CN106410944B - 双电池供电电路和智能腕表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双电池供电电路和智能腕表，该电路包括主电池、备用电池以及控制单元，控制单元包括至少两个开关模块及控制模块；所述主电池，其用于提供电源，备用电池，其提供电源，控制模块，其输出控制信号；开关模块，其接收控制模块输出的控制信号，输出电平，以控制主电池及备用电池至少一个提供电源。本发明通过主电池、备用电池及控制单元的连接，控制单元内的控制模块输出控制信号，经由开关模块输出电平，由开关模块输出的电平及开关模块内部连接端的切换，选择主电池或备用电池进行供电或者对其中一个进行充电，当智能腕表的表壳内配置主电池，表带内配置备用电池，该双电池供电电路将两个电池有效的结合在一起，提升智能腕表的续航能力。

Description

双电池供电电路和智能腕表

技术领域

本发明涉及电子电路的技术领域，更具体地说是指双电池供电电路和智能腕表。

背景技术

随着智能穿戴产品的蓬勃发展，用户需求越来越多，其中智能手环计步、心率检测、语音通话、NFC支付等功能集成读越来越高，在满足用户体验要求后，使用时间长短决定了用户使用产品的频率和购买欲望。

智能手环产品大部分使用锂聚合物电池(下文简称锂电池)供电，而智能手环作为佩戴在手上电智能产品，要求体积小、重量轻、能显示信息等，同时锂电池容量和体积、重量成正比关系，这就要求智能手环在体积、重量和使用时间上找到一个平衡点，尽量满足用户需求。传统的改善措施主要为以下两种方式：

1、提高锂电池标称电压；现在市场上常用的锂电池标称电压是3.7V，充满电压4.2V，将标称电压提高到3.8V，充满电压4.35V，这样，在不变体积前提下(重量基本不变)，可提高10％容量。

2、锂电池保护电路和电芯分离；传统锂电池厂家是将保护电路和电芯封装在一起销售给客户，智能手环厂家大部分也是购买带有保护电路的电芯，此时智能手环厂家只要在外围增加充电管理电路即可使用。锂电池里面的保护电路通常占有一定体积，为了将保护电路的体积用上，增加电芯容量，有的厂家会购买不带保护电路的电芯，保护电路放到外围电路，这样可以增加锂电池容量。

上述的技术都是通过提高锂电池标称电压和使用电芯供电来提高一定容量，但是容量有限，当智能腕表的功能过多，功耗较大情况下，提高的供电的容量不能满足用户需求。

因此，有必要设计一种双电池供电电路，在智能腕表内配置两个电池，其中一个电池放置在表壳中，另一个电池内置于腕带中，通过双电池供电电路将两个电池有效的结合在一起，为智能腕表供电，只要表带的数量允许，锂电池的容量可以满足用户长时间使用，大大提升了智能腕表的续航能力，同时要实现表带内的电池由表壳内的电池进行充电的功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供双电池供电电路和智能腕表。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：双电池供电电路，包括主电池、备用电池以及控制单元，所述控制单元包括至少两个开关模块以及控制模块；其中，所述主电池，其用于提供电源，所述备用电池，其提供电源，所述控制模块，其输出控制信号；所述开关模块，其接收所述控制模块输出的控制信号，输出电平，以控制主电池以及备用电池至少一个提供电源；两个所述开关模块分别为单刀双掷模拟开关U1、U2；所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚与所述控制模块连接，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚与耗电装置连接，所述单刀双掷模拟开关U2的COM端脚连接有充电电路；其中，所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚同时接收控制模块输出的控制信号，当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出低电平，选择主电池由充电电路充电或为耗电装置供电；当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出高电平，选择备用电池由充电电路充电或为耗电装置供电。

其进一步技术方案为：当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出低电平，所述单刀双掷模拟开关U2的COM脚和所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连通，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚和所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚连通。

其进一步技术方案为：当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出高电平，所述单刀双掷模拟开关U2的COM脚和所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连通，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚和所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚连通。

其进一步技术方案为：所述主电池通过插接件JP1分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚、所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连接。

其进一步技术方案为：所述备用电池通过插接件JP2分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚、所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连接。

本发明提供了智能腕表，包括表壳、腕带以及双电池供电电路，所述主电池以及所述控制单元分别嵌入在所述表壳内，所述备用电池嵌入在所述腕带内；所述双电池供电电路为上述的双电池供电电路；所述表壳内设有主板，所述控制模块以及所述开关模块嵌入在所述主板上。

