CN106394024A - 用于便携式标签打印机的供电电源电路系统和工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统和工作方法，包括：电子开关电路、直流升压电路、直流降压电路；供电电源输出端连接电子开关电路供电输入端，蓄电池电源输出端连接电子开关电路蓄电池电源端，电子开关电路升压电源端连接直流升压电路输入端，电子开关电路降压电源端连接直流降压电路输入端，直流升压电路供电端连接便携式标签打印机打印头供电端，直流降压电路3.3V电源输出端连接打印系统供电电路电源端，直流降压电路5V电源输出端连接操作系统供电电路电源端。高性能的充电管理电路通过软件对充电管理电路进行控制。

Description

用于便携式标签打印机的供电电源电路系统和工作方法

技术领域

本发明涉及电子电路控制领域，尤其涉及一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统和工作方法。

背景技术

目前存在的4寸标签打印机采用的供电管理方案有交流转直流，直流降压后再提供给打印机系统，而这样的管理方案没有解决打印机便与携带的问题，因为交流电源是不可以随时随地移动。

目前的4寸标签打印机由锂电池提供电源，而由于便携式打印机目的是为了便于携带，因此对体积和重量提出了要求。因此4寸便携式打印机所需要的电源如果按现有便携标签打印机的电源管理方案，那么就无法解决体积小和重量轻的问题。

目前存在的4寸标示打印机未采用电池供电系统，如果采用锂电池供电，将使用到多级电源管理方案，那么对每一路的电源保护与效率的保证也提出了很高的要求，这些要求问题主要集中在升压、降压的效率，保护等。

现便携式打印机锂电池管理方式采用的方式是单颗集成电池管理IC，该类管理只能解决放电时对电池的保护，而未对充电过程中所发生的异常进行保护与判别，因此造成了在打印机进行打印工作时由于整个系统电压波动，造成电池自身电压的波动，无法保证打印质量。

锂电池标准输出电压为14.4V，无法升压降压，来适配外围电路。

这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统和工作方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，包括：电子开关电路、直流升压电路、直流降压电路；

供电电源输出端连接电子开关电路供电输入端，蓄电池电源输出端连接电子开关电路蓄电池电源端，电子开关电路升压电源端连接直流升压电路输入端，电子开关电路降压电源端连接直流降压电路输入端，直流升压电路供电端连接便携式标签打印机打印头供电端，直流降压电路3.3V电源输出端连接打印系统供电电路电源端，直流降压电路5V电源输出端连接操作系统供电电路电源端。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述电子开关电路包括：

供电输入端输出24V电压，供电输入端分别连接第4电阻一端和第2三极管源极，第2三极管漏极连接第2保险丝一端，第2保险丝另一端分别连接第5电阻一端和电源输出端，第5电阻另一端连接第1电容一端，第1电容另一端接地，第2三极管栅极分别连接第4电阻另一端和第11电容一端，第11电容另一端连接第4电阻一端，第4电阻另一端还连接第3电阻一端，第3电阻另一端连接第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第1端，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第2端连接第3晶体管集电极，第3晶体管基极连接第1电阻一端，第1电阻另一端电源输出端，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第3端连接电源开关按钮，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第4端分别连接第1三极管栅极和第2电阻一端，第1三极管漏极连接蓄电池电源输出端，第1三极管源极连接第2电阻另一端，第2电阻另一端分别连接第1二极管负极和蓄电池供电端，第1二极管正极接地。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述直流升压电路包括：

蓄电池电源输出端连接第4三极管源极，第4三极管漏极分别连接第3电容一端和第4电容一端，第4三极管栅极分别连接第6电阻一端和第2电容一端，第6电阻另一端和第2电容另一端连接后接地，第3电容另一端和第4电容另一端连接，第4电容另一端还连接第5电容一端，第5电容另一端连接升压器信号端，第4电容一端还连接第1电感一端，第1电感另一端分别连接第6二极管正极和升压器控制开关端，第6二极管负极分别连接第10电阻和第6电容一端，第6电容一端还分别连接第7电容一端和第8电容一端，第8电容一端还分别连接第7二极管负极和第9二极管正极，第9二极管负极连接电压输出端，供电电源端连接第8二极管正极，第8二极管负极连接电压输出端，第6电容另一端、第7电容另一端、第8电容另一端连接之后接地，第7二极管正极接地，第10电阻另一端分别连接第9电阻一端和升压器反馈端，第8电阻一端连接升压器频率端，第8电阻另一端接地，第7电阻一端分别连接升压器补偿信号端和第9电容一端，第9电容另一端接地，第7电阻另一端连接第10电容一端，第10电容另一端接地。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述直流降压电路包括：

