【導讀】數據集中器是智能抄表系統中的關(guān)鍵設備之一，它實(shí)時(shí)地收集多個(gè)智能電表的數據并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )如GRPS模塊將數據發(fā)送至售電公司的管理系統中統一管理。根據國家電網(wǎng)公司的要求，數據集中器必須具有超級電容和電池兩種備份能量，在電網(wǎng)斷電后以后依然能夠無(wú)線(xiàn)通信。在電網(wǎng)供電正常時(shí)，超級電容和電池充電；在電網(wǎng)不正常時(shí)，優(yōu)先使用超級電容能量，最后使用電池能量。
根據這個(gè)要求TI設計GPRS模塊不間斷供電如圖1所示。電路主要包括低成本的線(xiàn)性充電電路，兩個(gè)降壓型DC-DC變流器TLV62130和TLV62084和一個(gè)升壓型DC-DC變流器TPS61089。當來(lái)自電網(wǎng)的12V正常時(shí)，TLV62130工作輸出5V，TPS61089停止工作。電池和超級電容被充電；當12V不正常，TLV62130停止工作，TPS61089自動(dòng)開(kāi)始工作并將VBUS電壓穩定在4.6V，超級電容放電；當超級電容能量耗盡后，TLV62130重新開(kāi)始工作，利用電池能量將VBUS電壓穩定在4.2V，保證GPRS足夠的工作電壓。因為采用了高性能的升壓變流器TPS61089，單節超級電容的工作電壓可以低至1V，超級電容的能量利用率是85%。
圖1：GPRS模塊供電結構圖
圖2是設計電路從電網(wǎng)供電不正常至超級電容供電轉換期間的工作波形。GPRS模塊的工作電流IOUT用持續577µS、峰值2A、占空比1/8的脈沖電流模擬。在電網(wǎng)供電VGRID跌落后，母線(xiàn)電壓VBUS從5V降低至4.6V，但GPRS模塊的供電VGPRS保持不變，滿(mǎn)足設計要求。
圖2：模擬電網(wǎng)掉電的工作波形
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