其进一步技术方案为：所述插接件JP2包括POGO-PIN连接器以及5PIN连接器，所述5PIN连接器连接在所述主板上，且所述5PIN连接器的管脚延伸至所述表壳的端面外，所述POGO-PIN连接器嵌入在所述腕表内，所述POGO-PIN连接器与所述备用电池连接，且所述POGO-PIN连接器的针脚延伸至所述腕表的端面外，当所述腕带与表壳连接时，所述POGO-PIN连接器的针脚嵌入在所述5PIN连接器的管脚内。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的双电池供电电路，通过主电池、备用电池以及控制单元的连接，控制单元内的控制模块输出控制信号，经由开关模块输出电平，由开关模块输出的电平以及开关模块内部连接端的切换，选择主电池或备用电池进行供电或者对其中一个进行充电，当智能腕表的表壳内配置主电池，表带内配置备用电池，该双电池供电电路将两个电池有效的结合在一起，为智能腕表供电，只要表带的数量允许，锂电池的容量可以满足用户长时间使用，大大提升了智能腕表的续航能力，同时实现表带内的备用电池由表壳内的主电池进行充电的功能。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例提供的双电池供电电路的电路原理图；

图2为本发明具体实施提供的智能腕表的主电池和备用电池的交互框图；

图3为本发明具体实施例提供的腕带的局部放大结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的腕带的爆炸结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的表壳的局部放大结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的表壳的爆炸结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的智能腕表的局部剖切结构示意图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1～7所示的具体实施例，本实施例提供的双电池供电电路，可以运用在智能腕表中，在智能腕表内配置两个电池，其中一个电池放置在表壳10中，另一个电池内置于腕带30中，通过双电池供电电路将两个电池有效的结合在一起，为智能腕表供电，只要表带的数量允许，锂电池的容量可以满足用户长时间使用，大大提升了智能腕表的续航能力，同时要实现表带内的电池由表壳10内的电池进行充电的功能，当然，还可以运用在其他移动设备中。

如图1所示，双电池供电电路，包括主电池、备用电池50以及控制单元，控制单元包括至少两个开关模块以及控制模块；其中，主电池，其用于提供电源，备用电池50，其提供电源，控制模块，其输出控制信号；开关模块，其接收控制模块输出的控制信号，输出电平，以控制主电池以及备用电池50至少一个提供电源。通过控制模块以及开关模块实现主电池与备用电池50的配合使用，交互使用，主电池和备用电池50不能同时供电，默认由主电池给耗电装置供电(充电也是默认由充电模块给主电池充电)，用户可通过手动设置耗电装置由备用电池50供电或充电，既能防止其中一个电池无法供电时，耗电装置无法正常工作，另外，还可以提高耗电装置的续航能力。

在本实施例中，两个开关模块分别为单刀双掷模拟开关U1、U2。

当然，于其他实施例，开光模块还可以为功率放大管等其他带有选择功能的电子元器件。

更进一步的，单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚与控制模块连接，单刀双掷模拟开关U1的COM端脚与耗电装置连接，单刀双掷模拟开关U2的COM端脚连接有充电电路。控制模块输出控制信号，经由单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别对应输入到单刀双掷模拟开关U2以及单刀双掷模拟开关U1内，输出电平；另外，单刀双掷模拟开关U1的COM端脚与耗电装置连接，主电池以及备用电池50都是输出电源经由单刀双掷模拟开关U1的COM端脚供给耗电装置；而主电池以及备用电池50在充电时，外部的电源经过充电电路，再由单刀双掷模拟开关U2的COM端脚输出至主电池以及备用电池50。

其中，单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及单刀双掷模拟开关U1的IN端脚同时接收控制模块输出的控制信号，当单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出低电平，选择主电池由充电电路充电或为耗电装置供电；当单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出高电平，选择备用电池50由充电电路充电或为耗电装置供电。

另外，当单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出低电平，所述单刀双掷模拟开关U2的COM脚和所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连通，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚和所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚连通，此时由主电池进行供电或对主电池进行充电；当有接入USB电源充电时，充电电路输入CHARGE_IN电压给主电池充电；若没有接入USB电源充电时，主电池通过BATTARY_OUT输出电源给耗能装置供电。

更进一步的，当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出高电平，所述单刀双掷模拟开关U2的COM脚和所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连通，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚和所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚连通。此时，若有接入USB电源充电时，充电电路输入CHARGE_IN电压给备用电池50充电；若没有接入USB电源充电时，备用电池50通过BATTARY_OUT输出电源给耗能装置供电。

经过上述的控制模块、单刀双掷模拟开关U2以及单刀双掷模拟开关U1的配合，实现主电池或备用电池50其中一个进行供电或充电。

在本实施例中，主电池通过插接件JP1分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚、所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连接。

另外，备用电池50通过插接件JP2分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚、所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连接。

当然，于其他实施例，上述的主电池可以通过插接件JP2分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚以及所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连接；此时，备用电池50通过插接件JP1分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚以及所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连接。

