一种POS机备用电池的控制电路及其控制方法与流程

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种pos机备用电池的控制电路及其控制方法。

背景技术

现行的pos机备用电池为了确保pos机能够实时保持正常运行，通常至少都具有外部备用电池v1和内部备用电池v2为pos机独立供电，由于pos机对信息安全性要求极高，位于pos机内部的内部备用电池v2一旦出现损坏，更换不便，设备需要返厂进行复杂的更换操作。

再则，目前的pos机备用电池的控制电路如图1所示，使用第一二极管d1和第二二极管d2对外部备用电池v1和内部备用电池v2进行导通选择，在v2上串接一电阻r，使得d2端的电压低于d1端的电压，v1优先输出电压到vbat。在实际放电过程中，当v1放电后，若v1的电压值低于v2的电压值，则控制电路会切换到v2放电；在v2放电一段时间后，若v2的电压值低于v1的电压值时，则又切换会v1放电，这样会形成v1、v2之间高频反复切换放电，势必增加内部备用电池v2的高度使用，大大影响内部备用电池v2的使用寿命。

基于此，需要一种能够有效保护内部备用电池的pos机备用电池的控制电路及其控制方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种pos机备用电池的控制电路及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：

一种pos机备用电池的控制电路，所述pos机备用电池包括内部备用电池和外部备用电池，所述内部备用电池和外部备用电池分别为pos机负载供电，所述控制电路包括切换单元，所述内部备用电池和外部备用电池分别通过切换单元与pos机负载连接，所述切换单元用于当外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

本发明采用的第二种技术方案为：

一种pos机备用电池的控制电路的控制方法，包括以下步骤：

s1、预设电压值；

s2、预设初始供电状态为由外部备用电池为pos机负载供电；

s3、比较外部备用电池的电压值与所述预设电压值；

s4、若外部备用电池的电压值低于预设电压值，则由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

本发明的有益效果在于：在现有的pos机备用电池包括内部备用电池和外部备用电池的基础上，对pos机备用电池增加切换单元进行控制，使得只有在外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

附图说明

图1为现行的一种pos机备用电池的电路图；

图2为根据本发明的一种pos机备用电池的控制电路的实施例一的电路图；

图3为根据本发明的一种pos机备用电池的控制电路的实施例二的电路图；

图4为根据本发明的一种pos机备用电池的控制电路的实施例三的电路图；

图5为根据本发明的一种pos机备用电池的控制电路的实施例四的电路图；

标号说明：

r、电阻；d1、第一二极管；d2、第二二极管；v1、外部备用电池；v2、内部备用电池；q1、第一mos管；q2、第二mos管；u1、第一比较器；u2、第二比较器；u3、第一电子开关器；u4、第二电子开关器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：对pos机备用电池增加切换单元进行控制，使得只有在外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

请参照图2-图5，本发明提供的一种技术方案：

一种pos机备用电池的控制电路，所述pos机备用电池包括内部备用电池和外部备用电池，所述内部备用电池和外部备用电池分别为pos机负载供电，所述控制电路包括切换单元，所述内部备用电池和外部备用电池分别通过切换单元与pos机负载连接，所述切换单元用于当外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在现有的pos机备用电池包括内部备用电池和外部备用电池的基础上，对pos机备用电池增加切换单元进行控制，使得只有在外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

进一步的，所述内部备用电池焊接在pos机上。

由上述描述可知，pos机因考虑数据安全性，内部备用电池需要焊接在主板上，内部备用电池不可替换，若pos机在长年使用之后，内部备用电池电量低于安全电压之后，pos机就会被攻击，清除密钥，用户不能再使用，若要重新开启使用，必须退回厂家做维修处理。

进一步的，所述切换单元包括第一二极管、第二二极管和第一mos管，所述外部备用电池的正极与第一二极管的正极相连，所述内部备用电池的正极与第二二极管的正极相连，所述第一二极管的负极和第二二极管的负极均与待供电的负载相连，所述第一mos管的栅极与外部备用电池的正极相连，所述第一mos管的漏极与第二二极管的正极相连，所述第一mos管的源极与内部备用电池的正极相连，所述预设电压值为第一mos管的导通电压值。

