一种超级电容自锁电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种超级电容自锁电路。


背景技术：

2.智能马桶用脉冲阀的开关进行冲便。在断电的情况下，用超级电容给脉冲阀供电进行冲便。超级电容的电量比较小，如果系统一直处于待机状态，会很快消耗掉超级电容的电量。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种超级电容自锁电路，能够在断电情况下，完全切断超级电容的供电，不让系统消耗待机功耗。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超级电容自锁电路，包括第一电压检测模块、第二电压检测模块、超级电容模块、第一开关模块、第二开关模块、供电模块以及控制模块；所述第一电压检测模块的第一端与所述供电模块电性连接，所述第一电压检测模块和第二电压检测模块的第二端以及第一开关模块的控制端分别与所述控制模块电性连接，所述第一开关模块的输入端与所述供电模块电性连接，所述第一开关模块的输出端与所述控制模块的电源端电性连接，所述超级电容模块的一端与所述第二电压检测模块的第一端以及供电模块电性连接并通过所述第二开关模块与所述控制模块的电源端电性连接，所述第一电压检测模块和第二电压检测模块的第三端以及超级电容模块的另一端均接地。
5.优选地，所述第一开关模块包括第一开关管单元以及第二开关管单元；所述第一开关管单元的控制端为所述第一开关模块的控制端，所述第一开关管单元的输出端接地，所述第一开关管单元的输入端与所述第二开关管单元的控制端电性连接，所述第二开关管单元的输入端和输出端分别为所述第一开关模块的输入端和输出端。
6.优选地，所述第一开关管单元包括npn型三极管以及第一电阻；所述第一电阻的一端为所述第一开关管单元的控制端，所述第一电阻的另一端与所述npn型三极管的基极电性连接，所述npn型三极管的发射极为所述第一开关管单元的输出端，所述npn型三极管的集电极为所述第一开关管单元的输入端。
7.优选地，所述第二开关管单元包括n沟道mos管、第二电阻以及第一电容；所述n沟道mos管的栅极为所述第二开关管单元的控制端，所述n沟道mos 管的源极为所述第二开关管单元的输入端，所述n沟道mos管的漏极为所述第二开关管单元的输出端，所述n沟道mos管的栅极和源极通过所述第二电阻电性连接，所述n沟道mos管的漏极通过所述第一电容接地。
8.优选地，所述第二开关模块包括拨码开关单元以及第二电容；所述拨码开关单元的输入端与所述超级电容模块电性连接并通过所述第二电容接地，所述拨码开关单元的输出端与所述控制模块的电源端电性连接。
9.优选地，所述第一电压检测模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一分压电阻的一端为所述第一电压检测模块的第一端，所述第一分压电阻的另一端为所述第一电压检测模块的第二端并与所述第二分压电阻的一端电性连接，所述第二分压电阻的另一端为所述第一电压检测模块的第三端。
10.优选地，所述第二电压检测模块包括第三分压电阻和第四分压电阻；所述第三分压电阻的一端为所述第二电压检测模块的第一端，所述第三分压电阻的另一端为所述第二电压检测模块的第二端并与所述第四分压电阻的一端电性连接，所述第四分压电阻的另一端为所述第二电压检测模块的第三端。
11.优选地，所述超级电容自锁电路还包括第一限流模块，所述第一限流模块的一端与所述供电模块电性连接，所述第一限流模块的另一端与所述第一电压检测模块的第一端以及第一开关模块的输入端电性连接。
12.优选地，所述超级电容自锁电路还包括第一二极管模块，所述第一二极管模块的一端通过所述第一限流模块与所述供电模块电性连接，所述第一二极管模块的另一端与所述第一开关模块的输入端电性连接。
13.优选地，所述超级电容自锁电路还包括第二二极管模块，所述第二二极管模块的一端与所述第一开关模块的输出端电性连接并通过所述第二开关模块与所述超级电容模块电性连接，所述第二二极管模块的另一端与所述控制模块的电源端电性连接。
14.实施本实用新型的有益效果在于：
15.本实用新型，包括第一电压检测模块、第二电压检测模块、超级电容模块、第一开关模块、第二开关模块、供电模块以及控制模块；所述第一电压检测模块的第一端与所述供电模块电性连接，所述第一电压检测模块和第二电压检测模块的第二端以及第一开关模块的控制端分别与所述控制模块电性连接，所述第一开关模块的输入端与所述供电模块电性连接，所述第一开关模块的输出端与所述控制模块的电源端电性连接，所述超级电容模块的一端与所述第二电压检测模块的第一端以及供电模块电性连接并通过所述第二开关模块与所述控制模块的电源端电性连接，所述第一电压检测模块和第二电压检测模块的第三端以及超级电容模块的另一端均接地。采用本实用新型，能够在断电情况下，完全切断超级电容的供电，不让系统消耗待机功耗；本实用新型可有效延长超级电容的工作时间，只在需要冲便的时候超级电容供电，不需要冲便的时候，超级电容处于完全断电的状态，有效解决mcu的待机功耗问题。
