电源电路及智能电器的制作方法

1.本公开涉及供电技术领域，尤其涉及一种电源电路及智能电器。


背景技术：

2.随着智能家居行业的兴起，智能门、智能窗户等智能电器的使用越来越普及。这些智能电器大部分的电控功能都需要依赖于电源电路供电，因此保证电源电路的工作寿命以及降低功耗十分重要。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种电源电路及智能电器。
4.根据本公开的一方面，提供了一种电源电路，包括：
5.电芯，包括电芯输入端和电芯输出端；
6.保护电路，包括第一输入端和第一输出端，第一输入端与电芯输出端连接，第一输出端与放电接口连接，保护电路用于对电芯进行过流保护；
7.充电电路，包括第二输入端、第二输出端和第三输入端，第二输入端与充电接口连接，第二输出端与电芯输入端连接，第三输入端与保护电路的第三输出端连接，充电电路用于为电芯进行充电以及激活保护电路。
8.在一种实施方式中，电源电路还包括：
9.pd充电协议电路，与充电电路的第二输入端连接，pd充电协议电路用于提高充电电路的第二输出端的电压。
10.在一种实施方式中，电芯采用高倍率电池的电芯。
11.在一种实施方式中，充电电路的第二输入端输入的电流小于保护电路的第一输出端输出的电流。
12.根据本公开的另一方面，提供了一种智能电器，包括：
13.电子设备；
14.任意实施例的电源电路，电源电路的充电接口用于与市电端连接，电源电路的放电接口与电子设备连接，用于为电子设备供电。
15.在一种实施方式中，智能电器包括智能门、智能窗户、扫地机和吸尘器。
16.在一种实施方式中，智能电器为智能门，智能门包括相互连接的门框和门板，智能门的电子设备至少包括智能门锁，智能门锁和电源电路设置在门板上；电源电路的放电接口与智能门锁连接。
17.在一种实施方式中，智能门的电子设备还包括摄像头，电源电路的放电接口与摄像头连接。
18.在一种实施方式中，智能门的电子设备还包括报警器，电源电路的放电接口与报警器连接。
19.根据本公开的技术，保护电路和充电电路两者独立设置，因此在充电电路不工作
时电源电路的能耗可以降低，延长电芯的使用寿命。同时，在保护电路过载保护电芯的情况下，充电电路通过充电电芯可以实现保护电路的激活，快速恢复到工作状态。
20.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
21.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
22.图1示出根据本公开实施例的电源电路的结构示意图；
23.图2示出根据本公开另一实施例的电源电路的结构示意图；
24.图3示出根据本公开实施例的充电电路的结构示意图；
25.图4示出根据本公开实施例的保护电路的结构示意图；
26.图5示出根据本公开实施例的pd充电协议电路的结构示意图；
27.图6示出根据本公开实施例的保护电路的电压变化示意图；
28.图7示出根据本公开实施例的智能电器的结构示意图。
具体实施方式
29.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
30.本公开实施例提供了一种电源电路100，如图1所示，电源电路包括电芯1、保护电路2和充电电路3。
31.电芯1包括电芯1输入端和电芯1输出端。电芯1输入端用于为电芯1 充电，电芯1输出端用于将电芯1的电量输出，以为其他电子设备供电使用。电芯1可以采用现有技术中的任意电芯1结构，在此不做具体限定。例如，电芯1可以根据使用需要选择容量大的电芯1、能够输出大电流的电芯1等等。
32.保护电路2包括第一输入端和第一输出端。第一输入端与电芯1输出端连接，第一输出端与放电接口4连接。保护电路2用于根据第一输入端接收的电芯1输出端输出的电流，确定电流是否过载，在电芯1输出的电流过载的情况下对电芯1进行过流保护。放电接口4用于与电子设备连接，实现将电芯1的电能输送至电子设备，为电子设备供电。保护电路2可以采用现有技术中任意的保护电路结构，在此不做具体限定，只要能够实现对电芯1进行过流保护即可。
33.充电电路3包括第二输入端、第二输出端和第三输入端。第二输入端与充电接口5连接，第二输出端与电芯1输入端连接，第三输入端与保护电路 2的第三输出端连接，充电电路3用于为电芯1进行充电。以及充电电路3 还用于激活保护电路2。充电接口5用于与市电端连接，第二输出端用于将第二输入端输入的市电输送至电芯1，以供电芯1进行充电。第三输入端用于接收保护电路2的第三输出端输出的过流保护信号，在接收到过流保护信号
的情况下，充电电路3继续为电芯1进行充电，在电芯1输出端想保护电路2的第一输入端输入电流时，原本处于过流保护状态的保护电路2被重新激活，恢复到工作状态。充电电路3可以采用现有技术中任意的充电电路结构，在此不做具体限定，只要能够实现对电芯1进行充电即可。充电接口5 可以直接与市电端连接，也可以通过适配器与市电端连接。
34.根据本公开实施例的方案，由于充电电路3设置在充电接口5和电芯1 之间，保护电路2设置在电芯1和放电接口4之间，因此实现了保护电路2 和充电电路3两者独立设置和独立工作，避免了出现其中一个电路处于工作状态另一个电路处于待机状态时，待机状态的电路仍会产生能耗的情况出现，有效降低了电源电路100的整体能耗。进一步，由于电源电路100的整体能耗降低，电芯1的使用寿命和待机时长得到了显著提升，提高了电芯1的性能。另外，充电电路3由于能够接收保护电路2的过流保护信号，因此在保护电路2过载保护电芯1的情况下，充电电路3通过充电电芯1可以实现保护电路2的激活，使保护电路2快速恢复到工作状态。