由上述描述可知，若外部备用电池的电压和内部备用电池的差值大于第一mos管的导通电压值，则第一mos管截止关断，使用外部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池的电压和内部备用电池的差值低于第一mos管的导通电压值，才切换到内部备用电池供电。

进一步的，所述切换单元还包括第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与外部备用电池的正极相连，所述第一比较器的第二输入端与基准电源相连，所述第一比较器的输出端与第一mos管的栅极相连。

由上述描述可知，第一比较器比较外部备用电池和基准电源的电压值，若外部备用电池的电压值大于基准电源的电压值，则第一比较器输出高电平，使得第一mos管关断，使用外部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池的电压值低于基准电源的电压值，才切换到内部备用电池供电。

进一步的，所述控制电路还包括第一采样电路、第二采样电路和第一控制芯片，所述第一采样电路和第二采样电路分别和第一控制芯片相连，所述第一采样电路和第二采样电路分别依次与外部备用电池和内部备用电池相连。

由上述描述可知，通过第一采样电路和第二采样电路分别对外部备用电池和内部备用电池的电压值进行采样，以实时监测外部备用电池和内部备用电池的电压值。

进一步的，所述控制电路还包括第一指示灯电路和第二指示灯电路，所述第一指示灯电路设有两个不同颜色的指示灯，两个所述的指示灯分别与第一控制芯片相连，所述第二指示灯电路设有两个不同颜色的指示灯，两个所述的指示灯分别与第一控制芯片相连。

由上述描述可知，设置不同颜色的指示灯用于指示外部备用电池和内部备用电池的工作状态，以便用户更清晰了解外部备用电池和内部备用电池的电量情况，若第一采样电路采集的外部备用电池的电压值低于预设值，可以通过第一指示灯电路提醒用户进行更换外部备用电池，若第二采样电路采集的内部备用电池的电压值低于预设值，则通过第二指示灯电路提醒用户设备低压问题，及时送修。

进一步的，所述切换单元包括第二比较器和第一电子开关器，第二比较器的第一输入端与外部备用电池的正极相连，所述第二比较器的第二输入端与基准电源相连，所述第二比较器的输出端与第一电子开关器的第一输入端相连，所述第一电子开关器的第二输入端与外部备用电池的正极相连，所述第一电子开关器的第三输入端与内部备用电池的正极相连，所述第一电子开关器的输出端与待供电的负载相连，所述预设电压值为基准电源值。

由上述描述可知，若外部备用电池的电压大于第二比较器的基准电源值，则第二比较器输出高电平，第一电子开关器导通外部备用电池给pos机负载供电，当外部备用电池的电压低于第二比较器的基准电源值，则第二比较器输出低电平，第一电子开关器导通内部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池低于第二比较器的基准电源值，才切换到内部备用电池供电。

进一步的，所述控制电路还包括第三采样电路、第四采样电路和第二控制芯片，所述第三采样电路和第四采样电路分别和第二控制芯片相连，所述第三采样电路和第四采样电路分别依次与外部备用电池和内部备用电池相连。

由上述描述可知，通过第三采样电路和第四采样电路分别对外部备用电池和内部备用电池的电压值进行采样，以实时监测外部备用电池和内部备用电池的电压值。

进一步的，所述控制电路还包括第三指示灯电路和第四指示灯电路，所述第三指示灯电路设有两个不同颜色的指示灯，两个所述的指示灯分别与第二控制芯片相连，所述第四指示灯电路设有两个不同颜色的指示灯，两个所述的指示灯分别与第二控制芯片相连。

