放电装置的制作方法

本公开涉及电池放电技术领域，尤其涉及一种放电装置。

背景技术：

随着终端设备性能提升，终端设备的电量消耗越来越快。在终端设备研发和使用过程中，为了保障电池的使用寿命，为终端设备的电池充电之前，需要采用放电装置与终端设备电性连接，以对终端设备的电池进行放电调控，使得电池电量降低至20%左右。

但是，相关技术中提供的放电装置存在设备使用成本高的缺陷，具有进一步改进的空间。

技术实现要素：

本公开提供了一种放电装置，以解决相关技术中存在的技术缺陷。

本公开实施例提供了一种放电装置，所述放电装置包括：type-c接口模组、负载电路、控制器、以及散热组件；

所述type-c接口模组包括电源引脚，所述电源引脚用于与终端设备的电池电性连接；

所述负载电路与所述电源引脚电性连接，包括至少两个串联的负载电阻；

所述控制器与所述负载电路电性连接，用于调控通过所述负载电路的电流值；

所述散热组件与所述控制器电性连接，以受所述控制器控制启动；所述散热组件包括风扇，以及与所述风扇同层设置的散热片，所述风扇与所述负载电阻错开设置，所述散热片覆盖所述负载电阻设置。

在至少一个实施例中，所述负载电路还包括与所述至少两个串联的负载电阻电性连接的开关组件；

所述控制器与所述开关组件电性连接，用于控制所述开关组件启闭以调控通过所述负载电路的电流值。

在至少一个实施例中，所述放电装置还包括电流采样电路；

所述电流采样电路与所述负载电路电性连接，用于采集通过所述负载电路的实际电流值；

所述电流采样电路与所述控制器电性连接，以使所述控制器根据所述实际电流值控制所述开关组件启闭。

在至少一个实施例中，所述放电装置还包括电流采样电路，

所述电流采样电路与所述负载电路电性连接，以采集通过所述负载电路的实际电流值，所述电流采样电路还与所述控制器电性连接，以发送所述实际电流值至所述控制器；

所述控制器还与所述电源引脚电性连接，以获取所述终端设备向所述type-c接口模组施加的电压值，并根据所述电压值和所述实际电流值控制所述开关组件启闭。

在至少一个实施例中，所述散热片环绕所述风扇设置。

在至少一个实施例中，所述放电装置还包括温度采集电路，

所述温度采集电路用于采集所述负载电路的温度，且与所述控制器电性连接，以使所述控制器根据采集到的所述温度控制所述风扇启动。

在至少一个实施例中，所述放电装置还包括壳体，所述壳体覆盖所述控制器和所述type-c接口模组，所述散热片、所述风扇和所述负载电阻位于所述壳体的外部。

本公开提供的放电装置至少具有以下有益效果：

本公开实施例提供的放电装置通过type-c接口模组实现与终端设备电性连接，通过控制器与负载电路配合比，实现放电装置的放电功能。其中，采用type-c接口模组提高与手机等终端设备的适配度，无需采用专门的数据连接线，降低硬件成本。采用包括负载电阻的负载电路实现电能消耗，进一步降低了整体放电装置的硬件成本。采用散热组件对负载电阻进行有效散热，保障放电装置的正常运行，延长放电装置使用寿命，降低组件更换和维修成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的放电装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的放电装置的电路框图；

图3是根据一示例性实施例示出的type-c接口模组的电路图；

图4是根据一示例性实施例示出的负载电路的电路图；

图5是根据一示例性实施例示出的控制器的电路图；

图6是根据一示例性实施例示出的控制器向开关组件输出控制信号的波形示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的电流采样电路的电路图；

图8是根据一示例性实施例示出的信息输入组件的电路图；

图9是根据一示例性实施例示出的温度采集电路的电路图；

图10是根据一示例实施例示出的显示屏控制电路的电路图；

图11是根据一示例实施例示出的辅助电源电路的电路图；

图12是根据一示例实施例示出的swim下载接口电路的电路图；

图13是根据一示例性实施例示出的指示灯电路的电路图；

图14是根据一示例性实施例示出的复位电路的电路图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的示例。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本公开说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

相关技术中提供电子负载设备和电子负载模块两种放电设备。电子负载设备为台式设备，整体价格昂贵。并且，电子负载设备需要采用专门的线材以与终端设备实现电性连接。电子负载模块采用mos管作为负载以消耗电能实现放电，导致增加了电子负载模块的成本。并且，电子负载模块在使用时需要采用接口转换连接线才可与终端设备电性连接，进一步增加了设备使用成本。

基于上述问题，本公开实施例提供了一种放电装置。图1是根据一示例性实施例示出的放电装置的结构示意图。如图1所示，本公开实施例提供的放电装置包括：电路板100、壳体200、以及功能模组300。

