[发明专利]一种适用于无线远程数据终端设备的电池并联供电电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池并联供电电路，该电路具有简单、高效、大电流输出的特点，适合于无线远程数据终端设备。

背景技术

无线远程数据终端，就是集数据采集、存储、传输技术于一体的终端设备，主要用于把现场的仪表数据通过无线传输的方式上传到数据中心，利于进行数据分析和处理。随着智慧城市、智慧地球等战略的实施，这种设备的需求正在逐年上升。无线远程数据终端具备以下特点：

⑴使用环境恶劣。众所周知，大部分无线远传终端设备工作于野外，受环境温度变化、潮湿、雨淋等因素的影响比较大。

⑵市电供电不方便。很多工作于野外的无线远程数据终端远离市区，很难通过引入市电的方式为其供电。

⑶供电电源需具有大电流输出能力。无线远程数据终端本身集成无线传输模块，在数据传输瞬间电流消耗很大，最大能达到2A。

⑷使维护周期尽可能长，最好能达到3年以上。用户希望采用其他供电方式时，尽量维持其一次使用时间，即减少维护次数。

因此，解决供电技术，成为实现无线远程数据终端的关键。可供选择的供电方式有：太阳能供电系统、蓄电池、工业用一次性电池。太阳能供电系统造价昂贵，现场施工复杂，不利于无线远程数据终端普遍使用；而蓄电池对环境的要求比较高，实施也比较麻烦，相对造价也比工业用一次性电池要高。从价格、实施复杂度等方面综合考虑，采用工业用一次性电池供电是比较可行的供电方式，而一次性电池以大容量锂亚电池更为合适，如艾博尔ER34615H、ER34615M等型号。

无线远程数据终端主工作模块一般采用低功耗芯片，供电电压一般为3.3V，而集成的无线远传模块一般为GPRS模块，工作电压一般要求为4.2V，因此，供电电源至少要能够提供这两种电压输出。由于单个电池的输出电压为3.6V，因此必须把电源变换后才能满足输出要求。

针对这种情况可以采用的电池供电方式有：电池串联降压和电池并联升压。从目前市场上的产品来看，电池串联降压比较常用，但传统的串联降压方法，其转换效率较低，电池利用率也比较低。本发明提供一种是采用电池并联升压来实现为无线远程数据终端供电的方法。

发明内容

本发明提供一种适用于无线远传终端使用的电池并联升压供电电路，该电池并联升压供电电路具有工作温度范围宽，转换效率高，电池利用率高，输出电流能力强等特点。

本发明采用的技术方案如下：

一种适用于无线远程数据终端设备的电池并联供电电路，包括并联电池组、超级电容和转换电路。

并联电池组由多个单电池串联电路并联而成，每个单电池串联电路由一个单电池串联一个二极管构成。电池一般选用容量大、放电能力强的一次性工业用锂压电池。由于并联在一起的电池存在一致性问题，即并联在一起的电池在输出电压、内阻等电性能方面很难做到完全一致，而一次性锂亚电池禁止充电，为了防止由于并联在一起的电池由于一致性差而产生互相充电的问题，在每节电池的正极串联一个二极管，串联的二极管至少应满足：正向电流为100mA时，正向压降小于等于0.4V。

单节电池的电流输出能力有限，数量有限的电池并联在一起，其电流输出能力也有限，无法满足无线远程数据终端中的无线远传模块进行数据传输时的电流需求，最大需要2A。考虑到该电流只是脉冲电流，而不是持续电流，因此，为了提高脉冲电流输出能力，在转换电路之前，电池并联输出之后，并联一个超级电容。超级电容的选择需满足如下要求，其中C_min为满足要求的超级电容的最小容量值，单位为法拉，I为平均工作电流，单位为安培，dt为运行时间，单位为秒，V_max为最大工作电压，V_min为最小工作电压，单位都是伏特：

Cmin=I·dtdU=I·dt(Vmax-Vmin)]]>