器的架构具备低噪声工作环境，芯片内置N沟道MOSFET，可在输入电压(＞、＜或＝)输出电压的情况下实现无缝切换功能。
6.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述分闸、合闸、储能电源模块，模块具有多个输入端，可接入太阳能电池板、高压取电电容、储能锂电池，各个输入端之间隔离防护，防止锂电池反充电，模块具有两个输出端；其中，一个输出端接入超级电容模组，为超级电容模组提供恒流充电，具有充电保护，欠压关断，过压闭锁功能，另一个输出端接24V电源。
7.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述的太阳能电池板输入接口接入太阳能电池板，高压取电电容直流输入接口接入高压取电电源。
8.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述电源系统管理模块与EMC防护模块、DC-DC隔离模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、后备电源充电管理模块和CPU主控板模块连接，所述电源控制模块处于输入电源和前置保护电路之后，组件驱动电路之前，通过微控制器控制逻辑门电路通断状态，将电能有效分配给电源系统中不同模块。
9.如权利要求1所述的用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，其特征是所述EMC防护模块包括速熔断保险丝F1、压敏电阻RY1、XY电容C1、扼流圈L1和TVS防护管V1，所述速熔断保险丝F1一端与电压输入端连接，另一端与扼流圈L1的输入端连接，所述扼流圈L1的输入端还与压敏电阻RY1的一端连接，压敏电阻RY1的另一端与电压输出端连接，电压输出端连接有XY电容C1，所述扼流圈L1的输出端连接有TVS防护管V1。
一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电源系统技术领域，具体涉及一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统。
背景技术
[0002] 目前，随着智能电网建设和配网自动化改造的推广和深入，智能馈线终端(FTU)的应用越来越广泛，智能馈线终端(FTU)也在朝着一二次融合方向发展，电力设备一二次融合就是将电力一次设备和配电二次控制设备融合为一体，有限的设备空间必然促进智能馈线终端向降低功耗、减小体积等方面发展，这为智能馈线终端供电系统提出了更高的要求，智能馈线终端内部电源复杂多样，涉及到管理多个电源供电的转换，储能电源充放电管理，储能电源无缝切换，保证设备长时间稳定运行，通过CPU主控模块控制逻辑门电路状态，达到降低组件闲置时的能耗，高效的电源系统管理能够将电能合理分配，并且能够使储能电池寿命得到有效的延长。最终达到电源路径可控、可调节的智能化的电源系统管理功能。设备应用于户外的工作环境，长期工作于高温、低温、雷击等恶劣环境，电源模块易产生非人为故障，为了保证智能馈线终端的稳定运行，提出一种适用于一二次融合智能馈线终端(FTU)的电源系统。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统。所述用于一二次融合智能馈线终端的电源系统具有设计新颖、实用性强的特点。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] 一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，包括EMC防护模块、电源系统管理模块、DC-DC隔离电源模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、后备电源锂电池、后备电源放电管理模块和主控板模块；所述EMC防护模块的输入端设有高压取电电容直流输入接口和所述太阳能电池板输入接口，所述EMC防护模块的输出端与所述电源管理模块的输入端连接，所述电源管理模块的输出端与所述DC-DC隔离电源模块输入端连接，所述DC-DC隔离电源输出端与所述主控板模块的输入端连接，所述电源管理模块的输出端还与后备电源充电管理模块的输入端连接，所述后备电源充电管理模块的输出端与所述后备电源锂电池输入端连接，所述后备电源锂电池输出端与所述后备电源放电管理模块输入端连接，所述后备放电管理模块输出端分为两个支路，第一路与所述DC-DC隔离电源模块连接，第二支路与所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块连接，所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块输出端与超级电容组模块输入端连接，所述电源管理模块还与所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块连接，所述电源管理模块还与主控板模块连接。
