用于电解水的电压自动调节的供电电路和电解水设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于电解水的电压自动调节的供电电路和电解水设备，属于电解水净化控制领域。


背景技术：

2.电解水设备通过对两个靠近的电解水电极进行供电，使得这两个电极之间建立电场，这两个电极附近的水产生电解水的化学反应，生成可用于消毒杀菌的活性成分。在电解水设备工作时，由于水环境的不同，具体是水的纯净度、酸碱度，含杂质的比例和种类不同，导致水的阻抗差异很大，使得在对电解水电极相同电压供电情况下，工作电流差异较大，导致电解水反应的效率大受影响，以此影响到电解水的杀菌效果。


技术实现要素：

3.本实用新型需要解决的技术问题是克服现有的电解水设备由于工作的水的品质差别较大引起了电解水杀菌效果降低的问题。
4.本实用新型提出一种用于电解水的电压自动调节的供电电路，供电电路包括电压转换器、电压调节器和电流检测模块；
5.其中电压转换器的输入端连接供电电源，电压转换器的输出端连接电压调节器，以将供电电源的电压进行转换；
6.电压调节器的输出端连接电解水电极，以对电解水电极的工作供电；
7.电流检测模块串联于电压调节器对电解水电极的供电的回路中，电流检测模块的输出端连接电压调节器的反馈端；
8.电压调节器根据电流检测模块反馈的检测的电流大小调整对电解水电极的供电电压，以使得对电解水电极的供电电流维持稳定。
9.可选地，电压调节器的输出端连接电解水电极的第一电极，电流检测模块的一检测端连接电解水电极的另一电极，电流检测模块的另一检测端接地。
10.可选地，电流检测模块包括第二十二电阻，第二十二电阻的一端共接于电流检测模块的一检测端和电流检测模块的输出端，第二十二电阻的另一端为电流检测模块的另一检测端。
11.可选地，供电电路还包括mcu，电压转换器包括使能端，使能端连接mcu。
12.可选地，供电电路还包括电源开关模块，电源开关模块的控制端连接mcu，电源开关模块的输入端连接储能的供电电源，电源开关模块的输出端连接电压转换器的输入端。
13.可选地，电源开关模块包括npn三极管、第四电阻、第六电阻、第三十一电阻和pmos 管；
14.第四电阻的一端为电源开关模块的控制端，第四电阻的另一端连接npn三极管的基极， npn三极管的发射极接地，npn三极管的集电极连接第六电阻的一端，第六电阻的另一端共接于第三十一电阻的一端和pmos管的栅极，pmos管的源极和第三十一电阻的另一端
共接于电源开关模块的输入端，pmos管的漏极为电源开关模块的输出端。
15.可选地，电压调节器包括电压调节芯片、第三电感、第一二极管和第十六电容；
16.其中电压调节芯片的电源输入端为电压调节器的输入端，电压调节芯片的调节反馈端为电压调节器的反馈端，电压调节芯片的使能端为电压调节器的使能端，电压调节芯片的输出端连接共接于第三电感的一端和第一二极管的阴极，第一二极管的阳极和第十六电容的一端共接于接地，第三电感的另一端和第十六电容的另一端共接于电压调节器的输出端。
17.可选地，供电电路还包括电压检测模块，电压检测模块包括电压检测输入端、电压检测输出端和电压工作控制端；
18.电压检测输入端连接供电电源输出端，电压检测输出端连接mcu，电压工作控制端连接 mcu；
19.mcu输出低电平信号时电压检测模块工作，mcu输出高电平信号时，电压检测模块停止工作。
20.可选地，电压检测模块包括第二十五电阻、第二十四电阻和第十一电容；
21.其中第二十五电阻的一端为电压检测输入端，第二十五电阻的另一端、第二十四电阻的一端和第十一电容的一端共接于电压检测输出端，第二十四电阻的另一端为电压工作控制端，第十一电容的另一端接地。
22.本实用新型还提出一种电解水设备，电解水设备包括上述的用于电解水的电压自动调节的供电电路。
