專利名稱：組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供電模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊。
背景技術(shù)：
高過載測(cè)量技術(shù)主要應(yīng)用于引信(即利用目標(biāo)信息和環(huán)境信息，在預(yù)定條件下引爆或引燃彈藥戰(zhàn)斗部裝藥的控制裝置)研究領(lǐng)域中。高過載加速度是利用高過載電子記錄裝置采集加速度傳感器的信號(hào)獲取的；高過載測(cè)量的特殊環(huán)境決定了電子記錄裝置設(shè)計(jì)的難度，而高過載過程中能否對(duì)電子記錄裝置進(jìn)行可靠的供電，保證整個(gè)高過載測(cè)量過程的進(jìn)行成為了試驗(yàn)成功的非常重要的因素?，F(xiàn)有電子記錄裝置的供電模塊包括位于殼體內(nèi)的一組供電電池組，供電電池組與殼體保持一定距離且四周用灌封材料灌封；供電電池組的正極經(jīng)二極管與充電輸入接口相連，供電電池組的正極還經(jīng)兩個(gè)分壓二極管與電壓調(diào)整芯片的輸入端相連，使得電壓能滿足電壓調(diào)整芯片設(shè)定的輸入端電壓范圍，電壓調(diào)整芯片的輸出端與測(cè)試電路模塊相連。供電電池組在受到高過載時(shí)很容易出現(xiàn)瞬時(shí)掉電的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)電池破損。現(xiàn)有的方法是采用在兩個(gè)分壓二極管的連接節(jié)點(diǎn)與地之間串聯(lián)儲(chǔ)能電容，但是即使加上儲(chǔ)能元件，在受到高過載時(shí)也很容易使儲(chǔ)能電容損壞導(dǎo)致不能供電，所以很難實(shí)現(xiàn)在高過載期間的不間斷供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有高過載電子記錄裝置的供電模塊在瞬態(tài)高過載時(shí)無法實(shí)現(xiàn)不間斷供電的問題，提供了一種組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊，包括第一供電電池組G1、第一充電輸入接口 K1、以及電壓調(diào)整芯片；第一供電電池組Gl的正極經(jīng)第一二極管Dl與第一充電輸入接口 Kl相連；第一供電電池組Gl的正極還經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3與電壓調(diào)整芯片的輸入端相連；第三二極管D3與電壓調(diào)整芯片輸入端的連接節(jié)點(diǎn)與地之間串聯(lián)有儲(chǔ)能電容C ；還包括垂直第一供電電池組Gl置于殼體內(nèi)的第二供電電池組G2、平行第一供電電池組Gl置于殼體內(nèi)的第一備份電池組G3、平行第二供電電池組G2置于殼體內(nèi)的第二備份電池組G4、以及第二充電輸入接口 K2 ；第二二極管D2和第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)第五二極管D5與第二供電電池組G2的正極相連；第二供電電池組G2的正極經(jīng)第四二極管D4與第一充電輸入接口 K2相連；第一備份電池組G3和第一備份電池組G4分別經(jīng)第六二極管D6和第七二極管D7與電壓調(diào)整芯片的輸入端相連；儲(chǔ)能電容C與地之間串聯(lián)有限流保護(hù)電阻Rl ；第一二極管Dl和第四二極管D4的兩端分別并聯(lián)有第二測(cè)量電阻R2和第三測(cè)量電阻R3。使用時(shí)將電壓調(diào)整芯片的輸出端與測(cè)試電路模塊相連。本發(fā)明中兩個(gè)供電電池組的正極均通過二極管與充電輸入接口相連，故為可充電電池組，而兩個(gè)備份電池組為沒有充電輸入接口的一次性電池組，即供電電池組與備份電池組選用不同類型的電池；同時(shí)供電電池組與備份電池組在殼體內(nèi)按不同軸向放置，在受到瞬態(tài)高過載時(shí)，由于電池組的安裝方式與選擇的電池種類不同，故其在殼體內(nèi)斷電或損壞的特性與時(shí)間也是不同的，從而形成了互補(bǔ)式的供電拓?fù)?，保證了電子記錄裝置在高過載時(shí)的不間斷供電。同時(shí)在儲(chǔ)能電容C與地之間串聯(lián)有限流保護(hù)電阻R1，其作用是即使儲(chǔ)能電容C短路，也不至于引起第一供電電池組Gl或第二供電電池組G2的正負(fù)極短路，使第一供電電池組Gl或第二供電電池組 G2能夠?qū)﹄妷赫{(diào)整芯片持續(xù)供電。由于二極管與二極管的單向?qū)ㄌ匦裕沟妹總€(gè)電池組具有相對(duì)的獨(dú)立性，當(dāng)有電池組內(nèi)部短路或斷裂時(shí)，不影響其他電池組的正常工作；而且當(dāng)有一組電池組的輸出電壓高于其他電池組的輸出電壓時(shí)，其他電池組的電量不損耗，只由輸出電壓最高的電池組通過電壓調(diào)整芯片供給測(cè)試電路模塊，實(shí)現(xiàn)了電池順序消耗，延長了供電模塊的使用時(shí)間。