电路板100用于安装功能模组300，使得不同功能模组300之间建立电性连接关系。电路板100还用于安装壳体200，其中壳体200与电路板100的部分区域围合成安装腔210。功能模组300中的部分组件安装在该壳体200所形成的安装腔210内，功能模组300中的部分组件安装在壳体200外部的电路板100上。其中，对于壳体200的材质不做具体限定，例如聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯等。

图2是根据一示例性实施例示出的放电装置的电路框图，如图2所示，功能模组300包括：type-c接口模组310、负载电路320、控制器330、电流采样电路340、散热组件350、温度采集电路360。

结合图1，type-c接口模组310安装在壳体200内侧，并且壳体200上设置有与该type-c接口模组310相适配的开孔。例如图1所示，在壳体200的侧壁上设置有开孔。

type-c接口模组310用于电性连接终端设备。采用这样的方式，通过具有type-c接口的数据线即可实现手机、平板电脑等终端设备与放电装置的电性连接。以此方式，无需额外增加数据线，提高了放电装置与手机、平板电脑等终端设备之间的适配性。

图3是根据一示例性实施例示出的type-c接口模组的电路图。如图3所示，type-c接口模组310的引脚包括cc（configurationchannel，配置通道）引脚311和电源引脚。

cc引脚311连接有下拉电阻r1，当type-c接口模组310与终端设备电性连接后，终端设备能够检测到该下拉电阻r1，从而确定已与放电装置连接，以触发放电过程。

电源引脚具有第一电源引脚312a和第二电源引脚312b。其中，第一电源引脚312a用于电性连接负载电路320，第二电源引脚312b用于与终端设备的电池电性连接。以此方式，当终端设备与放电装置连接后，终端设备的电池通过数据线和type-c接口向负载电路320供电。

负载电路320用于将电能转换为热能，从而消耗与放电装置相连的终端设备的电量，实现放电装置的放电功能。图4是根据一示例性实施例示出的负载电路的电路图。如图4所示，负载电路320包括至少两个串联的负载电阻321，例如3个、4个、5个、6个（图4所示具体方案）、7个、8个等。

通过负载电阻321将电能转换为热能进行消耗，并且采用至少两个负载电阻321串联设置，将所有负载电阻321产生的热量分散，避免放电装置局部温度过高。并且，结合图1，负载电路320中负载电阻321设置电路板100上，并位于壳体200所成安装腔210的外部。以此方式，避免负载电阻321升温造成安装腔210内部温度过高，进而避免影响其他功能模组300的运行。

可选地，负载电路320还包括与至少两个串联的负载电阻321电性连接的开关组件322。当放电装置与终端设备电性连接后，开关组件322在连通状态下，负载电路320为通路状态，负载电阻321消耗终端设备的电能；开关组件322在断开状态下，负载电路320为断路状态，负载电阻321不再消耗终端设备的电能。

在本公开实施例中，控制器330与负载电路320电性连接，以调控负载电路320的电流值。具体来说，控制器330与开关组件322电性连接，通过调控开关组件322启闭时长，来调控通过负载电路320的电流值。

开关组件322包括mos管，mos管包括栅极g、源极s和漏极d。其中，栅极g与控制器330电性连接，控制器330向栅极g输出高电平信号，mos管的源极s和漏极d导通，控制器330向栅极g输出低电平信号，mos管的源极s和漏极d断开。

图5是根据一示例性实施例示出的控制器的电路图。结合图5所示，控制器330包括控制引脚331，该控制引脚331与mos管的栅极g电性连接，用于向mos管输出控制信号，以控制mos管的源极s和漏极d导通或断开。在本公开实施例中，控制器330采用脉宽调制技术（pwm）控制开关组件322启闭。图6是根据一示例性实施例示出的控制器向开关组件输出控制信号的波形示意图。如图6所示，在半个周期（t/2）内控制信号为高电平（5v），在剩余半个周期（t/2）内控制信号为低电平。也即，负载电路在半个周期（t/2）内处于导通状态。此时，控制信号的占空比为50%，负载电路的等效电压相当于2.5v。

以此方式，通过调控控制信号的占空比能够调整负载电路320的等效电压，进而调控负载电路320的电流值。具体来说，控制信号的占空比越高，负载电路320的电流值越大，控制信号的占空比越低，负载电路320的电流值越小。在本公开实施例中，通过控制器330调控负载电路320的电流，得以调控整体放电装置的放电速度，以与终端设备电池电量和终端设备的输出能力相匹配。

