基于三光电路手持紫外仪的供电电路

技术领域

本发明涉及三光路手持紫外仪供电领域，尤其是基于三光路手持紫外仪的供电电路。

背景技术

架空输电线路绝缘子长期处于高电压、强场强运行条件下，同时承受户外风雨侵袭，不可避免会使得绝缘性能发生劣化。随着时间的日积月累，当劣化达到一定程度时，其直接表现就是发生电气设备发生放电现象。若不能及时发现电气设备放电现象，对故障设备进行修复或更换，任由放电持续发展，最终可能使得设备发生击穿、闪络等，使得故障的严重程影响范围大大增加。目前变电设备绝缘表面放电故障检测手段比较单一，大多采用的是紫外成像仪进行检测。但现有的紫外成像仪容易受测量距离和天气变化的影响，无法定量。为了解决架空输电线路绝缘子放电异常的情况，需要设计研发一种三光路手持紫外仪。

本发明的目的是实现一种基于三光路手持紫外仪的供电电路设计方法。发明基于三光路手持紫外仪的基础上，可以实现对手持紫外仪的电池充电，内部多电压等级的供电，USB充电等多种功能。由于三光路手持紫外仪的可用供电方式有USB端口或者一节2500mAH，3.7V的可充电锂电池，方案的供电方式选择是通过MAX8677CE芯片及其外围电路来实现的。MAX8677CE是美国Maxim公司生产的电源选择器和智能充电芯片，可以广泛地应用于无线手持设备、PDA、便携式多媒体播放器等装置的电源系统。此芯片采用DC和USB双电源输入端口，支持单节Li+电池充电功能；可实现DC/USB外部电源输入与Li+电池供电的自动切换；同时，该芯片还具备充电状态和故障指示、过压保护(OVP)、充电定时器等功能。本专利以MAX8677CE为核心进行电路设计。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是架空输电线路绝缘子放电异常的情况，需要设计研发一种三光路手持紫外仪，且基于三光路手持紫外仪的基础上，可以实现对手持紫外仪的电池充电，内部多电压等级的供电，USB充电等多种功能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于三光路手持紫外仪的供电电路，包括，供电方式选择电路，包括供电模块，所述供电模块包括供电芯片和芯片外围电路，所述供电芯片包括电源输入端口；以及，

低压差稳输出电路，包括稳压模块，所述稳压模块包括稳压芯片，所述稳压芯片的输入电压为3.6V，输出电压为3.3V；以及，

升压供电模块，所述升压供电模块与低压差稳输出电路连接；以及，

高压供电模块，所述高压供电模块与升压供电模块连接。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述电源输入端口包括DC电源输入端口和USB电源输入端口，所述DC电源输入端口和USB电源输入端口设有两个引脚，两个引脚可以组合或单独配置为外接电源的输入。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述电源输入端口的选择通过芯片PEN1管脚控制，所述芯片PEN1管脚为低电平时，设置USB电源输入端口工作，芯片PEN1管脚为高电平时，设置DC电源输入端口工作。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述供电芯片还包括充电电流，所述充电电流可设置为100mA或500mA模式，所述充电电流通过芯片PEN2引脚设置，所述芯片PEN2引脚为低电平时，设置充电电流为100mA，芯片PEN2引脚为高电平时，设置充电电流为500mA。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述芯片外围电路的设计包括，

CEN的输出端直接与GND相连并接地，实现常态低电平；

VL端引出接主电路的VL，VL端与GND之间设置一个0.1uf的电容；

CT端的10引脚与GND之间设置一个0.068uf的电容；

SYS端的20引脚直接与3.6V供电部分相连，SYS端的21引脚与SYS端的20引脚相连；

CHG端与外部的主电路CHG端相连，与主电路的VL串联一个560K的电阻；

DONE端与主电路的DONE端相连，与主电路的VL串联一个560K的电阻；

DC端的2引脚、3引脚相连，并与外部主电路的VIN相连；

USB端的15引脚、16引脚相连，并与外部主电路的接地端相连，同时与VIN电路间串联10uf的电容；

BAT端的17引脚、18引脚相连，并与外部主电路的接地端串联一个10uf的电容；

THM端与外部主电路的VL相连，并串联一个10K的电阻；

ISET端与接地端串联一个10K的电阻，PSET端与外部主电路的VL相连，并串联一个10K的电阻；

USUS端与外部主电路的接地端相连，串联一个10K的电阻，TSET端与接地端和VL端各串联一个开关。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述稳压模块还包括升压电阻，所述升压电阻与稳压芯片的3.6V输出端相连。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述低压差稳输出电路设计中，

IN端的管脚是电源输入口，工作电压范围为2.7～11.5V；

OFF端是输出关闭控制脚，低电平时输出关闭，当输出不进行开/关控制时，该管脚接到IN脚；

SET端是输出电压反馈输入脚，此管脚接地时，器件被设定为固定输出3.3V。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述SET端可以连接其他电阻，用于调节输出电压。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述稳压模块还包括输入旁路电容和输出旁路电容，所述输入旁路电容设置在IN端和接地端中间，所述输出旁路电容设置在OUT端和接地端中间。