在第一二極管、第四二極管的兩端分別并聯(lián)第二測(cè)量電阻、第三測(cè)量電阻的目的是可直接在充電輸入節(jié)點(diǎn)測(cè)量供電電池組的電壓，以便于隨時(shí)監(jiān)測(cè)；而且當(dāng)充電端在意外情況下與地端短路時(shí)，由于二極管單向?qū)?，電流只能從測(cè)量電阻Rl流出， 由于所接測(cè)量電阻阻值很大，使得電池電量損耗很小。進(jìn)一步地，所述第二二極管D2與第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)與第五二極管D5之間串聯(lián)有至少一個(gè)第二電壓調(diào)整二極管D9 ；第二二極管D2與第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)與第二二極管D2之間串聯(lián)有至少一個(gè)第一電壓調(diào)整二極管D8。這樣可根據(jù)電壓調(diào)整芯片內(nèi)設(shè)定的輸入電壓范圍要求，來增加電壓調(diào)整二極管的數(shù)量，使供電電池組輸入到電壓調(diào)整芯片的電壓在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。本發(fā)明通過下面的測(cè)試來驗(yàn)證電池組供電的連續(xù)性正常供電后用示波器測(cè)試電壓調(diào)整芯片的輸出端，將電路中的Vl處突然斷開或與地短路，觀察到電壓調(diào)整芯片的輸出端沒有瞬間掉電現(xiàn)象，說明供電電池組故障后并不影響電路的功能；正常供電后用示波器測(cè)試電壓調(diào)整芯片的測(cè)試輸出端，將電路中的V2處突然斷開或與地短路，觀察到電壓調(diào)整芯片的輸出端也沒有瞬間掉電現(xiàn)象，說明備份電池組故障后并不影響電路功能。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，可在瞬態(tài)高過載環(huán)境下給電路系統(tǒng)提供持續(xù)不間斷供電，解決了現(xiàn)有高過載電子記錄裝置的供電模塊在瞬態(tài)高過載時(shí)無法實(shí)現(xiàn)不間斷供電的問題，廣泛適用于所有的高過載電子記錄裝置。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖。圖2是本發(fā)明中電池組在殼體內(nèi)的位置示意圖。圖3是電池組掉電時(shí)儲(chǔ)能電容上電壓跌落波形CHl及電壓調(diào)整芯片輸出電壓波形 CH2的曲線圖。圖中1-電壓調(diào)整芯片；2-測(cè)試電路模塊。
具體實(shí)施例方式組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊，包括第一供電電池組G1、第一充電輸入接口 Kl、以及電壓調(diào)整芯片1 ；第一供電電池組Gl的正極經(jīng)第一二極管Dl與第一充電輸入接口 Kl相連；第一供電電池組Gl的正極還經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3與電壓調(diào)整芯片1的輸入端相連；第三二極管D3與電壓調(diào)整芯片1輸入端的連接節(jié)點(diǎn)與地之間串聯(lián)有儲(chǔ)能電容C;還包括垂直第一供電電池組Gl置于殼體內(nèi)的第二供電電池組G2、平行第一供電電池組Gl置于殼體內(nèi)的第一備份電池組G3、平行第二供電電池組G2置于殼體內(nèi)的第二備份電池組G4、以及第二充電輸入接口 K2 ；第二二極管D2和第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)第五二極管D5與第二供電電池組G2的正極相連；第二供電電池組G2的正極經(jīng)第四二極管 D4與第二充電輸入接口 K2相連；第一備份電池組G3和第二備份電池組G4分別經(jīng)第六二極管D6和第七二極管D7與電壓調(diào)整芯片1的輸入端相連；儲(chǔ)能電容C與地之間串聯(lián)有限流保護(hù)電阻Rl ；第一二極管Dl和第二二極管D4的兩端分別并聯(lián)有第二測(cè)量電阻R2和第三測(cè)量電阻R3。所述第二二極管D2與第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)與第五二極管D5之間串聯(lián)有至少一個(gè)第二電壓調(diào)整二極管D9 ；第二二極管D2與第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)與第二二極管D2之間串聯(lián)有至少一個(gè)第一電壓調(diào)整二極管D8。具體實(shí)施時(shí)，第一電壓調(diào)整二極管D8和第二電壓調(diào)整二極管D9的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。電壓調(diào)整芯片選用MAX8882EUTAQ芯片，其輸入電壓要求為2. 5V-6. 5V ；而芯片內(nèi)中心控制器需要兩種電壓供電才能進(jìn)行正常工作，故其輸出電壓為3. 3V和2. 5V(其實(shí)只有輸入電壓大于3. 3V，才能保證3. 3V輸出正常)。