由上述描述可知，设置不同颜色的指示灯用于指示外部备用电池和内部备用电池的工作状态，以便用户更清晰了解外部备用电池和内部备用电池的电量情况，若第三采样电路采集的外部备用电池的电压值低于预设值，可以通过第三指示灯电路提醒用户进行更换外部备用电池，若第四采样电路采集的内部备用电池的电压值低于预设值，则通过第四指示灯电路提醒用户设备低压问题，及时送修。

进一步的，所述切换单元包括第二mos管和第二电子开关器，所述第二mos管的栅极与外部备用电池的正极相连，所述第二mos管的漏极接地，所述第二mos管的源极与第二电子开关器的第一输入端相连，所述第二电子开关器的第二输入端与外部备用电池的正极相连，所述第二电子开关器的第三输入端与内部备用电池的正极相连，所述第二电子开关器的输出端与待供电的负载相连，所述预设电压值为第二mos管的导通电压值。

由上述描述可知，若外部备用电池的电压和内部备用电池的差值大于第二mos管的导通电压值，则第二mos管截止关断，第二电子开关器导通外部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池的电压和内部备用电池的差值低于第二mos管的导通电压值，才切换到内部备用电池供电。

进一步的，所述控制电路还包括第五采样电路、第六采样电路和第三控制芯片，所述第五采样电路和第六采样电路分别和第三控制芯片相连，所述第五采样电路和第六采样电路分别依次与外部备用电池和内部备用电池相连。

由上述描述可知，通过第五采样电路和第六采样电路分别对外部备用电池和内部备用电池的电压值进行采样，以实时监测外部备用电池和内部备用电池的电压值。

进一步的，所述控制电路还包括第五指示灯电路和第六指示灯电路，所述第五指示灯电路设有两个不同颜色的指示灯，两个所述的指示灯分别与第三控制芯片相连，所述第六指示灯电路设有两个不同颜色的指示灯，两个所述的指示灯分别与第三控制芯片相连。

由上述描述可知，设置不同颜色的指示灯用于指示外部备用电池和内部备用电池的工作状态，以便用户更清晰了解外部备用电池和内部备用电池的电量情况，若第五采样电路采集的外部备用电池的电压值低于预设值，可以通过第五指示灯电路提醒用户进行更换外部备用电池，若第六采样电路采集的内部备用电池的电压值低于预设值，则通过第六指示灯电路提醒用户设备低压问题，及时送修。

本发明提供的另一种技术方案：

一种pos机备用电池的控制电路的控制方法，包括以下步骤：

s1、预设电压值；

s2、预设初始供电状态为由外部备用电池为pos机负载供电；

s3、比较外部备用电池的电压值与所述预设电压值；

s4、若外部备用电池低于预设电压值，则由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

由上述描述可知，本发明提供的一种pos机备用电池的控制电路的控制方法，若外部备用电池低于预设电压值，则由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

进一步的，上述pos机备用电池的控制电路的控制方法，还包括步骤s5:

若识别外部备用电池的电压在预设时间内持续增大且达到预设电压值，则由内部备用电池为pos机负载供电状态切换成由外部备用电池为pos机负载供电状态。

由上述描述可知，若对外部备用电池进行充电，使得外部备用电池继续为pos机负载供电，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

进一步的，步骤s1还包括：

采集所述外部备用电池供电前的电压值，作为第一电压值；

所述的pos机备用电池的控制电路的控制方法还包括步骤s5:

获取当前外部备用电池的电压值，作为第二电压值；

计算第二电压值与第一电压值的差值，若所述差值在预设差值范围内，则由内部备用电池为pos机负载供电状态切换成由外部备用电池为pos机负载供电状态。

由上述描述可知，若更换外部备用电池，使得外部备用电池继续为pos机负载供电，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

进一步的，步骤s3具体为：

获取预设时间内外部备用电池的耗电量，计算预设时间内外部备用电池的耗电量的平均变化率，若所述平均变化率低于预设值，则间隔第一预设时长采集外部备用电池的电压值后计算采集到外部备用电池的电压值的均值，得到第一均值，将所述第一均值作为最终的外部备用电池的电压值，比较所述最终的外部备用电池的电压值与所述预设电压值。

