[发明专利]基于风光互补的土壤墒情监测系统供能

权利要求书

1.一种用于土壤墒情传感器的供能系统，所述供能系统包括时间上互补的风光能量采集部分(1)、超级电容(2)、继电器模块I(3)、继电器模块II(4)、继电器模块III(5)、以LTC4070芯片为核心的充电控制电路(6)、1500mA，输出电压为3.7V的锂电池(7)、以CN301芯片和与门为核心的放电控制电路(8)、电池电压电流检测、电池SOC和SOH状态估计(9)、DC/DC变换稳压电路(10)，其特征在于太阳能电池板和风力发电机采集自然环境能量，作为土壤墒情传感器系统的所有能量来源。太阳能或风能充足时，继电器模块I(3)选择直流母线电压输出作为DC/DC变换稳压电路输入电压(10)且对超级电容(2)进行充电，同时充电控制电路(6)判断锂电池(7)荷电状态是否小于20％，小于时，直接选择直流母线输出电压通过充电控制电路(6)对锂电池(7)进行充电；不小于时，充电控制电路(6)不对锂电池(7)进行充电。太阳能和风能同时不足或没有而产生无法为DC/DC变换稳压电路(10)提供足够的电压或功率时，继电器模块I(3)断开，继电器模块II(4)切换到超级电容(2)的输出电压作为DC/DC变换稳压电路(10)的输入电压。太阳能和风能同时不足且超级电容(2)储存能量都无法为DC/DC变换稳压电路(10)提供足够的电压或功率时，继电器模块I(3)和II(4)断开，继电器模块III(5)切换到锂电池通过放电控制电路(8)作为DC/DC变换稳压电路(10)的输入电压。整个供电系统的输出电压由DC/DC变换稳压电路(10)提供，而DC/DC变换稳压电路(10)的输入电压则根据继电器模块I(3)、II(4)和III(5)进行相应地选择。

2.如权利要求1所述的以LTC4070芯片(12)为核心的充电控制电路(6)，其特征在于以专用的并联锂离子/锂聚合物电池充电器系统芯片LTC4070(12)为核心，以晶体管VT1(14)作为对锂电池(7)充电的控制回路，以微处理器STM32的I/O口(11)控制继电器线圈(13)通断晶体管VT1(14)的基极回路。

3.如权利要求1所述的以CN301芯片(18)和与门(19)为核心的放电控制电路，其特征在于放电控制电路以电池端电压检测芯片CN301(18)来判断处理锂电池放电的阈值电压，同时通过锂电池的SOC，以微处理器STM32的I/O口(15)输出相应高低电平并与CN301芯片(18)的LBO口输出的高低电平经过与门(19)输出逻辑控制信号，该逻辑控制信号通过控制继电器控制模块(20)来控制连接于锂电池正极电压输出线路中的继电器(21)的吸合和断开。