專利名稱：一種水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無(wú)線通信和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水環(huán)境 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電源電路。
背景技術(shù)：
水環(huán)境監(jiān)測(cè)是水資源管理與保護(hù)的重要手段，我國(guó)水資源緊缺、水污染 嚴(yán)重，如何高效、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取水環(huán)境參數(shù)，研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化、智能化 的水環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成為迫切需要。
現(xiàn)有的水環(huán)境監(jiān)測(cè)方法主要分為兩種 一種是采用便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀人 工采樣、實(shí)驗(yàn)室分析的方式；另一種采用由遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心和若干個(gè)監(jiān)測(cè)子站 組成的水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。前者無(wú)法對(duì)水環(huán)境參數(shù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，存在監(jiān) 測(cè)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)據(jù)采集慢等問(wèn)題，無(wú)法反映水環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，不 易及早發(fā)現(xiàn)污染源并報(bào)警。后者雖能較好解決上述存在的問(wèn)題，但由于有預(yù) 先鋪設(shè)電纜和建立多個(gè)監(jiān)測(cè)子站的施工要求，故有系統(tǒng)成本高、監(jiān)測(cè)水域范 圍有限、易對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域造成破環(huán)等缺點(diǎn)。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSNs)作為一項(xiàng)新興的 技術(shù)，是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式 形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)，協(xié)作地采集和處理監(jiān)測(cè)區(qū)域中的感知對(duì)象信息， 并發(fā)送給觀察者。它的出現(xiàn)產(chǎn)生了一種全新的信息獲取和處理模式，結(jié)合不 同類型的傳感器，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事偵查、智能家居、智能交通、工業(yè)控制 等眾多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景?；跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的典型應(yīng)用。與現(xiàn)有的水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)相比，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小、 監(jiān)測(cè)密度高且范圍廣、系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)基站、監(jiān)測(cè) 中心。大量傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域中，以自組方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié) 點(diǎn)采集感興趣的環(huán)境信息并路由至數(shù)據(jù)基站，由數(shù)據(jù)基站通過(guò)有線或無(wú)線方 式送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心，用戶通過(guò)監(jiān)測(cè)中心對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā) 布監(jiān)測(cè)內(nèi)容以及收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通常情況下，監(jiān)測(cè)區(qū)域類型多樣、環(huán)境復(fù)雜， 有線傳輸方式存在布線困難、成本高等缺點(diǎn)，很難滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，?無(wú)線傳輸則具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單方便、成本低、不受地理環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)，可很好地實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，但是?jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)一般使用普通電池，