电子开关电路降压电源端分别连接第12电容一端和第13电容一端，第12电容另一端和第13电容另一端连接后接地，第13电容一端还连接第11电阻一端，第11电阻另一端分别连接第12电阻一端和降压器使能端，第12电阻另一端分别连接第13电容另一端和第13电阻一端，第13电阻另一端连接降压器时钟端，第14电容一端连接降压器启动端第14电容另一端分别连接降压器开关端和第10二极管负极，第10二极管正极分别连接降压器接地端和第15电容一端，第15电容另一端分别连接第2电感一端和电源测试端，第2电感另一端连接第10二极管负极，第2电感一端还分别连接第16电阻一端和第11二极管负极，第11二极管正极连接第15电阻一端，第15电阻另一端分别连接第16电阻另一端和降压器反馈端，第15电阻一端还分别连接第17电容一端和接地，第17电容一端还连接第16电容一端，第16电容另一端连接第14电阻一端，第14电阻另一端分别连接降压器补偿端和第17电容另一端。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，还包括电源插头电路：

电源插头电路一端连接市电电源，电源插头电路另一端连接供电电源。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述电源插头电路包括：

插头电源端连接第16整流二极管一端，插头接地端连接整流二极管另一端，第16整流二极管一端还连接第17二极管负极，第16整流二极管另一端还连接第17二极管正极，第17二极管负极哈分别连接第36电容一端和第1保险丝一端，第17二极管正极还连接第36电容另一端和接地，第1保险丝另一端连接电子开关电路电源输入端。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，还包括电源控制管理电路，

供电电源输出端连接电源控制管理电路输入端，电源控制管理电路蓄电池电源输出端连接电子开关电路电源输入端。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述电源控制管理电路包括：

电源供电端连接第3保险丝一端，第3保险丝另一端分别连接第17电阻一端和第18电阻一端，第18电阻一端还连接第5三极管漏极，第5三极管源极分别连接第19电阻一端和第18电容一端，第17电阻另一端和第18电阻另一端连接，第18电阻另一端还连接第37电容一端，第37电容另一端接地，第19电阻另一端分别连接第18电容另一端和第5三极管栅极，第5三极管栅极还连接第20电阻一端，第20电阻另一端连接电源控制芯片交流适配驱动输出端，第21电容一端连接电源控制芯片参考信号端，第21电容另一端接地，第33电阻一端连接参考电压端，第33电阻另一端分别连接第7晶体管集电极和电源控制芯片电源使能端，第7晶体管基极连接第32电阻一端，第32电阻另一端连接电源端，第7晶体管发射极接地，电源供电端还分别连接第23电阻一端和第24电阻一端，第23电阻另一端连接第12发光二极管正极，第12发光二极管负极连接电源控制芯片第2充电状态输出端，第24电阻另一端连接第13发光二极管正极，第13发光二极管负极连接电源控制芯片第1充电状态输出端，参考电压端还连接第25电阻一端，第25电阻另一端分别连接第26电阻一端和第27电阻一端，第26电阻另一端接地，第27电阻另一端分别连接第22电容一端和电源控制芯片温度状态端，第22电容另一端接地，第18电容一端还分别连接第6三极管源极和第22电阻一端，第6晶体管漏极分别连接第21电阻一端和第20电容一端，第20电容一端还连接第19电容一端，第19电容另一端接地，第6三极管栅极连接第18电容另一端，第22电阻另一端连接第24电容一端，第24电容另一端连接电源控制芯片电源端，第21电阻另一端分别连接第20电容另一端和电源控制芯片电流信号端，第21电阻另一端还连接第25电容一端，第25电容一端还分别连接第26电容一端和第27电容一端，第25电容另一端、第26电容另一端和第27电容另一端连接后接地，第27电容一端还连接第8三极管漏极，第8三极管源极连接第9三极管漏极，第8三极管栅极连接电源控制芯片适配驱动端，第8三极管还分别连接第28电容一端和电源控制芯片脉冲高电平端，第28电容另一端分别连接第14二极管负极和电源控制芯片脉冲高电平端，第14二极管正极分别连接第29电容一端和电源控制芯片脉冲低电平端，第29电容另一端接地，第9三极管源极分别连接第15二极管正极和接地，第9三极管栅极连接电源控制芯片脉冲低电平端，第15二极管负极分别连接第8三极管源极和第3电感一端，第3电感另一端分别连接第28电阻一端和第31电容一端，第31电容一端还连接第30电容一端，第30电容另一端接地，第28电阻另一端分别连接第33电容一端和第31电容另一端，第31电容另一端分别连接第32电容一端和电源控制芯片电流信号控制端，第32电容另一端接地，第33电容另一端接地，第33电容一端还分别连接第34电容一端和电子开关电路电源端，第34电容另一端接地，第34电容一端还连接第35电容一端，第35电容另一端接地，第34电容一端还分别连接第29电阻一端和第36电容一端，第36电容另一端电源控制芯片反馈信号端，第29电阻另一端连接第30电阻一端，第30电阻另一端分别连接第31电阻一端和第36电容另一端，第31电阻另一端接地。

本发明还公开一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统的工作方法，包括如下步骤：

S1，由蓄电池电压或者交流电通过适配器转换后的电压+24V(24V)由第一三极管、第二三极管控制后输出给供电电源电路系统；第一三极管、第二三极管的控制为，当电源按钮硬件拉低后，第一三极管和第二三极管导通，蓄电池电源输出端和打印机电源输出端即有输出，实现打印机开机；当电源输出端控制置低后，第一三极管和第二三极管截止，蓄电池电源输出端和打印机电源输出端即无输出，实现关机或暂停；

