CN111817405B - 一种医用智能充电电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子通信技术领域，具体公开了一种医用智能充电电路，包括充电控制MCU模块、充电管理模块、充电提示模块、无线通信模块，所述充电控制MCU模块用于对各模块的信息进行储备并发出相关指令信息，所述充电管理模块用于对电池组的型号进行采集，所述充电指示模块用于对充电情况进行显示并提示充电量，所述无线通信模块用于将电量信息发送到用户设备，本发明科学合理，使用安全方便，利用充电管理模块可以实时检测现有的电池量并对用户及时提醒是否需要进行充电，利用无线通信模块可以将信息发送给用户设备以便于了解充电信息。

Description

一种医用智能充电电路

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，具体是一种医用智能充电电路。

背景技术

目前，市场上的医用充电电路种类繁多，但也不缺乏有一些质量较为低劣且不合格的产品，这些低劣问题通常会影响到医用产品的使用寿命，严重还会伤害到消费者，造成无法挽回的事故，在医用产品充电过程中，不同的医用产品所接受的电压程度也尽不相同，因此开发出了针对不同类型电池的充电器类型，能够对不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但这在实际使用过程中有诸多不便，会在使用过程中浪费资源以及占用场地，并且在使用过程中，无法实时观察到充电过程中的数据，并根据相关数据作出参数修改，所以人们急需要一种医用智能充电电路来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用智能充电电路，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：该医用智能充电路包括充电控制MCU模块、充电管理模块、充电提示模块和无线通信模块；

所述充电控制MCU模块用于对各个模块的数据进行保存并发出指令信息，所述充电管理模块用于对电池组的型号进行采集，所述充电提示模块用于对充电情况进行显示并提示充电量，所述无线通信模块用于将充电信息实时反馈到设备上，所述充电控制MCU模块与充电管理模块、充电提示模块和无线通信模块双向连接，利用此模块可以对不同型号的设备提供电源，并在充电过程中进行提示，以便于用户了解充电状态，并将电量相关信息传输到设备上以供观察。

所述充电控制MCU模块包括芯片U1和电池保护组U3，所述芯片U1的第四十八引脚、第十四引脚、第三十六引脚、第七引脚、第三十一引脚、第十七引脚和第四十一引脚和芯片电源电性连接，所述芯片U1的第四十一引脚与电容C1的第一端和电容C2的第一端电性连接，所述芯片U1的第三十八引脚和电容C3的第一端电性连接，所述电容C1的第二端、电容C2的第二端和电容C3的第二端和地电性连接，所述芯片U1的第二十一引脚和地电性连接，所述芯片U1的第十二引脚和电容C4的第一端电性连接，所述电容C4的第二端和芯片U1的第十三引脚电性连接，所述芯片U1的第四十六引脚和电容C5的第一端电性连接，所述电容C5的第二端和芯片U1的第四十七引脚与地电性连接，所述芯片U1的第二十三引脚和第二十四引脚与地电性连接，所述芯片U1的第十五引脚和电阻R1的第一端电性连接，所述电阻R1的第二端和电容C6的第一端电性连接，所述电阻R1的第二端和场效应管Q1的栅极电性连接，所述场效应管Q1的源极和电池保护组U3的第一端电性连接，所述场效应管Q1的漏极和电阻R3的第一端电性连接，所述电阻R3的第一端和电阻R4的第一端电性连接，所述芯片U1的第十六引脚和电阻R2的第一端电性连接，所述电阻R2的第二端和场效应管Q2的栅极电性连接,所述场效应管Q2的源极和电池保护组U3的第一端电性连接，所述场效应管Q2的漏极和电阻R5的第一端电性连接，所述电阻R5的第一端和电阻R6的第一端电性连接，所述电阻R2的第二端和电容C7的第一端电性连接，所述电容C7的第二端、电阻R6的第二端、电阻R5的第二端、电容R6的第二端、电阻R4的第二端和电阻R3的第二端与地电性连接，利用充电控制MCU模块可以主动识别电池组的型号进行电压供电，当电压电流过高时，控制电压电流的输出从而保护整个医疗产品的结构，充电过程中，芯片U1通过LED发光二极管的闪烁来提示用户此时的充电状态。