附图说明
16.图1是本实用新型提供的超级电容自锁电路的原理框图；
17.图2是本实用新型提供的控制模块的电路原理图；
18.图3是本实用新型提供的第一开关模块的原理框图；
19.图4是本实用新型提供的第一开关管单元和第二开关管单元的电路原理图；
20.图5是本实用新型提供的第二开关模块的电路原理图；
21.图6是本实用新型提供的第一电压检测模块的电路原理图；
22.图7是本实用新型提供的第二电压检测模块的电路原理图；
23.图8是本实用新型提供的第一限流模块的原理框图；
24.图9是本实用新型提供的第一二极管模块的原理框图；
25.图10是本实用新型提供的第二二极管模块的原理框图；
26.图11是本实用新型提供的超级电容自锁电路的电路原理图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。
28.如图1所示，本实用新型提供了一种超级电容自锁电路，包括第一电压检测模块1、第二电压检测模块2、超级电容模块3、第一开关模块4、第二开关模块5、供电模块6以及控制模块7；所述第一电压检测模块1的第一端与所述供电模块6电性连接，所述第一电压检测模块1和第二电压检测模块2的第二端以及第一开关模块4的控制端分别与所述控制模块7电性连接，所述第一开关模块4的输入端与所述供电模块6电性连接，所述第一开关模块4的输出端与所述控制模块7的电源端电性连接，所述超级电容模块3的一端与所述第二电压检测模块2的第一端以及供电模块6电性连接并通过所述第二开关模块5 与所述控制模块7的电源端电性连接，所述第一电压检测模块1和第二电压检测模块2的第三端以及超级电容模块3的另一端均接地。
29.需要说明的是，如图2所示，所述控制模块7为单片机u1，但不限于此；单片机集成了运算器、控制器、存储器及输入输出器等诸多部件，实现对信号的处理、数据存储等诸多功能。比如运算器中就包含了大量比较电路，可以对接收的信号指令进行逻辑运算处理。
30.本实用新型，包括第一电压检测模块、第二电压检测模块、超级电容模块、第一开关模块、第二开关模块、供电模块以及控制模块；所述第一电压检测模块的第一端与所述供电模块电性连接，所述第一电压检测模块和第二电压检测模块的第二端以及第一开关模块的控制端分别与所述控制模块电性连接，所述第一开关模块的输入端与所述供电模块电性连接，所述第一开关模块的输出端与所述控制模块的电源端电性连接，所述超级电容模块的一端与所述第二电压检测模块的第一端以及供电模块电性连接并通过所述第二开关模块与所述控制模块的电源端电性连接，所述第一电压检测模块和第二电压检测模块的第三端以及超级电容模块的另一端均接地。采用本实用新型，能够在断电情况下，完全切断超级电容的供电，不让系统消耗待机功耗；本实用新型可有效延长超级电容的工作时间，只在需要冲便的时候超级电容供电，不需要冲便的时候，超级电容处于完全断电的状态，有效解决mcu的待机功耗问题。
31.如图3所示，所述第一开关模块4包括第一开关管单元41以及第二开关管单元42；所述第一开关管单元41的控制端为所述第一开关模块4的控制端，所述第一开关管单元41的输出端接地，所述第一开关管单元41的输入端与所述第二开关管单元42的控制端电性连接，所述第二开关管单元42的输入端和输出端分别为所述第一开关模块4的输入端和输出端。
32.需要说明的是，本实施例中，通过控制所述第一开关管单元41的导通状态，进而控制所述第二开关管单元42的导通状态，从而实现控制所述第一开关模块 4的开关状态。
33.如图4所示，所述第一开关管单元41包括npn型三极管q1以及第一电阻 r2；所述第
一电阻r2的一端为所述第一开关管单元41的控制端，所述第一电阻r2的另一端与所述npn型三极管q1的基极电性连接，所述npn型三极管 q1的发射极为所述第一开关管单元41的输出端，所述npn型三极管q1的集电极为所述第一开关管单元41的输入端。进一步地，所述第二开关管单元42 包括n沟道mos管q2、第二电阻r1以及第一电容c1；所述n沟道mos管 q2的栅极为所述第二开关管单元42的控制端，所述n沟道mos管q2的源极为所述第二开关管单元42的输入端，所述n沟道mos管q2的漏极为所述第二开关管单元42的输出端，所述n沟道mos管q2的栅极和源极通过所述第二电阻r1电性连接，所述n沟道mos管q2的漏极通过所述第一电容c1接地。