35.在一种实施方式中，充电电路3的第三输入端和第二输入端可以为同一个输入端。保护电路2的第三输出端和保护电路2的第一输出端可以为同一个输出端。
36.在一种实施方式中，充电电路3采用宽电压输入电路，充电电路3在接收到充电接口5的低压输入时可提升电压对电芯1充电，在接收到充电接口 5的高压输入时可以降压对电芯1充电，使得充电电路3可以适应与充电接口5连接的各类适配器。
37.在一个示例中，充电电路3可以采用bq25723降压-升压电池充电控制器，具体的充电电路3如图3所示。需要说明的是，本示例的充电电路3的结构仅用于举例说明，不做具体限定。本公开任一实施例的电源电路100可以采用其他结构的充电电路，不限于此。
38.在一种实施方式中，充电电路3的第二输入端输入的电压为5-15vdc (volts direct current，直流电压)。保护电路2的第一输出端的电压为 6-8.4vdc。
39.在一种实施方式中，充电电路3的第二输入端输入的电流小于保护电路 2的第一输出端输出的电流。从而实现电源电路100可以接收小电流的输入进行电芯1充电，同时使电芯1能够输出大电流。
40.在一个示例中，电源电路100可以理解为是一个电池结构，电芯1是该电池结构的储能部分。
41.在一种实施方式中，电芯1可以采用高倍率电池的电芯1。高倍率电池可以是锂离子充电电池。它主要依赖锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，li+在两个电极之间来回嵌入和脱嵌：充电池时，li+从正极脱嵌，经由电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。具体采用的高倍率电池可以根据需要进行选择，其输出的大电流至少能够达到大电流电机驱动。例如可以采用inr18650-20s型号的电池。
42.在一种实施方式中，保护电路2可以采用包括保护芯片bq2973的保护电路2。具体的保护电路2如图4所示。其中，第一输入端(+)和第一输入端(-)接电芯1，第一输出端(+)和第一输出端(-)接放电接口4，第三输出端接充电电路3的第三输入端。电芯1通过电芯1输出端向保护电路2 的第一输入端(+)和第一输入端(-)输入电流时，电流经过保护电路2的 chg与dsg两个mos管时会有压差，通过内部比较器触发保护，一旦电流超过阈值，及关断电流保护电芯1。
43.在一种实施方式中，电源电路100还包括pd(power delivery，功率传输)充电协议
电路6，pd充电协议电路6与充电电路3的第二输入端连接， pd充电协议电路6用于提高充电电路3的第二输出端的电压，从而实现电芯 1快充的功能，减少电芯1的充电时长。pd充电协议电路6除适配基本的5v 电压外，可通过pd充电协议输出不同电压，从而达到快速充电的目的。例如选择9v、12v、15v、20v电压。pd充电协议电路6可以采用现有技术中任意的pd充电协议电路结构，在此不做具体限定，只要能够实现电芯1的快充即可。
44.在一个示例中，pd充电协议电路6可以采用包括ch224k芯片的pd充电协议电路。具体的pd充电协议电路6如图5所示。
45.在一个示例中，如图6所示，示出了保护电路2工作时的电压变化情况。其中，bat表示电芯1电压正极，vss表示电芯1电压负极，pack-表示电源电路100输出的负极，vscc表示输出保护触发电压，vocd表示输出恢复电压，v-表示输出电流经过保护电路2的两个mos管产生的压差。根据图6 可以看到随着电流变化，dout会相应改变，cout保持不变。
46.根据本公开的另一方面，提供了一种智能电器，包括电子设备和上述任一实施例的电源电路100。电源电路100的充电接口5用于与市电端连接，电源电路100的放电接口4与电子设备连接，用于为电子设备供电。
47.电子设备可以为智能电器上需要通过供电实现特定功能的设备。例如，电子设备可以是传感器、摄像头、处理器、智能门锁、电机等等，在此不做具体限定。
48.在一种实施方式中，智能电器包括智能门、智能窗户、扫地机、吸尘器等等，在此不做具体限定，只要需要电源电路的电器均可理解为本公开实施例的智能电器。
49.在一种实施方式中，如图7所示，智能电器为智能门200，智能门200 包括相互连接的门框10和门板20，智能门的电子设备至少包括智能门锁30，智能门锁30和电源电路100设置在门板20上。电源电路100的放电接口4 与智能门锁30连接。电源电路100的充电接口5与外部的市电端连接。智能门锁30可以采用任意的门锁结构，在此不做具体限定，例如，具备指纹解锁、面部识别、按键解锁等功能的智能门锁。
50.在一种实施方式中，智能门200的电子设备还包括摄像头，电源电路100 的放电接口4与摄像头连接。
51.在一种实施方式中，智能门200的电子设备还包括报警器，电源电路100 的放电接口4与报警器连接。
52.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
53.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一个或者多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
54.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
55.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
57.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。