S2，电池充电管理电路：

交流电通过适配器转换后输出电源输入端VIN，由于适配器的输出为恒压恒流工作模式，所以直接加在电池组后，必然造成电池的损坏甚至造成燃烧事故，于是必须采用充电管理对其控制；该电路采用双路PMOS管级联控制，将VIN输送给充电芯片，当接通电源，电池进入快速充电阶段，预充电是为了激活正常的电池功能，预充电电流的大小约为充电电流的1/6，如果在30分钟内没有达到启动预充电的值，充电关闭，第12发光二极管和第13发光二极管双色二极管显示充电出错；

充电阶段，恒流充电电流不变，电压持续上升，当电压达到调节电压时，充电进入恒压充电阶段；在恒压阶段，充电电流逐渐减小，充电芯片负责管理充电电流；

S3，DC-DC降压转换：

通过电源控制管理电路判断交流电源直接连接打印机时，适配器降压为24V，通过直流降压电路将24V电压降为5V或者3.3V电压，将5V电压提供给操作系统供电电路进行供电，将3.3V电压提供到打印机进行供电；

S4，DC-DC升压转换：

第8二极管和第9二极管并联避免了适配器输出和电池升压输出重合，起到了隔离的作用，当电源控制管理电路判断为蓄电池供电时，直流升压电路对14.4V电压进行升压操作，将升压后的24V电源提供到打印头进行供电。

上述技术方案的有益效果为：通过该控制方法能够合理的进行电压管理，保证打印机稳定工作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1便携式打印机采用锂电池供电可以解决用户便于携带的问题。

2便携式打印采用高性能、大容量的的单体锂电池解决该类型打印机体积和重量的问题。

3将低电压电池升压至4寸打印机所需要的高电压，并且采用合理的模拟控制电路与电路器件布局、PCB制版布局，从而提高电池进行升压之后的效率比和对后级电路的保护。

4高性能的充电管理电路通过软件对充电管理电路进行控制，合理的模拟控制电路与电路器件布局、PCB制版布局，提高电池充电的效率与安全。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明总体电路示意图；

图2是本发明电子开关电路示意图；

图3是本发明直流升压电路示意图；

图4是本发明直流降压电路示意图；

图5是本发明电源控制管理电路示意图；

图6是本发明电源插头电路示意图；

图7是本发明打印机背部示意图；

图8是本发明电池示意图；

图9是本发明打印机背部示意图；

图10是本发明电路原理图；

图11是本发明打印机打开状态示意图；

图12是本发明出标签口示意图；

图13是本发明切刀示意图；

图14是本发明切刀驱动电路示意图；

图15是本发明切刀驱动电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

如图1所示，本发明公开一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，包括：电子开关电路、直流升压电路、直流降压电路；

供电电源输出端连接电子开关电路供电输入端，蓄电池电源输出端连接电子开关电路蓄电池电源端，电子开关电路升压电源端连接直流升压电路输入端，电子开关电路降压电源端连接直流降压电路输入端，直流升压电路供电端连接便携式标签打印机打印头供电端，直流降压电路3.3V电源输出端连接打印系统供电电路电源端，直流降压电路5V电源输出端连接操作系统供电电路电源端。

如图2所示，所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述电子开关电路包括：

供电输入端输出24V电压，供电输入端分别连接第4电阻一端和第2三极管源极，第2三极管漏极连接第2保险丝一端，第2保险丝另一端分别连接第5电阻一端和电源输出端，第5电阻另一端连接第1电容一端，第1电容另一端接地，第2三极管栅极分别连接第4电阻另一端和第11电容一端，第11电容另一端连接第4电阻一端，第4电阻另一端还连接第3电阻一端，第3电阻另一端连接第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第1端，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第2端连接第3晶体管集电极，第3晶体管基极连接第1电阻一端，第1电阻另一端电源输出端，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第3端连接电源开关按钮，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第4端分别连接第1三极管栅极和第2电阻一端，第1三极管漏极连接蓄电池电源输出端，第1三极管源极连接第2电阻另一端，第2电阻另一端分别连接第1二极管负极和蓄电池供电端，第1二极管正极接地。

如图3所示，所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述直流升压电路包括：

蓄电池电源输出端连接第4三极管源极，第4三极管漏极分别连接第3电容一端和第4电容一端，第4三极管栅极分别连接第6电阻一端和第2电容一端，第6电阻另一端和第2电容另一端连接后接地，第3电容另一端和第4电容另一端连接，第4电容另一端还连接第5电容一端，第5电容另一端连接升压器信号端，第4电容一端还连接第1电感一端，第1电感另一端分别连接第6二极管正极和升压器控制开关端，第6二极管负极分别连接第10电阻和第6电容一端，第6电容一端还分别连接第7电容一端和第8电容一端，第8电容一端还分别连接第7二极管负极和第9二极管正极，第9二极管负极连接电压输出端，供电电源端连接第8二极管正极，第8二极管负极连接电压输出端，第6电容另一端、第7电容另一端、第8电容另一端连接之后接地，第7二极管正极接地，第10电阻另一端分别连接第9电阻一端和升压器反馈端，第8电阻一端连接升压器频率端，第8电阻另一端接地，第7电阻一端分别连接升压器补偿信号端和第9电容一端，第9电容另一端接地，第7电阻另一端连接第10电容一端，第10电容另一端接地。