作为本发明所述基于三光路手持紫外仪的供电电路的一种优选方案，其中：所述输入旁路电容和输出旁路电容的值均设置为10uf。

本发明的有益效果：本发明完成了三光路手持紫外仪的供电电路设计，使得三光路手持紫外仪可以选择DC充电和USB充电，同时电路的设置具有防止电流倒灌，具有抑制电流的作用，对地短路即使持续一定时间也不会损坏器件，可有效保障三光路手持紫外仪的可靠工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提供的一种实施例所述的基于三光路手持紫外仪的供电电路中供电方式选择电路的电路图；

图2为本发明提供的一种实施例所述的基于三光路手持紫外仪的供电电路中低压差稳压输出电路的电路图；

图3为本发明提供的一种实施例所述的基于三光路手持紫外仪的供电电路中模块连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1，本实施例提供了一种基于三光路手持紫外仪的供电电路，包括供电方式选择电路，包括供电模块100，所述供电模块100包括供电芯片101和芯片外围电路102，所述供电芯片101包括电源输入端口101a。

具体的，所述电源输入端口101a包括DC电源输入端口101a-1和USB电源输入端口101a-2，所述DC电源输入端口101a-1和USB电源输入端口101a-2设有两个引脚，两个引脚可以组合或单独配置为外接电源的输入，所述电源输入端口101a的选择通过芯片PEN1管脚101b控制，所述芯片PEN1管脚101b为低电平时，设置USB电源输入端口101a-2工作，芯片PEN1管脚101b为高电平时，设置DC电源输入端口101a-1工作。所述供电芯片101还包括充电电流，所述充电电流可设置为100mA或500mA模式，所述充电电流通过芯片PEN2引脚101c设置，所述芯片PEN2引脚101c为低电平时，设置充电电流为100mA，芯片PEN2引脚101c为高电平时，设置充电电流为500mA。

所述芯片外围电路102的设计包括，CEN的输出端直接与GND相连并接地，实现常态低电平；VL端引出接主电路的VL，VL端与GND之间设置一个0.1uf的电容；CT端的10引脚与GND之间设置一个0.068uf的电容；SYS端的20引脚直接与3.6V供电部分相连，SYS端的21引脚与SYS端的20引脚相连；CHG端与外部的主电路CHG端相连，与主电路的VL串联一个560K的电阻；DONE端与主电路的DONE端相连，与主电路的VL串联一个560K的电阻；DC端的2引脚、3引脚相连，并与外部主电路的VIN相连；USB端的15引脚、16引脚相连，并与外部主电路的接地端相连，同时与VIN电路间串联10uf的电容；BAT端的17引脚、18引脚相连，并与外部主电路的接地端串联一个10uf的电容；THM端与外部主电路的VL相连，并串联一个10K的电阻；ISET端与接地端串联一个10K的电阻，PSET端与外部主电路的VL相连，并串联一个10K的电阻；USUS端与外部主电路的接地端相连，串联一个10K的电阻，TSET端与接地端和VL端各串联一个开关。

如附图1所示，手持紫外仪要具备DC和USB供电功能，则选择MAX8677CE的PIN1进行外围电路设计，MAX8677CE的DC和USB两个外接电源输入端口，两个引脚可以组合或单独配置为外接电源的输入，两种模式的选择是由芯片PEN1管脚的电平高低决定的：低电平时，设置为USB端口输入模式；高电平时，设置为DC端口输入模式。PEN2引脚的设计：MAX8677CE提供了充电电流设置与热敏电阻实时保护的功能，充电时电流可以设置为100mA或500mA模式，充电电流的模式选择通过芯片的PEN2引脚来设置，PEN2为低电平时为100mA模式，高电平时为500mA模式。

由于三光路手持紫外仪的可用供电方式有USB端口或者一节2500m AH，3.7V的可充电锂电池，方案的供电方式选择是通过MAX8677CE芯片及其外围电路来实现的。MAX8677CE是美国Maxim公司生产的电源选择器和智能充电芯片，可以广泛地应用于无线手持设备、PDA、便携式多媒体播放器等装置的电源系统。此芯片采用DC和USB双电源输入端口，支持单节Li+电池充电功能；可实现DC/USB外部电源输入与Li+电池供电的自动切换；同时，该芯片还具备充电状态和故障指示、过压保护OVP、充电定时器等功能。本专利以MAX8677CE为核心进行电路设计。

