专利名称：一种传感器网络终端节点的电源电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器网络领域，具体涉及电源电路，尤其是终端节点的电源管理电路。
背景技术：
为了满足不同使用场合及开发阶段的不同要求，传感器网络的终端节点的电源输入部分往往会采用不同类型的供电方式。在开发阶段，通常会采用调试JTAG接口 ；在系统联合调试阶段，往往会采用稳定的直流电源供电，如5V电源输入；在实际工程使用时，往往会采用电池供电。
实际开发过程中，不同的电源往往会同时接入在节点上，如电池接在节点上时，同时又接上了外部电源直流电源或调试系统电源；接上调试系统电源时，又接上了外部直流电源。同时采用多个电源接入传感器网络系统时，往往会使系统中的元器件受到损坏。特别是如果电池位于节点上时，有可能会对电池进行充电。如果电池是非充电电池，可能引发安全事故。发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的旨在提供一种适用于传感器网络领域的终端节点的电源电路，增加节点电源电路的方便性和安全性，为终端节点提供安全和方便的供电电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种传感器网络终端节点的电源管理系统，包括电源输入隔离电路、电源输出隔离电路、电池保护电路、电池和电压转换电路，具有外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源、电池四种供电方式。
所述电源输入隔离电路采用包含三个并联的二极管D1、D2、D3，所述外部直流电源Jl接到二极管Dl的正极，所述USB接口电源J2接到二极管D2的正极，所述JTAG接口电源J3接到二极管D3的正极；每个二极管对于其中一种接入的电源是正向导通，而对另外两种接入的电源是反向截止，电源之间不会成为负载。
所述电源输入隔离电路的输出连接至电压转换电路以及电池保护电路。
所述电压转换电路接收所述电源输入隔离电路的输出，并进行电压转换后输出给电源输出隔离电路。
所述电池保护电路包含电阻以及PMOS管，所述电源输入隔离电路的输出通过电阻耦接至所述PMOS管的栅极，所述电池的负端接地，正端连接至所述PMOS管的源极，所述PMOS管的漏极端作为所述电池保护电路的输出端，连接至电源输出隔离电路的输出端。
所述电源输出隔离电路包含一个正向二极管D4，其正极连接所述电压转换电路的输出，负极和所述PMOS管的漏极连接并作为所述传感器网络终端节点的电源电路的输出端提供给传感器网络终端节点供电；所述正向二极管D4对电池其为反向截止，从而将电压转换电路和电池进行了隔离。
当外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源任意两种或三种同时接入所述传感器网络终端节点时，所述电源输入隔离电路中的所述二极管Dl、D2、D3将会对这三种电源进行相互隔离，电源之间不会相互成为负载；。只要存在外部直流电源Jl、USB接口电源J2、JTAG接口电源J3其中一种供电方式，电池保护电路将会切断电池和系统其他电源的联系，防止对电池进行误充电，当外部直流电源、调试系统接口电源任意一种非电池的供电方式有效时，如果接入了电池，那么所述电池保护电路中的所述PMOS管将会截止，从而所述电压转换电路输出的电压将无法输出到电池的正极无法对电池充电，从而保护了电池。当只有电池供电时，所述电源输出隔离电路将会电路中的电压转换电路起隔离作用，所述PMOS管将导通，电池将有效对系统供电，对电池所述二极管D4为反向截止，从而将电压转换电路和电池进行了隔离。本发明的有益效果为:当电池在节点设备上没有取下时，如果接入外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源时，内部识别电路将会自动断开对电池部分，防止对电池进行误充电；当外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源两种或三种同时接入传感器网络终端节点时，电源输入隔离电路将会对这它们进行有效隔离，防止电源之间相互成为负载。
图1是本发明提供的一种传感器网络终端节点的电源电路示意图。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施案例对本发明作进一步说明。一种传感器网络终端节点的电源电路，如图1所示，包括电源输入隔离电路、电压转换电路、电池保护电路、电源输出隔离电路。最后，经过该电路后的输出电压将会给节点的其他部分供电。外部直流电源Jl经过二极管D1、USB接口电源J2经过D2、JTAG接口电源J3经过D3后接在一起，其输出分成两路，一路接在电源转换芯片Ul的5脚和8脚，另一路通过电阻R1、电阻R2接在PMOS管Pl的G极；电源转换芯片Ul的5脚和8脚接在一起后通过电容Cl到地；电源转换芯片Ul的I脚和2脚连接在一起，其输出分成两路，一路通过电容C2后和Ul的4脚接在一起，另一路通过二极管D4输出转换后的电压；电池的正极接在PMOS管Pl的S极；PM0S管的D极接在二级管D4的负极。所述电源输入隔离电路中的外部直流电源J1、USB接口电源J2、JTAG接口电源J3任意两种或三种同时接入时，电源输入隔离电路中的二极管Dl、D2、D3将会对这三种电源进行隔离，防止反向电流的损害。具体地，对于外部直流电源Jl来说，二极管Dl为正向导通管，二极管D2、D3为反向截止；对于USB接口电源J2来说，二极管D2为正向导通，二极管D1、D3为反向截止；对于JTAG接口电源J3来说，二极管D3为正向导通、二极管D1、D2为反向截止。因此，通过二极管D1、D2、D3，对外部直流电源J1、USB接口电源J2、JTAG接口电源J3三种类型的输入电源进行了反向供电保护。所述电压转换电路采用电源转换芯片实现，实现电源的变换和稳压；所述电源转换芯片采用LT1763，该芯片为500mA的微功率、低噪声、低压差稳压器，适合用于射频节点。
