一种弹载遥测电源管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及电源管理技术，尤其涉及一种弹载遥测电源管理系统。


背景技术：

2.弹载遥测设备需要电池供电，目前弹载遥测设备在电源开关接通后，电池直接向弹载遥测设备的用电装置提供电能，而从弹载遥测设备装载于弹上到实际使用会间隔一段时间，在这段时间内，电池也处于供电状态，导致电能的浪费，甚至导致在实际使用时电量不足。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题的至少一个，本实用新型提供了一种弹载遥测电源管理系统。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种弹载遥测电源管理系统，包括：主板，所述主板上具有低功耗管理模块、人机交互模块、电池保护模块、和与弹载遥测设备相连的负载电源开启控制模块；所述负载电源开启控制模块通过所述电池保护模块与弹载遥测设备的电池相连；所述低功耗管理模块分别与所述负载电源开启控制模块和所述人机交互模块通讯连接。
6.作为可选实施方式，所述主板上还具有电池状态监测模块，所述电池状态监测模块分别与所述电池保护模块和所述低功耗管理模块通讯连接。
7.作为可选实施方式，所述主板上还具有电源输入保护模块，所述负载电源开启控制模块通过所述电源输入保护模块与外部电源相连。
8.作为可选实施方式，所述电池保护模块包括过充保护电路、过压保护电路、电流检测电路、和电压检测电路，所述电池分别与所述电流检测电路、电压检测电路、过充保护电路和过压保护电路相连接。
9.作为可选实施方式，所述负载电源开启控制模块包括pmos管 q4和三极管q5；
10.所述电池的输出端与所述pmos管q4的源极相连，所述电池的输出端还通过电阻r35与所述pmos管q4的栅极相连；所述pmos 管q4的栅极通过电阻r37与所述三极管q5的集电极相连；所述三极管q5的发射极通过电阻r40与其基极相连，所述三极管q5 的发射极接地；
11.所述三极管q5的基极通过电阻r38与所述低功耗管理模块的输出端相连；所述pmos管q4的漏极通过二极管d8与所述弹载遥测设备相连，所述pmos管q4的漏极还通过电阻r36与所述低功耗管理模块的输入端相连，所述电阻r36与所述低功耗管理模块相连的一端还通过电阻r39接地，所述电阻r39并联有稳压二极管d10。
12.作为可选实施方式，所述负载电源开启控制模块包括pmos管 q1、三极管q2和三极管q3；
13.所述电源输入保护模块的电源输出端与所述pmos管q1的源极相连，所述电源输入
保护模块的电源输出端还通过电阻r28与所述pmos管q1的栅极相连，以及通过电阻r27与所述三极管q2 的集电极相连；所述三极管q2的发射极通过电阻r34与其基极相连，并且所述三极管q2的发射极接地；
14.所述三极管q2的基极通过电阻r32与所述低功耗管理模块的输出端相连；所述pmos管q1的栅极还通过电阻r30与所述三极管q3的集电极相连；所述三极管q3的基极通过电阻r33与三极管q2的集电极相连，并且所述三极管q3的发射极接地；
15.所述pmos管q1的漏极通过二极管d7与所述弹载遥测设备相连，所述pmos管q1的漏极还通过电阻r29与所述低功耗管理模块的输入端相连，所述电阻r29与所述低功耗管理模块连的一端还通过电阻r31接地连接，所述电阻r31并联有稳压二极管d8。
16.作为可选实施方式，所述电源输入保护模块包括电源极性选通电路和电压钳位电路，所述电源极性选通电路和所述电压钳位电路分别与所述外部电源相连。
17.作为可选实施方式，所述主板上还具有充电管理模块和充电开关控制模块；
18.所述电源输入保护模块依次通过所述充电管理模块、所述充电开关控制模块和所述电池保护模块与所述电池相连。
19.作为可选实施方式，所述充电管理模块包括充电电流控制电路。
20.作为可选实施方式，所述充电开关控制模块为具有单向导通特性的开关电路，所述充电管理模块通过所述充电开关控制模块向所述电池保护模块提供电压。
21.作为可选实施方式，所述充电开关控制模块包括pmos管q6 和三极管q7；
22.所述pmos管q6的源极与所述电池保护模块的电源输出端相连，所述pmos管q6的漏极与所述充电管理模块相连，所述pmos 管q6的栅极通过电阻r176与其源极相连；
23.所述pmos管q6的栅极还通过电阻r177与所述三极管q7的集电极相连，所述三极管q7的基极通过电阻r178与所述充电管理模块的输出端相连，所述三极管q7的发射极通过电阻r179与其基极相连，并且所述三极管q7的发射极接地；所述充电管理模块的电源输出端与接地端之间并联有稳压二极管d67。
24.作为可选实施方式，所述电池通过电缆与所述电池保护模块相连。