電池的壽命短、更換頻繁、工作量大。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn) 電源電路。
本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能電源管理模塊、微處理器控制模塊、鋰電池模塊 和電源輸出模塊。
太陽(yáng)能電源管理模塊包括太陽(yáng)能電池板El、脈沖充電器IC1、第一限流
電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3、第四限流電阻R4和第五限流 電阻R5、第一濾波電容C1和第二濾波電容C2、第一保護(hù)電容C3和第二保護(hù) 電容C4、第一發(fā)光二極管D1和第二發(fā)光二極管D2。太陽(yáng)能電池板E1的負(fù)極 接地，太陽(yáng)能電池板E1的正極以及第一限流電阻Rl的一端、第二限流電阻 R2的一端、第三限流電阻R3的一端、第四限流電阻R4的一端和第五限流電 阻R5的一端接脈沖充電器IC1的VIN腳；第一限流電阻Rl的另一端與第一 濾波電容C1的一端連接，第一濾波電容C1的另一端接地；第二限流電阻R2 的另一端與第一發(fā)光二極管Dl的正極連接，第一發(fā)光二極管Dl的負(fù)極接脈 沖充電器IC1的ACPR腳；第三限流電阻R3的另一端與第二發(fā)光二極管D2的 正極連接，第二發(fā)光二極管D2的負(fù)極接脈沖充電器IC1的CHRG腳；第四限 流電阻R4的另一端與第一保護(hù)電容C3的一端連接，第一保護(hù)電容C3的另一 端和第二保護(hù)電容C4的一端接脈沖充電器IC1的GATE腳，第二保護(hù)電容C4 的另一端接地；第五限流電阻R5的另一端接脈沖充電器IC1的SENSE腳。
微處理器控制模塊包括微處理器芯片IC2、晶振X、第一啟振電容C5和 第二啟振電容C6、第一隔直電容C7、阻尼電阻R6。第一啟振電容C5的一端 和晶振X的一端接微處理器芯片IC2的XIN腳，晶振X的另一端和第二啟振 電容C6的一端接微處理器芯片IC2的X0UT腳，第一啟振電容C5的另一端和 第二啟振電容C6的另一端接地；阻尼電阻R6的一端和第一隔直電容C7的一 端接微處理器芯片IC2的RST腳，阻尼電阻R6的另一端接地；微處理器芯片 IC2的GND腳和VeREF-腳接地。
鋰電池模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl、第二場(chǎng)效應(yīng)管F2、第三場(chǎng)效應(yīng)管F3 和第四場(chǎng)效應(yīng)管F4、第一保護(hù)二極管D3和第二保護(hù)二極管D4、第一鋰電池 E2和第二鋰電池E3。第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl的柵極接微處理器芯片IC2的Pl. 2腳， 源極與第一保護(hù)二極管D3的負(fù)極連接；第二場(chǎng)效應(yīng)管F2的源極接脈沖充電 器IC1的BAT腳，漏極與第一保護(hù)二極管D3的正極、第一鋰電池E2的正極 以及接微處理器芯片IC2的A0腳連接，柵極接微處理器芯片IC2的Pl. 5腳；第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的源極與第二保護(hù)二極管D4的負(fù)極連接，柵極接微處理器 芯片IC2的Pl. 6腳；第四場(chǎng)效應(yīng)管F4的源極接脈沖充電器IC1的BAT腳， 漏極與第二保護(hù)二極管D4的正極、第二鋰電池E3的正極以及微處理器芯片 IC2的A1腳連接，柵極接微處理器芯片IC2的P1.7腳；第一鋰電池E2的負(fù) 極和第二鋰電池E3的負(fù)極接地。
電源輸出模塊包括12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3、 5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4、 3.3V 電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5、第三濾波電容C8、第四濾波電容C9、第五濾波電容CIO、 第六濾波電容Cll、第七濾波電容C12和第八濾波電容C13、第二隔直電容C14 和第三隔直電容C15、第一感生電感L1和第二感生電感L2、 12V接插件J1、 5V接插件J2和3. 3V接插件J3、第三保護(hù)二極管D5和第四保護(hù)二極管D6、 第六限流電阻R7和第七限流電阻R8。第一感生電感L1的一端、第三濾波電 容C8的一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的漏極接12V電壓 轉(zhuǎn)換芯片IC3的VIN腳，第一感生電感Ll的另一端和第三保護(hù)二極管D5的 正極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的SWITCH腳，第三濾波電容C8的另一端接地， 第二隔直電容C14的一端與第六限流電阻R7的一端連接，第六限流電阻R7 的另一端接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的CMP腳，第二隔直電容C14的另一端接 地，第三保護(hù)二極管D5的負(fù)極、第四濾波電容C9的一端、12V接插件J1的 一極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的FEEDBACK腳，第四濾波電容C9的另一端和 12V接插件Jl的另一極接地，12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的GND腳接地；第二感 生電感L2的一端、第五濾波電容C10的一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl的漏極和第 