[0007] 进一步地，所述DC-DC隔离电源模块采用单片微功率隔离型反激式转换器，直接从初级侧反激波形对隔离式输出电压进行采样处理，输出电压通过两个反馈电阻和一个温度补偿电阻进行编程，运行低纹波突发模式，所述3.3V直流电源和4V直流电源采用开关电源芯片，启用高级Eco-mode模式。
[0008] 进一步地，所述后备电源充电管理模块，采用高级单片同步降压开关电池充电管理芯片，充电系统带有电源路径拓扑管理，可无缝管理输入源与电池之间的配电，芯片带有I2 C接口，高分辨率测量系统提供有关电路电压、电流、电池内阻和温度的广泛遥测信息，2
信息可通过I C端口读回，并可配置充电参数，包括充电电压和电流、端接算法。
信息可通过I C端口读回，并可配置充电参数，包括充电电压和电流、端接算法。
[0009] 进一步地，所述储能电源放电管理模块与储能锂电池连接，模块带路径管理，固定频率、是一款同步降压-升压型DC/DC转换器，具有一个扩展的输入和输出范围，独特的四开关、单电感器架构提供了低噪声，芯片内置N沟道MOSFET，可在输入电压＞、＜或＝输出电压的情况下实现无缝切换功能。
[0010] 进一步地，所述分闸、合闸、储能电源模块，模块具有多个输入端，可接入太阳能电池板、高压取电电容、储能锂电池，各个输入端之间隔离防护，防止锂电池反充电，模块具有两个输出端；其中，一个输出端接入超级电容模组，为超级电容模组提供恒流充电，具有充电保护，欠压关断，过压闭锁功能，另一端输出24V电源。
[0012] 进一步地，所述电源系统管理模块与EMC防护模块、DC-DC隔离模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、后备电源充电管理模块和CPU主控板模块连接，所述电源控制模块处于输入电源和前置保护电路之后，组件驱动电路之前，通过微控制器控制逻辑门电路状态，将电源有效分配给系统中不同模块。
[0013] 进一步地，所述EMC防护模块包括速熔断保险丝F1、压敏电阻RY1、XY电容C1、扼流圈L1和TVS防护管V1，所述速熔断保险丝F1一端与电压输入端连接，另一端与扼流圈L1的输入端连接，所述扼流圈L1的输入端还与压敏电阻RY1的一端连接，压敏电阻RY1的另一端与电压输出端连接，电压输出端连接有XY电容C1，所述扼流圈L1的输出端连接有TVS防护管V1。
[0014] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0015] 1.调度能耗越低，则优先级越高；对于调度能耗与截止期完全相同的调度，先到达者具有更高的优先级。
[0017] 3.DC-DC隔离电源模块同时输出三路主流电源供主控板模块使用，并达到90％高效率输出，具有间断模式欠压保护，欠压闭锁，非锁存过压保护，热关断的优点，保障了主控板模块稳定运行。
[0018] 4.储能锂电池充放电管理模块，具有路径拓扑管理，对储能锂电池防反充进行有效保护，通过I2 C接口对充电信息进行读取和配置，由CPU主控板进行统一管理，可以实时监测充放电状态，更准确的判断充放电故障。
[0019] 5.分闸、合闸、储能电源模块多个电源输入接口，输入端口相互隔离可无缝切换，充分利用了输入电源能量，为超级电容组恒流充电，并提供一路24V输出，满足设备所需，整个电源系统将智能馈线终端内部复杂多样电源进行转换，降低了损耗。
[0020] 本发明适用于一二次融合智能馈线终端(FTU)的多电源协调供电电源系统，多个电源输入端，兼容了太阳能电池板供电和高压取电电容供电，两者可无缝切换，对输入端进行了EMC防护，防止浪涌信号、快瞬信号的干扰，在输入过流时有保险丝熔断保护；电源系统管理模块的目的是：当非工作状态下的功耗组件，通过CPU主控模块控制逻辑门电路开启、关断或睡眠状态，达到降低组件闲置时的能耗，高效的电源系统管理能够将电能合理分配，并且能够使储能电池寿命得到有效的延长。电源管理的前提是对系统设备状态及任务信息的准确检测和管理，以及对电源管理抉择策略进行准确的效率统计。附图说明
