無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1．2 供電管理單元
供電管理單元具有2方面的功能：一是為了不使鋰電池深度放電，需要對(duì)其放電門(mén)限進(jìn)行設(shè)置；二是獲取當(dāng)前電池的電壓以決定節(jié)點(diǎn)采取的功耗模式。
由MAX680及MAX8211構(gòu)成的鋰電池放電門(mén)限設(shè)置電路如下圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162090.htm
在該電路中，當(dāng)鋰電池電壓下降到由R1和R5所決定的門(mén)限電壓時(shí)，MAX8211就會(huì)截止MAX680的供電電壓，最后使IRF541處于關(guān)閉狀態(tài)而斷開(kāi)供電電池與負(fù)載電路。IRF541功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電流小于0．5 mA，關(guān)閉漏電流僅為8μA以下。該電路的啟動(dòng)門(mén)限Vu和截止門(mén)限V1與外加電阻R5，R6和R7之間的關(guān)系可由下式給出：
為了能夠執(zhí)行有效的電源管理，需要了解電池能量的儲(chǔ)存情況，并根據(jù)任務(wù)需求和自身能量狀態(tài)調(diào)整工作狀態(tài)和通信策略。設(shè)計(jì)中采用LM4041電壓基準(zhǔn)芯片，有微處理器采樣其端電壓，并計(jì)算電池的實(shí)際電壓值以供程序處理，其原理圖如圖4所示。
U4為L(zhǎng)M4041—1．2，該芯片為微功耗精密穩(wěn)壓管。電阻Rs負(fù)責(zé)提供穩(wěn)壓電流IL和負(fù)載電流IQ。Rs的取值應(yīng)滿足流過(guò)穩(wěn)壓管的電流IQ不超過(guò)IQmin和IQmax。Rs的計(jì)算公式如下：
式中：當(dāng)VS取4．2 V，VR取1．2 V，IL+IQ約為120 A，計(jì)算出Rs取值約為27 kΩ。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，使用ADC0測(cè)量穩(wěn)定電壓VQ，選用電池供電電壓作為ADC的參考電壓Vref。當(dāng)PC0置“0”時(shí)Q3導(dǎo)通，ADC0的讀數(shù)為ADC_Data。ADC_Data與參考電壓Vref的關(guān)系如式(4)所示：
式中：VQ為固定值1．2 V；ADC_FS為輸入滿量程的測(cè)量值，是一個(gè)常數(shù)如10 b的ADC為1 024。由式可以計(jì)算出Vref也就得到電池的實(shí)際電壓。
評(píng)論