專利名稱：間隙式負(fù)載的低功耗供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種間隙式負(fù)載的低功耗供電方法。具體涉及一種采用對蓄電單元的低功耗充電以實(shí)現(xiàn)為間隙式負(fù)載進(jìn)行供電的方法。
背景技術(shù)：
考慮節(jié)能與安全的需求，低功耗供電的設(shè)備和系統(tǒng)也越越多。特別是一些工業(yè)場合對設(shè)備的工作電流都有一定限制。在低功耗的自動化系統(tǒng)中，由于電流的限制會使設(shè)備的一些功能實(shí)現(xiàn)帶來困難。同時，實(shí)際系統(tǒng)中的一些設(shè)備功能確實(shí)都有間隙式工作的特點(diǎn)。如現(xiàn)場設(shè)備的無線通訊功能和顯示以及顯示器背光功能通常僅在參數(shù)設(shè)置和操作巡視時才是必要的。顯然，一些現(xiàn)場設(shè)備的無線通訊功能和顯示以及顯示器背光功能是設(shè)備電源的一個間隙式負(fù)載。目前，在低功耗系統(tǒng)供電的設(shè)備中都難以提供超過功耗限制的一些功能。如在目前Γ20πιΑ低功耗儀表產(chǎn)品中，由于功耗問題通常無線通訊功能和IXD顯示器背光功能都會難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)存在的缺陷提供一種間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，利用間隙式負(fù)載的特點(diǎn)，設(shè)計一種以較低功耗供電方式累積能量，以支持間隙式負(fù)載在工作間段內(nèi)達(dá)到較大功耗的工作狀態(tài)。具體是在間隙式負(fù)載非工作狀態(tài)時，供電電源只要用較小電流為蓄電單元充電；在間隙式負(fù)載工作時，僅由蓄電單元通過電源轉(zhuǎn)換器為負(fù)載提供較大的工作電流。這種供電方法特別適合于低功耗儀表的無線通訊和LCD背光電源。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是在負(fù)載非工作狀態(tài)，由一個切換開關(guān)使蓄電單元僅連接供電電源并處于小電流充電狀態(tài)；在負(fù)載工作狀態(tài)，切換開關(guān)使蓄電單元斷開供電電源，同時電源轉(zhuǎn)換器連接蓄電單元并將蓄電單元中的電量轉(zhuǎn)換為能使負(fù)載工作需要的電流。根據(jù)上述發(fā)明的構(gòu)思，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，其特征在于采用的供電系統(tǒng)包括一個可輸出電流
Il的供電電源，一個切換開關(guān)，一個蓄電單元，一個電源轉(zhuǎn)換器和一個需要工作電流12的負(fù)載；所述的供電電源經(jīng)切換開關(guān)和電源轉(zhuǎn)換器后連接負(fù)載，切換開關(guān)與蓄電單元相連接； 操作方式是所述的切換開關(guān)在控制信號S操作下使供電電源、蓄電單元、電源轉(zhuǎn)換器和負(fù)載具有兩種連接方式與工作狀態(tài)
(a).所述的切換開關(guān)使使蓄電單元與電源轉(zhuǎn)換器的連接回路斷開，使蓄電單元僅與供電電源連接成回路，供電電源用小于電流12值的輸出電流Il對蓄電單元充電，使蓄電單元存蓄電量P ；
(b).所述的切換開關(guān)使蓄電單元與供電電源的連接回路斷開，使蓄電單元僅與電源
3轉(zhuǎn)換器連接成回路，電源轉(zhuǎn)換器將蓄電單元的電量P轉(zhuǎn)換為輸出電流12輸送給負(fù)載； 上述間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，所述的蓄電單元是一個可充電的電池或電容器。 通常，當(dāng)蓄電單元是充電電池或電容時，供電電源是采用恒流方式對充電電池或電容充電。上述間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，所述的電源轉(zhuǎn)換器是由一個DC/DC電荷泵， 在蓄電單元與電源轉(zhuǎn)換器成回路連接時，DC/DC電荷泵將蓄電單元上的存蓄電量P轉(zhuǎn)換到一個使負(fù)載有穩(wěn)定工作電流12的電壓值V。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)通過控制蓄電單元的充放電的連接回路，可以在低功耗供電系統(tǒng)中使需要較大電流的負(fù)載在間隙方式下工作。


圖I是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。圖2是圖I中切換開關(guān)2使蓄電單元3與電源轉(zhuǎn)換器4的連接回路斷開，并使蓄電單元3僅與供電電源I成回路連接時方式與工作狀態(tài)。圖3是圖I中切換開關(guān)2使蓄電單元3與供電電源I的連接回路斷開，并使蓄電單元3僅與電源轉(zhuǎn)換器4成回路連接時的方式與工作狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合

如下
實(shí)施例一參見圖I、圖2和圖3，