所述电池保护电路包括一片PMOS功率管，电阻R1、电阻R2。该PMOS管采用TI的CSD25303W015,该器件具备很低的导通电阻和栅极电荷。只要存在外部直流电源、USB电源、JTAG电源供电任意一种供电方式，所述电池保护电路将会切断电池和系统其他电源的联系，防止对电池进行误充电。具体地，当外部直流电源J1、USB接口电源J2、JTAG接口电源J3任意一种非电池的供电方式有效时，由于电阻Rl端为高电平，通过电阻R2分压后,PMOS的基极将处于高电平，PMOS管Pl将会截止；由于PMOS管Pl截止，从而电压转换电路输出的电压Vout将无法输出到电池的正极，进一步无法对电池充电，从而保护了电池。
所述电源输出隔离电路用以实现对电路中的电压转换电路起隔离作用。具体地，当只有电池供电时，由于电阻Rl无电压、电阻R2接地，因此PMOS管Pl的G极为低电平，PMOS管Pl将开启，从而电池的正极将和Vout端相连，电池将有效对传感网终端节点供电；另一方面，二极管D4对电池的正极来说，为反向截止，从而电池将无法对电压转换电路提供电流。
所述二极管D1、D2、D3、D4采用四路肖特基二极管阵列UC3611，该器件具有较低的导通压降。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种传感器网络终端节点的电源电路，其包括电源输入隔离电路、电压转换电路、电池保护电路及电源输出隔离电路，其具有外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源、电池四种供电方式，其特征在于: 所述电源输入隔离电路的输入端包含三个并联的二极管D1、D2、D3，所述二极管D1、D2、D3的正极分别接外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源，所述二极管D1、D2、D3的负极接在一起后一路输出到电压转换电路，另一路输出到电池保护电路； 所述二极管D1、D2、D3对于其中一种接入的电源是正向导通，而对另外两种接入的电源是反向截止，起到相互隔离作用；所述电压转换电路连接到所述电源输入隔离电路的输出端，进行电压转换后输出给所述电源输出隔离电路； 所述电池保护电路包含电阻Rl、R2以及PMOS管P1，所述电源输入隔离电路的输出通过电阻Rl、R2接至所述PMOS管的栅极；所述电池的正极连接至所述PMOS管的源极，所述PMOS管的漏极端作为所述电池保护电路的输出端，连接至电源输出隔离电路的输出端；所述电源输出隔离电路包含一个二极管D4，其正极连接所述电压转换电路的输出端，负极和所述PMOS管的漏极连接并作为所述传感器网络终端节点的电源电路的输出端提供给传感网终端节点供电；所述二极管D4对电池其为反向截止，以将电压转换电路和电池进行隔离； 当外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源任意两种或三种同时接入所述传感器网络终端节点时，所述电源输入隔离电路中的所述二极管Dl、D2、D3对所述三种电源进行相互隔离、保护； 当外部直流电源J1、USB接口电源J2、JTAG接口电源其中任一种供电方式时，电池保护电路切断电池和系统其他电源的联系，以防止对电池进行误充电；当外部直流电源、调试系统接口电源任意一种非电池的供电方式有效时，当接入了电池时，所述电池保护电路中的所述PMOS管Pl会截止，所述电压转换电路输出的电压无法输出到电池的正极无法对电池充电，以保护电池； 当只有电池供电时，所述电源输出隔离电路对电路中的电压转换电路起隔离作用，所述PMOS管将导通，电池有效对系统供电，所述二极管D4对电池为反向截止，以将电压转换电路和电池进行隔离。
全文摘要
一种传感器网络终端节点的电源电路，包括电源输入隔离电路、电压转换电路、电池保护电路及电源输出隔离电路，具有外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源、电池四种供电方式。当外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源其中两种或三种同时接入传感器网络终端节点时，电源输入隔离电路可对接入的电源之间进行有效隔离；只要存在外部直流电源、USB接口电源、JTAG接口电源其中一种供电方式，电池保护电路将切断它们和电池的联系，防止对电池进行误充电；只有电池供电时，电源输出隔离电路将对电压转换电路起隔离作用，防止对电压转换电路提供反向电流，避免损坏电路。
文档编号H02J7/34GK103151826SQ201310102588
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者虞致国, 顾晓峰, 胡峥, 张建国, 邵宇, 王晓涧 申请人:江南大学