所述电池保护组U3，电池保护组U3的第四引脚和芯片U1的第二十引脚双向连接,所述芯片U1的第十八引脚和电阻R7的第一端电性连接，所述电阻R7的第二端和场效应管Q3的栅极电性连接，所述场效应管Q3的源极和电池保护组U3的第二引脚电性连接，所述场效应管Q3的漏极和电阻R9的第一端电性连接，所述电阻R9的第二端和电池保护组U3的第三引脚电性连接，所述电阻R7的第二端和电容C8的第一端电性连接，所述电池保护组U3的第二引脚和场效应管Q4的负极电性连接，所述场效应管Q4的正极和电阻R10的第一端电性连接，所述电阻R10的第二端和电池保护组U3的第三端电性连接，所述场效应管Q4的第一端和电阻R8的第一端电性连接，所述电阻R8的第二端和芯片U1的第十九引脚电性连接，所述电阻R8的第一端和电容C9的第一端电性连接，所述电容C9的第二端、电容C8的第二端和地电性连接。

利用电池保护组U3可以对设备所能接受的电压、电流进行保护，使得在充电过程不会因电流电压过大而烧毁电路。

所述充电管理模块包括电池组U2，所述芯片U1的第四十二引脚和电池组U2的第一引脚电性连接，所述芯片U1的第四十三引脚和电池组U2的第二引脚电性连接，所述芯片U1的第一引脚和电池组U2的第三引脚双向连接，所述芯片U1的第二引脚和电池组U2的第四引脚电性连接，利用充电管理模块可以采集电池组的相关信息，并对电池组先进行预充电来判断电池的型号。

所述充电提示模块包括五个LED发光二极管，所述芯片U1的第三引脚和LED发光二极管D1的正极电性连接，所述芯片U1的第四引脚和LED发光二极管D2的正极电性连接，所述芯片U1的第五引脚和LED发光二极管D3的正极电性连接，所述芯片U1的第六引脚和LED发光二极管D4的正极电性连接，所述芯片U1的第八引脚和LED发光二极管D5的正极电性连接，利用充电提示模块可以在充电过程中体现出医疗产品是否处于充电状态，当LED灯点亮绿灯时，表明电路正在充电，当电量低于设定值时，指示灯的颜色变为红色以此来警示用户尽快充电。

所述无线通信模块包括USB1，所述USB1的第一引脚和电阻R11的第一端电性连接，所述电阻R11的第二端和LED发光二极管D6的正极电性连接，所述LED发光二极管D6的负极和地电性连接，所述USB1的第二引脚和电阻R9的第一端电性连接，所述电阻R9的第二端和芯片U1的第三十五引脚电性连接，所述USB1的第三引脚和电阻R10的第一端电性连接，所述电阻R10的第二端和芯片U1的第三十四引脚电性连接，所述USB1的第四引脚和第五引脚与地电性连接，所述电阻R9的第一端和二极管组合DZ1的第二端电性连接，所述二极管组合DZ1的第一端和地电性连接，所述二极管组合DZ1的第三端和芯片电源电性连接，所述电阻R10的第一端和二级管组合DZ2的第二端电性连接，所述二级管组合DZ2的第一端和地电性连接，所述二极管组合DZ2的第三端和芯片电源电性连接，利用无线通信模块可以将电池的信息和充电的状态通过迷你USB传输到设备上，以便于用户了解产品充电的情况。

所述充电控制MCU模块可对电池组进行预充电，使得产品在一开始的充电过程中不会因为电流过大而破坏产品。

所述电池组可对温度进行监测，在电池组进行充电时，实时监测电池组的温度，从而保证充电过程中的安全性。

所述设备使用的是手机、平板中的一种，利用无线通信模块将信息通过迷你USB传输数据并反馈在手机或者平板中，使得用户能够在设备上观察到电压、电流、充电时间等情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.利用充电管理模块对电池组的型号进行采集，并对电池组进行预充电来判别适用充电电流大小，以防在变动电压、电流时，因为电流过大而烧坏产品，利用充电提示模块，通过LED灯的闪烁来提示用户现在的充电状态；

2.利用无线通信模块将充电信息通过迷你USB口将数据传输到设备上，以便于客户能够实时的查看现在的充电量、所要充电时间等相关信息，并及时作出调控。

附图说明

图1为本发明一种医用智能充电电路的模块组成示意图；

图2为本发明一种医用智能充电电路的充电控制MCU模块连接结构示意图；

图3为本发明一种医用智能充电电路的充电管理模块连接结构示意图；

图4为本发明一种医用智能充电电路的电池保护组连接结构示意图；

图5为本发明一种医用智能充电电路的充电提示模块连接结构示意图；

图6为本发明一种医用智能充电电路的无线通信模块连接结构示意图；

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做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。