34.需要说明的是，本实施例中，通过控制所述npn型三极管q1的导通状态进而控制所述第一开关管单元41的导通状态，并通过所述第一电阻r2进行限流以避免烧坏所述npn型三极管q1；通过控制所述n沟道mos管q2的导通状态进而控制所述第二开关管单元42的导通状态，并通过所述第二电阻r1进行限流以避免烧坏所述n沟道mos管q2，同时通过所述第一电容c1滤除电路中的杂波以提高电路的稳定性。
35.如图5所示，所述第二开关模块5包括拨码开关单元sw1以及第二电容c2；所述拨码开关单元sw1的输入端与所述超级电容模块(+vb)电性连接并通过所述第二电容c2接地，所述拨码开关单元sw1的输出端与所述控制模块的电源端(+5v)电性连接。
36.需要说明的是，本实施例中，通过控制所述拨码开关单元sw1的通断状态进而控制所述第二开关模块5的开关状态，并通过所述第二电容c2滤除电路中的杂波以提高电路的稳定性。
37.如图6所示，所述第一电压检测模块1包括第一分压电阻r6和第二分压电阻r7；所述第一分压电阻r6的一端为所述第一电压检测模块1的第一端，所述第一分压电阻r6的另一端为所述第一电压检测模块1的第二端并与所述第二分压电阻r7的一端电性连接，所述第二分压电阻r7的另一端为所述第一电压检测模块1的第三端。
38.如图7所示，所述第二电压检测模块2包括第三分压电阻r3和第四分压电阻r4；所述第三分压电阻r3的一端为所述第二电压检测模块2的第一端，所述第三分压电阻r3的另一端为所述第二电压检测模块2的第二端并与所述第四分压电阻r4的一端电性连接，所述第四分压电阻r4的另一端为所述第二电压检测模块2的第三端。
39.如图8所示，所述超级电容自锁电路还包括第一限流模块8，所述第一限流模块8的一端与所述供电模块6电性连接，所述第一限流模块8的另一端与所述第一电压检测模块1第一端以及第一开关模块4的输入端电性连接。
40.需要说明的是，本实施例中，通过所述第一限流模块8进行限流以避免烧坏电子元器件。
41.如图9所示，所述超级电容自锁电路还包括第一二极管模块9，所述第一二极管模块9的一端通过所述第一限流模块8与所述供电模块6电性连接，所述第一二极管模块9的另一端与所述第一开关模块4的输入端电性连接。
42.如图10所示，所述超级电容自锁电路还包括第二二极管模块10，所述第二二极管模块10的一端与所述第一开关模块4的输出端电性连接并通过所述第二开关模块5与所述超级电容模块3电性连接，所述第二二极管模块10的另一端与所述控制模块7的电源端电性连接。
43.综上所述，如图11所示，当有电的时候，+6v有电，r6/r7电阻组成电压检测电路，6v_det为mcu输入端，mcu判断出目前为正常通电状态。mcu 输出c_sw高电平，q1、q2导通，+5v保持给mcu供电，系统正常工作。当断电状态下，+6v消失，mcu通过6v_det判断出目前为断电状态，此时mcu 输出c_sw低电平，q1/q2断开，+5v消失。mcu进入断电状态，系统停止工作。当智能马桶需要冲便时，轻触开关sw1按下，超级电容+vb瞬间通过 sw1/d2给+5v提供电压，mcu随即启动，mcu通过6v_det电压判断出此时为断电启动状态，此时mcu通过v_det判定超级电容电压为3v以上状态时，随即mcu的c_sw输出高电平，q1/q2导通，+vb通过q2/d2给+5v续流，此时轻触开关sw1断开后，+5v依旧维持电压供电，系统正常工作。此时mcu通过v_det判定超级电容电压为3v以下状态时，不予启动，或者短暂启动c_sw输出高电平，通过led指示灯给出短暂低压报警后，mcu输出c_sw 低电平，q1/q2断开，+5v消失。mcu进入断电状态，系统停止工作。冲便时间为15s,mcu计时15s到时候，c_sw输出低电平，q1/q2断开，+5v消失， mcu进入断电状态，系统停止工作。
44.因此，本实用新型是在断电情况下，完全切断超级电容的供电，不让系统消耗待机功耗。在需要冲便的时候，例如15秒内，让超级电容通过自锁电路给系统供电，冲便完毕后，mcu切断自锁电路，切断系统供电，实现超级电容待机0损耗，延长超级电容单次充电后的使用时间。智能马桶用脉冲阀的开关进行冲便，断电的情况下，用超级电容给脉冲阀供电进行冲便。采用本实用新型，可有效延长超级电容的工作时间，只在需要冲便的时候超级电容供电，不需要冲便的时候，超级电容处于完全断电的状态，有效解决mcu的待机功耗问题。
45.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。