上述的双电池供电电路，通过主电池、备用电池50以及控制单元的连接，控制单元内的控制模块输出控制信号，经由开关模块输出电平，由开关模块输出的电平以及开关模块内部连接端的切换，选择主电池或备用电池50进行供电或者对其中一个进行充电，当智能腕表的表壳10内配置主电池，表带内配置备用电池50，该双电池供电电路将两个电池有效的结合在一起，为智能腕表供电，只要表带的数量允许，锂电池的容量可以满足用户长时间使用，大大提升了智能腕表的续航能力，同时实现表带内的备用电池50由表壳10内的主电池进行充电的功能。

如图2至图7所示，本实施例还提出了智能腕表，包括表壳10、腕带30以及双电池供电电路，主电池以及控制单元分别嵌入在所述表壳10内，所述备用电池50嵌入在所述腕带30内。

其中，如图2所示，是智能腕表中的主电池和备用电池50的交互关系框图，智能腕表的主电池与备用电池50的交互依据上述的双电池供电电路实现。

在本实施例中，上述的双电池供电电路为上述的双电池供电电路。

当然，于其他实施例，上述的双电池供电电路还可以为带有拨动开关的双电池供电电路，利用拨动开关切换单刀双掷模拟开关U2以及单刀双掷模拟开关U1的输出电平，采用机械式的拨动开关控制输出电平，进而控制选择主电池或者备用电池供电或充电。

更进一步的，表壳10内设有主板，控制模块以及开关模块嵌入在所述主板上。

如图3至图7所示，插接件JP2包括POGO-PIN连接器40以及5PIN连接器20，5PIN连接器20连接在主板上，且延伸至表壳10的端面外，POGO-PIN连接器40嵌入在所述腕表内，POGO-PIN连接器40与备用电池50连接，且POGO-PIN连接器40的针脚延伸至腕表的端面外，当所述腕带与表壳10连接时，所述POGO-PIN连接器40的针脚嵌入在所述5PIN连接器20内。

另外，上述的表壳10与腕带30之间通过锁紧结构连接。

所述的锁紧结构设于第一物件和第二物件之间的横向卡槽联接结构的一侧，所述的横向卡槽结构通过第一物件与第二物件之间的联接端的横向滑动实现二者的联接或分离；锁紧结构包括滑动嵌入在第一物件的滑动块以及位于第二物件上的插槽62，所述滑动块的内端设有弹性件16，所述滑动件的外端设有凸块15，所述凸块15插设在所述插槽62内，所述滑动块还设有受控于外部的受力部22，受力部22受到外力时，所述弹性件16被压缩，所述凸块15脱离所述插槽62，实现第一物件和第二物件的解锁。

上述的锁紧结构，通过设置滑动嵌入在第一物件的滑动块以及位于第二物件上的插槽62，需要将第一物件以及第二物件连接时，滑动块上的凸块15插设在插槽62内，同时弹性件16将凸块15抵压在插槽62内，需要将第一物件以及第二物件分开时，将外力作用于受力部22，受力部22受到外力时，弹性件16被压缩，凸块15脱离插槽62，实现解锁，便于第一物件和第二物件之间的拆装，成本低，结构简单，方便第一物件或第二物件的维修更换。

在本实施例中，滑动块包括滑动块本体17，滑动块本体17内端的一侧设有所述凸块15，或滑动块本体17内端的两侧分别设有凸块15；滑动块本体17的内端设有受力部22，锁紧结构还包括按键54，按键54上设有倾斜部51，受力部22与倾斜部51抵接，当受力部22受到倾斜部51的作用力时，弹性件16被压缩，凸块15脱离插槽62。

上述的凸块15与插槽62的配合，可以起到阻止第一物件与第二物件之间相对的横向运动而造成的分离，另外，通过按键54的方式对受力部22产生作用力，将横向的作用力转化成纵向的作用力，将作用面嵌入在第一物件内，可以使得结构更加紧凑，一致性强。

于其他实施例中，受力部22与凸块15连接，且受力部22延伸至第一物件外。这样，可以直接拨动受力部22，受力部22带动凸块15脱离插槽62，实现第一物件和第二物件的解锁。

更进一步的，滑动块本体17上设有凹槽21，凹槽21的内侧壁上设有受力部22，所述倾斜部51嵌入在所述凹槽21内，与所述受力部22抵接。

另外，受力部22以及所述倾斜部51分别为倾斜面。

当然，于其他实施例，所述受力部22可以为平面。

按键54上设有卡勾53，所述卡勾53位于所述倾斜部51的侧端，所述卡勾53的上端设有倒钩段，所述卡勾53与所述第一物件卡接。第一物件以及第二物件连接后，卡勾53可以使得第一物件与按键54的连接稳固，防止按键54松动掉落。

