CN108879802A - 智能面罩供电管理方法及智能面罩 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能面罩供电管理方法,所述智能面罩包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能;所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电;所述供电管理方法包括以下步骤:S1、实时检测所述供电电路的功率;S2、实时采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;S3、根据所述供电电路的功率及呼吸参数自动控制向所述充电电路和/或所述负载电路供电。本发明还提供了一种智能面罩。本发明通过供电电路的功率和呼吸状态确定供电的优先级,实现对供电策略的实时调整,避免了由于供电功率较小而出现的电源过载,提高了智能面罩的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及充电技术领域,具体涉及一种智能面罩供电管理方法及智能面罩。
背景技术
随着消费者需求的增多,市场上已经出现了多种可实现如送风、加热等功能的面罩产品,这些功能都是通过在面罩上设置负载电路实现的。在面罩使用过程中,为了避免面罩体积过大,现有技术通常是采用可充电电池作为这类面罩产品的使用电源。当可充电电池内的电源不足时,可以采用供电电源对可充电电池进行充电,在对可充电电池进行充电的过程中,现有技术通常采用以下几种供电管理方法:一、面罩的负载电路不可用,供电电源对可充电电池进行充电;二、供电电源的电源轨呈并联拓扑结构,在对可充电电池进行充电的同时为面罩的负载电路供电;三、供电电源的电源轨呈串联拓扑结构,在对可充电电池进行充电而定同时为面罩的负载电路供电。针对第一种充电管理方法,会直接导致充电时面罩的功能负载电路不可用,从而影响用户体验;针对第二种充电管理方法,当供电电源的供电功率较小时,容易出现供电电源过载的情况,同时还会影响功能负载电路的使用;针对第三种充电管理方法,通常会出现充电时间过长或是不能结束充电的情况。
针对现有技术的不足,本发明提出一种智能面罩供电管理方法及智能面罩。本发明的供电管理方法是根据智能面罩需求的优先级来指定供电策略,并通过软件对供电策略进行实时调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能面罩供电管理方法及智能面罩,优化对智能面罩的可充电单元和负载电路进行供电的策略。
本发明的一个目的在于提供一种智能面罩供电管理方法,所述智能面罩包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能;所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电;所述供电管理方法包括以下步骤:
S1、实时检测所述供电电路的功率;
S2、实时采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
S3、根据所述供电电路的功率及呼吸参数自动控制向所述充电电路和/或所述负载电路供电。
进一步地,所述步骤S1包括:实时检测供电功率、充电功率以及负载功率;所述供电功率为所述供电电源输出的功率;所述充电功率为输入所述可充电单元的功率;所述负载功率为输入所述负载电路的功率。
进一步地,所述呼吸参数为所述智能面罩内侧的表压,所述步骤S3包括:
当所述供电功率<充电功率+负载功率,且所述呼吸参数不为零时,自动控制向所述负载电路供电;
当所述供电功率<充电功率+负载功率,且所述呼吸参数为零时,自动控制向所述充电电路供电;
当所述供电功率>充电功率+负载功率时,且所述呼吸参数为零时,自动控制向所述充电电路供电;
当所述供电功率>充电功率+负载功率时,且所述呼吸参数不为零时,自动控制同时向所述充电电路和负载电路供电。
进一步地,所述充电电路还包括将充电电流从所述供电电源输送至所述可充电单元的调节单元;当向所述可充电单元供电或同时向可充电单元和负载电路供电时,所述供电管理方法还包括以下步骤:
实时采集电路温度,当所述电路温度达到温度阈值时,减小向充电电路输出的充电电流;所述电路温度为所述供电电路的内部环境温度;所述温度阈值为65℃调节单元。
本发明的另一个目的在于提供一种智能面罩,包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能,所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电,并可用作所述智能面罩的使用电源;所述智能面罩还包括呼吸检测单元、处理器和存储介质;
所述呼吸检测单元用于采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
所述处理器用于接收并处理所述供电电路的功率数据及所述呼吸参数;
所述存储介质中储存有多条指令,所述指令由所述处理器执行时实现上述任一种所述的智能面罩供电管理方法的步骤。
进一步地,所述呼吸检测单元为压力传感器,所述呼吸参数为所述智能面罩内侧的压力。
