一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路制造技术

本实用新型专利技术涉及高速电力线载波通信技术领域，公开了一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路，包括滞回控制电路、超级电容充电电路及供电电路，其中供电电路由升压电路和防反二极管组成。通过滞回控制电路对外部电源状态的检测来使能或关闭超级电容充电电路及升压电路，并且将相关信息上报给主控制器；该实用新型专利技术基于滞回控制电路实现了备用电源的无缝切换，为停电上报技术的实现提供技术支撑，能更快、更精准的定位停电故障，确定停电范围。解决了以往方案利用率低、可靠性差及无法检测外部电源状态的缺点。检测外部电源状态的缺点。检测外部电源状态的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路


[0001]本技术涉及高速电力线载波通信
，尤其涉及一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路。

技术介绍

[0002]在目前的电力系统中，存在多种类型的信息，例如用电信息和停电信息。现有技术中，通过在智能电能表中置入HPLC(High
‑
speed Power Line Communication，高速电力线载波)通信模块的方式，可将用户的用电信息通过HPLC载波通信模块上传至用电信息采集主站，实现电气信息的上报，供电部门即可通过用电信息采集主站及时获取用电信息。因为HPLC具备共模传输能力，可以保证在开关跳闸、熔断器熔丝熔断、单根导线断开等停电故障发生时数据传输的可靠性，这使得停电上报技术具备了通信基础。
[0003]停电上报技术要求在台区出现停电时，HPLC通信模块能将停电信息及时上报，让供电部门精准定位停电故障和停电范围，及时恢复供电。供电正常时，HPLC通信模块由智能电能表等设备供电；当发生停电时，智能电能表将不再为电力线载波通信单元供电，因此停电上报技术要求HPLC通信模块具有后备电源切换电路，能够在停电事件发生后，及时切换后备电源。
[0004]目前，常规方案采用的是串联的五个容值为2法拉的超级电容并由电阻串联组成的均压电路实现。上电时，这种方案由智能电能表提供的外部电源直接供电；停电时，超级电容两端的电压高于外部电源，此时系统负载会由串联的超级电容直接供电。这种方案结构简单，但会存在以下缺点：一、利用率低。因后端系统负载的输入电压范围在7伏特左右，因此当串联的五个超级电容两端的电压仅能从12伏特放电至7伏特。由超级电容的储能公式E＝0.5*C*U2，可得到计算利用率的公式，η＝(0.5*C*U
c2
‑
0.5*C*U2)/(0.5*C*U
c2
)，C为超级电容容值，U为剩余电压，U
c
为充电电压。由公式计算可得，该方案的利用率仅为51％；二、可靠性差。考虑其电路结构，若其中一个串联的超级电容或电阻损坏，将会使得超级电容过压，出现漏液的现象进而影响到其他电路的工作；三、无法对外部电源的状态进行检测。电网公司为防止停电的误检测，提出在同时满足无电力线过零信号及外部电源时，才判断为停电。而该方案无外部电源检测电路，主控制器不能感知外部电源的状态，无法满足电网公司的要求。