三場(chǎng)效應(yīng)管F3的漏極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的VIN腳，第二感生電感L2的 另一端和第四保護(hù)二極管D6的正極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的SWITCH腳，第 五濾波電容C10的另一端接地，第三隔直電容C15的一端與第七限流電阻R8 的一端連接，第七限流電阻R8的另一端接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的CMP腳， 第三隔直電容C15的另一端接地，第四保護(hù)二極管D6的負(fù)極、第六濾波電容 Cll的一端、5V接插件J2的一極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的FEEDBACK腳，第 六濾波電容Cll的另一端和5V接插件J2的另一極接地，5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4 的GND腳接地；第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的漏極以及第七 濾波電容C12的一端接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的VIN腳，第七濾波電容C12 的另一端接地，第八濾波電容C13的一端和3. 3V接插件J3的一極接3. 3V電 壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的V0UT腳，3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的GND腳、第八濾波電容 C13的另一端、3. 3V接插件J3的另一極接地。
微處理器芯片IC2的VCC腳以及第一隔直電容C7的另一端接3. 3V電壓 轉(zhuǎn)換芯片IC5的V0UT腳，微處理器芯片IC2的VeREF+腳接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的5V電壓輸出。
本實(shí)用新型中所采用的脈沖充電器IC1、微處理器芯片IC2和電壓轉(zhuǎn)換芯 片IC3、 IC4和IC5均采用成熟的產(chǎn)品，脈沖充電器IC1采用凌特(Linear Technology)公司的具有高充電準(zhǔn)確度的線性電池充電器LTC4052，微處理器 芯片IC2采用TI公司的MSP430F2013，電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3、 IC4和IC5分別采 用NSC公司的LM2577-12， LM2577-5和LM1117-3. 3
本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 適應(yīng)氣候范圍大，電源電壓穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
(2) MSP430F2013監(jiān)控整個(gè)電源系統(tǒng)，通過(guò)向其中編寫程序可以實(shí)現(xiàn)更多 更靈活的功能。
(3) 采用電壓監(jiān)測(cè)機(jī)制防止鋰電池欠充和過(guò)充，能夠更好保護(hù)鋰電池，延 長(zhǎng)鋰電池的壽命，從而延長(zhǎng)了水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)的壽命。
(4) 采用LTC4052芯片可以降低系統(tǒng)功耗。
(5) 采用雙鋰電池結(jié)構(gòu)，雙鋰電池保證一個(gè)鋰電池在使用的同時(shí)另 一個(gè)鋰 電池在充電，使得其具有水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)中電源供應(yīng)不會(huì)間斷。


圖1為本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
如圖1所示， 一種水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電源電路包括太陽(yáng)能電源管理模塊、 微處理器控制模塊、鋰電池模塊和電源輸出模塊。
太陽(yáng)能電源管理模塊包括太陽(yáng)能電池板El、脈沖充電器LTC4052、第一 限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3、第四限流電阻R4和第五 限流電阻R5、第一濾波電容C1和第二濾波電容C2、第一保護(hù)電容C3和第二 保護(hù)電容C4、第一發(fā)光二極管D1和第二發(fā)光二極管D2。太陽(yáng)能電池板E1的 負(fù)極接地，太陽(yáng)能電池板El的正極以及第一限流電阻Rl的一端、第二限流 電阻R2的一端、第三限流電阻R3的一端、第四限流電阻R4的一端和第五限 流電阻R5的一端接脈沖充電器LTC4052的VIN腳；第一限流電阻Rl的另一 端與第一濾波電容Cl的一端連接，第一濾波電容Cl的另一端接地；第二限 流電阻R2的另一端與第一發(fā)光二極管Dl的正極連接，第一發(fā)光二極管Dl的 負(fù)極接脈沖充電器LTC4052的ACPR腳；第三限流電阻R3的另一端與第二發(fā) 光二極管D2的正極連接，第二發(fā)光二極管D2的負(fù)極接脈沖充電器LTC4052 的CHRG腳；第四限流電阻R4的另一端與第一保護(hù)電容C3的一端連接，第一 保護(hù)電容C3的另一端和第二保護(hù)電容C4的一端接脈沖充電器LTC4052的GATE
7腳，第二保護(hù)電容C4的另一端接地；第五限流電阻R5的另一端接脈沖充電
器LTC4052的SENSE腳。太陽(yáng)能電池板El使用平板多晶硅太陽(yáng)能板，其大小 為165毫米寬，245毫米高，18毫米厚，空載輸出功率值3. 8w，負(fù)載功率2. 5w。