23.采用本实用新型所公开的用于电解水的电压自动调节的供电电路，供电电路包括电压转换器、电压调节器和电流检测模块，其中电压转换器的输入端连接供电电源，电压转换器的输出端连接电压调节器，以将供电电源的电压进行转换，电压调节器的输出端连接电解水电极，以对电解水电极的工作供电，电流检测模块串联于电压调节器对电解水电极的供电的回路中，电流检测模块的输出端连接电压调节器的反馈端，电压调节器根据电流检测反馈的检测的电流大小调整对电解水电极的供电电压，以使得对电解水电极的供电电流维持稳定。从而解决了由于水质等因素使得电解水电极工作时其负载大小发生变化时，通过电压调节器输出电压自动跟随负载大小进行调节，使得对电解水电极的供电回路中的电流仍维持稳定的预设值，保证了电解水电极的电解水反应的效率维持预设的较高状态，有效的保证了电解水产生的活性成分的输出量的稳定性，使得杀菌效果维持稳定不变。
附图说明
24.图1为本实用新型实施例的用于电解水的电压自动调节的供电电路的电路原理图；
25.图2为基于图1增加了电压检测模块的供电电路的电路原理图。
具体实施方式
26.需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本实用新型。
27.本实用新型提出一种用于电解水的电压自动调节的供电电路，如图1所示，用于电
解水的电压自动调节的供电电路包括电压转换器10、电压调节器20和电流检测模块80；其中电压转换器10的输入端连接供电电源power，电压转换器10的输出端连接电压调节器20，以将供电电源power的电压进行转换，电压调节器20的输出端连接电解水电极30，以对电解水电极30的工作供电，电流检测模块80串联于电压调节器20对电解水电极30的供电回路中，电流检测模块80的输出端连接电压调节器20的反馈端，电压调节器20根据电流检测反馈的检测的电流大小调整对电解水电极30的供电电压，以使得对电解水电极30的供电电流维持稳定。
28.电压转换器10本质是一个dc-dc(直流-直流)转换器，用于对输入的直流电进行电压转换，如升压或者降压，根据输入电压的大小，如输入电压相对较低时，则进行升压，输入电压较高时，则进行降压。在本实施例中，输入电压为储能电池如锂电池进行供电输出的电压，一般在3.7-4.2v，其电压值较低，因此经过电压转换器10升压，如达到5.5v，对电压调节器 20进行供电，以经过其对电解水电极30进行供电，使其进行电解水工作。如图1所示，电压转换器10由电压转换芯片u2、第一电感l1、第十电容c10、第十八电容c18、第十六电阻r16、第十五电阻r15、第五电阻r5、第七电阻r7和第十三电容c13等组成boost升压电路，其工作原理可参考现有技术中的boost升压电路原理，在此不再赘述。
29.电压调节器20对电解水电极30输出电压，电流检测模块80串联在对电解水电极30供电的回路中，电流检测模块80的输出端的电压大小发送变化时，对应供电回路中的电流大小发生变化，从而使得电压调节器20根据其反馈端接收到的电压大小自动调节对电解水电极 30的输出电压大小，以此使得供电回路的电流维持稳定。比如如果检测到供电回路中的电流低时，其输出端的电压偏低，以此电压调节器20输出电压相对高，从而使得供电回路中的电流增大达到稳定的预设值如1a。以此解决了由于水质等因素使得电解水电极30工作时其负载大小发生变化时，通过电压调节器20输出电压自动跟随负载大小进行调节，使得对电解水电极30的供电回路中的电流仍维持稳定的预设值，保证了电解水电极30的电解水反应的效率维持预设的较高状态，有效的保证了电解水产生的活性成分的输出量的稳定性，使得杀菌效果维持稳定不变。
