【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电信息采集，公开了一种控制超级电容切换终端电源的系统及方法。
技术介绍
1、超级电容器是一种高电容值的电容器，提供了比标准电容器更高的能量密度，同时也比常规电池拥有更高的功率密度，这意味着超级电容器可以在短时间内存储和释放大量的能量。当前，越来越多的超级电容器应用于小功率短时后备电源，特别是用于自动收集、记录和传输电力消费数据的用电信息采集终端，终端的内部存在超级电容与镍氢电池两种后备电源，当其中一种失效，另外一种依然可以正常工作。所以在与电网连接用于电信息监测时，即使主电源失效，电信息采集终端依靠内置电源仍可以在预定的时间内正常工作。
2、然而，在实际使用的过程中，超级电容放电状态的切换过程存在电量损失，受温度及供电电压电流大小影响，超级电容的本体存在较大电压波动，当在决定超级电容的关闭、放电状态的阈值电压附近波动时可能会造成状态的异常切换，严重影响超级电容的可用性及内部电源可工作时间。同时，在使用终端内部电源进行供电时超级电容与镍氢电池放电状态的切换过程也存在电量损失，降低了终端内部电源电池的工作寿命。
3、例如授权公告号为cn108306402b的中国专利公开了一种主控板超级电容后备电源，为了提高充电桩主控板的稳定性和可靠性，设计了一套充电桩板极产品超级电容后备电源，该产品主要由超级电容、升压芯片、开关器件等组成，整个设计包括了供电电路、充放电电路、升压电路和状态监测电路，供电电路来自充电桩板极产品本身，是超级电容能量的来源，充放电电路控制超级电容的充电和放电、升压电路将超级电容电压升
4、例如授权公告号为cn113725995b的中国专利公开了一种配电终端双后备电源管理系统及其管理方法，该方法对现有的单一后备电源进行改进，实现供储一体化电源精细分配与管理。改进的配电终端采用了双后备电源，实现在配电终端的外部电源和主后备电源同时失效时，辅助后备电源还能保证开关分合闸。该方法在双后备电源和充放电回路间增加后备电源切换模块，灵活实现了一个充电回路下双后备电源的充放电管理，通过定期和排异性充放电管理方法，在保证系统可靠性前提下，实现了防浮充、防过放、双后备电源灵活切换等功能，一方面延长了电池的寿命，另一方面还可筛选出异常电源，同时还提高了整个系统的可靠性。
5、以上方法均存在本
技术介绍
提出的问题，在超级电容放电过程中，可能受温度、线路等其他因素的影响，使得超级电容的电压在预先设定好的放电阈值电压上下浮动，导致超级电容频繁切换关闭和放电状态，造成后备电源的电源寿命损失，且在超级电容和镍氢电池两种后备电源的切换供电时，无法完全切断镍氢电池供电，造成电量损耗和后备电源的电源寿命损失。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出一种控制超级电容切换终端电源的系统及方法，用于对用电信息采集终端内部的多个后备电源进行精准控制和切换。
2、第一方面，本公开实施例提供了一种控制超级电容切换终端电源的系统，包括：
3、电源模块、控制模块、切换模块、变压模块以及温控模块；
4、所述电源模块分别连接所述控制模块和所述切换模块；所述变压模块分别连接所述控制模块和所述切换模块；所述温控模块分别连接所述电源模块、所述控制模块、所述切换模块以及所述变压模块；
5、所述电源模块，用于向所述控制模块和所述切换模块提供电压信号输入，其中，所述电源模块包括：第一目标电源与第二目标电源；
6、所述控制模块，用于响应于第一目标电源的电压信号输入，将输入的所述第一目标电源的电压信号进行第一处理操作得到第一电压信号；基于所述第一电压信号，对第一目标电源进行状态控制；
7、所述切换模块，用于将所述第一目标电源的电压信号与预设的第三阈值电压进行比较，输出比较结果，并基于所述比较结果，对第二目标电源进行状态控制；
8、所述变压模块，用于对所述控制模块与所述切换模块的输出电压进行第二处理操作，输出第一供电电压；
9、所述温控模块，用于对所述电源模块、所述控制模块、所述切换模块以及所述变压模块中的电路板的温度进行监控和预测，并在预测温度超过预设阈值时发出警报。
10、一种可选的实施方式中，所述控制模块包括：
11、触发器电路与使能控制电路；所述触发器电路分别连接初始电压信号与所述使能控制电路；其中，所述触发器电路为施密特触发器电路，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一晶体管以及第二晶体管；所述使能控制电路，包括：第六电阻、第七电阻、第三晶体管以及第四晶体管；
12、所述施密特触发器电路，用于将输入的第一目标电源的电压信号进行第一处理操作得到第一电压信号；
13、所述使能控制电路，用于基于所述第一电压信号，对第一目标电源进行状态控制。
14、一种可选的实施方式中，所述施密特触发器电路与使能控制电路，包括：
15、所述第一晶体管的第一端连接所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端，所述第一晶体管的第二端连接所述第五电阻的一端与所述第二晶体管的第二端与所述第一电压信号的输出接口，所述第一晶体管的第三端连接所述第三电阻的一端与所述第二晶体管的第一端，所述第二晶体管的第三端连接所述第四电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接初始电压信号的输入端，所述第五电阻的另一端接地，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的另一端，所述第二电阻的另一端接地，所述第三晶体管的第一端连接所述第六电阻的一端，所述第三晶体管的第二端接地，所述第三晶体管的第三端连接所述第七电阻的一端与所述第四晶体管的第一端，所述第四晶体管的第二端连接所述第七电阻的另一端，所述第四晶体管的第三端连接所述控制模块的电压输出接口，所述第六电阻的另一端连接所述第一电压信号的输入接口。
16、一种可选的实施方式中，所述施密特触发器电路，用于将输入的第一目标电源的电压信号进行第一处理操作得到第一电压信号，包括：
17、响应于输入的所述第一目标电源的电压值高于预设的第一阈值电压，输出的所述第一电压信号为高电平；
18、响应于输入的所述第一目标电源的电压值低于预设的第二阈值电压，输出的所述第一电压信号为低电平。
19、一种可选的实施方式中，所述使能控制电路，用于基于所述第一电压信号，对第一目标电源进行状态控制，包括：
20、响应于所述第一电压信号为高电平，使能所述第三晶体管导通，所述第三晶体管使能所述第四晶体管导通，控制所述第一目标电源输出高电平；
21、响应于所述第一电压信号为低电平，使能所述第三晶体管截止，所述第三晶体管使能所述第四晶体管截止，控制所述第一目标电源输出低电平。
22、一种可选的实施方式中，所述施密特触发器电路与使能控制电路还包括：
