CN107616693A - 电热水瓶的供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电热水瓶的供电电路，包括开关电源模块、储能元件充放电模块、主控芯片和水泵出水模块，其中：开关电源模块的输出端与储能元件充放电模块的输入端连接，储能元件充放电模块的输出端分别与主控芯片和水泵出水模块各自的电源输入端连接，主控芯片的第一控制端与水泵出水模块的受控端连接；当开关电源模块接入市电时，开关电源模块能为储能元件充放电模块充电，并能通过储能元件充放电模块向主控芯片和水泵出水模块供电；当开关电源模块与市电断开时，储能元件充放电模块能向主控芯片和水泵出水模块供电。本发明的技术方案可使得在电热水瓶与市电断开后，仍能通过水泵进行正常出水。

Description

电热水瓶的供电电路

技术领域

本发明涉及电热水瓶领域，特别涉及一种电热水瓶的供电电路。

背景技术

目前，常见的电热水瓶通常由内置的水泵对出水进行控制，如此，一旦电热水瓶因停电或者插头与市电断开，而得不到持续的供电时，水泵将无法得到驱动，从而导致电热水瓶无法正常出水，对用户的使用带来不便。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电热水瓶的供电电路，旨在解决电热水瓶在掉电后，其水泵无法正常控制出水的问题。

为实现上述目的，本发明提出的电热水瓶的供电电路，包括开关电源模块、加热模块、储能元件充放电模块、主控芯片和水泵出水模块，其中：

所述开关电源模块的输出端分别与所述加热模块的电源输入端、所述储能元件充放电模块的输入端连接，所述储能元件充放电模块的输出端分别与所述主控芯片和所述水泵出水模块各自的电源输入端连接，所述主控芯片的第一控制端与所述水泵出水模块的受控端连接，所述主控芯片的第三控制端与所述加热模块的受控端连接；

当所述开关电源模块的输入端接入市电时，所述开关电源模块能为所述储能元件充放电模块充电，并能通过所述储能元件充放电模块向所述主控芯片和所述水泵出水模块供电；

当所述开关电源模块的输入端与市电断开时，所述储能元件充放电模块能向所述主控芯片和所述水泵出水模块供电。

优选地，所述储能元件充放电模块包括单向导通单元、第一电容和所述储能元件，其中：

所述单向导通单元的第一端为所述储能元件充放电模块的输入端，所述单向导通单元的第二端为所述储能元件充放电模块的输出端，且所述单向导通单元的第二端、所述第一电容的正极和所述储能元件的正极互连，所述第一电容的负极及所述储能元件的负极均接地；

所述单向导通单元的电流导通方向为自所述单向导通单元的第一端向所述单向导通单元的第二端。

优选地，所述储能元件为超级电容。

优选地，所述超级电容的容量范围为0.1F～10F，工作电压范围为2.7V～7.5V。

优选地，所述储能元件为可充电电池。

优选地，所述储能元件充放电模块还包括第一电阻和第一二极管，所述第一电阻串接在所述单向导通单元的第二端与所述储能元件的正极之间，所述第一二极管的阴极与所述单向导通单元的第二端连接，阳极与所述储能元件的正极连接。

优选地，所述单向导通单元为一第二二极管，所述第二二极管的阳极为所述单向导通单元的第一端，所述第二二极管的阴极为所述单向导通单元的第二端。

优选地，所述单向导通单元包括第一三极管、第一分压电阻和第二分压电阻，其中：

所述第一三极管的发射极与所述第一分压电阻第一端互连，并共同形成所述单向导通单元的第一端，所述第一三极管的基极、所述第一分压电阻的第二端及所述第二分压电阻的第一端互连，所述第二分压电阻的第二端接地，所述第一三极管的集电极为所述单向导通单元的第二端。

优选地，所述水泵出水模块包括水泵、第三二极管、第二三极管和第二电阻，其中：

所述水泵的第一端和所述第三二极管的阴极连接，并共同形成所述水泵出水模块的电源输入端，所述水泵的第二端、所述第三二极管的阳极和所述第二三极管的集电极互连，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端为所述水泵出水模块的受控端。