25.上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：
26.本实用新型的电源管理系统通过负载电压开启控制模块，使电池不直接与弹载遥测设备的用电装置连接，在弹载遥测设备需要正常工作时，工作人员可通过人机交互模块发送控制信号，使低功耗管理模块向负载电源开启控制模块发送电源接通的信号，控制电池向弹载遥测设备供电，从而根据弹载遥测设备工作状态的变化，使电池与弹载遥测设备之间断开或接通，减少电池不必要的供电连接，节约电能。
27.本实用新型通过将人机交互模块、低功耗管理模块、电池保护模块和负载电源开启控制模块等电路模块集成在同一主板上，使电路主板结构紧凑，节约安装空间。
附图说明
28.附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
29.图1是本实用新型实施例的电源管理模块的逻辑示意图；
30.图2是本实用新型的负载电源开启控制模块的电路原理示意图；
31.图3是本实用新型的充电开关控制模块的一种电路原理示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
34.参照图1，本实用新型实施例提供了一种弹载遥测电源管理系统，包括：主板，主板上具有低功耗管理模块101、人机交互模块 102、电池保护模块104、和与弹载遥测设备301相连的负载电源开启控制模块103；负载电源开启控制模块103通过电池保护模块 104与弹载遥测设备301的电池201相连；低功耗管理模块101分别与所述电源开启控制模块103和人机交互模块102通讯连接。负载电源开启控制模块103通过低功耗管理模块101获取人机交互模块102的控制信号，并基于控制信号控制弹载遥测设备301 的电源接通或关断。
35.本实施例通过负载电源开启控制模块103一方面通过电池保护模块104与弹载遥测设备301的电池201相连，另一方面负载电源开启控制模块103还通过低功耗管理模块101与人机交互模块102相连，工作人员可通过人机交互模块发送控制信号，使低功耗管理模块向负载电源开启控制模块发送电源接通的控制信号，从而控制电池向弹载遥测设备供电，实现根据弹载遥测设备301 工作状态的变化，使电池201与弹载遥测设备之间断开或接通，减少电池不必要的供电连接，达到降低能耗的效果。
36.参照图1，作为本实例的优选实施方式，主板上还具有电池状态监测模块105用于监测电池201的电压、电流、温度等电池状态信息，并能够通过数字接口输出电池状态信息，电池状态监测模块105分别与电池保护模块104和低功耗管理模块101通讯连接，低功耗管理模块101通过电池状态监测模块105获取电池201 的状态信息。低功耗管理模块101能够获取电池状态监测模块105 和电池保护模块104的工作状态信息，也能够通过电池状态监测模块105和电池保护模块104获取电池201的状态信息，再通过人机交互模块102，将这些信息发送给外部设备，便于外部设备实时掌控弹载遥测电源管理系统的工作状态。低功耗管理模块101 能够通过人机交互模块102接收外部控制信号，管理负载电源开启控制模块103的接通或断开，实现对弹载遥测设备301的工作管理。
37.本实施例中，人机交互模块102用于实现电源管理系统与外部设备的信息交互，人机交互模块102可采用现有的输入输出电路模块，例如，以显示电路为人机交互模块102的显示输出模块，可以显示电池电量、电压、电流、接通情况等信息，工作人员可以通过人机交互模块102实时掌握电源管理系统的工作状态，也可以以键盘、开关按键等输入设备为人机交互模块102的输入模块，工作人员可以通过人机交互模块102触发电源接通、断开等控制信号。
38.本实施例中，电池保护模块104用于实现电池的充放电保护、过压保护、电压和电流的检测等功能；电池保护模块可选用现有的电池保护电路，包括过充保护电路、过压保护电路、用于检测电池充放电电流的电流检测电路、和用于检测电池电压的电压检测电路等
其中的一个或多个电路模块，电池201分别与电流检测电路、电压检测电路、过充保护电路和过压保护电路相连接。电池保护模块104用于自动检测电池201的充放电电流，并在过充过放时，触发过充过放保护功能，电池保护模块104还用于自动检测电池201电压，当发检测到过压时，触发过压保护功能。