具体的，所述第一物件内设有凸起段14，所述凸起段14与所述卡勾53连接。

在本实施例中，所述滑动块本体17的内端设有两个连接柱，所述连接柱与所述弹性件16连接。

所述按键54的下侧面呈圆弧状布置，与人的手指弧度相符合，更好的贴合人的手指，手感较好。

另外，所述按键54的外端设有挡板52，且所述挡板52以及倾斜部51之间围合形成供滑动块本体17的一侧嵌入在内的区域。

更进一步的，所述横向卡槽联接结构包括位于所述第二物件端部的联接勾块63以及位于所述第一物件端部的联接槽，所述联接槽包括用于穿过联接勾块63的避空部13和与联接勾块63构成卡槽联接的卡槽部12，所述联接勾块63嵌入在所述卡槽部12，构成二者的卡槽联接。安装时，联接勾块63沿着避空部13滑动至卡槽部12的底部后，凸块15插设在插槽62内，拆卸时，受力部22受外部作用力后凸块15脱离插槽62，朝上移动第二物件，联接勾块63沿着卡槽部12滑动至避空部13，第一物件与第二物件分离。

在本实施例中，所述弹性件16为弹簧。

另外，上述的第一物件为腕带30，第二物件为表壳10。

表壳10不连接腕带30时，位于表壳10内的主电池对智能腕表的主体进行供电，或者由外部供电装置经过充电电路对主电池进行充电，当需要提高智能腕表的续航能力时，将表壳10与腕带对接后，此时腕带与表壳10连接，POGO-PIN连接器40的针脚嵌入在5PIN连接器20内，实现了备用电池50与主板上的开关模块以及控制模块的电性连接，此时，用户可自定义设置由备用电池50进行供电或者对备用电池50进行充电。

另外，5PIN连接器20的五个管脚分别定义为管脚1为锂电池正极VBAT；管脚2为锂电池负极GND；管脚3为锂电池/外部设备检测EXT_CHECK；管脚4为串口接收数据RXD；管脚5为串口发送数据TXD。此时，腕带还可以内置其他外部设备，起到扩展功能，通过管脚3、管脚4、管脚5对外部设备进行数据发送和检测。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.双电池供电电路，其特征在于，包括主电池、备用电池以及控制单元，所述控制单元包括至少两个开关模块以及控制模块；其中，所述主电池，其用于提供电源，所述备用电池，其提供电源，所述控制模块，其输出控制信号；所述开关模块，其接收所述控制模块输出的控制信号，输出电平，以控制主电池以及备用电池至少一个提供电源；两个所述开关模块分别为单刀双掷模拟开关U1、U2；所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚与所述控制模块连接，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚与耗电装置连接，所述单刀双掷模拟开关U2的COM端脚连接有充电电路；其中，所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚同时接收控制模块输出的控制信号，当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出低电平，选择主电池由充电电路充电或为耗电装置供电；当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出高电平，选择备用电池由充电电路充电或为耗电装置供电。

2.根据权利要求1所述的双电池供电电路，其特征在于，当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出低电平，所述单刀双掷模拟开关U2的COM脚和所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连通，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚和所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚连通。

3.根据权利要求2所述的双电池供电电路，其特征在于，当所述单刀双掷模拟开关U2的IN端脚以及所述单刀双掷模拟开关U1的IN端脚分别输出高电平，所述单刀双掷模拟开关U2的COM脚和所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连通，所述单刀双掷模拟开关U1的COM端脚和所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚连通。

4.根据权利要求1至3任一项所述的双电池供电电路，其特征在于，所述主电池通过插接件JP1分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NC端脚、所述单刀双掷模拟开关U2的NC端脚连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的双电池供电电路，其特征在于，所述备用电池通过插接件JP2分别与所述单刀双掷模拟开关U1的NO端脚、所述单刀双掷模拟开关U2的NO端脚连接。

6.智能腕表，其特征在于，包括表壳、腕带以及双电池供电电路，所述主电池以及所述控制单元分别嵌入在所述表壳内，所述备用电池嵌入在所述腕带内；所述双电池供电电路为权利要求5所述的双电池供电电路，所述表壳内设有主板，所述控制模块以及所述开关模块嵌入在所述主板上。

7.根据权利要求6所述的智能腕表，其特征在于，所述插接件JP2包括POGO-PIN连接器以及5PIN连接器，所述5PIN连接器连接在所述主板上，且所述5PIN连接器的管脚延伸至所述表壳的端面外，所述POGO-PIN连接器嵌入在所述腕表内，所述POGO-PIN连接器与所述备用电池连接，且所述POGO-PIN连接器的针脚延伸至所述腕表的端面外，当所述腕带与表壳连接时，所述POGO-PIN连接器的针脚嵌入在所述5PIN连接器的管脚内。