实施例：如图1-6所示，一种医用智能充电电路,该医用智能充电路包括充电控制MCU模块、充电管理模块、充电提示模块和无线通信模块；

所述充电控制MCU模块用于对各个模块的数据进行保存并发出指令信息，所述充电管理模块用于对电池组的型号进行采集，根据不同的电池组型号进行充电，所述充电提示模块用于对充电情况进行显示并提示充电量，用户根据提示来观察现在的产品是否在充电状态，所述无线通信模块用于将充电信息实时反馈到设备上，使得用户能够在手机上观察到相关信息，所述充电控制MCU模块与充电管理模块、充电提示模块和无线通信模块双向连接。

所述充电控制MCU模块包括芯片U1和电池保护组U3，所述芯片U1的第四十八引脚、第十四引脚、第三十六引脚、第七引脚、第三十一引脚、第十七引脚和第四十一引脚和芯片电源电性连接，所述芯片U1的第四十一引脚与电容C1的第一端和电容C2的第一端电性连接，所述芯片U1的第三十八引脚和电容C3的第一端电性连接，所述电容C1的第二端、电容C2的第二端和电容C3的第二端和地电性连接，所述芯片U1的第二十一引脚和地电性连接，所述芯片U1的第十二引脚和电容C4的第一端电性连接，所述电容C4的第二端和芯片U1的第十三引脚电性连接，所述芯片U1的第四十六引脚和电容C5的第一端电性连接，所述电容C5的第二端和芯片U1的第四十七引脚与地电性连接，所述芯片U1的第二十三引脚和第二十四引脚与地电性连接，所述芯片U1的第十五引脚和电阻R1的第一端电性连接，所述电阻R1的第二端和电容C6的第一端电性连接，所述电阻R1的第二端和场效应管Q1的栅极电性连接，所述场效应管Q1的源极和电池保护组的第一端电性连接，所述场效应管Q1的漏极和电阻R3的第一端电性连接，所述电阻R3的第一端和电阻R4的第一端电性连接，所述芯片U1的第十六引脚和电阻R2的第一端电性连接，所述电阻R2的第二端和场效应管Q2的栅极电性连接,所述场效应管Q2的源极和电池保护组U3的第一端电性连接，所述场效应管Q2的漏极和电阻R5的第一端电性连接，所述电阻R5的第一端和电阻R6的第一端电性连接，所述电阻R2的第二端和电容C7的第一端电性连接，所述电容C7的第二端、电阻R6的第二端、电阻R5的第二端、电容R6的第二端、电阻R4的第二端和电阻R3的第二端与地电性连接，所述芯片U1的第十八引脚和电阻R7的第一端电性连接，所述电阻R7的第二端和场效应管Q3的栅极电性连接，利用充电控制MCU模块对已接入的电池进行保护，使得医疗产品能够在正常电压、电流的情况下进行充电，利用充电控制MCU模块对电池组的信号进行采集，使得电压能够对电池组进行供电。

所述电池保护组U3，电池保护组U3的第四引脚和芯片U1的第二十引脚双向连接,所述芯片U1的第十八引脚和电阻R7的第一端电性连接，所述电阻R7的第二端和场效应管Q3的栅极电性连接，所述场效应管Q3的源极和电池保护组U3的第二引脚电性连接，所述场效应管Q3的漏极和电阻R9的第一端电性连接，所述电阻R9的第二端和电池保护组U3的第三引脚电性连接，所述电阻R7的第二端和电容C8的第一端电性连接，所述电池保护组U3的第二引脚和场效应管Q4的负极电性连接，所述场效应管Q4的正极和电阻R10的第一端电性连接，所述电阻R10的第二端和电池保护组U3的第三端电性连接，所述场效应管Q4的第一端和电阻R8的第一端电性连接，所述电阻R8的第二端和芯片U1的第十九引脚电性连接，所述电阻R8的第一端和电容C9的第一端电性连接，所述电容C9的第二端、电容C8的第二端和地电性连接，利用电池保护组，可以对电压、电流进行过压保护，以免在电压、电流过大时损害电路结构。

所述充电管理模块包括电池组U2，所述芯片U1的第四十二引脚和电池组U2的第一引脚电性连接，所述芯片U1的第四十三引脚和电池组U2的第二引脚电性连接，所述芯片U1的第一引脚和电池组U2的第三引脚双向连接，所述芯片U1的第二引脚和电池组U2的第四引脚电性连接，在医疗产品需要供电时，充电控制MCU模块主动识别医疗产品里的电池组，采集电池组型号的具体信息。

利用芯片U1里的PWM端口控制输出PWM信号，利用充电控制MCU模块主动对测试电池组里采样电阻的压降，通过调整PWM的占空比来控制电流的大小，当充电电流小于所设定的涓流时，调整PWM的占空比使得涓流变小，当充电电流大于所设定的涓流时，调整PWM的占空比使得涓流变大，所述PWM是指脉冲宽度调制，利用芯片U1里的数字输出对模拟电路进行控制。