微處理器控制模塊包括微處理器芯片MSP430F2013、晶振X、第一啟振電 容C5和第二啟振電容C6、第一隔直電容C7、阻尼電阻R6。第一啟振電容C5 的一端和晶振X的一端接微處理器芯片MSP430F2013的XIN腳，晶振X的另 一端和第二啟振電容C6的一端接微處理器芯片MSP430F2013的XOUT腳，第 一啟振電容C5的另一端和第二啟振電容C6的另一端接地；阻尼電阻R6的一 端和第一隔直電容C7的一端接微處理器芯片MSP430F2013的RST腳，阻尼電 阻R6的另一端接地；微處理器芯片MSP430F2013的GND腳和VeREF-腳接地。
鋰電池模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl、第二場(chǎng)效應(yīng)管F2、第三場(chǎng)效應(yīng)管F3 和第四場(chǎng)效應(yīng)管F4、第一保護(hù)二極管D3和第二保護(hù)二極管D4、第一鋰電池 E2和第二鋰電池E3。第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl的柵極接微處理器芯片MSP430F2013 的Pl. 2腳，源極與第一保護(hù)二極管D3的負(fù)極連接；第二場(chǎng)效應(yīng)管F2的源極 接脈沖充電器LTC4052的BAT腳，漏極與第一保護(hù)二極管D3的正極、第一鋰 電池E2的正極以及接微處理器芯片MSP430F2013的A0腳連接，柵極接微處 理器芯片MSP430F2013的Pl. 5腳；第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的源極與第二保護(hù)二極 管D4的負(fù)極連接，柵極接微處理器芯片MSP430F2013的Pl. 6腳；第四場(chǎng)效 應(yīng)管F4的源極接脈沖充電器LTC4052的BAT腳，漏極與第二保護(hù)二極管D4 的正極、第二鋰電池E3的正極以及微處理器芯片MSP430F2013的Al腳連接， 柵極接微處理器芯片MSP430F2013的Pl. 7腳；第一鋰電，也E2的負(fù)極和第二 鋰電池E3的負(fù)極接地。
電源輸出模塊包括12V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-12、 5V電壓轉(zhuǎn)換芯片 LM2577-5、 3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117-3. 3、第三濾波電容C8、第四濾波電容 C9、第五濾波電容CIO、第六濾波電容Cll、第七濾波電容C12和第八濾波電 容C13、第二隔直電容C14和第三隔直電容C15、第一感生電感L1和第二感 生電感L2、 12V接插件J1、 5V接插件J2和3.3V接插件J3、第三保護(hù)二極管 D5和第四保護(hù)二極管D6、第六限流電阻R7和第七限流電阻R8。第一感生電 感L1的一端、第三濾波電容C8的一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管F1的漏極和第三場(chǎng)效 應(yīng)管F3的漏極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-12的VIN腳，第一感生電感Ll 的另一端和第三保護(hù)二極管D5的正極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-12的 SWITCH腳，第三濾波電容C8的另一端接地，第二隔直電容C14的一端與第六 限流電阻R7的一端連接，第六限流電阻R7的另一端接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片 LM2577-12的CMP腳，第二隔直電容C14的另一端接地，第三保護(hù)二極管D5的負(fù)極、第四濾波電容C9的一端、12V接插件Jl的一極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片 LM2577-12的FEEDBACK腳，第四濾波電容C9的另一端和12V接插件Jl的另 一極接地，12V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-12的GND腳接地；第二感生電感L2的 一端、第五濾波電容CIO的一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管F1的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3 的漏極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-5的VIN腳，第二感生電感L2的另一端和 第四保護(hù)二極管D6的正極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-5的SWITCH腳，第五 濾波電容C10的另一端接地，第三隔直電容C15的一端與第七限流電阻R8的 一端連接，第七限流電阻R8的另一端接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-5的CMP腳， 第三隔直電容C15的另一端接地，第四保護(hù)二極管D6的負(fù)極、第六濾波電容 Cll的一端、5V接插件J2的一極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-5的FEEDBACK 腳，第六濾波電容Cll的另一端和5V接插件J2的另一極接地，5V電壓轉(zhuǎn)換 芯片LM2577-5的GND腳接地；第一場(chǎng)效應(yīng)管Fl的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的 漏極以及第七濾波電容C12的一端接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117-3. 3的VIN 腳，第七濾波電容C12的另一端接地，第八濾波電容C13的一端和3.3V接插 件J3的一極接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117-3. 3的V0UT腳，3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯 片LM1117-3.3的GND腳、第八濾波電容C13的另一端、3. 3V接插件J3的另 一極接地。