由上述描述可知，若所述耗电量的平均变化率低于预设值，表示所述pos机当前状态为待机状态，耗电量比较小，可以间隔时间久一点采集外部备用电池的电压值，减少pos机的功耗；

进一步的，若预设时间内外部备用电池的耗电量的平均变化率高于预设值，则间隔第二预设时长采集外部备用电池的电压值后计算采集到外部备用电池的电压值的均值，得到第二均值，所述第二预设时长小于第一预设时长，将所述第二均值作为最终的外部备用电池的电压值，比较所述最终的外部备用电池的电压值与所述预设电压值。

由上述描述可知，若预设时间内外部备用电池的耗电量的平均变化率高于预设值，表示所述pos机当前状态为运行状态，耗电量比较大，间隔时间短一点采集外部备用电池的电压值，避免当外部备用电池的电压值低于所述预设电压值时，未实时切换供电状态。

进一步的，步骤s4具体为：

若外部备用电池的电压值低于预设电压值，则由外部备用电池为pos机负载供电状态实时切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

由上述描述可知，外部备用电池和内部备用电池实时切换，可以保证pos机持续供电，避免因切换延迟导致pos机供电中断，数据丢失，影响pos机安全。

请参照图2，本发明的实施例一为：

一种pos机备用电池的控制电路，所述pos机备用电池包括内部备用电池v2和外部备用电池v1，所述内部备用电池和外部备用电池分别为pos机负载供电，所述控制电路包括切换单元，所述内部备用电池和外部备用电池分别通过切换单元与pos机负载连接，所述切换单元用于当外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态。

所述切换单元包括第一二极管d1、第二二极管d2和第一mos管q1，所述外部备用电池的正极与第一二极管的正极相连，所述内部备用电池的正极与第二二极管的正极相连，所述第一二极管的负极和第二二极管的负极均与待供电的负载相连，所述第一mos管的栅极与外部备用电池的正极相连，所述第一mos管的漏极与第二二极管的正极相连，所述第一mos管的源极与内部备用电池的正极相连，所述内部备用电池焊接在pos机上。

传统pos机器因考虑数据安全性，备用电池都是焊接在主板上，备用电池不可替换，这种设备在长年使用之后，备用电池电量低于安全电压之后，设备就会被攻击，并且清除密钥，用户不能再使用，若要重新开启使用，必须退回厂家做维修处理，流程十分繁琐，将设备退回原厂维修，造成了很大的浪费，对于用户来说体验也不好。

在实施例一中，备用电池包括可替换的外部备用电池和焊接在主板不可替换的内部备用电池，若外部备用电池的电压和内部备用电池的差值大于第一mos管的导通电压值，则第一mos管截止关断，使用外部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池的电压和内部备用电池的差值低于第一mos管的导通电压值，才切换到内部备用电池供电，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

请参照图3，本发明的实施例二为：

实施例二与实施例一的差别在于在实施例一的基础上增加第一比较器u1，所述第一比较器比较外部备用电池和基准电源的电压值，若外部备用电池的电压值大于基准电源的电压值，则第一比较器输出高电平，使得第一mos管关断，使用外部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池的电压值低于基准电源的电压值，才切换到内部备用电池供电，实施例二中的对第一mos管的选择范围相比于实施例一宽。

请参照图4，本发明的实施例三为：

实施例三与实施例一的差别在于在实施例一的基础上，将第一二极管和第二二极管改为第二电子开关器u4，若外部备用电池的电压和内部备用电池的差值大于第二mos管q2的导通电压值，则第二mos管截止关断，第二电子开关器导通外部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池的电压和内部备用电池的差值低于第二mos管的导通电压值，才切换到内部备用电池供电，实施例三中选用第二电子开关器可以实现简单和有效的实现方案，但是较于实施例一，第二电子开关器的价格会比第一二极管和第二二极管高。

