CN114050617A - 一种用于杆塔的智能电源管理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于杆塔的智能电源管理电路，属于输电线路技术领域。该电源管理电路包括切换电路、控制电路、充电管理电路和放电管理电路；控制电路与切换电路连接，切换电路分别与充电管理电路、放电管理电路连接；充电管理电路、放电管理电路均与储电模块连接，切换电路分别与绿色电源、负载连接；其中所述控制电路用于选择所述切换电路的工作模式；在第一工作模式下，切换电路提供由所述放电管理电路至负载的供电路径；在第二工作模式下，切换电路提供由所述绿色电源至充电管理电路的充电路径；在第三工作模式下，切换电路断开所述绿色电源至充电管理电路的充电路径。本发明可实现对绿色电源的智能利用，提高电源的智能化、自动化智能程度。
Description
技术领域
本发明属于输电线路技术领域，具体涉及一种用于杆塔的智能电源管理电路。
背景技术
伴随着智能电网的这个发展概念的提出，越来越多的检测设备、监测设备、通信设备等在输电线路端如杆塔得到了应用。然而，由于在杆塔端取电较为困难，因此一般采用绿色电源如太阳能、风能等对这些设备进行供电。而现有技术并没有提供相应的电源管理电路。因此如何克服现有技术的不足是目前输电线路技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种用于杆塔的智能电源管理电路。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于杆塔的智能电源管理电路，包括切换电路、控制电路、充电管理电路和放电管理电路；所述控制电路与切换电路连接，切换电路分别与充电管理电路、放电管理电路连接；充电管理电路、放电管理电路均与储电模块连接，切换电路分别与绿色电源、负载连接；
其中，所述控制电路用于选择所述切换电路的工作模式；
在第一工作模式下，切换电路提供由所述放电管理电路至负载的供电路径；
在第二工作模式下，切换电路提供由所述绿色电源至充电管理电路的充电路径；
在第三工作模式下，切换电路断开所述绿色电源至充电管理电路的充电路径。
进一步，优选的是，当所述负载正常工作时，所述切换电路工作在第一工作模式；当所述储电模块亏电时，所述切换电路工作在第二工作模式；当所述储电模块电荷量达到预设值时，所述切换电路工作在第三工作模式。
进一步，优选的是，所述充电管理电路包括电压转换模块。
进一步，优选的是，所述电压转换模块包括电荷泵、功率检测电路、自适应调压电路、升压控制电路和降压控制电路；
切换电路工作在第二工作模式时，当绿色电源输入的电能电压低于第一阈值时，绿色电源输入的电能经过电荷泵增压后输入自适应调压电路，自适应调压电路在升压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行升压处理然后再对储电模块进行充电；当绿色电源输入的电能电压高于第一阈值但低于第二阈值时，绿色电源输入的电能直接输入至自适应调压电路，自适应调压电路在升压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行升压处理然后再对储电模块进行充电；当绿色电源输入的电能电压高于第二阈值时，绿色电源输入的电能直接输入至自适应调压电路，自适应调压电路在降压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行降压处理然后再对储电模块进行充电；
功率检测电路用于检测绿色电源输入的电能数据，并基于检测的电能数据改变自适应调压电路的阻抗，以提高电能转换效率。
进一步，优选的是，所述第一阈值为2V，所述第二阈值为5V。
进一步，优选的是，所述储电模块包括充电控制单元、管理单元和储电单元；其中充电控制单元用于控制所述储电单元的充电策略；管理单元用于根据所述切换电路的工作模式，控制对储电单元进行充电或控制储电单元向负载供电。
进一步，优选的是，所述储电单元为薄膜电池或锂电池。
进一步，优选的是，所述的绿色电源包括太阳能电源、风电电源及振动能量收集器。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明提供的电源管理电路可通过控制电源的控制、切换电路的切换从而生产相应的路径供储电模块对负载进行供电或对所述储电模块进行充电，可实现对绿色电源的智能利用，提高电源的智能化、自动化智能程度。
（2）由于绿色电源的输出电能波动较大，电压不稳定，容易出现电压过低或过高的情况，本发明提供的电源管理电路其在进行供电处理时，当绿色电源电压过低时，电荷泵将所述电压进行倍增后再输入至自适应调压电路中进行升压处理，然后再进行充电处理，确保不浪费电能，而在绿色电源输出电压过高的情况下，也能够通过相应的降压措施，确保不对储电模块造成损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为智能电源管理电路的结构示意图。
图2为充电管理电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，一种用于杆塔的智能电源管理电路，包括切换电路、控制电路、充电管理电路和放电管理电路；所述控制电路与切换电路连接，切换电路分别与充电管理电路、放电管理电路连接；充电管理电路、放电管理电路均与储电模块连接，切换电路分别与绿色电源、负载连接；
其中所述控制电路用于选择所述切换电路的工作模式；
在第一工作模式下，切换电路提供由所述放电管理电路至负载的供电路径；
在第二工作模式下，切换电路提供由所述绿色电源至充电管理电路的充电路径；
在第三工作模式下，切换电路断开所述绿色电源至充电管理电路的充电路径。
本发明提供的电源管理电路可通过控制电源的控制、切换电路的切换从而生产相应的路径供储电模块对负载进行供电或对所述储电模块进行充电，可实现对绿色电源的智能利用，提高电源的智能化、自动化智能程度。