放电装置的功能模组300还包括电流采样电路340。该电流采样电路340用于与负载电路320电性连接，以通过负载电路320的实际电流值。该电流采样电路340还与控制器330电性连接（结合图5，电流采样电路340与控制器330的第一引脚332电性连接），以使控制器330获取电流采样电路340获取到的实际电流值。

图7是根据一示例性实施例示出的电流采样电路图。在图7的基础上结合图4，负载电路320包括与负载电阻321串联的检测电阻323，检测电阻323一端接地，另一端与开关组件322串联。电流采样电路340与该检测电阻323电性连接。该检测电阻323用于将通过负载电阻321的电流信号转换为电压信号，以供电流采样电路340采集。

电流采样电路340包括至少一个放大组件341，放大组件341的输入端341a与检测电阻323电性连接，放大组件341的输出端341b与控制器330电性连接。

放大组件341获取检测电阻323处的电压值，并根据该电压值获取放大信号，进而将该放大信号发送至控制器330。控制器330将该放大信号转换数字信号，进而获取负载电路320的电流值。可选地，放大组件341包括运算放大器3411和第一电阻3412。并且，对于放大组件341的放大倍数不做具体限定，例如201倍。

此外，放大组件341的输出端341b通过滤波组件342与控制器330电性连接。可选地，滤波组件342包括第二电阻3421和电容3422，通过滤波组件342将放大信号转换为滤波放大信号，以发送至控制器330。

在本公开实施例中，控制器330具有第一工作模式和第二工作模式两种不同的工作模式。可选地，放电装置具有信息输入组件，该信息输入组件用于获取输入信息以触发控制器330按照预先设定好的手动调节模式工作。

图8是根据一示例性实施例示出的放电装置的信息输入组件的电路图。结合图1和图8所示，信息输入组件包括设置在壳体200上的至少一个按键220，每一个按键220与控制器330电性连接。据此，控制器330能够接收按键220在闭合时产生的触发信号，进而触发控制器330以第一种工作模式或第二工作模式工作。例如，对于同一个按键220而言，长按触发第一工作模式，短按触发第二工作模式。或者，对于不同按键220而言，触摸其中一个按键220触发第一工作模式，触发另一个按键220触发第二工作模式。

下面结合具体示例对两种工作模式进行详细说明。

<第一种工作模式>

控制器330根据电流采样电路340采集到的负载电路320的实际电流值，以及预设电流值控制开关组件322启闭。

具体来说，控制器330响应于实际电流值小于预设电流值，提高控制开关组件322的控制信号的占空比，以增加通过负载电路320的电流值。控制器330响应于实际电流值大于预设电流值，降低控制开关组件322的控制信号的占空比，以减小通过负载电路320的电流值。

采用这样的方式，放电装置实现电流自动校正，提高整体放电过程的调控准确性和可控性，使得放电装置能够按照预先设定的速率进行放电。

<第二种工作模式>

参见图5，控制器330还包括第二引脚333，结合图3，控制器330的第二引脚333与type-c接口模组310的第一电源引脚312a电性连接。据此，控制器330获取终端设备向type-c接口模组310施加的电压值。

在该工作模式下，控制器330根据电流采样电路340检测到的负载电路320的实际电流值，以及type-c接口模组310所承受实际电压值，控制开关组件322启闭。

具体来说，控制器330以设定步进值逐渐增高负载电路320的实际电流值。此时，由于终端设备的电池输出电压固定不变，随着负载电路320的实际电流值增加，终端设备与放电装置之间数据线所造成的压降增大，据此导致type-c接口模组310所承受实际电压值降低。在这样的情况下，控制器330响应于所述电压值小于设定阈值，停止增大实际电流值，并以上一级调控的实际电流值进行放电过程。

示例地，设定阈值为4.8v，此时控制器330控制放电装置在type-c接口模组310所承受实际电压值不小于4.8v的情况下，以最大速率对终端设备进行放电。type-c接口模组310所承受实际电压值不小于4.8v时，不会触发终端设备的充电芯片的保护机制，进而避免终端设备充电芯片降低输出电压，保障整体放电速率。

采用这样的方式，放电装置能够在放电过程中以最大电流进行，提高放电装置的放电效率，优化用户体验。

继续参见图2，为了避免负载电阻321发热影响放电装置工作，放电装置中散热组件350覆盖至少两个串联的负载电阻321设置。并且，散热组件350与控制器330电性连接，以受控制器330控制启动。

散热组件350包括风扇351和散热片352，其中，风扇351和散热片352同层设置。采用风扇351与散热片352同层设置的方式，在高度方向上减小了放电放置的尺寸，提高放电装置的便携性。