所述充电提示模块包括五个LED发光二极管，所述芯片U1的第三引脚和LED发光二极管D1的正极电性连接，所述芯片U1的第四引脚和LED发光二极管D2的正极电性连接，所述芯片U1的第五引脚和LED发光二极管D3的正极电性连接，所述芯片U1的第六引脚和LED发光二极管D4的正极电性连接，所述芯片U1的第八引脚和LED发光二极管D5的正极电性连接，当医疗产品正常充电时，充电控制MCU模块会给充电提示模块发出信号，使得LED发光二极管D1-D5循环点亮，时间控制在500ms，并将实时电量传输到用户的设备上，方便用户了解充电信息，当医疗产品里电池组的电量很低时，指示灯灯光的颜色由绿色变为红色来提示用户对医疗产品进行充电。

所述无线通信模块包括USB1，所述USB1的第一引脚和电阻R11的第一端电性连接，所述电阻R11的第二端和LED发光二极管D6的正极电性连接，所述LED发光二极管D6的负极和地电性连接，所述USB1的第二引脚和电阻R9的第一端电性连接，所述电阻R9的第二端和芯片U1的第三十五引脚电性连接，所述USB1的第三引脚和电阻R10的第一端电性连接，所述电阻R10的第二端和芯片U1的第三十四引脚电性连接，所述USB1的第四引脚和第五引脚与地电性连接，所述电阻R9的第一端和二极管组合DZ1的第二端电性连接，所述二极管组合DZ1的第一端和地电性连接，所述二极管组合DZ1的第三端和芯片电源电性连接，所述电阻R10的第一端和二级管组合DZ2的第二端电性连接，所述二级管组合DZ2的第一端和地电性连接，所述二极管组合DZ2的第三端和芯片电源电性连接，利用充电控制MCU模块将剩余电量情况以及剩余电量能使用的时间等相关信息发送给无线通信模块，以便于用户能根据信息及时对医疗产品进行充电。

所述充电控制MCU模块可对电池组进行预充电，利用PWM信号来控制电流，在设备上观察电量情况是加强还是减弱，当设备上的电量显示电量逐渐变小时，可以调大PWM的占空比，当电量逐渐变小时，调小PWM的占空比，以免在预充电时，以免在充电时，因电流过大而烧坏电路。

所述充电控制MCU模块可以识别镍氢和锂离子两种电池，在预充电时所给与的电压是1.5v，在设备上观察到电流过大时，判断电池组的型号是镍氢电池，当设备上显示电流很小时，判断电池的型号是锂电池。

所述电池组可对温度进行监测，利用芯片U1实时对充电过程中电池组的温度进行检测，当温度值超过预设值时，紧急拔掉电源，保证产品以及人身安全。

所述电池保护组U3的第四引脚和芯片U1的第二十引脚双向连接，使得芯片U1能够实时的对充电过程中的电压、电流作过载保护。

芯片U1选用的型号为PSOC3，该芯片具有独立的可配置模块阵列，是真正的系统级解决方案，PSOC3芯片的外部引入了迷你USB，可以将芯片U1采集到的数据反馈给USB接口，用户可通过USB接口来观察充电数据，PSOC3芯片引入了电池保护组，在控制电压时，选用了场效应管Q1和Q2串联在电路中，当充电电压已经生到上限时，场效应管Q1和Q2截止，停止向医疗产品供电，选用电容C6和电容C7是为了防止误操作而产生的延时效应，在控制电流时，当检测到有较大电流流过时，控制场效应管Q3和Q4截止并停止向医疗产品供电，从而保护电池和场效应管Q3、Q4。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种医用智能充电电路，其特征在于：该医用智能充电路包括充电控制MCU模块、充电管理模块、充电提示模块和无线通信模块；

所述充电控制MCU模块用于对各个模块的数据进行保存并发出指令信息，所述充电管理模块用于对电池组的型号进行采集，所述充电提示模块用于对充电情况进行显示并提示充电量，所述无线通信模块用于将充电信息通过迷你USB实时反馈到设备上，所述充电控制MCU模块与充电管理模块、充电提示模块和无线通信模块双向连接；