[0021] 图1为本发明的电源系统的示意图；
[0022] 图2为本发明的EMC防护模块电路示意图；
[0023] 图3为本发明的电源系统管理逻辑门电路示意图；
[0024] 图4为本发明的电源系统管理驱动电路示意图；
[0025] 图5为本发明的储能电源充放电管理模块示意图；
[0026] 图6为本发明的DC-DC隔离电源模块前端部分示意图；
[0027] 图7为本发明的DC-DC隔离电源模块后端部分示意图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
[0029] 需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0030] 同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0031] 一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统，包括EMC防护模块、电源系统管理模块、DC-DC隔离电源模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、主控板模块；所述EMC防护模块的输入端设有高压取电电容直流输入接口和所述太阳能电池板输入接口，所述EMC防护模块的输出端与所述电源管理模块的输入端连接，所述电源管理模块的输出端与所述DC-DC隔离电源模块输入端连接，所述DC-DC隔离电源输出端与所述主控板模块的输入端连接，所述电源管理模块的输出端还与后备电源充电管理模块的输入端连接，所述后备电源充电管理模块的输出端与所述后备电源锂电池输入端连接，所述后备电源锂电池输出端与所述后备电源放电管理模块输入端连接，所述后备放电管理模块输出端分为两个支路，第一路与所述DC-DC隔离电源模块连接，第二支路与所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块连接，所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块输出端与超级电容组模块输入端连接，所述电源管理模块还与所述柱上开关分闸、合闸、储能电源模块连接，所述电源管理模块还与主控板模块连接。
[0032] 具体而言，所述DC-DC隔离电源模块为宽电压输入，提供5V、4V、3.3V三路直流电源为所述主控板模块提供直流电源，
[0033] 具体而言，所述DC-DC隔离电源模块采用单片微功率隔离型反激式转换器，直接从初级侧反激波形对隔离式输出电压进行采样处理，输出电压通过两个反馈电阻和一个温度补偿电阻进行编程，运行低纹波突发模式，所述3.3V直流电源和4V直流电源采用开关电源芯片，启用高级Eco-mode模式。
[0034] 具体而言，所述后备电源充电管理模块，采用高级单片同步降压开关电池充电管2
理电路，充电系统带有电源路径拓扑，可无缝管理输入源与电池之间的配电，芯片带有I C接口，高分辨率测量系统提供有关电路电压、电流、电池内阻和温度的广泛遥测信息，信息可通过I2C端口读状态，并可配置充电参数，包括充电电压和电流、端接算法。
理电路，充电系统带有电源路径拓扑，可无缝管理输入源与电池之间的配电，芯片带有I C接口，高分辨率测量系统提供有关电路电压、电流、电池内阻和温度的广泛遥测信息，信息可通过I2C端口读状态，并可配置充电参数，包括充电电压和电流、端接算法。
[0035] 具体而言，所述储能电源放电管理模块与储能锂电池连接，模块带路径管理，固定频率、是一款同步降压-升压型DC/DC转换器，具有一个扩展的输入和输出范围，独特的四开关、单电感器架构提供了低噪声，并可在输入电压＞、＜或＝输出电压的情况下实现无缝切换，芯片内置N沟道MOSFET。
[0036] 具体而言，所述分闸、合闸、储能电源模块，模块具有多个输入端，可接入太阳能电池板、高压取电电容、储能锂电池，各个输入端之间隔离防护，防止锂电池反充电，模块具有两个输出端，一个输出端接入超级电容模组，为超级电容模组提供恒流充电，具有充电保护，欠压关断，过压闭锁功能，另一端输出24V电源。
[0037] 具体而言，所述的太阳能电池板输入接口接入太阳能电池板，高压取电电容直流输入接口接入高压取电电源。
[0038] 具体而言，所述电源系统管理模块与EMC防护模块、DC-DC隔离模块、柱上开关分闸、合闸、储能电源模块、后备电源充电管理模块和CPU主控板模块连接，所述电源控制模块处于输入电源和前置保护电路之后，组件驱动电路之前，通过微控制器控制逻辑门电路状态，将电源有效分配给系统中不同模块。