如图4所示，所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述直流降压电路包括：

电子开关电路降压电源端分别连接第12电容一端和第13电容一端，第12电容另一端和第13电容另一端连接后接地，第13电容一端还连接第11电阻一端，第11电阻另一端分别连接第12电阻一端和降压器使能端，第12电阻另一端分别连接第13电容另一端和第13电阻一端，第13电阻另一端连接降压器时钟端，第14电容一端连接降压器启动端第14电容另一端分别连接降压器开关端和第10二极管负极，第10二极管正极分别连接降压器接地端和第15电容一端，第15电容另一端分别连接第2电感一端和电源测试端，第2电感另一端连接第10二极管负极，第2电感一端还分别连接第16电阻一端和第11二极管负极，第11二极管正极连接第15电阻一端，第15电阻另一端分别连接第16电阻另一端和降压器反馈端，第15电阻一端还分别连接第17电容一端和接地，第17电容一端还连接第16电容一端，第16电容另一端连接第14电阻一端，第14电阻另一端分别连接降压器补偿端和第17电容另一端。

如图5所示，所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述电源控制管理电路包括：

电源供电端连接第3保险丝一端，第3保险丝另一端分别连接第17电阻一端和第18电阻一端，第18电阻一端还连接第5三极管漏极，第5三极管源极分别连接第19电阻一端和第18电容一端，第17电阻另一端和第18电阻另一端连接，第18电阻另一端还连接第37电容一端，第37电容另一端接地，第19电阻另一端分别连接第18电容另一端和第5三极管栅极，第5三极管栅极还连接第20电阻一端，第20电阻另一端连接电源控制芯片交流适配驱动输出端，第21电容一端连接电源控制芯片参考信号端，第21电容另一端接地，第33电阻一端连接参考电压端，第33电阻另一端分别连接第7晶体管集电极和电源控制芯片电源使能端，第7晶体管基极连接第32电阻一端，第32电阻另一端连接电源端，第7晶体管发射极接地，电源供电端还分别连接第23电阻一端和第24电阻一端，第23电阻另一端连接第12发光二极管正极，第12发光二极管负极连接电源控制芯片第2充电状态输出端，第24电阻另一端连接第13发光二极管正极，第13发光二极管负极连接电源控制芯片第1充电状态输出端，参考电压端还连接第25电阻一端，第25电阻另一端分别连接第26电阻一端和第27电阻一端，第26电阻另一端接地，第27电阻另一端分别连接第22电容一端和电源控制芯片温度状态端，第22电容另一端接地，第18电容一端还分别连接第6三极管源极和第22电阻一端，第6晶体管漏极分别连接第21电阻一端和第20电容一端，第20电容一端还连接第19电容一端，第19电容另一端接地，第6三极管栅极连接第18电容另一端，第22电阻另一端连接第24电容一端，第24电容另一端连接电源控制芯片电源端，第21电阻另一端分别连接第20电容另一端和电源控制芯片电流信号端，第21电阻另一端还连接第25电容一端，第25电容一端还分别连接第26电容一端和第27电容一端，第25电容另一端、第26电容另一端和第27电容另一端连接后接地，第27电容一端还连接第8三极管漏极，第8三极管源极连接第9三极管漏极，第8三极管栅极连接电源控制芯片适配驱动端，第8三极管还分别连接第28电容一端和电源控制芯片脉冲高电平端，第28电容另一端分别连接第14二极管负极和电源控制芯片脉冲高电平端，第14二极管正极分别连接第29电容一端和电源控制芯片脉冲低电平端，第29电容另一端接地，第9三极管源极分别连接第15二极管正极和接地，第9三极管栅极连接电源控制芯片脉冲低电平端，第15二极管负极分别连接第8三极管源极和第3电感一端，第3电感另一端分别连接第28电阻一端和第31电容一端，第31电容一端还连接第30电容一端，第30电容另一端接地，第28电阻另一端分别连接第33电容一端和第31电容另一端，第31电容另一端分别连接第32电容一端和电源控制芯片电流信号控制端，第32电容另一端接地，第33电容另一端接地，第33电容一端还分别连接第34电容一端和电子开关电路电源端，第34电容另一端接地，第34电容一端还连接第35电容一端，第35电容另一端接地，第34电容一端还分别连接第29电阻一端和第36电容一端，第36电容另一端电源控制芯片反馈信号端，第29电阻另一端连接第30电阻一端，第30电阻另一端分别连接第31电阻一端和第36电容另一端，第31电阻另一端接地。

如图6所示，还包括电源插头电路：

电源插头电路一端连接市电电源，电源插头电路另一端连接供电电源。

所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，优选的，所述电源插头电路包括：

插头电源端连接第16整流二极管一端，插头接地端连接整流二极管另一端，第16整流二极管一端还连接第17二极管负极，第16整流二极管另一端还连接第17二极管正极，第17二极管负极哈分别连接第36电容一端和第1保险丝一端，第17二极管正极还连接第36电容另一端和接地，第1保险丝另一端连接电子开关电路电源输入端。