进一步地,所述供电电路还包括将充电电流从所述供电接口输送至所述可充电单元的调节单元,所述处理器通过PWM输出电路向所述调节单元输出调节PWM脉冲。
进一步地,所述供电电路还包括功率分配电路及开关单元;在连接供电电源时,所述功率分配电路用于截断从可充电单元向负载电路输送的电流;所述开关单元用于连通或断开负载电路。
进一步地,所述供电电路包括第一检测电路、第二检测电路和第三检测电路;所述第一检测电路用于实时检测所述供电电源输出的功率;所述第二检测电路用于实时检测输入所述可充电单元的功率;所述第三检测电路用于实时检测输入所述负载电路的功率。
进一步地,所述供电电路还包括与处理器连接的温度采集单元,所述温度采集单元用于实时采集所述供电电路的内部环境温度。
本发明的智能面罩供电管理方法,通过采集呼吸参数确定智能面罩的使用状态,当智能面罩使用时,确定向所述负载电路供电的优先级高于向充电电路供电的优先级,从而保证所述智能面罩在使用过程中,其具体功能处于可用状态;通过供电功率与充电功率和负载功率的关系进一步确定供电策略,避免了由于供电功率较小而出现的电源过载等现象。本发明智能面罩通过运行储存在存储介质内的指令,实现了供电管理方法的自动运行,并能够实时调整供电策略,提高了智能面罩的适用范围。
附图说明
图1是本发明第一具体实施例中充电管理方法的流程框图。
图2是本发明第二具体实施例中充电管理方法的部分流程框图。
图3是本发明一实施方式中智能面罩的框图。
图4是本发明第三具体实施例中智能面罩的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
此说明书中,术语“智能面罩内侧”是指智能面罩使用时,与使用者面部接触一侧。
本发明一实施方式提供了一种智能面罩供电管理方法,所述智能面罩包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能,如对智能面罩面罩内侧进行送风、加热等;所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电,并在所述供电接口未连接供电电源时用作所述智能面罩的使用电源;所述供电管理方法包括以下步骤:
S1、实时检测所述供电电路的功率;
S2、实时采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
S3、根据所述供电电路的功率及呼吸参数自动控制向所述充电电路和/或所述负载电路供电。
参考图1,本发明第一具体实施例中,一种智能面罩供电管理方法,包括以下步骤。
S1、实时检测所述供电电路的功率;
其中检测的功率包括供电功率、充电功率以及负载功率;所述供电功率为所述供电电源输出的功率;所述充电功率为输入所述可充电单元的功率;所述负载功率为输入所述负载电路的功率。
S2、实时采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
需要说明的是,本方案采集呼吸参数的目的是判断智能面罩是否处于使用状态,所述呼吸参数可以为多种形式,例如可以是智能面罩内侧压力在一定时间内的变化值,若一定时间内智能面罩内侧压力发生变化,则确定智能面罩处于使用状态;若一定时间内智能面罩内侧压力处于恒定值,则确定智能面罩处于未使用状态;
本实施例中,所述呼吸参数为所述智能面罩内侧的表压,本方案通过所述智能面罩内侧的压力判断智能面罩是否处于使用状态,当呼吸参数为零时,表明智能面罩处于未使用状态;当呼吸参数不为零,表明智能面罩处于使用状态。
S3、当所述供电功率<充电功率+负载功率,且所述呼吸参数不为零时,自动控制向所述负载电路供电;
当所述供电功率<充电功率+负载功率,且所述呼吸参数为零时,自动控制向所述充电电路供电;
当所述供电功率>充电功率+负载功率时,且所述呼吸参数为零时,自动控制向所述充电电路供电;
当所述供电功率>充电功率+负载功率时,且所述呼吸参数不为零时,自动控制同时向所述充电电路和负载电路供电。
本实施例通过采集呼吸参数确定智能面罩的使用状态,当智能面罩处于使用状态时,确定向所述负载电路供电的优先级高于向充电电路供电的优先级,从而保证所述智能面罩在使用过程中,其具体功能处于可用状态;通过供电功率与充电功率和负载功率的关系进一步确定供电策略,避免了由于供电功率较小而出现的电源过载等现象。
进一步地,在上述步骤S3的供电方案中,在单独向负载电路供电的同时,重复步骤、S2、S3的方案。本方案的目的是对呼吸状态进行实时监测,从而能够实时调整供电方案。
进一步地,所述充电电路还包括将充电电流从所述供电电源输送至所述可充电单元的调节单元;在上述步骤S3的供电方案中,当向所述可充电单元供电或同时向可充电单元及负载电路供电时,所述供电管理方法还包括以下步骤:
实时采集电路温度,当所述电路温度小于温度阈值时,维持向充电电路输出的充电电流供电,同时重复步骤S2、和S3;当所述电路温度达到温度阈值时,减小向充电电路输出的充电电流,返回采集电路温度的步骤,直至电路温度小于温度阈值;所述电路温度为所述供电电路的内部环境温度;所述温度阈值为65℃。