[0039] 具体而言，所述EMC防护模块包括速熔断保险丝F1、压敏电阻RY1、XY电容C1、扼流圈L1和TVS防护管V1，所述速熔断保险丝F1一端与电压输入端连接，另一端与扼流圈L1的输入端连接，所述扼流圈L1的输入端还与压敏电阻RY1的一端连接，压敏电阻RY1的另一端与电压输出端连接，电压输出端还连接有XY电容C1，所述扼流圈L1的输出端连接有TVS防护管V1。
[0040] 本发明针对一二次融合智能馈线终端(FTU)的多电源管理供电的电源系统，包括高压取电电容直流输入接口，太阳能电池板输入接口，EMC防护模块，电源系统管理模块，DC-DC隔离电源模块，锂电池充电管理模块，锂电池放电管理模块，锂电池模块，柱上开关分闸、合闸、储能电源模块，超级电容组模块，主控板模块。
[0041] 参见图2，图2介绍了EMC防护模块电路图，图中F1为速熔断保险丝，为过流提供保护，RY1为压敏电阻，为雷击浪涌提供防护，C1为XY电容，在遇到高频干扰和快速脉冲群干扰时将杂波信号滤掉,L1为扼流圈，阻断高频信号的干扰，V1为TVS防护管，将输入电压钳位，保证后端模组输入不受损坏。
[0042] 所述电源系统管理模块，其特征是将电源有效分配给系统中不同组件，处于输入电源和前置保护电路之后，组件驱动电路之前。通过CPU主控模块控制逻辑门电路状态，达到降低组件闲置时的能耗，高效的电源系统管理能够将电能合理分配，并且能够使储能电池寿命得到有效的延长。最终达到电源路径可控、可调节的智能化电源系统管理功能。
[0043] 电源管理系统根据电子设备的不同而具有多个电压输出模式。在每种电源模式下，电源管理系统为不同数目的耗电装置进行供电。本公开的电源管理电路的设计用于响应多个耗电装置或其他装置发出的电源需求信号(或外部输入信号)而输出为控制多个耗电装置供电的电源控制信号(或输出信号)。
[0044] 参见图3，图3介绍了电源系统逻辑门电路包括：逻辑电路，达林顿管电路、继电器驱动电路，其中逻辑电路如图2所示，非门U1A、非门U1B、非门U1C、非门U1D、非门U1E、非门U1F、非门U2A、非门U2B、非门U2C、非门U2D、非门U2E、非门U2E，R2上拉电阻、R3上拉电阻/R4上拉电阻/R5上拉电阻/R6上拉电阻/R7上拉电阻/R8上拉电阻/R9上拉电阻/R10上拉电阻/R11上拉电阻/R12上拉电阻分别接微控制处理器I/O,CPU主控模块I/O输出高电平触发信号，PD6接U1A引脚、PD5接U2B引脚、PD4接U1C引脚、PD7接U1E引脚、PG0接U1A引脚、IN1接U2A引脚、IN2接U1B引脚、IN3接U2C引脚、PA5接U2D引脚、PA6接U1E。U1A接G2G3引脚、U1B接G2G4引脚、U1C接G2G5引脚、U1E接G2G2引脚、U1F接G2R1引脚、U2A接PC7引脚、U2B接PG2引脚、U2C接PA7引脚、U2D接OUT2引脚、U2E接OUT1引脚。
[0045] 参见图4，图4介绍了达林顿管U2，引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11分别与G2R1引脚、G2R2引脚、G2R3引脚、G2R4引脚、G2R5引脚、G2R6引脚。
[0046] 参见图4，图4介绍了继电器包括：继电器Relay1、继电器Relay2、继电器Relay3、继电器Relay4、继电器Relay5、继电器Relay6。继电器Relay1的1、2、7引脚接24V/INT/B，Relay1的3、6、引脚接24V/INT/B，Relay1的7、8引脚分别接Relay12V和G2R5-A，肖特基二极管D1阴极接Relay12V和阳极G2R5-A。继电器Relay2的4、5引脚接Batery-Charger/24V/A，Relay2的2、6引脚接24V/INT/C，Relay1的1、8引脚分别接Relay12V和G2R2-A，肖特基二极管D2阴极接Relay12V和阳极G2R2-A。继电器Relay3的3、6引脚接24V/INT/B，Relay2的5、6引脚接24V/INT/C，Relay3的1、8引脚分别接24V/INT/F和GND，肖特基二极管D3阴极接24V/INT/F和阳极GND。