如图1所示，1、DC电源输入开关/保护电路：

①由锂电池组电压VBT(14.4V)或者交流电通过适配器转换后的电压+24V(24V)由Q1、Q2管控制后输出给整个系统。

②Q1、Q2的控制采用硬件与软件结合的控制方式，当POWER_Botton硬件拉低后，Q1和Q2导通，VBT_OUT(14.4V)和VOUT(24V)即有输出，实现开机。当POWER_OUT软件置低后，Q1和Q2截止，VBT_OUT(14.4V)和VOUT(24V)即无输出，实现关机或暂停。

该电路可用于多路不同的电压输入，达到硬件开机软件关机/暂停的作用。

2、电池充电管理电路：

①交流电通过适配器转换后输出VIN，由于适配器的输出为恒压恒流工作模式，所以直接加在电池组后，务必造成电池的损坏甚至造成燃烧事故，于是必须采用充电管理对其控制。该电路采用双路PMOS管级联控制，将VIN输送给充电芯片，再输入保护方面，双路PMOS也可以承受更大电流的冲击。当接通电源，电池进入快速充电阶段，预充电是为了激活正常的电池功能，预充电电流的大小约为充电电流的1/6，如果在30分钟内没有达到启动预充电的值，充电关闭，D33双色二极管显示充电出错。

②该电路可以实现5V-28V锂电池充电管理。该充电控制电路与传统的控制电路相比较，效率更高，散热更少；充电电压及电流的准确度接近百分之百，有助于延长电池使用寿命；集成型独立解决方案可提高设计灵活性，缩小整体解决方案尺寸，更有利于应用在便携式打印机中。

③动态电源管理可在电池充电时仍可为系统供电，最大限度地提高适配器功率。充电阶段，恒流充电电流不变，电压持续上升，当电压达到调节电压时，充电进入恒压充电阶段。在恒压阶段，充电电流逐渐减小，充电芯片负责管理充电电流。因此动态调节有助于效率的提高。最终输出适合与系统所需要的+24V。

④在PCB布局方面，该电路在输入电容C24、C25、C26的布局时靠近开关PMOS第9三极管的供电和地，而且环路尽可能的短。所有的元件尽可能的放在PCB的同一面。电感等功率器件的布局，环路尽可能的小，电阻的布线问题了利用PCB的铜箔结合芯片下面的热焊盘给芯片散热。这样的做法有利与减少热损耗，提高效率。

该电路的设计考虑到打印过程中适配器电压存在波动，因此从动态的输入电压入手，既考虑到对器件的保护又兼顾了大电流的充电，PCB布局的完善使得效率更高，散热更少。

3、DC-DC降压转换：

该电路的设计因此从动态的输入电压、负载大电流入手，考虑到整个系统的静态功耗与最大运行功耗，加入D11器件在后级负载短路或者存在反向电动势时起到保护作用。该电路输入电压可达到40V，最大负载电流可以达到3A。

考虑到对器件的保护又兼顾了大电流的充电，PCB布局的完善使得效率更高，散热更少。

4、DC-DC升压转换：

该电路的设计因此从动态的输入电压、输出大电流入手，考虑到整个系统的静态功耗与最大运行功耗，加入D8、D9避免了适配器输出和电池升压输出重合的问题，起到了隔离的作用。器件在后级负载短路或者存在反向电动势时起到保护作用。该电路输入电压可达到40V，最大输出电流可以达到5A。该电流值符合了电池组最大的放电电流2并联*2.6Ah/单体*0.5C＝2.6A。

便携式标签打印机的电源管理方法主要完成了对高电压负载的恒定供电，硬件开关和软件开关的结合使用。对低压电池的充放电做了完整的管理，最高充电电压19V，最大充电电流可以达到4A。对低电压电池升压后还很好的匹配了系统，输出电流可以达到5A。很好的保证了整个电源系统的供电效率和稳定。

如图7-9所示，该打印机还包括：锂电池壳体1、供电电源电路2、固定孔7；

打印机壳体背部一端设置凹槽，该凹槽放置锂电池壳体1，锂电池壳体1为中空结构，锂电池壳体1内部一侧安装供电电源电路2，该供电电源电路为上述电路系统，锂电池壳体1内部另一侧安装锂电池9，锂电池壳体1周围设置固定孔7，螺丝穿过固定孔7拧入打印机壳体背部的固定柱15中部。

该打印机壳体一端安装把手4，把手4两端通过活动轴5固定，打印机壳体前部安装把手4一端设置挡板6，该挡板6防止把手4旋转到打印机壳体前部，把手4通过活动轴5旋转至打印机壳体背部，使把手4作为支撑作用，打印机壳体前部设置观察口10，方便使用者观察打印机内部状态，打印机壳体背部中间位置开设若干散热孔3，用于打印机散热，打印机壳体立面一端设置挡板8，在进行打印过程中，挡板8调整为开启状态，将标签从打印机壳体挡板位置处传送出来。