在具体的实施过程中，当所述负载正常工作时，所述切换电路工作在第一工作模式；当所述储电模块亏电时，所述切换电路工作在第二工作模式；当所述储电模块电荷量达到预设值时，所述切换电路工作在第三工作模式。
在具体的实施过程中，所述充电管理电路包括电压转换模块。
在具体的实施过程中，如图2所示，所述电压转换模块包括电荷泵、功率检测电路、自适应调压电路、升压控制电路和降压控制电路；
切换电路工作在第二工作模式时，当绿色电源输入的电能电压低于第一阈值时，绿色电源输入的电能经过电荷泵增压后输入自适应调压电路，自适应调压电路在升压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行升压处理然后再对储电模块进行充电；当绿色电源输入的电能电压高于第一阈值但低于第二阈值时，绿色电源输入的电能直接输入至自适应调压电路，自适应调压电路在升压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行升压处理然后再对储电模块进行充电；当绿色电源输入的电能电压高于第二阈值时，绿色电源输入的电能直接输入至自适应调压电路，自适应调压电路在降压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行降压处理然后再对储电模块进行充电；
功率检测电路用于检测绿色电源输入的电能数据，并基于检测的电能数据改变自适应调压电路的阻抗，以提高电能转换效率。
由于绿色电源的输出电能波动较大，电压不稳定，容易出现电压过低或过高的情况，本发明提供的电源管理电路其在进行供电处理时，当绿色电源电压过低时，电荷泵将所述电压进行倍增后再输入至自适应调压电路中进行升压处理，然后再进行充电处理，确保不浪费电能，而在绿色电源输出电压过高的情况下，也能够通过相应的降压措施，确保不对储电模块造成损坏。
在具体的实施过程中，所述第一阈值为2V，所述第二阈值为5V。
在具体的实施过程中，所述储电模块包括充电控制单元、管理单元和储电单元；其中充电控制单元用于控制所述储电单元的充电策略；管理单元用于根据所述切换电路的工作模式，控制对储电单元进行充电或控制储电单元向负载供电。本发明对于充电策略没有具体限制，优选可以是分时段对充电电压、电流进行控制的充电策略，从而确保充电安全及保障电池的寿命，可选用现有的充电策略，本发明对此不做特殊限制。
在具体的实施过程中，所述储电单元为薄膜电池或锂电池。
在具体的实施过程中，所述的绿色电源包括太阳能电源、风电电源及振动能量收集器。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：包括切换电路、控制电路、充电管理电路和放电管理电路；所述控制电路与切换电路连接，切换电路分别与充电管理电路、放电管理电路连接；充电管理电路、放电管理电路均与储电模块连接，切换电路分别与绿色电源、负载连接；
其中，所述控制电路用于选择所述切换电路的工作模式；
在第一工作模式下，切换电路提供由所述放电管理电路至负载的供电路径；
在第二工作模式下，切换电路提供由所述绿色电源至充电管理电路的充电路径；
在第三工作模式下，切换电路断开所述绿色电源至充电管理电路的充电路径。
2.根据权利要求1所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：当所述负载正常工作时，所述切换电路工作在第一工作模式；当所述储电模块亏电时，所述切换电路工作在第二工作模式；当所述储电模块电荷量达到预设值时，所述切换电路工作在第三工作模式。
3.根据权利要求2所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：所述充电管理电路包括电压转换模块。
4.根据权利要求3所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：所述电压转换模块包括电荷泵、功率检测电路、自适应调压电路、升压控制电路和降压控制电路；
切换电路工作在第二工作模式时，当绿色电源输入的电能电压低于第一阈值时，绿色电源输入的电能经过电荷泵增压后输入自适应调压电路，自适应调压电路在升压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行升压处理然后再对储电模块进行充电；当绿色电源输入的电能电压高于第一阈值但低于第二阈值时，绿色电源输入的电能直接输入至自适应调压电路，自适应调压电路在升压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行升压处理然后再对储电模块进行充电；当绿色电源输入的电能电压高于第二阈值时，绿色电源输入的电能直接输入至自适应调压电路，自适应调压电路在降压控制电路的控制下对绿色电源输入的电能进行降压处理然后再对储电模块进行充电；
功率检测电路用于检测绿色电源输入的电能数据，并基于检测的电能数据改变自适应调压电路的阻抗，以提高电能转换效率。
5.根据权利要求4所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：所述第一阈值为2V，所述第二阈值为5V。
6.根据权利要求4所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：所述储电模块包括充电控制单元、管理单元和储电单元；其中充电控制单元用于控制所述储电单元的充电策略；管理单元用于根据所述切换电路的工作模式，控制对储电单元进行充电或控制储电单元向负载供电。
7.根据权利要求6所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：所述储电单元为薄膜电池或锂电池。
8.根据权利要求1所述的用于杆塔的智能电源管理电路，其特征在于：所述的绿色电源包括太阳能电源、风电电源及振动能量收集器。
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