优选地，所述电热水瓶的供电电路还包括出水按键模块，所述出水按键模块的信号输出端与所述主控芯片的出水信号输入端连接；

所述主控芯片用以根据所述出水按键模块的出水信号，控制所述水泵出水模块的水泵进行出水。

优选地，所述电热水瓶的供电电路还包括出水指示模块，所述出水指示模块的受控端与所述主控芯片的第二控制端连接；

所述主控芯片还用以根据所述出水按键模块的出水信号，控制所述出水指示模块的指示元件发出指示信息。

本发明的技术方案中，当开关电源模块的输入端与市电断开时，已充电的储能元件可通过储能元件充放电模块的输出端向主控芯片和水泵出水模块供电，如此，即使电热水瓶因停电或者插头与市电断开，而得不到持续的供电时，也可由储能元件为主控芯片和水泵出水模块提供电能的续航，从而使得在电热水瓶与市电断开后，仍能通过水泵进行正常出水，提高电热水瓶的实用性，满足用户需求，进而提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电热水瓶的供电电路一实施例的结构示意图；

图2为图1中开关电源模块的电路图；

图3为图1中储能元件充放电模块的电路图；

图4为本发明电热水瓶的供电电路的储能元件充放电模块另一实施例的电路图；

图5为图1中水泵出水模块的电路图；

图6为图1中出水按键模块的电路图；

图7为图1中出水指示模块的电路图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	开关电源模块	20	储能元件充放电模块
21	单向导通单元	22	储能元件
				30	主控芯片	40	水泵出水模块
41	水泵	50	出水按键模块
				51	按键	60	出水指示模块
61	指示元件	70	加热模块

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电热水瓶的供电电路。

参照图1，在本发明一实施例中，该电热水瓶的供电电路包括开关电源模块10、储能元件充放电模块20、主控芯片30和水泵出水模块40，其中：

开关电源模块10的输出端Pow1与储能元件充放电模块20的输入端Pow2连接，储能元件充放电模块20的输出端Pow3与主控芯片30的电源输入端Pow5、水泵出水模块40的电源输入端Pow4均连接，主控芯片30的第一控制端Con1与水泵出水模块40的受控端Con2连接。

本实施例中，可以理解，储能元件充放电模块20具有可充放电的储能元件，当开关电源模块10的输入端接入市电时，开关电源模块10能为储能元件充放电模块20充电，并能通过储能元件充放电模块20向主控芯片30和水泵出水模块40供电。而当开关电源模块10的输入端与市电断开时，已充电的储能元件充放电模块20能向主控芯片30和水泵出水模块40供电，如此，即使电热水瓶因停电或者插头与市电断开，而得不到持续的供电时，也可由储能元件为主控芯片30和水泵出水模块40提供电能的续航，从而使得在电热水瓶与市电断开后，仍能通过水泵41进行正常出水，提高电热水瓶的实用性，满足用户需求，进而提高用户体验。

当然，在本实施例中，该电热水瓶的供电电路还包括加热模块70，该加热模块70的电源输入端Pow6直接与开关电源模块10的输出端Pow1连接，可以理解，由于加热模块70需要较大的加热功率方能实现对水的加热，加热模块70所需的电能仅由开关电源模块10所提供；另外，主控芯片30的第三控制端Con5与加热模块70的受控端Con6连接，以实现主控芯片30对加热模块70的加热时间和方式等的控制。

一并参照图3，在本实施例中，储能元件22可为超级电容，超级电容具有可充电和放电的特性，能在电热水瓶与市电断开后，为主控芯片30和水泵出水模块40提供电能的续航；另外，超级电容还具有耐压高、地内阻及高可靠性等的特点。本实施例中，储能元件22优选采用单体容量范围为0.1F～10F、工作电压范围为2.7V～7.5V的超级电容，以以较低的成本提供较足量的电能续航；需要说明的是，储能元件22可以是多个超级电容串联或并联的结构。然本设计不限于此，于其他实施例中，储能元件22还可为可充电电池，可充电电池的容量通常较大，能为主控芯片30和水泵出水模块40提供更为持久的电能续航；当储能元件22为可充电电池时，储能元件22优选为锂离子电池或镍氢电池，锂离子电池和镍氢电池具有容量大、体积小的特点，便于储能元件22在储能元件充放电模块20上的集成安装。当然，储能元件22还可以为其他元件，只要能满足可充电和放电的功能即可。

本实施例中，开关电源模块10为常见电热水瓶的供电电路上所通用的模块，如图2所示，市电从开关电源模块10的输入端接入后，先经整流管DB进行整流，并经稳压电容EC1稳压后输出直流高压电压，再经高频变压器T1进行降压，最后通过开关电源芯片IC1调节，从开关电源模块10的输出端Pow1输出稳定的直流电压。需要说明的是，由于开关电源模块10为常见电热水瓶的供电电路上所通用的模块，其具体电路为现有技术，在此不再赘述。