锂电池壳体1呈“T”型，在锂电池壳体1顶部设置凸舌12，安装过程中，凸舌12插入凹槽一侧的舌孔17中，用于固定锂电池壳体1一端，在凹槽两侧设置固定板16，通过固定板16固定锂电池壳体1，能够使锂电池壳体1更加稳固，不会晃动，供电更加稳定，凸舌12和固定板16以及固定柱15整体相配合，对锂电池壳体能够更加稳固的固定在凹槽中，其中锂电池壳体1中部为圆边14，能够防止用户刮伤手部。

在锂电池壳体1贴合凹槽一侧设置电源供电引脚11，在凹槽相对电源供电引脚11一侧设置导电针18，通过导电针18对打印系统以及打印头进行供电。

打印机壳体13的出标签口28安装切刀到位传感器27，在切刀工作状态时，判断切刀是否在正常的切刀位置，从而能够正常切标签，切刀到位传感器27信号端连接中央处理器切刀状态信号端。

如图13所示，还包括步进电机和打印头；

中央处理器电机控制端连接步进电机信号端，步进电机带动标签运动，中央处理器打印信号端连接打印头信号端。

如图11所示，包括：打印机壳体13、上盖检测传感器22、上盖挂钩25、打印机上盖26；

打印机壳体13内部依次安装标签盒和碳带盒，标签盒的标签从碳带盒下方穿出，碳带盒的碳带与标签贴合，标签从打印机壳体13的出标签口28穿出，打印机壳体13一端通过连接轴29连接打印机上盖26，在打印机上盖26面向打印机壳体13设置上盖挂钩25，上盖挂钩25与打印机壳体13的挂钩相配合，使打印机上盖26与打印机壳体13保持密闭状态，在打印机壳体13的挂钩处安装上盖检测传感器22，通过上盖检测传感器22判断打印机上盖26是否与打印机壳体13紧密扣合，碳带工作模块和标签工作模块安装在打印机内部，碳带工作模块用于对碳带和碳带盒的工作状态进行实时监测，标签工作模块用于对标签和标签盒的工作状态进行实时监测，中央处理器上盖检测信号端连接上盖检测传感器22信号端，中央处理器碳带信号端连接碳带工作模块信号端，中央处理器标签信号端连接标签工作模块信号端。通过设置上盖挂钩接触壳体的传感器，感知打印机是否封盖完成，从而安全工作。

如图11所示，所述碳带工作模块包括：碳带防伪检测电路23、碳带光电传感器24；

打印机上盖26相对于碳带盒安装位置处设置碳带光电传感器24，通过碳带光电传感器24判断碳带盒是否安装或者碳带是否存在，打印机壳体13内部侧壁安装碳带防伪检测电路23，该碳带防伪检测电路23与碳带盒外部侧壁的防伪芯片相贴合，通过碳带防伪检测电路23判断碳带盒是否为授权使用的产品并且检查碳带盒的型号，碳带防伪检测电路23信号端连接中央处理器碳带防伪信号端，碳带光电传感器24信号端连接中央处理器碳带光电信号端。

如图11所示，所述标签工作模块包括：标签走纸传感器19和标签回退传感器21；

标签走纸传感器19和标签回退传感器21安装在打印机壳体13底部，标签走纸传感器19信号端连接中央处理器走纸信号端，通过采集标签走纸前进的状态，判断标签是否正常工作，标签回退传感器21信号端连接中央处理器回退信号端，通过采集标签回退状态，判断标签是否发生回退异常。

如图11所示，还包括：切刀到位传感器27；

打印机壳体13的出标签口28安装切刀到位传感器27，在切刀工作状态时，判断切刀是否在正常的切刀位置，从而能够正常切标签，切刀到位传感器27信号端连接中央处理器切刀状态信号端。

如图11所示，还包括：纸张托盘传感器20、

打印机壳体13的出标签口28处设置托盘8，闲置状态时扣合托盘8防止打印机内部进入异物，在托盘8与打印机壳体13扣合处安装纸张托盘传感器20，纸张托盘传感器20信号端连接中央处理器托盘信号端，通过中央处理器判断托盘是否为开启状态，如果为托盘开启状态进行打印操作，如果为关闭状态停止打印。

如图12所示，所述出标签口28一侧或者两侧设置为锯齿状，便于标签撕断。

如图13、14和15所示，供电电源电路连接驱动芯片电源端，驱动芯片中断请求端连接中央处理器中断请求信号端，供电电源电路供电端分别连接第69电容一端和第80电容一端，第69电容另一端接地，第80电容另一端接地，驱动芯片工作输出端连接切刀电机，中央处理器控制信号端分别连接第66电容一端和第92电阻一端，第92电阻另一端连接供电电源电路供电端，第66电容另一端接地，驱动芯片第1工作输出端连接第30二极管负极，驱动芯片第2工作输出端连接第31二极管负极，第30二极管正极和第31二极管正极连接后接地。通过切刀驱动电路控制切刀运动，实现自动化控制。

打印机壳体13的出标签口28安装切刀到位传感器27，在切刀工作状态时，判断切刀是否在正常的切刀位置，从而能够正常切标签，切刀到位传感器27信号端连接中央处理器切刀状态信号端。