以MAX8677CE为核心的供电电路，包括供电方式选择电路和低压差稳压输出电路两部分。

供电方式选择电路的设计为：手持紫外仪要具备DC和USB供电功能，则选择MAX8677CE的PIN1进行外围电路设计，MAX8677CE的DC和USB两个外接电源输入端口，两个引脚可以组合或单独配置为外接电源的输入，两种模式的选择是由芯片PEN1管脚的电平高低决定的：低电平时，设置为USB端口输入模式；高电平时，设置为DC端口输入模式。PEN2引脚的设计：MAX8677CE提供了充电电流设置与热敏电阻实时保护的功能，充电时电流可以设置为100mA或500mA模式，充电电流的模式选择通过芯片的PEN2引脚来设置，PEN2为低电平时为100mA模式，高电平时为500mA模式。

外围电路部分的设计：CEN的输出直接与GND相连并接地，实现常态低电平。VL引出接主电路的VL，VL与GND之间设计一个0.1uf的电容。CT引脚与GND之间设置一个0.068uf的电容，SYS的20引脚直接与3.6V供电部分相连，SYS的21引脚与20脚相连，CHG与外部的主电路CHG端相连，与主电路的VL串联一个560K的电阻。DONE与主电路的DONE相连，与主电路的VL串联一个560K的电阻。DC的2脚、3脚相连，并与外部主电路的VIN相连，USB的15脚、16脚相连，并与外部主电路的接地端相连，同时与VIN电路间串联10uf的电容，BAT的17脚、18脚相连，并与外部主电路的接地端串联一个10uf的电容，THM端与外部主电路的VL相连，并串联一个10K的电阻。ISET与接地端串联一个10K的电阻，PSET端与外部主电路的VL相连，并串联一个10K的电阻。USUS端与外部主电路的接地端相连，串联一个10K的电阻，TSET与接地端和VL端各串联一个开关，进行选择。

实施例2

参照图2，本实施例提供了一种基于三光路手持紫外仪的供电电路，包括低压差稳输出电路，包括稳压模块200，所述稳压模块200包括稳压芯片201，所述稳压芯片201的输入电压为3.6V，输出电压为3.3V。

具体的，所述低压差稳输出电路设计中，

IN端的管脚是电源输入口，工作电压范围为2.7～11.5V；OFF端是输出关闭控制脚，低电平时输出关闭，当输出不进行开/关控制时，该管脚接到IN脚；SET端是输出电压反馈输入脚，此管脚接地时，器件被设定为固定输出3.3V。所述SET端可以连接其他电阻，用于调节输出电压。所述稳压模块200还包括输入旁路电容202和输出旁路电容203，所述输入旁路电容202设置在IN端和接地端中间，所述输出旁路电容203设置在OUT端和接地端中间。所述输入旁路电容202和输出旁路电容203的值均设置为10uf。

如图2所示,低压差稳压输出电路，该模块选用MAX604 ESA芯片，其输入为DC 3.6V左右，输出为DC 3.3V 200m A。MAX604 ESA芯片是Maxim公司生产的低压差线性稳压器，具有双模工作方式，即除预置3.3V输出外，还能用外部电阻设置1.25V至11V的可调输出电压，输入电压范围为2.7V至11.5V。该芯片的功耗很低，静态电流典型值为15μA，最大为35μA，关断模式下的最大电流只有2μA。芯片具有完善的欠压、过载、过热、输出短路等保护功能。当输入电压小于输出电压6m V时，其内部输出场效应管将被关闭，因而可防止电流倒灌，该特性使此器件非常适合用于电池供电系统；当工作温度超过160℃时，输出将自动关闭，当温度降低后，输出会自动打开；当输出对地短路时，输出电流将被限制在350m A，如果散热好的话，只要器件温度不超过150℃，对地短路即使持续1分钟也不会损坏器件。

本次设计的电路中选用的是8脚的SOP封装Small Outline Package:小外型封装的MAX604 ESA芯片，电路中IN管脚是电源输入口，工作电压范围为2.7～11.5V；OFF是输出关闭控制脚，低电平时输出关闭，当输出不进行开/关控制时，该管脚应接到IN脚而不允许悬空；SET是输出电压反馈输入脚，此管脚接地时，器件被设定为固定输出3.3V，外接电阻网络时，可以调节输出电压，这里电路中需要3.3V电压，所以该管脚接地。需要说明的是，电路中电容C202是输入旁路电容，该电容有助于抑制输入噪声与瞬变。为防止电路振荡，设置输出旁路电容也是必要的，其典型值为10uf，即电路中C209，较大的输出旁路电容有利于改善负载的瞬变影响。

实施例3

参照图3，本实施例提供了一种基于三光路手持紫外仪的供电电路，升压供电模块300，所述升压供电模块300与低压差稳输出电路连接；以及，高压供电模块400，所述高压供电模块400与升压供电模块300连接。

三光路手持紫外仪包括两个增益紫外传感器500，分别为大增益紫外传感器501和小增益紫外传感器502，以及一个紫外倍增管503，大增益紫外传感器501、小增益紫外传感器502和紫外倍增管503都需要高压启动，所以设置升压供电模块300和高压供电模块400用于将低压差稳输出电路输出的3.6V电压升压至8KV～12KV。

其中，升压供电模块300将电压升至2KV，再经过高压供电模块400将电压升至8KV～12KV。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。