技术实现思路

[0005]针对现有方案的上述缺点，本技术的目的是提供一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路，包括滞回控制电路、超级电容充电电路及供电电路，其中供电电路由升压电路及防反二极管组成。
[0006]所述的滞回控制电路包括稳压管VD1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管VT1及三极管VT2。该滞回控制电路可以通过改变分压电阻R2和R4的阻值，调整滞回控制电路的检测电压阈值以及滞回区间。
[0007]所述的超级电容充电电路由BUCK降压芯片N1、电容C1、电容C2、电容C3、电感L1、MOS管VT3、超级电容E1、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电阻R9组成。该超级电容充电电路能够通过更改电阻R7的阻值，来调整充电电流及充电时长；减小电阻R7的阻值能提高充电电流并降低充电时长；增大电阻R7的阻值则降低充电电流但会提高充电时长。
[0008]所述的供电电路分为两部分，主供电通道的防反二极管VD3和备电通道的升压电路，包括BOOST升压芯片D1、电感L2、二极管VD2、电容C4、电容C5、电阻R9及电阻R10。
[0009]本技术的有益技术效果：
[0010](1)利用率高。实测此方案的超级电容一般选用10F，其电压可以由2.5V放电至0.6V，该BOOST升压电路的效率达到85％左右。由η＝85％*(0.5*C*U
c2
‑
0.5*C*U2)/(0.5*C*U
c2
)计算可得，利用率可以高达80％；
[0011](2)具有滞回式控制电路。滞回控制电路的输出连接主控制器，主控制器通过滞回控制电路输出电平的高低来判断外部电源的状态，同时对于外部电源的电压检测具有可设计的滞回区间，避免因外部电源波动而造成主控制器对外部电源状态的误识别。能够满足电网公司的要求，加强对停电场景检测的准确性；
[0012](3)无缝切换。可通过调整分压电阻阻值来更改外部电源的掉电检测阈值电压，使其高于系统负载的最小输入电压，在系统负载失去供电前，将电源从外部电源切换为备电电源，以此保证备电电源的无缝切换；
[0013](4)可靠性高。目前的方案因为充电电压恒定，不会出现过压的现象，有效降低了超级电容出现漏液的可能，提高了产品的可靠性。
附图说明
[0014]图1为本技术的电路结构框图；
[0015]图2为本技术的滞回控制电路图；
[0016]图3为本技术的超级电容充电电路图；
[0017]图4为本技术的供电电路图。
具体实施方式
[0018]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。
[0019]如附图1所示，为本技术的电路结构框图。该电路由滞回控制电路、超级电容充电电路及供电电路组成，其中供电电路由升压电路和防反二极管组成。当外部电源上电时，该电源切换电路会通过主供电通道的防反二极管VD3为系统负载供电，同时滞回控制电路检测到外部电源状态为未掉电，使能超级电容充电电路，超级电容开始充电；当外部电源掉电时，滞回控制电路将检测到外部电源掉电，关闭超级电容充电电路并使能升压电路为系统负载供电。
[0020]如附图2所示，为滞回控制电路的电路图。图中V
‑
IN为外部电源；GND为参考地；VCC为系统负载的电源电路输出的3.3伏特电压；EN
‑
BOOST则为滞回控制电路的输出，用于使能或关闭超级电容充电电路及升压电路，同时该信号可以连接主控制器，也用于判断外部电源的状态。当V
‑
IN上电时，因系统负载由主供电通道的防反二极管供电，VCC为3.3伏特。此
时，电流由VCC经R1和R3流向VT2的b极，使得be结正偏，VT2导通。VT2导通后，R5及VT2会与R4形成并联结构，其中VT2的Vce可以忽略不计，因此VT1的be结并联的电阻为R4和R5的并联电阻(表示为R4//R5)。V
‑
IN的电流则由VD1和R2流向R4//R5，当R4//R5上的分压大于VT1的be结导通电压时，VT1导通。VT1导通后，VCC的电流流向发生变化，将从R1经VT1的c极和e极流向地。VT1的Vce可以忽略不计，因此EN
‑
BOOST被拉至低电平。此时，VT2将截止，VT1的be结并联的电阻由R4//R5变为R4，电阻变大，VT1的b极电压也会抬高，形成滞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路，其特征在于，包括滞回控制电路、超级电容充电电路和供电电路，其中供电电路由升压电路和防反二极管组成；当外部电源上电时，该电源切换电路会通过主供电通道的防反二极管VD3为系统负载供电，同时滞回控制电路检测到外部电源状态为未掉电，使能超级电容充电电路，超级电容开始充电；当外部电源掉电时，滞回控制电路将检测到外部电源掉电，关闭超级电容充电电路并使能升压电路为系统负载供电。2.根据权利要求1所述的一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路，其特征在于，所述滞回控制电路包括稳压管VD1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管VT1及三极管VT2；该滞回控制电路能判断外部电源的断、上电状态。3.根据权利要求2所述的一种用于HPLC停电上报技术的滞回式电源切换电路，其特征在于，滞回控制电路的输出连接主控制器，主控制器通过滞回控制电路输出电平的高低来判断外部电源的状态，且对于外部电源的电压检测具有可设计的滞回区间，避免因外部电源波动而造成主控制器对外部电源状态的误识别；通过改变分压电阻R2和R4的阻值，使掉电检测阈值电压高于系统负载的最小输入电压，当系统负载失去...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金华，严由辉，孙永琦，赵德林，曹金龙，赵晓杰，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：