30.其中电流检测模块80具体连接方式可串联于供电回路中的地线一端，如图1所示，电压调节器20的输出端输出正极电压，其连接到电解水电极30的第一电极t1，而电解水电极30 的第二电极t2连接电流检测模块80的一检测端，电流检测模块80的另一检测端接地。此时供电回路中的电流从电压调节器20的输出端输出，经第一电极t1、第二电极t2、电流检测模块80到地。因为电流检测模块80的另一检测端接地，使得供电回路中的电流经过电流检测模块80时，电流检测模块80输出的电压对地大小可以较低，以此可以方便与电压调节器 20的反馈端连接，实现电压调节器20根据反馈端电压进行电压调整。具体地，电流检测模块80包括第二十二电阻r22，第二十二电阻r22的一端共接于电流检测模块80的一检测端和电流检测模块80的输出端，第二十二电阻r22的另一端为电流检测模块80的另一检测端。此时电流检测模块80为一简单的阻值较小的较高精度的电阻，如第二十二电阻r22的阻值为0.1欧姆，阻值较小时，使得第二十二电阻r22产生的分压很低，不会影响到对电解水电极30的供电电压产生影响，而且也使得第二十二电阻r22的功耗低不会发热。如当供电回路中的电流由1a提升至1.2a时，第二十二电阻r22输出的电压从0.1v波动到0.12v，电压调节器20以此根据此波动降低输出电压，使得电流仍然维持在1a，实现了回路中的电流维持1a的
稳定不变。
31.在本实用新型的一些实施例中，供电电路还包括mcu40，电压转换器10包括使能端en，使能端en连接mcu40。其中使能端en用于控制电压转换器10是否工作，通过mcu40来控制电压转换器10的工作状态，如根据接收到的开关键的开关状态控制电压转换器10的工作启停，以此控制电解水工作的启停。或者mcu40根据检测到的异常状态控制电压转换器10停止工作，以此保护整个供电回路的电子元件不会由于异常导致损坏。
32.具体地，在本实用新型的一些实施例中，电压调节器20包括电压调节芯片u4、第三电感l3、第一二极管d1和第十六电容c16；其中电压调节芯片u4的电源输入端为电压调节器20的输入端，电压调节芯片u4的调节反馈端fb为电压调节器20的反馈端，电压调节芯片u4的使能端en为电压调节器20的使能端en，电压调节芯片u4的输出端连接共接于第三电感l3的一端和第一二极管d1的阴极，第一二极管d1的阳极和第十六电容c16的一端共接于接地，第三电感l3的另一端和第十六电容c16的另一端共接于电压调节器20的输出端。其中电压调节芯片u4、第三电感l3和第一二极管d1组成一个dc-dc电路，电压调节芯片u4内部包含了连接于反馈端fb的电压比较器、逻辑处理单元、开关驱动和开关管等单元电路，电压比较器会将反馈端fb的电压的变化进行放大，输入到逻辑处理单元，逻辑处理单元根据变化的电压输出对应的可调的pwm信号到开关驱动，使得开关驱动开关管输出的开关工作状态可调，再配合外围的第三电感l3、第一二极管d1和第十六电容c16组成的电路形成能量转换电路，通过改变第三电感l3中储能状态的变化，使其输出的电压发生变化，也即对电解水电极30的供电电压跟随反馈端fb的电压可调。
33.在本实用新型的一些实施例中，供电电路还包括电源开关模块70，电源开关模块70的控制端连接mcu40，电源开关模块70的输入端连接储能的供电电源power，电源开关模块70的输出端连接电压转换器10的输入端。电源开关模块70串联于供电电源power和电压转换器10之间，通过mcu40的控制使得对电压转换器10的供电可控，在电解水不工作时，通过mcu40控制电源开关模块70关断，以断开对后续两个模块即电压转换器10和电压调节器20的供电，从而尽量的降低待机功耗，以尽量的降低储能的供电电源power如锂电池的待机状态下的功耗。