参照图3，进一步地，储能元件充放电模块20包括单向导通单元21、第一电容EC2和储能元件22，其中：

单向导通单元21的第一端为储能元件充放电模块20的输入端Pow2，单向导通单元21的第二端为储能元件充放电模块20的输出端Pow3，且单向导通单元21的第二端、第一电容EC2的正极和储能元件22的正极互连；第一电容EC2的负极及储能元件22的负极均接地。

本实施例中，单向导通单元21的电流导通方向为自单向导通单元21的第一端向单向导通单元21的第二端；即是说，当开关电源模块10的输出端Pow1有电压输出时，开关电源模块10所输出的电流可流过单向导通单元21，并由储能元件充放电模块20的输出端Pow3向主控芯片30和水泵出水模块40供电，同时流过单向导通单元21的电流还会为储能元件22充电。而当开关电源模块10的输出端Pow1无电压输出时，储能元件22可维持储能元件充放电模块20的输出端Pow3的输出电压，给主控芯片30和水泵出水模块40回路供电，使得电热水瓶在于市电断开时也能通过水泵41出水；同时，由于此时单向导通单元21不能反相导通，储能元件22的电能不会回流。

在本实施例中，为使给储能元件22的充电电流稳定，而避免储能元件22的瞬间充电电流过大，进一步的，储能元件充放电模块20还包括串接在单向导通单元21的第二端与储能元件22的正极之间的第一电阻R1；同时，为避免在储能元件22为主控芯片30和水泵出水模块40进行供电时，第一电阻R1耗费不必要的电能，还在第一电阻R1的两端并联有一第一二极管D1，具体地，该第一二极管D1的阴极与单向导通单元21的第二端连接，其阳极则与储能元件22的正极连接。

本实施例中，该单向导通单元21可以简单地设置为一个第二二极管D2，二极管为常见的电路元件，易于购买，且成本较低；具体地，该第二二极管D2的阳极为单向导通单元21的第一端，第二二极管D2的阴极为单向导通单元21的第二端。然本设计不限于此，于其他实施例中，该单向导通单元21还可但不限于如以下设计(如图4所示)：单向导通单元21包括第一三极管Q1、第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，第一三极管Q1的发射极与第一分压电阻R2第一端互连，并共同形成单向导通单元21的第一端，第一三极管Q1的基极、第一分压电阻R2的第二端及第二分压电阻R3的第一端互连，第二分压电阻R3的第二端接地，第一三极管Q1的集电极为单向导通单元21的第二端，其中，第一三极管Q1为PNP型三极管，根据储能元件充放电模块20输入端Pow2的电压值，合理选择第一分压电阻R2和第二分压电阻R3各自的阻值，可实现单向导通单元21在开关电源模块10输出端Pow1的电压为预设阈值时导通，而在开关电源模块10输出端的电压为零时不导通。

参照图5，进一步地，水泵出水模块40包括水泵41、第三二极管D3、第二三极管Q2和第二电阻R4，其中：水泵41的第一端和第三二极管D3的阴极连接，并共同形成水泵出水模块40的电源输入端，水泵41的第二端、第三二极管D3的阳极和第二三极管Q2的集电极互连，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极和第二电阻R4的第一端连接，第二电阻R4的第二端为水泵出水模块40的受控端Con2。本实施例中，第二三极管Q2根据水泵出水模块40受控端Con2所接收到的主控芯片30第一控制端Con1的出水控制信号而开关，来控制水泵41的通电和断电。

一并参照图1和图6，在本实施例中，该电热水瓶的供电电路还优选包括出水按键模块50，该出水按键模块50的信号输出端Sin1与主控芯片30的出水信号输入端Sin2连接。主控芯片30用以根据出水按键模块50的出水信号，控制水泵出水模块40的水泵41进行出水；具体地，当出水按键模块50上的按键51被按下时，出水按键模块50会通过信号输出端Sin1向主控芯片30发出控制水泵41进行出水工作的出水信号，而当出水按键模块50上的按键51复位至未被按下的状态时，出水信号将会中断，主控芯片30则控制水泵41停止出水工作。需要说明的是，在电热水瓶与市电断开时，出水按键模块50的续航供电是由储能元件充放电模块20通过主控芯片30所间接提供的。