还包括步进电机和打印头；

中央处理器电机控制端连接步进电机信号端，步进电机带动标签运动，中央处理器打印信号端连接打印头信号端。

所述标签走纸传感器19、标签回退传感器21优选型号为IRF9606。

所述碳带防伪检测电路优选为E2PROM。

其中中央处理器优选为STM32F103RD；

切刀驱动芯片优选为MP6515；

步进电机优选为NJW4382E。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，包括：电子开关电路、直流升压电路、直流降压电路；

供电电源输出端连接电子开关电路供电输入端，蓄电池电源输出端连接电子开关电路蓄电池电源端，电子开关电路升压电源端连接直流升压电路输入端，电子开关电路降压电源端连接直流降压电路输入端，直流升压电路供电端连接便携式标签打印机打印头供电端，直流降压电路3.3V电源输出端连接打印系统供电电路电源端，直流降压电路5V电源输出端连接操作系统供电电路电源端。

2.根据权利要求1所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，所述电子开关电路包括：

供电输入端输出24V电压，供电输入端分别连接第4电阻一端和第2三极管源极，第2三极管漏极连接第2保险丝一端，第2保险丝另一端分别连接第5电阻一端和电源输出端，第5电阻另一端连接第1电容一端，第1电容另一端接地，第2三极管栅极分别连接第4电阻另一端和第11电容一端，第11电容另一端连接第4电阻一端，第4电阻另一端还连接第3电阻一端，第3电阻另一端连接第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第1端，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第2端连接第3晶体管集电极，第3晶体管基极连接第1电阻一端，第1电阻另一端电源输出端，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第3端连接电源开关按钮，第2二极管、第3二极管、第4二极管、第5二极管组成的整流桥第4端分别连接第1三极管栅极和第2电阻一端，第1三极管漏极连接蓄电池电源输出端，第1三极管源极连接第2电阻另一端，第2电阻另一端分别连接第1二极管负极和蓄电池供电端，第1二极管正极接地。

3.根据权利要求1所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，所述直流升压电路包括：

蓄电池电源输出端连接第4三极管源极，第4三极管漏极分别连接第3电容一端和第4电容一端，第4三极管栅极分别连接第6电阻一端和第2电容一端，第6电阻另一端和第2电容另一端连接后接地，第3电容另一端和第4电容另一端连接，第4电容另一端还连接第5电容一端，第5电容另一端连接升压器信号端，第4电容一端还连接第1电感一端，第1电感另一端分别连接第6二极管正极和升压器控制开关端，第6二极管负极分别连接第10电阻和第6电容一端，第6电容一端还分别连接第7电容一端和第8电容一端，第8电容一端还分别连接第7二极管负极和第9二极管正极，第9二极管负极连接电压输出端，供电电源端连接第8二极管正极，第8二极管负极连接电压输出端，第6电容另一端、第7电容另一端、第8电容另一端连接之后接地，第7二极管正极接地，第10电阻另一端分别连接第9电阻一端和升压器反馈端，第8电阻一端连接升压器频率端，第8电阻另一端接地，第7电阻一端分别连接升压器补偿信号端和第9电容一端，第9电容另一端接地，第7电阻另一端连接第10电容一端，第10电容另一端接地。

4.根据权利要求1所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，所述直流降压电路包括：

电子开关电路降压电源端分别连接第12电容一端和第13电容一端，第12电容另一端和第13电容另一端连接后接地，第13电容一端还连接第11电阻一端，第11电阻另一端分别连接第12电阻一端和降压器使能端，第12电阻另一端分别连接第13电容另一端和第13电阻一端，第13电阻另一端连接降压器时钟端，第14电容一端连接降压器启动端第14电容另一端分别连接降压器开关端和第10二极管负极，第10二极管正极分别连接降压器接地端和第15电容一端，第15电容另一端分别连接第2电感一端和电源测试端，第2电感另一端连接第10二极管负极，第2电感一端还分别连接第16电阻一端和第11二极管负极，第11二极管正极连接第15电阻一端，第15电阻另一端分别连接第16电阻另一端和降压器反馈端，第15电阻一端还分别连接第17电容一端和接地，第17电容一端还连接第16电容一端，第16电容另一端连接第14电阻一端，第14电阻另一端分别连接降压器补偿端和第17电容另一端。

5.根据权利要求1所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，还包括电源插头电路：

电源插头电路一端连接市电电源，电源插头电路另一端连接供电电源。

6.根据权利要求5所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，所述电源插头电路包括：

插头电源端连接第16整流二极管一端，插头接地端连接整流二极管另一端，第16整流二极管一端还连接第17二极管负极，第16整流二极管另一端还连接第17二极管正极，第17二极管负极哈分别连接第36电容一端和第1保险丝一端，第17二极管正极还连接第36电容另一端和接地，第1保险丝另一端连接电子开关电路电源输入端。