本間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，采用的供電系統(tǒng)包括一個可輸出電流Il的供電電源1，一個切換開關(guān)2，一個蓄電單元3，一個電源轉(zhuǎn)換器4和一個需要工作電流12的負(fù)載 5 ;所述的供電電源I經(jīng)切換開關(guān)2和電源轉(zhuǎn)換器4后連接負(fù)載5，切換開關(guān)2與蓄電單元 3相連接；操作方式是所述的切換開關(guān)2在控制信號S操作下使供電電源I、蓄電單元3、電源轉(zhuǎn)換器4和負(fù)載5具有兩種連接方式與工作狀態(tài)
(a).所述的切換開關(guān)2使蓄電單元3與電源轉(zhuǎn)換器4的連接回路斷開，使蓄電單元3 僅與供電電源I連接成回路，供電電源I用小于電流12值的輸出電流Il對蓄電單元3充電，使蓄電單元3存蓄電量P;
(b).所述的切換開關(guān)2使蓄電單元3與供電電源I的連接回路斷開，使蓄電單元3僅與電源轉(zhuǎn)換器4連接成回路，電源轉(zhuǎn)換器4將蓄電單元3的電量P轉(zhuǎn)換為輸出電流12輸送給負(fù)載5 ；
實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下
所述的蓄電單元3是一個可充電的電池或電容器。通常，當(dāng)蓄電單元3是充電電池或電容時，供電電源I是采用恒流方式對充電電池或電容充電。因此供電電源I在實(shí)施時可以是一個輸出電流Il的恒流電源。所述的電源轉(zhuǎn)換器4是由一個DC/DC電荷泵，在蓄電單元3與電源轉(zhuǎn)換器4連接成回路時，DC/DC電荷泵將蓄電單元3上的存蓄電量P轉(zhuǎn)換到一個使負(fù)載5有穩(wěn)定工作電流12的電壓值V。
采用了 DC/DC電荷泵器件作為電源轉(zhuǎn)換器4時，對應(yīng)的DC/DC電荷泵器件可以將蓄電單元3上的存蓄電量P轉(zhuǎn)換到較高的穩(wěn)定電壓值V。這樣，如果負(fù)載的內(nèi)阻是R，只要 RX I2=V就可以為負(fù)載2提供穩(wěn)定的工作電流12。在實(shí)施中，一般的DC/DC電荷泵器件本身有一個ENABLE端可以關(guān)斷DC/DC電荷泵的輸入電流，如TI公司的REG710芯片。DC/DC電荷泵器件上的ENABLE端又可作為切換開關(guān)2的一部分。通過加在ENABLE端上的控制信號S可以關(guān)斷和接通與蓄電單元3的回路。在具體的低功耗設(shè)備中，本專利中的控制信號S是由設(shè)備的控制器所輸出的。通常設(shè)備還可以監(jiān)測蓄電單元3存儲電量P是否達(dá)到足夠的值，再來決定切換開關(guān)2的連接方式與狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，其特征在于采用的供電系統(tǒng)包括一個可輸出電流Il的供電電源(I)，一個切換開關(guān)(2)，一個蓄電單元(3)，一個電源轉(zhuǎn)換器(4)和一個需要工作電流12的負(fù)載(5);所述的供電電源⑴經(jīng)切換開關(guān)(2)和電源轉(zhuǎn)換器⑷后連接負(fù)載(5)，切換開關(guān)(2)與蓄電單元(3)相連接；操作方式是所述的切換開關(guān)(2)在控制信號S操作下使供電電源(I)、蓄電單元(3)、電源轉(zhuǎn)換器(4)和負(fù)載(5)具有兩種連接方式與工作狀態(tài)(a).所述的切換開關(guān)(2)使蓄電單元(3)與電源轉(zhuǎn)換器(4)的連接回路斷開，使蓄電單元⑶僅與供電電源(I)連接成回路，供電電源(I)用小于電流12值的輸出電流Il對蓄電單元⑶充電，使蓄電單元⑶存蓄電量P;(b).所述的切換開關(guān)(2)使蓄電單元(3)與供電電源(I)的連接回路斷開，使蓄電單元⑶僅與電源轉(zhuǎn)換器⑷連接成回路，電源轉(zhuǎn)換器⑷將蓄電單元⑶的電量P轉(zhuǎn)換為輸出電流12輸送給負(fù)載(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，其特征在于所述的蓄電單元(3)是一個可充電的電池或電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，其特征在于所述的電源轉(zhuǎn)換器(4)是由一個DC/DC電荷泵，在蓄電單元(3)與電源轉(zhuǎn)換器(4)連接成回路時，DC/DC電荷泵將蓄電單兀(3)上的存蓄電量P轉(zhuǎn)換到一個使負(fù)載(5)有穩(wěn)定工作電流12的電壓值 V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種間隙式負(fù)載的低功耗供電方法，是利用間隙式負(fù)載的特點(diǎn)，設(shè)計一種以較低功耗供電方式累積能量，以支持間隙式負(fù)載在工作間段內(nèi)達(dá)到較大功耗的工作狀態(tài)。具體是在間隙式負(fù)載非工作狀態(tài)時，供電電源只要用較小電流為蓄電單元充電；在間隙式負(fù)載工作時，僅由蓄電單元通過電源轉(zhuǎn)換器為負(fù)載提供較大的工作電流。這種供電方法典型的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)低功耗儀表的一些間隙式負(fù)載供電。特別適合于在低功耗儀表中為無線通訊和LCD背光等供電。
文檔編號H02J7/00GK102611158SQ201210066229
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者馮旭, 李斌, 李 誠, 沈天飛, 陳潔 申請人:上海大學(xué)