面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元

摘要

本发明公开了一种面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元，包括MC9S12XS128最小系统，以及分别接入MC9S12XS128最小系统的电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、光伏充电电路。本发明能有效对光伏电源的充放电进行管理，通过本发明可有效延长光伏电源的寿命，为延长物联网节点的有效工作时间提供了保证。

主权项

面向农业物联网测控节点的光伏电源管理单元，其特征在于：包括MC9S12XS128最小系统，以及分别接入MC9S12XS128最小系统的电压采集电路、电流采集电路、温度采集电路、光伏充电电路；所述MC9S12XS128最小系统由型号为MC9S12XS128的单片机U1构成，单片机U1的VRH引脚与VRL引脚之间接有电容C7，单片机U1上接入有复位电路、AD转换参考电路、时钟电路、插座接口电路、滤波电路、电量显示电路；所述电压采集电路包括型号为LTC6803‑4的电压采集芯片U4，电压采集芯片U4的V+引脚与C12引脚之间接入由电阻R10与电阻R13构成的并联支路一的一个并联端，并联支路一另一个并联端通过电感L1接入光伏电源一路电压信号，并联支路一另一个并联端还连接有由二极管D2、D3、D4构成的并联支路二的一个并联端，并联支路二的另一个并联端通过电容C12与电压采集芯片U4的C12引脚连接，并联支路二的另一个并联端与电容C12之间还接入光伏电源的另一路电压信号，电压采集芯片U4的A0‑A3引脚、GPIO1‑GPIO2引脚、VOS引脚、NC引脚、V‑引脚共接后接地，电压采集芯片U4的VTEMP2引脚通过依次串接的电阻R18、电容C14接地，电压采集芯片U4的VREF引脚接入电阻R18、电容C14之间，电压采集芯片U4的WDTB引脚通过依次串接的电阻R17、电容C13接地，电压采集芯片U4的VREG引脚接入电阻R17、电容C13之间，电压采集芯片U4的SDO引脚通过电阻R16接入电阻R17、电容C13之间，电压采集芯片U4的CSBI引脚通过电阻R11与一个型号为ADuM1401的隔离芯片U3的VOA引脚连接，电压采集芯片U4的SDO引脚通过电阻R12与隔离芯片U3的VID引脚连接、电压采集芯片U4的SDI引脚通过电阻R14与隔离芯片U3的VOB引脚连接，电压采集芯片U4的SCKI引脚通过电阻R15与隔离芯片U3的VOC引脚连接，隔离芯片U3的VE2引脚接入电阻R17、电容C13之间，隔离芯片U3的GND2引脚接地，隔离芯片U3的VDD1引脚接入电压VCC_5，隔离芯片U3的GND1引脚接地，隔离芯片U3的VIA、VIB、VIC分别接入单片机U1，隔离芯片U3的VOD引脚接入一个二极管D1的阴极，二极管D1的阳极接入单片机U1，隔离芯片U3的VE1引脚接入电压VCC_5；所述电流采集电路包括型号为LM158的运算放大器U7A，运算放大器U7A的同相输入端依次通过串接的电阻R60、电容C34、电阻R57与运算放大器U7A的反相输入端连接，电阻R60与电容C34之间通过导线接入光伏电源电流信号，电阻R57与电容C34之间通过导线接入外部充电控制信号，电容C34与电阻R57之间通过电容C32接地，电容C34与电阻R60之间通过依次串接的电容C36、电阻R59与运算放大器U7A的同相输入端连接，电容C36、电阻R59之间有导线引出接地，运算放大器U7A的反相输入端与输出端之间连接有相互并联的电容C31、电阻R56，运算放大器U7A的输出端通过电阻R58接入单片机U1，运算放大器U7A的输出端还通过依次串联的电阻R58、电容C35接地，电阻R58、电容C35之间有导线引出并连接至单片机U1；所述温度采集电路包括多个温感NTC2‑NTC9，多个温感NTC2‑NTC9一一对应串接有电阻R40‑R47后，再相互并联构成温度采集电路，温度采集电路一个并联端接入电压VCC_5，温度采集电路另一个并联端接地，每个温感与各自对应串接的电阻之间分别有导线引出，每个温感与各自对应串接的电阻之间引出导线分别接入单片机U1；所述光伏充电电路包括型号为LM2576HV‑ADJ的稳压管U6、型号为AO4409的MOS管U8，稳压管U6的第一个引脚通过导线接入光伏电源正极，稳压管U6的第三个引脚通过电阻R54接入光伏电源负极，稳压管U6的第一个引脚与第三个引脚之间接入电容C30，稳压管U6的第三个引脚、第五个引脚还分别接地，稳压管U6的第二个引脚接入一个二极管D15的阴极，二极管D15的阳极接地，稳压管U6的第二个引脚还接入一个电感L4的一端，电感L4的另一端接有两路导线，电感L4的另一端上一路导线通过电容C29接地，电感L4的另一端上另一路导线通过依次串接的电阻R48、电阻R51接地，稳压管U6的第四个引脚接入电阻R48、电阻R51之间，电感L4的另一端与电阻R48之间通过导线接入MOS管U8的源极，MOS管U8的源极还通过依次串接的电阻R49、电阻R50与一个三极管Q2的集电极连接，MOS管U8的栅极接入电阻R49、电阻R50之间，MOS管U8的漏极接入单片机，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R52接入单片机，三极管Q2的基极还通过相互并联的电容C42、电阻R53接地。