39.参照图1，作为本实施例的优选实施方式，低功耗管理模块 101用于连接人机交互模块102和负载电源开启控制模块103，一方面将人机交互模块102发送的控制电池接通或断开的控制信号传输给负载电源开启控制模块103，为实现该功能，本实施例的低功耗管理模块101可采用现有的低功耗晶体管或三极管等电路实现开关控制信号的传输，以实现用负载电压开启控制模块103接通或断开电池201与弹载遥测设备301之间的电气连接，另一方面，通过电池状态监测模块105、电池保护模块104等电路模块与电池201连接，接收电池保护模块104和电池状态监测模块105 监测到的电池的电压、电流、电量、电池接通或断开等信息，并发送给人机交互模块，为实现该功能，本实施例的低功耗管理模块101可采用现有的采样电路、放大电路、通讯电路、显示驱动电路等一个或多个电路模块组成，也可直接选用具有相应控制功能的单片机，利用单片机的集成度，实现一个芯片的集中控制，能够有效减少电路模块。通过单片机分别与人机交互模块102、电池状态监测模块105和负载电源开启控制模块103相连，提高电路集成度，降低能耗。
40.本实施例当低功耗管理模块101接收到人机交互模块102控制电池接通的触发信号时，低功耗管理模块101向负载电源开启控制模块103发送控制信号，负载电源开启控制模块103接通电池201与弹载遥测设备301之间的电路连接，使得电池201向弹载遥测设备301供电。当低功耗管理模块101接收到人机交互模块102控制电池201断开的触发信号时，低功耗管理模块101向负载电源开启控制模块103发送控制信号，负载电源开启控制模块103切断电池201与弹载遥测设备301之间的电路连接，停止弹载遥测工作。人机交互模块的触发信号可以为开关信号，也可以为模拟信号。
41.参照图1，作为本实施例的优选实施方式，主板上还具有电源输入保护模块106，负载电源开启控制模块103通过电源输入保护模块106与外部电源相连。电源输入保护模块106一方面能够限制电源输入极性，确保电源输入极性争取，电源输入保护模块106 可采用现有的电源极性选通电路，例如利用二极管的单向导电性，构成电源极性选通电路，通过电源极性选通电路与外部电源相连，实现对输入的电压方向进行筛选后向充电管理模块107提供电压；当输入电压反向时能自动切断外部电源输入；电源输入保护模块 106另一方面，能够限制电源输入电压，本实施例中，电源输入保护模块106还包括电压钳位电路，电压钳位电路可采用稳压二极管等组成，利用电压钳位电路与外部电源相连，当电源输入保护模块106当输入电压超出规定最大电压值时能够自动钳位，保护后续电路不被损害。
42.本实施例中，负载电源开启控制模块103，其主要由低功耗 pmos(positive channel metal oxide semiconductor，p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)和/或nmos (n-metal-oxide-semiconductor，n型金属氧化物半导体场效应晶体管)等元器件构成，负载电源开启控制模块103有两个输入源，一个是外部电源，通过电源输入保护模块106接入，另一个是内部电源，也就是电池，通过电池保护模块104接入，本实施例中，负载电源开启控制模块103接收低功耗管理模块101命令，能够开启或关闭外部电源，也能够开启或关闭内部电源，从而管理弹载遥测设备301的电源。
43.图2示出了负载电源开启控制模块103的电路原理示意图，作为本实施例的优选实施方式，其中，负载电源开启控制模块包括pmos管q1、三极管q2和三极管q3；外部电源通过电源输入保护模块106一方面与pmos管q1的源极相连，另一方面分别通过电阻r28与pmos管q1的栅极相连，以及通过电阻r27与三极管 q2的集电极相连；三极管q2的发射极一方面通过电阻r34与其基极相连，另一方面接地连接，同时，三极管q2的基极通过电阻r32 与低功耗管理模块的输出端相连；pmos管q1的栅极还通过电阻r30与三极管q3的集电极相连；三极管q3的基极通过电阻r33与三极管q2的集电极相连，并且三极管q3的发射极接地连接；pmos 管q1的漏极一方面通过二极管d7与负载连接，即与弹载遥测设备相连，另一方面，通过电阻r29与低功耗管理模块的输入端相连，电阻r29与低功耗管理模块相连的一端还通过电阻r31接地连接，电阻r31并联有稳压二极管d8。
44.负载电源开启控制模块还包括pmos管q4和三极管q5；电池 201的输出端通过电池包含模块104一方面与pmos管q4的源极相连，另一方面通过电阻r35与pmos管q4的栅极相连，所述pmos 管q4的栅极还通过电阻r37与三极管q5的集电极相连，三极管 q5的发射极一方面通过电阻r40与其基极相连，另一方面接地连接，同时，三极管的基极通过电阻r38与低功耗管理模块101的输出端相连；pmos管q4的漏极一方面通过二极管d9与负载连接，即与弹载遥测设备301相连，另一方面，通过电阻r36与低功耗管理模块101的输入端相连，电阻r36与低功耗管理模块101相连的一端还通过电阻r39接地连接，电阻r39并联有稳压二极管 d10。