23、通过改变所述第一电阻与所述第二电阻的电阻值，调整所述第一阈值电压与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述控制模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述施密特触发器电路与使能控制电路，包括：
4.根据权利要求3所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述施密特触发器电路，用于将输入的第一目标电源的电压信号进行第一处理操作得到第一电压信号，包括：
5.根据权利要求2所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述使能控制电路，用于基于所述第一电压信号，对第一目标电源进行状态控制，包括：
6.根据权利要求4所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述施密特触发器电路与使能控制电路还包括：
7.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述切换模块包括：
8.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述第一电压监测芯片包括：
10.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述第二使能端包括：软件使能控制输出端；
11.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述电源切换电路包括：
12.根据权利要求10所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述切换模块用于将所述第一目标电源的电压信号与第三阈值电压进行比较，输出比较结果，并基于所述比较结果，对第二目标电源进行状态控制，包括：
13.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述变压模块包括：第一变压芯片与变压电路；其中，所述第一变压芯片包括：一号端口、二号端口、三号端口、四号端口、五号端口、六号端口、七号端口、八号端口以及九号端口；所述变压电路包括：第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第四二极管、第五二极管、第一电感、第一电容、第三电容、第四电容、第五电容以及第六电容；
14.根据权利要求13所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述变压模块还包括：所述一号端口接地，所述二号端口连接所述第十六电阻的一端，所述三号端口连接所述控制模块与所述切换模块的输出电压、所述第一电感的一端、所述第五电容的一端以及所述第六电容的一端，所述四号端口连接所述控制模块与所述切换模块的输出电压、所述第一电感的一端、所述第五电容的一端以及所述第六电容的一端，所述五号端口接地，所述六号端口连接所述第十七电阻的一端与所述第十八电阻的一端，所述七号端口置空，所述八号端口连接所述第一电感的另一端与所述第四二极管的阳极，所述九号端口接地，所述第五电容的另一端接地，所述第六电容的另一端接地，所述第十六电阻的另一端接地，所述第十八电阻的另一端接地，所述第十七电阻的另一端连接所述第四二极管的阴极、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及所述第五二极管的阳极，所述第三电容的另一端接地，所述第四电容的另一端接地，所述第五二极管的阴极连接所述第一电容的一端用于变压后的电压输出，所述第一电容的另一端接地。
15.根据权利要求13所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述第二处理操作包括：升压与稳压，包括：
16.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述温控模块包括：
17.根据权利要求16所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：
18.一种控制超级电容切换终端电源的方法，其基于权利要求1-17任一项所述一种控制超级电容切换终端电源的系统实现，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述控制模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述施密特触发器电路与使能控制电路，包括：
4.根据权利要求3所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述施密特触发器电路，用于将输入的第一目标电源的电压信号进行第一处理操作得到第一电压信号，包括：
5.根据权利要求2所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述使能控制电路，用于基于所述第一电压信号，对第一目标电源进行状态控制，包括：
6.根据权利要求4所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述施密特触发器电路与使能控制电路还包括：
7.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述切换模块包括：
8.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述第一电压监测芯片包括：
9.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述第一使能端包括：唤醒按键信号输出端；
10.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述第二使能端包括：软件使能控制输出端；
11.根据权利要求7所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述电源切换电路包括：
12.根据权利要求10所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述切换模块用于将所述第一目标电源的电压信号与第三阈值电压进行比较，输出比较结果，并基于所述比较结果，对第二目标电源进行状态控制，包括：
13.根据权利要求1所述的一种控制超级电容切换终端电源的系统，其特征在于，所述变压模块包括：第一变压芯片与变压...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾君，仲跻高，
申请(专利权)人：南京思宇电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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