一并参照图1和图7，在本实施例中，该电热水瓶的供电电路还优选包括出水指示模块60，该出水指示模块60的受控端Con4与主控芯片30的第二控制端Con3连接。主控芯片30还用以根据出水按键模块50的出水信号，控制出水指示模块60的指示元件61发出指示信息；具体地，当出水按键模块50向主控芯片30发出控制水泵41进行出水工作的出水信号时，主控芯片30会控制出水指示模块60的指示元件61发出指示信息，而当出水信号中断时，主控芯片30则控制出水指示模块60的指示元件61停止工作。需要强调的是，本实施例中，该指示元件61优选为发光二极管，其所对应的指示信息为灯光；当然，在其他实施例中，该指示元件61还可但不限于为显示屏，所对应的指示信息则为显示在显示屏上的文本信息。另外，需要说明的是，在电热水瓶与市电断开时，出水指示模块60的续航供电是由储能元件充放电模块20通过主控芯片30所间接提供的。

本实施例中，需要说明的是，主控芯片10内部的控制程序是预先写入的，且主控芯片10根据外部的按键51等的控制信号，向水泵出水模块40、加热模块70、和出水指示模块60等输出相应的控制信号是现有技术，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种电热水瓶的供电电路，其特征在于，包括开关电源模块、加热模块、储能元件充放电模块、主控芯片和水泵出水模块，其中：

所述开关电源模块的输出端分别与所述加热模块的电源输入端、所述储能元件充放电模块的输入端连接，所述储能元件充放电模块的输出端分别与所述主控芯片和所述水泵出水模块各自的电源输入端连接，所述主控芯片的第一控制端与所述水泵出水模块的受控端连接，所述主控芯片的第三控制端与所述加热模块的受控端连接；

当所述开关电源模块的输入端接入市电时，所述开关电源模块能为所述储能元件充放电模块充电，并能通过所述储能元件充放电模块向所述主控芯片和所述水泵出水模块供电；

当所述开关电源模块的输入端与市电断开时，所述储能元件充放电模块能向所述主控芯片和所述水泵出水模块供电。

2.如权利要求1所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述储能元件充放电模块包括单向导通单元、第一电容和所述储能元件，其中：

所述单向导通单元的第一端为所述储能元件充放电模块的输入端，所述单向导通单元的第二端为所述储能元件充放电模块的输出端，且所述单向导通单元的第二端、所述第一电容的正极和所述储能元件的正极互连，所述第一电容的负极及所述储能元件的负极均接地；

所述单向导通单元的电流导通方向为自所述单向导通单元的第一端向所述单向导通单元的第二端。

3.如权利要求2所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述储能元件为超级电容。

4.如权利要求3所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述超级电容的容量范围为0.1F～10F，工作电压范围为2.7V～7.5V。

5.如权利要求2所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述储能元件为可充电电池。

6.如权利要求2所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述储能元件充放电模块还包括第一电阻和第一二极管，所述第一电阻串接在所述单向导通单元的第二端与所述储能元件的正极之间，所述第一二极管的阴极与所述单向导通单元的第二端连接，阳极与所述储能元件的正极连接。

7.如权利要求2至6任一项所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述单向导通单元为一第二二极管，所述第二二极管的阳极为所述单向导通单元的第一端，所述第二二极管的阴极为所述单向导通单元的第二端。

8.如权利要求2至6任一项所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述单向导通单元包括第一三极管、第一分压电阻和第二分压电阻，其中：

所述第一三极管的发射极与所述第一分压电阻第一端互连，并共同形成所述单向导通单元的第一端，所述第一三极管的基极、所述第一分压电阻的第二端及所述第二分压电阻的第一端互连，所述第二分压电阻的第二端接地，所述第一三极管的集电极为所述单向导通单元的第二端。

9.如权利要求1所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，所述水泵出水模块包括水泵、第三二极管、第二三极管和第二电阻，其中：

所述水泵的第一端和所述第三二极管的阴极连接，并共同形成所述水泵出水模块的电源输入端，所述水泵的第二端、所述第三二极管的阳极和所述第二三极管的集电极互连，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端为所述水泵出水模块的受控端。

10.如权利要求1所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，还包括出水按键模块，所述出水按键模块的信号输出端与所述主控芯片的出水信号输入端连接；

所述主控芯片用以根据所述出水按键模块的出水信号，控制所述水泵出水模块的水泵进行出水。

11.如权利要求10所述的电热水瓶的供电电路，其特征在于，还包括出水指示模块，所述出水指示模块的受控端与所述主控芯片的第二控制端连接；

所述主控芯片还用以根据所述出水按键模块的出水信号，控制所述出水指示模块的指示元件发出指示信息。