45.参照图1和图2，当低功耗管理模块101输出的控制信号 ctrl_ex为低电平时，pmos管q1开启，外部电源输出，为负载供电；当低功耗管理模块101输出的控制信号信号ctrl_ex为高电平，pmos管q1关闭，停止外部电源供电，同时向低功耗管理模块 101输送外部电源的工作状态信号。
46.当低功耗管理模块101输出的控制信号ctrl_bat为高电平时， pmos管q4开启，内部电源输出为负载供电，低功耗管理模块101 输出的控制信号ctrl_bat为低电平时，pmos管q4关闭，停止内部电源输出，同时向低功耗管理模块101发送内部电源的工作状态信号，本实施方式的内部电源为电池201。
47.参照图1，作为本实施例的优选实施方式，主板上还具有充电管理模块107和充电开关控制模块108；充电管理模块107和充电开关控制模块108也可以采用现有的电路模块，以实现充电管理和充电开关控制，本实施例中，电源输入保护模块106依次通过充电管理模块107、充电开关控制模块108和电池保护模块104与电池201相连。本实施例通过充电管理模块107和充电开关控制模块108实现充电电路与电池201的可控隔离，当输入电源不满足要求时，充电管理模块107不接通充电开关控制模块108，从而保持电池201与充电管理模块107之间的电气连接断开，保证电能从充电管理模块107到电池201的单向流动。
48.作为可选实施方式，充电开关控制模块108为具有单向导通特性的开关电路，如可选用二极管或三极管等电路模块，充电管理模块107通过充电开关控制模块108向电池保护模块104提供电压。当充电管模块没有输入电源时，充电管理模块107不工作，此时充电开关控制模块108断开，防止电池201电能反向给充电管理模块107供电，当充电管理模块107有输入电源时，充电开关控制模块108接通，使充电管理模块107与电池201电路连通。
49.图3示出了充电开关控制模块108的一种电路原理示意图，作为本实施例的优选实
施方式，其中，充电开关控制模块108包括pmos管q6和三极管q7，pmos管q6的源极与电池保护模块104 的电源输出端相连，pmos管q6的漏极与充电管理模块107相连， pmos管q6的栅极一方面通过电阻r176与其源极相连，另一面通过电阻r177与三极管q7的集电极相连，三极管q7的基极通过电阻r178与充电管理模块的输出端相连，三极管q7的发射极一方面通过电阻r179与其基极相连，另一方面接地连接；充电管理模块107的电源输出端与接地端之间并联有稳压二极管d67。
50.参照图1和图3，当电池201接入，并且外部电源没有接入或接入不正确时，充电管理模块107通过其电源正常指示输出端口端输出低电平，此时电池保护模块104通过电阻r176将pmos管 q6的栅极电压拉高，使pmos管q6关闭，防止电池201反向给充电管理模块107供电；当外部电源接入正常时，充电管理模块107 通过其电源正常指示输出端输出高电平的控制信号，使得三极管 q7导通，进而使pmos管q6接通，实现外部电源对电池201的充电，稳压二极管d67起到电压冲击防护作用。
51.充电管理模块107还包括用于根据电池201的电压值调节充电电流大小的充电电流控制电路，能够自动检测电池201电压，并根据电池201电压控制输出给电池201的电流，实现试充电、充电与浮充的管理，充电电流控制电路可采用现有的电路模块充电电流控制电路目前在手机等电子设备的充电中已具有普遍应用。
52.本实施例中，电池201是电源管理系统的管理对象，也是弹载遥测设备301实际工作中的主要能量来源，电池201采用具有耐低温性能的电池201，其工作在-40℃的时候，能量输出能够达到总能量的70％，且电压波动平稳，电池201通过电缆与电池保护模块104相连。
53.综上，本实施例的电源管理系统能够通过低功率管理模块和负载电源开启控制模块103控制外部电源与弹载遥测设备301的之间的电气连接的接通或关断，以及控制电池201与弹载遥测设备301之间电气连接的接通或关断，从而控制弹载遥测设备301 的电源接通或关断，同时，本实施例的电源管理系统的主板上还设有电源输入保护模块106、充电管理模块107、充电开关控制模块108、电池状态监测模块105等电路模块，兼具了充电、放电、各个部件工作状态监测、负载开关机控制等功能，实现集弹载遥测设备301电源管理、充放电管理、人机交互等多种功能模块于一个主板上，通过主板上各电路模块的科学布局，使得电源管理系统结构紧凑，节约安装空间，电池201管理功能全面，操作方便，管理便捷。
54.需要说明的是，本实用新型的实施例中，低功耗管理模块、人机交互模块、电池状态监测模块、负载电源开启控制模块、电源输入保护模块、充电管理模块、充电开关控制模块、电池保护模块等电路模块可选用现有技术中具有相应功能的已知电路模块。
55.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。