第一供電電池組Gl與第二供電電池組G2均由兩節(jié)型號(hào)為0420306的鋰電池構(gòu)成，單節(jié)鋰電池的電壓為3. 7V，容量為170mAh， 則雙節(jié)鋰電池的電壓為7. 4V (兩節(jié)電池充滿時(shí)通常為7. 8V);第一備用電池組G3與第二備用電池組G4均由抗過載能力強(qiáng)的三節(jié)型號(hào)為SR44W的扣式氧化銀電池組成，單節(jié)氧化銀電池電壓為1. 55V，容量為200mAh，則三節(jié)電池串聯(lián)后電壓為4. 65V。二極管、二極管以及電壓調(diào)整二極管均選用IN4007，其壓降通常為0.7V。測(cè)量電阻R2、R3選用IOk的電阻；儲(chǔ)能電容C選擇F級(jí)軍品直插式107 (100 μ F)瓷介質(zhì)電容；限流保護(hù)電阻Rl選擇11 Ω的直插式電阻。由于電壓調(diào)整芯片的輸入電壓范圍要求在2. 5V到6. 5V之內(nèi)，因此第一電壓調(diào)整二極管D8與第二電壓調(diào)整二極管D9均只需要串聯(lián)一個(gè)，這樣，供電電池組的電壓就是經(jīng)三個(gè)二極管分壓后輸入到電壓調(diào)整芯片，輸入電壓為Ul=7. 4-3*0. 7=5. 3 (V)；備份電池組經(jīng)一個(gè)二極管后輸出的電壓為U2=4. 65-0. 7=3.95 (V)。得知U1>U2，所以輸入到電壓調(diào)整芯片的電壓為5. 3V，備份電池組電量不損耗。按以下公式對(duì)所需儲(chǔ)能電容的容量進(jìn)行近似計(jì)算 保持期間所需能量=儲(chǔ)能電容減少的能量
保持期間所需能量
權(quán)利要求
1.組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊，包括第一供電電池組(G1)、第一充電輸入接口(K1)、以及電壓調(diào)整芯片(1)；第一供電電池組(Gl)的正極經(jīng)第一二極管(Dl)與第一充電輸入接口(Kl)相連；第一供電電池組(Gl)的正極還經(jīng)第二二極管(D2)和第三二極管 (D3)與電壓調(diào)整芯片(1)的輸入端相連；第三二極管(D3)與電壓調(diào)整芯片(1)輸入端的連接節(jié)點(diǎn)與地之間串聯(lián)有儲(chǔ)能電容(C)；其特征在于還包括垂直第一供電電池組(Gl)置于殼體內(nèi)的第二供電電池組(G2)、平行第一供電電池組(Gl)置于殼體內(nèi)的第一備份電池組 (G3)、平行第二供電電池組(G2)置于殼體內(nèi)的第二備份電池組(G4)、以及第二充電輸入接口(K2)；第二二極管(D2)和第三二極管(D3)的連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)第五二極管(D5)與第二供電電池組(G2)的正極相連；第二供電電池組(G2)的正極經(jīng)第四二極管(D4)與第二充電輸入接口(K2)相連；第一備份電池組(G3)和第二備份電池組(G4)分別經(jīng)第六二極管(D6)和第七二極管(D7)與電壓調(diào)整芯片(1)的輸入端相連；儲(chǔ)能電容(C)與地之間串聯(lián)有限流保護(hù)電阻(Rl);第一二極管(Dl)和第四二極管(D4)的兩端分別并聯(lián)有第二測(cè)量電阻(R2)和第三測(cè)量電阻(R3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊，其特征在于所述第二二極管(D2)與第三二極管(D3)的連接節(jié)點(diǎn)與第五二極管(D5)之間串聯(lián)有至少一個(gè)第二電壓調(diào)整二極管(D9)；第二二極管(D2)與第三二極管(D3)的連接節(jié)點(diǎn)與第二二極管 (D2 )之間串聯(lián)有至少一個(gè)第一電壓調(diào)整二極管(D8 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及供電模塊技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊。本發(fā)明解決了現(xiàn)有高過載電子記錄裝置的供電模塊在瞬態(tài)高過載時(shí)無法實(shí)現(xiàn)不間斷供電的問題。組合互補(bǔ)式瞬態(tài)高過載不間斷供電模塊，包括第一供電電池組G1、第一充電輸入接口K1、以及電壓調(diào)整芯片；第二二極管D2和第三二極管D3的連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)第五二極管D5與第二供電電池組G2的正極相連；第二供電電池組G2的正極經(jīng)第四二極管D4與第二充電輸入接口K2相連；第一備份電池組G3和第二備份電池組G4分別經(jīng)第六二極管D6和第七二極管D7與電壓調(diào)整芯片的輸入端相連。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，可廣泛適用于所有的高過載電子記錄裝置。
文檔編號(hào)H02J9/06GK102290857SQ20111024299
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者任永峰, 周振, 文豐 申請(qǐng)人:中北大學(xué)