微處理器芯片MSP430F2013的VCC腳以及第一隔直電容C7的另一端接 3. 3V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM1117-3. 3的V0UT腳，微處理器芯片MSP430F2013的 VeREF+腳接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片LM2577-5的5V電壓輸出。
微處理器控制模塊選通兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)保證其中一個(gè)鋰電池在充電，另 一個(gè)鋰電池在放電。微處理器控制模塊還控制兩個(gè)鋰電池的輸出以保證一個(gè) 放電的同時(shí)另一個(gè)在充電。
電源輸出模塊為微處理器MSP430F2013提供3. 3V電壓和5V的參考電壓； LM2577-12電壓轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓為外接傳感器電源。
微處理器MSP430F2013的A0和Al腳接采樣的電壓輸入，Pl. 2、 Pl. 5、 Pl. 6和Pl. 7腳作為控制四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的使能輸出。
權(quán)利要求1、一種水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電源電路，包括太陽(yáng)能電源管理模塊、微處理器控制模塊、鋰電池模塊和電源輸出模塊，其特征在于太陽(yáng)能電源管理模塊包括太陽(yáng)能電池板E1、脈沖充電器IC1、第一限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3、第四限流電阻R4和第五限流電阻R5、第一濾波電容C1和第二濾波電容C2、第一保護(hù)電容C3和第二保護(hù)電容C4、第一發(fā)光二極管D1和第二發(fā)光二極管D2；太陽(yáng)能電池板E1的負(fù)極接地，太陽(yáng)能電池板E1的正極以及第一限流電阻R1的一端、第二限流電阻R2的一端、第三限流電阻R3的一端、第四限流電阻R4的一端和第五限流電阻R5的一端接脈沖充電器IC1的VIN腳；第一限流電阻R1的另一端與第一濾波電容C1的一端連接，第一濾波電容C1的另一端接地；第二限流電阻R2的另一端與第一發(fā)光二極管D1的正極連接，第一發(fā)光二極管D1的負(fù)極接脈沖充電器IC1的ACPR腳；第三限流電阻R3的另一端與第二發(fā)光二極管D2的正極連接，第二發(fā)光二極管D2的負(fù)極接脈沖充電器IC1的CHRG腳；第四限流電阻R4的另一端與第一保護(hù)電容C3的一端連接，第一保護(hù)電容C3的另一端和第二保護(hù)電容C4的一端接脈沖充電器IC1的GATE腳，第二保護(hù)電容C4的另一端接地；第五限流電阻R5的另一端接脈沖充電器IC1的SENSE腳；微處理器控制模塊包括微處理器芯片IC2、晶振X、第一啟振電容C5和第二啟振電容C6、第一隔直電容C7、阻尼電阻R6；第一啟振電容C5的一端和晶振X的一端接微處理器芯片IC2的XIN腳，晶振X的另一端和第二啟振電容C6的一端接微處理器芯片IC2的XOUT腳，第一啟振電容C5的另一端和第二啟振電容C6的另一端接地；阻尼電阻R6的一端和第一隔直電容C7的一端接微處理器芯片IC2的RST腳，阻尼電阻R6的另一端接地；微處理器芯片IC2的GND腳和VeREF-腳接地；鋰電池模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管F1、第二場(chǎng)效應(yīng)管F2、第三場(chǎng)效應(yīng)管F3和第四場(chǎng)效應(yīng)管F4、第一保護(hù)二極管D3和第二保護(hù)二極管D4、第一鋰電池E2和第二鋰電池E3；第一場(chǎng)效應(yīng)管F1的柵極接微處理器芯片IC2的P1.2腳，源極與第一保護(hù)二極管D3的負(fù)極連接；第二場(chǎng)效應(yīng)管F2的源極接脈沖充電器IC1的BAT腳，漏極與第一保護(hù)二極管D3的正極、第一鋰電池E2的正極以及接微處理器芯片IC2的AO腳連接，柵極接微處理器芯片IC2的P1.5腳；第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的源極與第二保護(hù)二極管D4的負(fù)極連接，柵極接微處理器芯片IC2的P1.6腳；第四場(chǎng)效應(yīng)管F4的源極接脈沖充電器IC1的BAT腳，漏極與第二保護(hù)二極管D4的正極、第二鋰電池E3的正極以及微處理器芯片IC2的A1腳連接，柵極接微處理器芯片IC2的P1.7腳；第一鋰電池E2的負(fù)極和第二鋰電池E3的負(fù)極接地；電源輸出模塊包括12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3、5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4、3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5、第三濾波電容C8、第四濾波電容C9、第五濾波電容C10、第六濾波電容C11、第七濾波電容C12和第八濾波電容C13、第二隔直電容C14和第三隔直電容C15、第一感生電感L1和第二感生