请参照图5，本发明的实施例四为：

实施例四与实施例一的差别在于在实施例一的基础上，将第一mos管改为第二比较器u2，将第一二极管和第二二极管改为第一电子开关器u3，若外部备用电池的电压大于第二比较器的基准电源值，则第二比较器输出高电平，第一电子开关器导通外部备用电池给pos机负载供电，当外部备用电池的电压低于第二比较器的基准电源值，则第二比较器输出低电平，第一电子开关器导通内部备用电池给pos机负载供电，可以保证在预设电压范围内完全由外部备用电池供电，直到外部备用电池低于第二比较器的基准电源值，才切换到内部备用电池供电。实施例四中选用第二比较器和第一电子开关器可以实现简单和有效的实现方案，但是较于实施例一，第二比较器和第一电子开关器的价格会比第一mos管、第一二极管和第二二极管高。

本发明的实施例五为：

一种pos机备用电池的控制电路的控制方法，包括以下步骤：

s1、预设电压值；实施例中，预设电压值取值0.3v，采集所述外部备用电池供电前的电压值，作为第一电压值，实施例中第一电压值取值5v；

s2、预设初始供电状态为由外部备用电池为pos机负载供电；

s3、获取预设时间内外部备用电池的耗电量，计算预设时间内外部备用电池的耗电量的平均变化率，若所述平均变化率低于预设值，则间隔第一预设时长采集外部备用电池的电压值后计算采集到外部备用电池的电压值的均值，得到第一均值，将所述第一均值作为最终的外部备用电池的电压值，比较所述最终的外部备用电池的电压值与所述预设电压值，实施例中，预设时间取1分钟，所述第一预设时长取1秒，获取预设时间内1分钟之内所采集外部备用电池的电压值并计算采集到外部备用电池的电压值的均值，将所述均值作为最终的外部备用电池的电压值，比较所述最终的外部备用电池的电压值与所述预设电压值，若所述耗电量的平均变化率低于预设值，表示所述pos机当前状态为待机状态，耗电量比较小，可以间隔时间久一点采集外部备用电池的电压值，减少pos机的功耗；

若预设时间内外部备用电池的耗电量的平均变化率高于预设值，则间隔第二预设时长采集外部备用电池的电压值后计算采集到外部备用电池的电压值的均值，得到第二均值，所述第二预设时长小于第一预设时长，将所述第二均值作为最终的外部备用电池的电压值，比较所述最终的外部备用电池的电压值与所述预设电压值，若所述耗电量的平均变化率高于预设值，表示所述pos机当前状态为运行状态，耗电量比较大，间隔时间短一点采集外部备用电池的电压值，避免当外部备用电池的电压值低于所述预设电压值时，未实时切换供电状态；

s4、若外部备用电池低于预设电压值，则由外部备用电池为pos机负载供电状态实时切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态；外部备用电池和内部备用电池实时切换，可以保证pos机持续供电，避免因切换延迟导致pos机供电中断，数据丢失，影响pos机安全；

s5、若识别外部备用电池的电压在预设时间内持续增大且达到预设电压值，即对外部备用电池进行充电，则由内部备用电池为pos机负载供电状态切换成由外部备用电池为pos机负载供电状态；使得外部备用电池继续为pos机负载供电，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

步骤s5还包括：

获取当前外部备用电池的电压值，作为第二电压值；

计算第二电压值与第一电压值的差值，若所述差值在预设差值范围内，即更换外部备用电池，则由内部备用电池为pos机负载供电状态切换成由外部备用电池为pos机负载供电状态，使得外部备用电池继续为pos机负载供电，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

综上所述，本发明提供的一种pos机备用电池的控制电路及其控制方法，在现有的pos机备用电池包括内部备用电池和外部备用电池的基础上，对pos机备用电池增加切换单元进行控制，使得只有在外部备用电池低于预设电压值时，由外部备用电池为pos机负载供电状态切换成由内部备用电池为pos机负载供电状态，减少内部备用电池的使用频率，提高内部备用电池的使用寿命，避免因内部备用电池没电而导致pos机整机维修。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。