[0047] 图4所示，继电器Relay4的3、6引脚接24V/INT/D，Relay4的4、5引脚接肖特基二极管D4，肖特基二极管D4接POWERED-24V，Relay4的1、8引脚分别接Relay12V和G2R4-A，肖特基二极管D7阴极接G2R4-A和阳极Relay12V。继电器Relay5的2、7引脚接肖特基二极管D8，Relay5的3、6、5引脚接24V/INT/C，Relay1的1、8引脚分别接Relay12V和G2R1-A，肖特基二极管D6阴极接Relay12V和阳极G2R1-A。继电器Relay6的3、6引脚接24V/INT/D，Relay6的5、6引脚接OUT/24V，Relay3的1、8引脚分别接Relay12V和G2R3-A，肖特基二极管D9阴极接Relay12V和G2R3-A。
[0048] 储能电源充放电管理模块如图5所示，由电池充电IC芯片和外围模拟电路构成的锂电池充电电路，电路结构为buck降压拓扑结构。输入电压在5V到28V之间，电路PWM开关频率为固定频率600kHz，最大充电电流为5A，充电电压范围为2.1V～26V,电阻R3和电阻R4构成最大功率点跟随编程设置电路，电阻R5和瓷片电容C1构成一级RC滤波缓冲电路，电阻R6和电容C2构成二级滤波缓冲电路，用于阻尼过电压尖峰，电感L和瓷片电容C9为IC内部提供充电环路补偿，反馈电阻R1和电阻R2构成电池充电电压编程设置电路，N沟道MOS管Q1,Q2构成buck降压开关充电电路，整个充电过程分为预充电、恒流充电、恒压充电、涓流充电以及自动再充电
[0049] 参见图5，图5介绍了N沟道MOS管Q1Q2的选择要综合考虑转换效率、MOS管的功耗和最高温度。还要考虑的因素包括导通电阻Rds(on)，栅极总电荷Qg，输入电压和最大充电电流。MOS管损耗功率计算公式如下所示：
[0050] Pd＝Vbat/VCC*Rds(on)*I2 ch
[0051] Pd为MOS管功耗，Vbat为输出电压，VCC为输入电压，Rds为MOS在室温下的导通电2
阻，Ich为充电电流，一般，当输入电压小于20V时，MOS管的导通损耗大于开关损耗。所以要选择导通损耗较小的MOS管。D1为肖特基二极管，二极管流过的电流能力要大于充电电流，二极管的耐压要大于最低输入电压。
阻，Ich为充电电流，一般，当输入电压小于20V时，MOS管的导通损耗大于开关损耗。所以要选择导通损耗较小的MOS管。D1为肖特基二极管，二极管流过的电流能力要大于充电电流，二极管的耐压要大于最低输入电压。
[0052] 所述预充电过程：恒流充电电流由Ich＝40mV/RSR决定，R1为连接在SRP管脚和SRN管脚之间的充电电流检测电阻。RSR取值为0.02Ω，所以恒流充电电流设置为Ich＝2A。
[0053] 所述恒压充电：如图5所示，电池端的电压通过电阻R2和R1构成的电阻分压网络反馈到VFB管脚，根据VFB管脚的电压决定充电状态。当VFB管脚的电压接近2.1V时，充电器进入恒压充电状态。在恒压充电状态，充电电流逐渐下降，电池电压保持不变。恒压充电状态电池端对应的的电压为：VBAT＝2.1V*[1+R2/R1]
[0054] 涓流充电是用来弥补锂电池在充满电后由于自放电而造成的容量损失。采用脉冲电流充电来实现。为补偿自放电，使电池保持在近似完全充电状态的连续小电流充电，此时充电电流为所设置的恒流充电电流的15％，即电流为0.15A。
[0055] 所述自动再充电：充电结束以后，如果输入电源和电池仍然连接在充电器上，由于电池自放电或者负载的原因，电池电压逐渐下降，当电池电压降低到所设置的恒压充电电压的91.1％时，将开始新的充电周期，这样可以保证电池的饱满度在80％以上。
[0056] 锂电池放电升压模块：锂电池放电升压模块采用同步降压-升压型DC/DC电源管理IC，模块输入范围为2.5V-5.5V。模块内置MOS，可调电流最高可达4A，电源管理IC以电流模式的脉冲宽度调制(PWM)方式工作，效率可达94％。
[0057] DC-DC隔离电源模块前端部分如图6所示，由1个电源IC管理芯片和外围模拟电路构成的隔离DC-DC5V输出电源模块，电路结构为buck-boost稳压，通过高频隔离变压器隔离反激后，稳定输出。模块输入范围为4V～42V,输出为5V，输出电流为3A，图中，电阻R1和电阻R2构成电源欠压闭锁编程设置电路，齐纳二极管D3、功率二极管D4、电阻R3、电容C4构成缓冲保护电路(RC+DZ)，RC缓冲电路迅速的阻尼电压尖峰振铃，并提供负载调节，DZ电路确保良好的钳位电压，保护引脚电压不超过42V。电阻R5有效的对输出电压进行温度补偿，电阻R4为外部反馈电阻，与参考电阻R6共同构成输出电压编程设置电路。