7.根据权利要求1所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，还包括电源控制管理电路，

供电电源输出端连接电源控制管理电路输入端，电源控制管理电路蓄电池电源输出端连接电子开关电路电源输入端。

8.根据权利要求1所述的用于便携式标签打印机的供电电源电路系统，其特征在于，所述电源控制管理电路包括：

电源供电端连接第3保险丝一端，第3保险丝另一端分别连接第17电阻一端和第18电阻一端，第18电阻一端还连接第5三极管漏极，第5三极管源极分别连接第19电阻一端和第18电容一端，第17电阻另一端和第18电阻另一端连接，第18电阻另一端还连接第37电容一端，第37电容另一端接地，第19电阻另一端分别连接第18电容另一端和第5三极管栅极，第5三极管栅极还连接第20电阻一端，第20电阻另一端连接电源控制芯片交流适配驱动输出端，第21电容一端连接电源控制芯片参考信号端，第21电容另一端接地，第33电阻一端连接参考电压端，第33电阻另一端分别连接第7晶体管集电极和电源控制芯片电源使能端，第7晶体管基极连接第32电阻一端，第32电阻另一端连接电源端，第7晶体管发射极接地，电源供电端还分别连接第23电阻一端和第24电阻一端，第23电阻另一端连接第12发光二极管正极，第12发光二极管负极连接电源控制芯片第2充电状态输出端，第24电阻另一端连接第13发光二极管正极，第13发光二极管负极连接电源控制芯片第1充电状态输出端，参考电压端还连接第25电阻一端，第25电阻另一端分别连接第26电阻一端和第27电阻一端，第26电阻另一端接地，第27电阻另一端分别连接第22电容一端和电源控制芯片温度状态端，第22电容另一端接地，第18电容一端还分别连接第6三极管源极和第22电阻一端，第6晶体管漏极分别连接第21电阻一端和第20电容一端，第20电容一端还连接第19电容一端，第19电容另一端接地，第6三极管栅极连接第18电容另一端，第22电阻另一端连接第24电容一端，第24电容另一端连接电源控制芯片电源端，第21电阻另一端分别连接第20电容另一端和电源控制芯片电流信号端，第21电阻另一端还连接第25电容一端，第25电容一端还分别连接第26电容一端和第27电容一端，第25电容另一端、第26电容另一端和第27电容另一端连接后接地，第27电容一端还连接第8三极管漏极，第8三极管源极连接第9三极管漏极，第8三极管栅极连接电源控制芯片适配驱动端，第8三极管还分别连接第28电容一端和电源控制芯片脉冲高电平端，第28电容另一端分别连接第14二极管负极和电源控制芯片脉冲高电平端，第14二极管正极分别连接第29电容一端和电源控制芯片脉冲低电平端，第29电容另一端接地，第9三极管源极分别连接第15二极管正极和接地，第9三极管栅极连接电源控制芯片脉冲低电平端，第15二极管负极分别连接第8三极管源极和第3电感一端，第3电感另一端分别连接第28电阻一端和第31电容一端，第31电容一端还连接第30电容一端，第30电容另一端接地，第28电阻另一端分别连接第33电容一端和第31电容另一端，第31电容另一端分别连接第32电容一端和电源控制芯片电流信号控制端，第32电容另一端接地，第33电容另一端接地，第33电容一端还分别连接第34电容一端和电子开关电路电源端，第34电容另一端接地，第34电容一端还连接第35电容一端，第35电容另一端接地，第34电容一端还分别连接第29电阻一端和第36电容一端，第36电容另一端电源控制芯片反馈信号端，第29电阻另一端连接第30电阻一端，第30电阻另一端分别连接第31电阻一端和第36电容另一端，第31电阻另一端接地。

9.一种用于便携式标签打印机的供电电源电路系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，由蓄电池电压或者交流电通过适配器转换后的电压+24V(24V)由第一三极管、第二三极管控制后输出给供电电源电路系统；第一三极管、第二三极管的控制为，当电源按钮硬件拉低后，第一三极管和第二三极管导通，蓄电池电源输出端和打印机电源输出端即有输出，实现打印机开机；当电源输出端控制置低后，第一三极管和第二三极管截止，蓄电池电源输出端和打印机电源输出端即无输出，实现关机或暂停；

S2，电池充电管理电路：

交流电通过适配器转换后输出电源输入端VIN，由于适配器的输出为恒压恒流工作模式，所以直接加在电池组后，必然造成电池的损坏甚至造成燃烧事故，于是必须采用充电管理对其控制；该电路采用双路PMOS管级联控制，将VIN输送给充电芯片，当接通电源，电池进入快速充电阶段，预充电是为了激活正常的电池功能，预充电电流的大小约为充电电流的1/6，如果在30分钟内没有达到启动预充电的值，充电关闭，第12发光二极管和第13发光二极管双色二极管显示充电出错；

充电阶段，恒流充电电流不变，电压持续上升，当电压达到调节电压时，充电进入恒压充电阶段；在恒压阶段，充电电流逐渐减小，充电芯片负责管理充电电流；

S3，DC-DC降压转换：

通过电源控制管理电路判断交流电源直接连接打印机时，适配器降压为24V，通过直流降压电路将24V电压降为5V或者3.3V电压，将5V电压提供给操作系统供电电路进行供电，将3.3V电压提供到打印机进行供电；

S4，DC-DC升压转换：

第8二极管和第9二极管并联避免了适配器输出和电池升压输出重合，起到了隔离的作用，当电源控制管理电路判断为蓄电池供电时，直流升压电路对14.4V电压进行升压操作，将升压后的24V电源提供到打印头进行供电。