一种IOT备用电源电路的制作方法

本技术涉及物联网备用电源电路，具体为一种iot备用电源电路。

背景技术：

1、许多通过线路供电的现代智能物联网(英文：internet of things，缩写：iot)器件都需要备用电源，以便在意外断电时安全断电或保持通信不断；例如，电表可通过射频接口提供关于断电的时间、地点和持续时间的详细信息。

2、关于窄带物联网(nb-iot)功率需求,有关研究总结了不同nb-iot操作模式下随时间推移的电流消耗,得出如下结论：在数据传送模式下峰值为310ma，持续1.32s，负载在不同的操作模式下也显著变化；整个过程的平均电流消耗为30ma，持续80s,负载在此期间需要容量足够的备用电源并在主电网突然断电时进行无缝电源切换。

3、精心设计的备用电源方案有助于提供合适容量的备用电源，在正常和备用供电之间进行无缝切换，并支持多次断电而无需维护。

4、通常在通讯网络中一般采用ups(不间断电源)等蓄电池备电方式，这种方式对窄带物联网(nb-iot)上数量众多的低功耗负载显然不是合适的选择，因其性价比很低。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种iot备用电源电路来解决物联网备用电源的问题。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

3、提供一种iot备用电源电路，所述备用电源电路包括：

4、超级电容器；

5、与所述超级电容器连接的直流输入欠过压检测电路；

6、用于给所述超级电容器充电的恒流充电电路；

7、用于充满检测及关断控制所述超级电容器的充满检测关断电路；及

8、用于欠压检测及放电关断控制的欠压检测关断电路。

9、更近一步地，所述直流输入欠过压检测电路包括：

10、电阻r1a、电阻r2a、电阻r1b、电阻r2b、电阻r3、电阻r4、电阻r5与电阻r6；

11、二极管d4、三极管q1；

12、第一栅极驱动器；及

13、两个第一可控精密稳压源tl431；

14、所述电阻r1a与电阻r2a串接在电压vs和地之间，所述电阻r1b与电阻r2b串接且与所述电阻r1a与电阻r2a并联，所述电阻r3、所述超级电容器与所述电阻r4串接且与所述电阻r1b与电阻r2b并联，其中一个所述第一可控精密稳压源tl431与所述电阻r5串接且与所述电阻r1a与电阻r2a并联，所述电阻r6的一端接电压vs，另一端接三极管q1的集电极，所述三极管q1的发射极接地且所述电阻r6及三极管q1与所述电阻r1b与电阻r2b并联；

15、所述第一栅极驱动器与所述三极管q1的集电极连接；

16、所述三极管q1的栅极接其中一个所述第一可控精密稳压源tl431的阳极；

17、所述超级电容器的一端连接所述电阻r3，另一端接二极管d4的阳极，所述二极管d4的阴极接所述三极管q1的栅极；

18、另一个所述第一可控精密稳压源tl431的参考端接在所述电阻r1a与电阻r2a之间，其阳极接地，阴极接在所述电阻r1b与电阻r2b之间，且阴极与其中一个所述第一可控精密稳压源tl431的参考端连接。

19、更近一步地，所述恒流充电电路包括：

20、电容c1及电解电容sc；

21、电阻r1、电阻r2及电阻rcl；

22、二极管d3、三极管bg1、三极管bg2及mos管q2；及

23、第二可控精密稳压源tl431；

24、所述电容c1的一端分别接所述电阻r1、电阻r2，所述电容c1的另一端接所述三极管bg2的基极，所述三极管bg2的集电极分别接所述三极管bg1的基极及所述二极管d3的阴极，所述二极管d3的阳极与所述电阻r2串接，所述三极管bg1的发射极与所述电阻r1串接，所述三极管bg1的集电极接在所述电容c1的另一端，且所述第二可控精密稳压源tl431的阴极与所述三极管bg1的集电极连接，所述第二可控精密稳压源tl431的参考端接所述三极管bg2的发射极所述电阻rcl串接在所述第二可控精密稳压源tl431的参考端与阳极之间，且所述第二可控精密稳压源tl431的阳极接所述mos管q2的d极，所述电解电容sc串接在所述mos管q2的s极与地之间。

25、更近一步地，所述充满检测关断电路包括：

26、电阻r11、电阻r22、电阻rsup、电阻rbias及电阻rgnd1；

27、三极管q4；

28、第二栅极驱动器；及

29、第三可控精密稳压源tl431；

30、所述电阻r11、电阻r22与电阻rgnd1串接在电压v+与所述三极管q4的集电极之间，且所述三极管q4的集电极连接所述第二栅极驱动器，所述电阻r22与所述电阻rgnd1之间与所述第三可控精密稳压源tl431的阳极相接且接地，所述第三可控精密稳压源tl431的参考端接在所述电阻r11与电阻r22之间，所述电阻rsup与电阻rbias串接在所述第三可控精密稳压源tl431的阴极与输入电压vin之间，且所述三极管q4的基极接在所述电阻rsup与电阻rbias之间。

31、更近一步地，所述欠压检测关断电路包括：

32、电阻r33、电阻r44、电阻r7、电阻r8、电阻r9及电阻r10；

33、二极管d5、三极管q5；

34、第三栅极驱动器；及

35、第四可控精密稳压源tl431；

36、所述电阻r33与电阻r44串接在电压v+与地之间，所述电阻r7、所述超级电容器与所述电阻r8串接且与所述电阻r33与电阻r44并联，所述第四可控精密稳压源tl431与所述电阻r9串接且与所述电阻r33与电阻r44并联，所述电阻r10的一端接电压v+，另一端接三极管q5的集电极，所述三极管q5的集电极与所述第三栅极驱动器连接，所述三极管q1的发射极接地且所述电阻r10及三极管q5与所述电阻r33与电阻r44并联；

37、所述二极管d5的阳极接在所述超级电容器与所述电阻r8之间，所述二极管d5的阴极接在所述第四可控精密稳压源tl431的阳极与电阻r9之间，所述第四可控精密稳压源tl431的参考端接在所述电阻r33与电阻r44之间。

38、更进一步的，电源ic可分别由降压和升压两组构成，也可由同一个降压-升压电源芯片通过降压脉宽调制和升压脉宽调制来实现。

39、本实用新型的有益效果是：

40、本实用新型通过采用超级电容构成了iot备用电源，取代了性价比底的传统的ups备电方式，超级电池备电系统适用于使用lte-m、lora、蓝牙和其他新兴无线接口的备用电源应用，是非常有效的低成本解决方案；iot终端的低功耗和超级电容可提供瞬时大功率而且低成本的特性，使得采用超级电容应用于iot备电成为可能，使用降压/升压转换模式和一款超级电容器，满足nb-iot需求。