34.具体地，如图1所示，电源开关模块70包括npn三极管q1、第四电阻r4、第六电阻 r6、第三十一电阻r31和pmos管q2；第四电阻r4的一端为电源开关模块70的控制端，第四电阻r4的另一端连接npn三极管q1的基极，npn三极管q1的发射极接地，npn三极管q1的集电极连接第六电阻r6的一端，第六电阻r6的另一端共接于第三十一电阻r31 的一端和pmos管q2的栅极，pmos管q2的源极和第三十一电阻r31的另一端共接于电源开关模块70的输入端，pmos管q2的漏极为电源开关模块70的输出端。
35.在mcu40的一控制端口p6输出高电平时，npn三极管q1导通，使得pmos管q2的栅极拉低，此时pmos管q2导通，供电电源power的电流通过pmos管q2的源极和漏极对电压转换器10进行供电。在控制端口p6输出低电平时，npn三极管q1截止，使得pmos 管q2的栅极变为高电平，此时pmos管q2截止，断开对电压转换器10的供电。
36.在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，供电电路还包括电压检测模块90，电压检测模块90包括电压检测输入端、电压检测输出端和电压工作控制端；电压检测输入端连接储能电源60即供电电源输出端，电压检测输出端连接mcu40，电压工作控制端连接
mcu40； mcu40输出低电平信号时电压检测模块90工作，mcu40输出高电平信号时，电压检测模块 90停止工作。
37.因为电解水的供电电源power由储能电源60如锂电池提供，所以为了使得锂电池使用时间延长，因尽量减少不必要的损耗如待机功率、工作过程中除了电解水极片以外的电路的功耗等。电压检测模块90用于检测锂电池的输出电压，方便mcu40实时监控其电压，检测到其电压过低时控制停止电解水工作，避免电池电压太低损害锂电池。而电压检测模块90在不进行检测时，应该尽量降低其功耗，只有在mcu40通过其读取电池电压时才工作。因此通过设计电压检测模块90，使其具有电压工作控制端，只有在电压工作控制端接收到低电平时电压检测模块90才工作，而在电压工作控制端接收到高电平时不工作，以此相对现有的电压检测模块90为一直工作的耗电模式，能有效的降低其工作能耗，从而降低整个电解水工作电路的能耗，延长锂电池的使用时间。
38.具体地，如图2所示，电压检测模块90包括第二十五电阻r25、第二十四电阻r24和第十一电容c11；其中第二十五电阻r25的一端为电压检测输入端，第二十五电阻r25的另一端、第二十四电阻r24的一端和第十一电容c11的一端共接于电压检测输出端，第二十四电阻r24的另一端为电压工作控制端，第十一电容c11的另一端接地。其中当mcu40的p5 端口输出低电平时，电池电压经第二十五电阻r25、第二十四电阻r24形成电流回路，以此构成分压电路，第十一电容c11用于对mcu的输出信号的滤波作用，使得mcu40通过这两个电阻的连接点读取分压来监控电池电压，而在读取电压完成后，则mcu40的p5端口输出高电平，使得第二十五电阻r25、第二十四电阻r24之间无法形成电流回路，也即此时没有电流流经第二十五电阻r25和第二十四电阻r24，此时电压检测模块90不消耗电流，从而不会产生功耗。以此通过简单的控制方式实现了电压检测模块90在不工作时功耗降到最低。
39.本实用新型还提出一种电解水设备，电解水设备内部设置有上述实施例中提到的用于电解水的电压自动调节的供电电路。通过设置该供电电路，使得电解水可以适应不同环境的工作水质，使其电解水工作的电流维持恒定，从而保证了其电解水工作的效率一直位置稳定的高效状态，保证了其电解水生成的杀菌消毒的活性成分的稳定，有效的提升整个电解水设备的杀菌消毒能力。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
42.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。