【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利属于时间频率测量领域，具体涉及一种应用于铯原子钟的电源管理模块。
技术介绍
1、铯原子钟因其频率准确度高和长期稳定度好等特点，广泛应用于守时、授时等领域。为了拓宽它的应用场景，比如在车载条件下也能使用，就需要铯原子钟的电源模块能接受外部直流电源输入。
2、为了短时应急使用，比如城市供电突然中断的情况下，就需要铯原子钟的电源模块配备备用电池。现在传统的铯原子钟一般只配备电池，而没有外部直流电源输入功能。并且对电池的使用管理一般也只是等电池电量耗尽的时候，使铯原子钟关机。供电恢复的时候使电池充满电。这一过程存在一些隐患，例如随着电池电量的消耗，电池的电压逐渐降低，这意味着在铯原子钟内的一些芯片可能工作在了非正常的低电压下，它们虽然还在工作但运行的不正确了，这时应该切断整个铯原子钟的供电。
技术实现思路
1、为了弥补上述一些应用场景下的功能缺失和技术上的不足，本专利技术的目的在于提供一种应用于铯原子钟的电源管理模块，它可以在电池放电电压低于某一设定值时，切断电池输出，电池充电电压高于某一设定值时才允许电池输出。另外该模块还提供了外部直流电源输入，并且可以在内部电源供电、外部直流电源供电和电池供电之间进行无缝切换。本专利技术提高了铯原子钟的安全性和可靠性，并拓宽了铯原子钟的应用场景。
2、本专利技术实现上述目标通过如下的技术方案：
3、一种应用于铯原子钟的电源管理模块，其特征在于，包括第一层控制电路、第二层控制电路、第三层控制电路和电池充电
4、所述第一层控制电路包括两个电压输入端、一个电压输出端、第一比较器和第一稳压器，其中一个电压输入端与所述第二层控制电路的电压输出端连接、另一个电压输入端与所述内部电源的电压输出端连接；当所述电源管理模块包括内部电源时，所述第一比较器通过比较所述内部电源的电压和所述第一稳压器的电压控制所述第一层控制电路的输出电压为内部电源电压；当所述电源管理模块中不存在内部电源时，所述第一比较器控制所述第一层控制电路的输出电压为所述第二层控制电路的输出电压；
5、所述第二层控制电路包括四个电压输入端、一个电压输出端、第二比较器和第二稳压器，其中四个电压输入端分别用于连接外部直流电源、内部电源、所述电源管理模块的电池和所述第三层控制电路的输出电压；当所述电源管理模块包括内部电源和外部直流电源时，所述第二比较器通过选择所述内部电源的电压和所述外部直流电源的电压中的较大电压，然后将该较大电压与所述第二稳压器的电压进行比较，当第二稳压器的电压较小时控制第一开关切断所述电池的输入，并将该较大电压作为所述第二层控制电路的输入电压；当所述电源管理模块包括内部电源或满足设定输入规格的外部直流电源时，所述第二比较器控制第一开关切断所述电池的输入；当所述电源管理模块内不存在内部电源和外部直流电源时，所述第二比较器依据所述第三层控制电路的输出电压控制第二开关是否切断所述电池的输入，当所述第三层控制电路的输出电压为低电平时，控制第二开关切断所述电池的输入；
6、所述第三层控制电路包括一个电压输入端、一个电压输出端、第三比较器和第三稳压器，其中电压输入端用于连接所述电源管理模块的电池；所述第三比较器为双阈值比较器，其输入端分别连接所述电池、第三稳压器，当所述电池的放电电压低于第三比较器中较小值阈值电压或所述电池的充电电压低于第三比较器中较大值阈值电压时，控制所述第三层控制电路输出低电平；当所述电池的放电电压高于第三比较器中较小值阈值电压或所述电池的充电电压大于第三比较器中较大值阈值电压时，控制所述第三层控制电路输出高电平；
7、所述电池的充电电路包括两条充电通道，分别用于连接所述第二层控制电路的输出电压端、所述内部电源，所述充电电路选择两条充电通道中的较大电压作为输入。
8、进一步的，所述第二层控制电路包括第二比较器、第二三极管、第二mos管、第二稳压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管和第二dc-dc变换器；第三层控制电路中的第三比较器输出端通过第十二极管与第二三极管连接；当所述电源管理模块包括内部电源和外部直流电源时，所述内部电源通过第九二极管向第二比较器负输入端提供电压，所述外部直流电源通过第八二极管向第二比较器负输入端提供电压，第二稳压器向第二比较器的正输入端提供电压，当第二比较器的负输入端电压大于正输入端电压时，第二比较器输出正控制信号控制第二三极管关断第二mos管，由所述外部直流电源通过第一二极管向第二dc-dc变换器供电；当所述电源管理模块不包括内部电源和外部直流电源时，第二比较器会输出负控制信号并根据第三层控制电路输入的信号高低，通过控制第十二极管和第二三极管打开或关闭第二mos管，其中当第三层控制电路输入的信号为低电平时关闭第二mos管，当第三层控制电路输入的信号为高电平时打开第二mos管并由所述电池通过第二二极管向第二dc-dc变换器供电；