这是由于当向充电电路供电时,充电电流越大,充电电路中功率元件的温度越高,当温度过高时,容易对功率元件造成损坏,因此本方案通过设置温度阈值,当功率元件的温度超过温度阈值时,通过减小充电电流实现降低功率元件温度的目的。温度阈值通常根据功率元件的结温和封装壳温来设置,本方案设置温度阈值为65℃,具有较好的适用性。
进一步地,所述减小充电电流的方法是通过减小向所述调节单元输出的PWM脉冲宽度实现。
参考图2,本发明第二具体实施例提供了一种智能面罩供电管理方法,本实施例与第一具体实施例的区别在于,在步骤S1之前还包括以下步骤:
S01、实时采集充电电压;所述充电电压为输入所述可充电单元的电压;
S02、当可充电单元处于可充电状态时,进入步骤S1;
当可充电单元处于不可充电状态时,实时采集所述智能面罩内侧的呼吸参数,当所述呼吸参数不为零时,自动控制向所述负载电路供电;所述呼吸参数为零时,关闭供电电路。
需要说明的是,本实施例中可充电单元的不可充电状态包括三种情况:供电电路中没有可充电单元、可充电单元发生故障及可充电单元充满;其中当采集到的充电电压为零时,确定供电电路中没有可充电单元;具体地,当采集到的充电电压处于恒定值时,确定供电电路中的可充电单元发生故障;当采集到的充电电压为可充电单元的标称电压时,确定供电电路中的可充电单元充满。
本实施例中,在S3步骤的供电方案中:维持向充电电路输出的充电电流供电的同时,重复步骤S0、S1、S2、和S3。
本实施例通过采集充电电压的步骤,确定可充电单元的状态,从而能够根据可充电单元的具体情况提供供电方案,使得智能面罩的适用范围更广。
参考图3,本发明一实施方式提供了一种智能面罩,包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能,所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电;所述智能面罩还包括呼吸检测单元、处理器和存储介质;
所述呼吸检测单元用于采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
所述处理器用于接收并处理所述供电电路的功率数据及所述呼吸参数;
所述存储介质中储存有多条指令,所述指令由所述处理器执行时实现上述任一种所述的智能面罩供电管理方法的步骤。
进一步地,所述供电电路还包括将充电电流从所述供电接口输送至所述可充电单元的调节单元,所述处理器通过PWM输出电路向所述调节单元输出调节PWM脉冲。
进一步地,所述供电电路包括第一检测电路、第二检测电路和第三检测电路;所述第一检测电路用于实时检测所述供电电源输出的功率;所述第二检测电路用于实时检测输入所述可充电单元的功率;所述第三检测电路用于实时检测输入所述负载电路的功率。
进一步地,所述供电电路还包括功率分配电路及开关单元;在连接供电电源时,所述功率分配电路用于截断从可充电单元向负载电路输送的电流;所述开关单元用于连通或断开负载电路。
进一步地,所述呼吸检测单元为压力传感器,所述呼吸参数为所述智能面罩内侧的表压。
进一步地,所述供电电路还包括与处理器连接的温度采集单元,所述温度采集单元用于实时采集所述供电电路的内部环境温度。
进一步地,所述供电电路还包括连接在供电接口和充电电路之间的升压单元,通过升压单元对供电电源如移动电源的供电电压进行升高,能够有利于供电电路的稳定,对供电电源起到了保护作用。
本实施例的智能面罩结构简单,能够根据供电电源的供电功率以及面罩的使用状态自动确定供电的优先级,从而实现对供电策略的实时调整,避免了因供电电源功率较小而导致的电源过载等情况,提高了智能面罩的适用范围。
参考图 4,本发明第三具体实施例中提供了一种智能面罩,包括供电电源、升压单元、调节单元、可充电单元、功率分配单元、开关单元、负载电路、温度传感器、压力传感器以及处理器MCU。
其中,所述第一检测电路包括位于供电电源输出端的高边电流检测电路和R1/R2分压检测电路,通过供电电源输出端的电流检测可以获得供电电源输出的电流,通过R1/R2的分压检测可以获得供电电源输出的电压,从而可以计算得到供电功率。
所述第二检测电路包括位于升压单元输出端的高边电流检测电路和R3/R4分压检测电路,通过升压单元输出端的电流检测可以获得输入负载电路的电流,通过R3/R4的分压检测可以获得输入负载电路的电压,从而可以计算得到输入负载电路的功率。
所述第三检测电路包括位于所述调节单元输出端的高边电流检测电路和R5/R6分压检测电路,通过调节单元输出端的电流检测可以获得输入可充电单元的充电电流,通过R5/R6的分压检测可以获得输入可充电单元的电压,从而可以计算得到输入可充电单元的功率。
所述MCU通过PWM输出电路向调节单元输出调节PWM脉冲,从而控制输入可充电单元的充电电流。
所述功率分配单元由PMOS管MQ2、电容C2、电阻R7和二极管D2组成。供电电源供电时,供电电源在为可充电单元供电的同时为负载电路供电,MQ2的寄生二极管处于截止状态,从而可以防止可充电单元的电流向负载电路输出;当没有供电电源提供供电功率时,二极管D2截止,PMOS管MQ2的栅极通过电阻到GND,从可充电单元向负载电路输出电流。