所述充电控制MCU模块包括芯片U1和电池保护组U3，所述芯片U1的第四十八引脚、第十四引脚、第三十六引脚、第七引脚、第三十一引脚、第十七引脚和第四十一引脚和芯片电源电性连接，所述芯片U1的第四十一引脚与电容C1的第一端和电容C2的第一端电性连接，所述芯片U1的第三十八引脚和电容C3的第一端电性连接，所述电容C1的第二端、电容C2的第二端和电容C3的第二端和地电性连接，所述芯片U1的第二十一引脚和地电性连接，所述芯片U1的第十二引脚和电容C4的第一端电性连接，所述电容C4的第二端和芯片U1的第十三引脚电性连接，所述芯片U1的第四十六引脚和电容C5的第一端电性连接，所述电容C5的第二端和芯片U1的第四十七引脚与地电性连接，所述芯片U1的第二十三引脚和第二十四引脚与地电性连接，所述芯片U1的第十五引脚和电阻R1的第一端电性连接，所述电阻R1的第二端和电容C6的第一端电性连接，所述电阻R1的第二端和场效应管Q1的栅极电性连接，所述场效应管Q1的源极和电池保护组U3的第一端电性连接，所述场效应管Q1的漏极和电阻R3的第一端电性连接，所述电阻R3的第一端和电阻R4的第一端电性连接，所述芯片U1的第十六引脚和电阻R2的第一端电性连接，所述电阻R2的第二端和场效应管Q2的栅极电性连接,所述场效应管Q2的源极和电池保护组U3的第一端电性连接，所述场效应管Q2的漏极和电阻R5的第一端电性连接，所述电阻R5的第一端和电阻R6的第一端电性连接，所述电阻R2的第二端和电容C7的第一端电性连接，所述电容C7的第二端、电阻R6的第二端、电阻R5的第二端、电容R6的第二端、电阻R4的第二端和电阻R3的第二端与地电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述电池保护组U3，电池保护组U3的第四引脚和芯片U1的第二十引脚双向连接,所述芯片U1的第十八引脚和电阻R7的第一端电性连接，所述电阻R7的第二端和场效应管Q3的栅极电性连接，所述场效应管Q3的源极和电池保护组U3的第二引脚电性连接，所述场效应管Q3的漏极和电阻R9的第一端电性连接，所述电阻R9的第二端和电池保护组U3的第三引脚电性连接，所述电阻R7的第二端和电容C8的第一端电性连接，所述电池保护组U3的第二引脚和场效应管Q4的负极电性连接，所述场效应管Q4的正极和电阻R10的第一端电性连接，所述电阻R10的第二端和电池保护组U3的第三端电性连接，所述场效应管Q4的第一端和电阻R8的第一端电性连接，所述电阻R8的第二端和芯片U1的第十九引脚电性连接，所述电阻R8的第一端和电容C9的第一端电性连接，所述电容C9的第二端、电容C8的第二端和地电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述充电管理模块包括电池组U2，所述芯片U1的第四十二引脚和电池组U2的第一引脚电性连接，所述芯片U1的第四十三引脚和电池组U2的第二引脚电性连接，所述芯片U1的第一引脚和电池组U2的第三引脚双向连接，所述芯片U1的第二引脚和电池组U2的第四引脚电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述充电提示模块包括五个LED发光二极管，所述芯片U1的第三引脚和LED发光二极管D1的正极电性连接，所述芯片U1的第四引脚和LED发光二极管D2的正极电性连接，所述芯片U1的第五引脚和LED发光二极管D3的正极电性连接，所述芯片U1的第六引脚和LED发光二极管D4的正极电性连接，所述芯片U1的第八引脚和LED发光二极管D5的正极电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述无线通信模块包括USB1，所述USB1的第一引脚和电阻R11的第一端电性连接，所述电阻R11的第二端和LED发光二极管D6的正极电性连接，所述LED发光二极管D6的负极和地电性连接，所述USB1的第二引脚和电阻R9的第一端电性连接，所述电阻R9的第二端和芯片U1的第三十五引脚电性连接，所述USB1的第三引脚和电阻R10的第一端电性连接，所述电阻R10的第二端和芯片U1的第三十四引脚电性连接，所述USB1的第四引脚和第五引脚与地电性连接，所述电阻R9的第一端和二极管组合DZ1的第二端电性连接，所述二极管组合DZ1的第一端和地电性连接，所述二极管组合DZ1的第三端和芯片电源电性连接，所述电阻R10的第一端和二级管组合DZ2的第二端电性连接，所述二级管组合DZ2的第一端和地电性连接，所述二极管组合DZ2的第三端和芯片电源电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述充电控制MCU模块可对电池组进行预充电。

7.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述电池组可对温度进行监测。

8.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述设备使用的是手机、平板中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种医用智能充电电路，其特征在于：所述充电控制MCU模块可以识别镍氢和锂离子两种电池。

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