9、所述第一层控制电路包括第一比较器、第一三极管、第一mos管、第一稳压器、第六二极管、第七二极管和第一dc-dc变换器；当所述电源管理模块包括内部电源时，所述内部电源通过第六二极管向第一dc-dc变换器供电，以及向第一比较器的负输入端提供电压，第一稳压器向第一比较器的正输入端提供电压，当第一比较器的负输入端电压大于正输入端电压时，第一比较器输出正控制信号控制第一三极管关断第一mos管，使得第二层控制电路中的第二dc-dc变换器无法通过第七二极管向第一dc-dc变换器供电；当不存在内部电源时，第一比较器会形成负控制信号，控制第一三极管打开第一mos管，由第二dc-dc变换器通过第七二极管向第一dc-dc变换器供电。
10、进一步的，当存在所述内部电源时，所述内部电源通过电阻分压连接到所述第一比较器的负输入端，所述第一稳压器连接到所述第一比较器的正输入端，第一比较器的负输入端电压大于正输入端电压，所述第一比较器输出0电压导致第一三极管处于关断状态，第二dc-dc变换器无法通过第一mos管给第一dc-dc变换器提供输入电压，所述内部电源通过第六二极管给第一dc-dc变换器提供输入电压；当所述第一层控制电路中不存在所述内部电源时，所述第一比较器输出高电压，使得所述第一三极管和第一mos管均处于导通状态，所述第二dc-dc变换器通过第一mos管和第七二极管给第一dc-dc变换器提供输入电压。
11、进一步的，所述充电电路包括第五二极管和第六二极管；所述内部电源通过第五二极管与连接点连接，所述第二dc-dc变换器通过第四二极管与所述连接点连接，所述连接点经一个耐高功率电阻与所述电池连接。
12、进一步的，所述第一比较器控制所述第一层控制电路的输出电压为最高优先级内部电源或次高优先级第二dc-dc变换器的输出。
13、进一步的，所述第二层控制电路的输出端配置一个储能电容，用于在所述内部电源断电时为所述第一层控制电路和所述第二层控制电路提供工作电压；以及用于当所述内部电源和所述外部直本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于铯原子钟的电源管理模块，其特征在于，包括第一层控制电路、第二层控制电路、第三层控制电路和电池充电电路；
2.根据权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电源管理模块，其特征在于，当存在所述内部电源时，所述内部电源通过电阻分压连接到所述第一比较器的负输入端，所述第一稳压器连接到所述第一比较器的正输入端，第一比较器的负输入端电压大于正输入端电压，所述第一比较器输出0电压导致第一三极管处于关断状态，第二DC-DC变换器无法通过第一mos管给第一DC-DC变换器提供输入电压，所述内部电源通过第六二极管给第一DC-DC变换器提供输入电压；当所述第一层控制电路中不存在所述内部电源时，所述第一比较器输出高电压，使得所述第一三极管和第一mos管均处于导通状态，所述第二DC-DC变换器通过第一mos管和第七二极管给第一DC-DC变换器提供输入电压。
4.根据权利要求2或3所述的电源管理模块，其特征在于，所述充电电路包括第五二极管和第六二极管；所述内部电源通过第五二极管与连接点连接，所述第二DC-DC变换器通过第四二极管与
5.根据权利要求1或2所述的电源管理模块，其特征在于，所述第一比较器控制所述第一层控制电路的输出电压为最高优先级内部电源或次高优先级第二DC-DC变换器的输出。
6.根据权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，所述第二层控制电路的输出端配置一个储能电容，用于在所述内部电源断电时为所述第一层控制电路和所述第二层控制电路提供工作电压；以及用于当所述内部电源和所述外部直流电源都断电时，无缝切换到所述电池供电。
7.根据权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，所述第一比较器、所述第二比较器为单限比较器；所述第三比较器的输出电压通过一个电阻引回到正输入端形成滞回比较器。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于铯原子钟的电源管理模块，其特征在于，包括第一层控制电路、第二层控制电路、第三层控制电路和电池充电电路；
2.根据权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电源管理模块，其特征在于，当存在所述内部电源时，所述内部电源通过电阻分压连接到所述第一比较器的负输入端，所述第一稳压器连接到所述第一比较器的正输入端，第一比较器的负输入端电压大于正输入端电压，所述第一比较器输出0电压导致第一三极管处于关断状态，第二dc-dc变换器无法通过第一mos管给第一dc-dc变换器提供输入电压，所述内部电源通过第六二极管给第一dc-dc变换器提供输入电压；当所述第一层控制电路中不存在所述内部电源时，所述第一比较器输出高电压，使得所述第一三极管和第一mos管均处于导通状态，所述第二dc-dc变换器通过第一mos管和第七二极管给第一dc-dc变换器提供输入电压。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：方声伟，杨仕锋，贺轩，王青，齐向晖，陈徐宗，
申请(专利权)人：昆山拉姆齐光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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