压力传感器对智能面罩内侧的表压进行实时采集,获得呼吸参数;温度传感器对智能面罩的环境温度进行实时采集,从而确定电路温度。MCU通过接收压力传感器采集的呼吸参数确定智能面罩的使用状态,通过接收温度传感器采集的电路温度并进行判断,确定充电电流。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能面罩供电管理方法,所述智能面罩包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能;所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电;其特征在于,所述供电管理方法包括以下步骤:
S1、实时检测所述供电电路的功率;
S2、实时采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
S3、根据所述供电电路的功率及呼吸参数自动控制向所述充电电路和/或所述负载电路供电。
2.根据权利要求1所述的智能面罩供电管理方法,其特征在于,所述步骤S1包括:实时检测供电功率、充电功率以及负载功率;所述供电功率为所述供电电源输出的功率;所述充电功率为输入所述可充电单元的功率;所述负载功率为输入所述负载电路的功率。
3.根据权利要求2所述的智能面罩供电管理方法,其特征在于,所述呼吸参数为所述智能面罩内侧的表压,所述步骤S3包括:
当所述供电功率<充电功率+负载功率,且所述呼吸参数不为零时,自动控制向所述负载电路供电;
当所述供电功率<充电功率+负载功率,且所述呼吸参数为零时,自动控制向所述充电电路供电;
当所述供电功率>充电功率+负载功率时,且所述呼吸参数为零时,自动控制向所述充电电路供电;
当所述供电功率>充电功率+负载功率时,且所述呼吸参数不为零时,自动控制同时向所述充电电路和负载电路供电。
4.根据权利要求3所述的智能面罩供电管理方法,其特征在于,所述充电电路还包括将充电电流从所述供电电源输送至所述可充电单元的调节单元;当向所述可充电单元供电或同时向可充电单元和负载电路供电时,所述供电管理方法还包括以下步骤:
实时采集电路温度,当所述电路温度达到温度阈值时,减小向充电电路输出的充电电流;所述电路温度为所述供电电路的内部环境温度;所述温度阈值为65℃调节单元。
5.一种智能面罩,包括供电电路,所述供电电路包括供电接口、负载电路及充电电路;所述供电接口用于连接供电电源;所述负载电路用于实现所述智能面罩的具体功能,所述充电电路包括可充电单元,所述可充电单元用于蓄电,并可用作所述智能面罩的使用电源;其特征在于,所述智能面罩还包括呼吸检测单元、处理器和存储介质;
所述呼吸检测单元用于采集所述智能面罩内侧的呼吸参数;
所述处理器用于接收并处理所述供电电路的功率数据及所述呼吸参数;
所述存储介质中储存有多条指令,所述指令由所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的智能面罩供电管理方法的步骤。
6.根据权利要求5所述的智能面罩,其特征在于,所述呼吸检测单元为压力传感器,所述呼吸参数为所述智能面罩内侧的压力。
7.根据权利要求5所述的智能面罩,其特征在于,所述供电电路还包括将充电电流从所述供电接口输送至所述可充电单元的调节单元,所述处理器通过PWM输出电路向所述调节单元输出调节PWM脉冲。
8.根据权利要求5所述的智能面罩,其特征在于,所述供电电路还包括功率分配电路及开关单元;在连接供电电源时,所述功率分配电路用于截断从可充电单元向负载电路输送的电流;所述开关单元用于连通或断开负载电路。
9.根据权利要求5所述的智能面罩,其特征在于,所述供电电路包括第一检测电路、第二检测电路和第三检测电路;所述第一检测电路用于实时检测所述供电电源输出的功率;所述第二检测电路用于实时检测输入所述可充电单元的功率;所述第三检测电路用于实时检测输入所述负载电路的功率。
10.根据权利要求5所述的智能面罩,其特征在于,所述供电电路还包括与处理器连接的温度采集单元,所述温度采集单元用于实时采集所述供电电路的内部环境温度。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518116 Longgang Street Community 6 new road bridge Baolong Baolong Industrial Park building B building 1-3 floor Applicant after: Shenzhen meimeimeichuangyi Medical Technology Co., Ltd Address before: Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518116 Longgang Street Community 6 new road bridge Baolong Baolong Industrial Park building B building 1-3 floor Applicant before: MEHOW INNOVATIVE Ltd. |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20181123 |