電感L2、12V接插件J1、5V接插件J2和3.3V接插件J3、第三保護(hù)二極管D5和第四保護(hù)二極管D6、第六限流電阻R7和第七限流電阻R8；第一感生電感L1的一端、第三濾波電容C8的一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管F1的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的漏極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的VIN腳，第一感生電感L1的另一端和第三保護(hù)二極管D5的正極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的SWITCH腳，第三濾波電容C8的另一端接地，第二隔直電容C14的一端與第六限流電阻R7的一端連接，第六限流電阻R7的另一端接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的CMP腳，第二隔直電容C14的另一端接地，第三保護(hù)二極管D5的負(fù)極、第四濾波電容C9的一端、12V接插件J1的一極接12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的FEEDBACK腳，第四濾波電容C9的另一端和12V接插件J1的另一極接地，12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3的GND腳接地；第二感生電感L2的一端、第五濾波電容C10的一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管F1的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的漏極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的VIN腳，第二感生電感L2的另一端和第四保護(hù)二極管D6的正極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的SWITCH腳，第五濾波電容C10的另一端接地，第三隔直電容C15的一端與第七限流電阻R8的一端連接，第七限流電阻R8的另一端接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的CMP腳，第三隔直電容C15的另一端接地，第四保護(hù)二極管D6的負(fù)極、第六濾波電容C11的一端、5V接插件J2的一極接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的FEEDBACK腳，第六濾波電容C11的另一端和5V接插件J2的另一極接地，5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的GND腳接地；第一場(chǎng)效應(yīng)管F1的漏極和第三場(chǎng)效應(yīng)管F3的漏極以及第七濾波電容C12的一端接3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的VIN腳，第七濾波電容C12的另一端接地，第八濾波電容C13的一端和3.3V接插件J3的一極接3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的VOUT腳，3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的GND腳、第八濾波電容C13的另一端、3.3V接插件J3的另一極接地；微處理器芯片IC2的VCC腳以及第一隔直電容C7的另一端接3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5的VOUT腳，微處理器芯片IC2的VeREF+腳接5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4的5V電壓輸出。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電源電路?，F(xiàn)有節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)一般使用普通電池，電池的壽命短、更換頻繁、工作量大。本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能電源管理模塊、微處理器控制模塊、鋰電池模塊和電源輸出模塊。太陽(yáng)能電源管理模塊包括太陽(yáng)能電池板E1、脈沖充電器IC1；微處理器控制模塊包括微處理器芯片IC2；鋰電池模塊包括第一鋰電池E2和第二鋰電池E3；電源輸出模塊包括12V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3、5V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC4、3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片IC5。本實(shí)用新型采用電壓監(jiān)測(cè)機(jī)制防止鋰電池欠充和過(guò)充，延長(zhǎng)了水環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)的壽命。本實(shí)用新型采用雙鋰電池結(jié)構(gòu)，使得電源供應(yīng)不會(huì)間斷。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201378814SQ200920117238
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者何志業(yè), 鵬 蔣 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)