[0058] 参见图6，图6介绍了电源管理IC的1脚与R1电阻的一端和R2电阻的一端连接，电阻R1和电阻R2构成电源欠压闭锁编程设置电路，2脚与瓷片电容C3的一端连接，C3电容的另一端连接GND，3脚与电源输入端连接，与R1的另一端连接，与电解电容C1的正极连接，齐纳二极管D4的阳极连接，与瓷片电容C4的一端连接，与隔离高频变压器的初级一端连接，4脚与GND连接，与R2的另一端连接，与电解电容C1的负极连接，5脚与大功率二极管D4的阳极连接，与与电阻R3的一端连接，与隔离变压器初级的另一端连接，与电阻R4的一端连接，6脚与电阻R4的另一端连接，齐纳二极管D4的阴极与功率二极管的D3阴极连接，瓷片电容C4的另一端与电阻R3的另一端连接，7脚与电阻R5的一端连接，与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与GND连接，8脚与电阻R5的另一端连接，9脚为散热引脚，通常与GND连接，隔离变压器次级的一点与肖特基二极管的阳极连接，肖特基二极管的阴极与滤波电容C5的一端连接，与TVS保护管的阴极连接，与输出电压的正极连接，隔离变压器次级的另一端与滤波电容的另一端连接，与TVS保护管的阳极连接，与输出电压的负极连接。
[0059] 所述隔离变压器的选择与计算，其特征是：隔离变压器作为整个DC-DC隔离电源模块中的重要组成部分，初级一端与电源管理IC的5脚和输入电源相连接，另一端与输入电源的正极连接，电源管理IC的5脚反射输出电压，通过隔离变压器传到二次电流，IC内部采样保持误差放大器需要最少350ns来获取采样的反射输出电压。为此，由如下公式计算变压器初级感量：
[0060] Lpr≥Toff*Nps*Vout/Isw
[0061] Lpr为隔离变压器初级感量，单位为uH，Toff为采样获取时间，最少为350ns，Nps为变压器匝数比，设置为4:1，Vout输出电压设置为5V，，Isw为最小开关电流，设置为1A，由公式计算得出，Lpr≥7uH。
[0062] DC-DC隔离电源模块后端部分如图7所示，由1片开关电源IC芯片和外围模拟电路构成的降压电路，电路结构为buck稳压拓扑，输入电压范围为4.5V～17V，开关电源开关频率为650KHz，输出电压为3.3V，输出电流为2A，图中电阻R2和R3构成输出电压编程设置电路，肖特基二极管Z1为防反接防护电路，电感L1和瓷片电容C1构成LC输出滤波电路。
[0063] 参见图7，图7介绍了开关电源IC的1脚连接GND，2脚与肖特基二极管Z1的阴极连接，与滤波电L1的一端连接，与电容C3的一端连接，肖特基二极管Z1的阳极与GND连接，C3电容的另一端与IC的6脚连接，IC的3脚与上述隔离DC-DC5V输出电源模块的输出端连接，IC的4脚与电阻R2的一端连接，与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端连接GND，电阻R2的另一端电感L1的另一端连接，与滤波电容C1的一端连接，滤波电容C1的另一端与GND连接，IC的5脚通过电阻R1与输入电源连接。
[0064] 所述输出电压编程设置电路R2和R3参数计算
[0065] 输出电压由一个电阻分配器从输出节点设置到开关电源IC的4脚，为了提高转换效率，在轻负荷考虑使用更大阻值的电阻，过高阻值的电阻使得开关电源IC的4脚的输入电流将更易受噪声和电压误差影响，电阻R2和电阻R3参数计算参照如下公式计算：
[0066] Vout＝0.765*(1+R2/R3)
[0067] VOUT为输出电压，单位为V，R2和R3单位为欧姆，设置输出电压为3.3V，R3电阻设置为10K，由公式计算得出R2的阻值为33.2K。
[0068] 发明原理：一种用于一二次融合智能馈线终端的电源系统兼容了太阳能电池板供电和高压取电电容供电，两者可无缝切换，对电源输入端进行了EMC防护，防止浪涌信号、快瞬信号的干扰，在输入过流时有保险丝熔断保护；当非工作状态下的功耗组件，通过CPU主控模块控制逻辑门电路开启、关断或睡眠，达到降低组件闲置时的能耗，高效的电源系统管理能够将电能合理分配，并且能够使储能电池寿命得到有效的延长；电源管理是对系统设备状态及任务信息的准确检测和管理，针对电源管理抉择策略进行智能化控制。
[0069] 上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
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