具体来说，风扇351与负载电阻错开设置，散热片352覆盖负载电阻321设置。据此，通过散热片352与负载电阻321进行热交换，通过风扇351使得气流与散热片352热交换，进而实现对负载电阻321散热。可选地，散热片352环绕风扇351设置。据此，风扇351对散热片352的散热效率最大，使得气流尽可能均匀地在散热片352之间流通。

采用散热组件350对负载电阻321进行有效散热，保障放电装置的正常运行，延长放电装置使用寿命，并降低负载电阻321等组件的更换和维修成本。

此外，放电装置还包括温度采集电路360。图9是根据一示例性实施例示出的温度采集电路的电路图。结合图2和图9所示，该温度采集电路360包括至少一个热敏电阻361，通过该热敏电阻361感应于负载电路320周围的温度变化输出温度检测信号。并且，温度采集电路360还与控制器330电性连接，以使控制器330接收温度检测信号，进而根据温度检测信号确定采集到的温度值，以控制风扇351启动。示例地，当控制器330确定采集到的温度值大于或者等于第一设定温度（例如40℃），控制风扇351启动；当控制器330确定采集到的温度值小于第二设定温度（例如35℃），控制风扇351停止。

采用这样的方式，通过散热组件350和温度采集电路360有效避免放电装置在使用过程中温度过高，进而保障放电装置和与放电装置连接的终端设备的设备安全，优化用户体验。

此外，可选地，参见图2，本公开实施例提供的放电装置还包括显示屏控制电路。该显示屏控制电路370与控制器330电性连接，用于根据控制器330输出的控制指令驱动显示屏显示工作模式、电压、电流、放电速率等信息。图10是根据一示例实施例示出的显示屏控制电路的电路图。

可选地，参见图2，放电装置还包括辅助电源电路380。该辅助电源电路380用于为控制器330等功能模组提供电能，以维持放电装置的正常运行。图11是根据一示例实施例示出的辅助电源电路的电路图。

可选地，参见图2，放电装置还包括swim（serialwireinterfacemodule，单总线接口模块）下载接口电路390。该swim下载接口电路390用于下载控制器330所能执行的程序，图12是根据一示例实施例示出的swim下载接口电路的电路图。

可选地，参见图2，放电装置还包括指示灯电路和复位电路，图13是根据一示例性实施例示出的指示灯电路的电路图，指示灯电路用于指示放电装置的工作状态。图14是根据一示例性实施例示出的复位电路的电路图，复位电路用于使得控制器330在获取供电时以初始状态工作。

需要说明的是，在本公开实施例中，图3~图14所示的电路均为示例性图示，本领域技术人员基于本说明书所记载的内容，还可以采样其他的实现方式。例如图3所示的type-c接口模组310，除去cc引脚311和电源引脚外，对于其他引脚可以采用不同于图3的定义和排布方式。例如图5所示的控制器330，除去控制引脚331、第一引脚332和第二引脚333之外，对于其他引脚可以采用不同于图5的定义和排布方式。

综上所述，在本公开实施例提供的放电装置中，采用type-c接口模组310提高与手机等终端设备的适配度，无需采用专门的数据连接线，降低硬件成本。采用包括负载电阻321的负载电路实现电能消耗，进一步降低了整体放电装置的硬件成本。采用电流采样电路340和控制器330配合，实现电流动态修正，提高放电进程可控性。采用散热组件350优化放电装置的散热性能，避免运行过程中产生大量热量，优化用户体验。并且，本公开实施例提供的放电装置通过合理布局功能模组300，具有体积小的优点，能够制作成长70mm、宽40mm、高20mm的尺寸，便于用户携带。

基于上述提供的放电装置，本公开实施例进行了放电性能测试。经过三次放电测试，相关技术中所采用的软件放电方式的平均放电时长为3小时38分钟，本公开实施例提供的放电装置平均放电时长为2小时36分钟。可见，采用本公开实施例体用的放电装置有效节省1小时的放电时间，明显提高放电速率。同时，采用该放电装置有效避免终端设备发热，保障使用体验。

第二方面，本公开实施例还提供了一种放电系统。该放电系统包括终端设备，type-c数据线，以及上述第一方面提供的放电装置。终端设备通过type-c数据线与放电装置的type-c接口模组电性连接，以实现放电。其中，终端设备包括但不限于：智能手机、平板电脑、桌面型/膝上型/手持型计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机（ultra-mobilepersonalcomputer，umpc）、个人数字助理（personaldigitalassistant，pda）、增强现实（augmentedreality，ar）/虚拟现实（virtualreality，vr）设备。

基于上述介绍，采用本公开实施例提供的放电系统，减少了数据线的种类，降低整体系统的硬件成本。并且，采用该放电装置有效提高了整体放电效率。并且，在放电过程中避免终端设备温度过高，有效保障设备安全。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由上述权利要求指出。