CN112184969B - 一种智能锁用电源的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种智能锁用电源的控制系统，包括电池充电模块，电池充电模块包括芯片U1和芯片U2，芯片U1和芯片U2的型号为TP4057。具有以下优点：本系统中静态电流极低，实测小于1uA，解决了大电流造成电池温度快速升高，过热会使锂电池的内部隔膜造成短路的问题，对电池的要求大幅度降低，从而降低了电池成本，且采用双电源系统，如果电池没电也可以外接备用电源来开锁。

Description

一种智能锁用电源的控制系统
技术领域
本发明是一种智能锁用电源的控制系统，属于电子控制技术领域。
背景技术
全自动锁的出现，使门锁的智能化程度有了很大的提升，尤其是全自动智能锁安装时不需要更换锁体，适应面广，操作简单，因而受到消费者的欢迎，故而成为智能锁行业的新宠。
但从目前消费者购买的全自动智能锁使用情况来看，前景却不容乐观，由于小毛病多，故障率高，消费者抱怨很大，使得很多成规模的智能锁公司对这款高大上的产品望而却步。
电池使用寿命短，容易损坏，一般厂家配备5000mAH左右的锂电池，开启次数仅为3000左右，而且一段时间后开门次数会逐渐减少，甚至有的电池充不了几次就坏掉。
大电流造成电池温度快速升高，过热会使锂电池的内部隔膜造成短路等，极端情况下会引起燃烧或爆炸；频繁或长时间大电流还会造成电池内部化学物质产生不可逆反应，造成电池容量下降或永久性失效。
专利号“201920540434.9”，专利名称“触摸面板管理智能锁电源的控制电路”提供一种触摸面板管理智能锁电源的控制电路，包括电源供给模组，与电源供给模组连接的触摸模组，分别与触摸模组连接的按键背光灯模组和电源开关模组，与电源开关模组连接的核心处理模组，分别与核心处理模组连接的马达驱动模组、无线通讯模组、指纹通讯模组、显示通讯模组和NFC通讯模组；所述的电源供给模组包括主电池和应急电源，用于当智能锁未被触摸唤醒时，仅给触摸模组供电；所述的触摸模组包括触摸面板主控制芯片U1，型号为LP803T，如没有操作则本模组只保留RTC和触摸唤醒功能；所述的电路电源开关模组包括开关Q1，受触摸模组控制，用于根据使用情况开关除触摸模组外的各模组的供电电路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种智能锁用电源的控制系统，本系统中静态电流极低，实测小于1uA，解决了大电流造成电池温度快速升高，过热会使锂电池的内部隔膜造成短路的问题，对电池的要求大幅度降低，从而降低了电池成本，且采用双电源系统，如果电池没电也可以外接备用电源来开锁。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种智能锁用电源的控制系统，包括电池充电模块，电池充电模块包括芯片U1和芯片U2，芯片U1和芯片U2的型号为TP4057。
进一步的，所述芯片U1的2脚连接有电池1负极一端和电阻R3一端，并接地，芯片U1的3脚连接有电容C1一端和电池1正极，芯片U1的4脚连接有电容C3一端、电阻R5一端和电阻R1一端，电阻R5另一端接5V电源，电容C1另一端、电容C3另一端和接插件P1的5脚接地，接插件P1的1脚接5V电源。
进一步的，所述电池充电模块还包括双色二极管D1，双色二极管D1的两个阴极分别连接有芯片U1的1脚和芯片U1的5脚，双色二极管D1的共阳极连接有电阻R1。
进一步的，所述芯片U2的2脚连接有电池2负极一端和电阻R4一端，并接地，芯片U2的3脚连接有电容C2一端和电池2正极，芯片U2的4脚连接有电容C4一端、电阻R6一端和电阻R2一端，电容C2另一端和电容C4另一端接地，电阻R6另一端接5V电源。
进一步的，所述电池充电模块还包括双色二极管D2，双色二极管D2的两个阴极分别连接有芯片U2的1脚和芯片U2的5脚，双色二极管D2的共阳极连接有电阻R2。
进一步的，所述控制系统还包括开锁电源模块，开锁电源模块包括芯片U11、芯片U3、芯片U4和芯片U10，芯片U11的型号为ME6214A-3，芯片U3、芯片U4和芯片U10的型号均为ME6214A。
进一步的，所述芯片U11的3脚连接有芯片U10的2脚、电容C6一端、电容C10一端、保险丝Fuse1一端和芯片U3的2脚，并接6VM电源，芯片U11的2脚连接有电容C21一端和电容C22一端，并接3.3VY电源，芯片U11的1脚和电容C21另一端、电容C22另一端接地，芯片U10的3脚连接有电容C66一端和电容C67一端，并接3.3VXS电源，芯片U10的1脚和电容C66另一端和电容C67另一端接地，芯片U10的4脚接6VM电源。
进一步的，所述芯片U3的3脚连接有电容C7一端和电容C8一端，并接3.3VM电源，芯片U3的1脚和电容C6另一端、电容C10另一端、电容C7另一端和电容C8另一端接地，保险丝Fuse1另一端连接有保险丝Fuse2一端、接插件P2的1脚和二极管D23一端，并接6V电源，二极管D23另一端接7.4V电源，保险丝Fuse2另一端连接有电容C15一端、电容C11一端和芯片U4的2脚，并接6VICZ电源。
进一步的，所述芯片U4的3脚连接有电容C12一端、电容C13一端、电容C63一端，并接3.3VICZ电源，芯片U4的1脚连接有电容C11另一端、电容C15另一端、电容C12另一端、电容C13另一端、电容C63另一端和接插件P2的2脚，并接地，接插件P2用于外接备用电源。
进一步的，所述开锁电源模块还包括芯片U12，芯片U12的型号为IRF5851，芯片U12的1脚连接有芯片U9的2脚和电阻R71一端,芯片U12的2脚连接有电阻R70一端，并接6V电源，芯片U12的3脚连接有电阻R70另一端和芯片U12的6脚，芯片U12的4脚连接有电阻R72一端，电阻R72另一端连接有电阻R74一端和芯片U9的3脚，芯片U12的5脚、电阻R71另一端和电阻R74另一端接地，所述芯片U9的型号为PIC16LF1936。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本系统中静态电流极低，实测小于1uA，解决了大电流造成电池温度快速升高，过热会使锂电池的内部隔膜造成短路的问题，对电池的要求大幅度降低，从而降低了电池成本，且采用双电源系统，如果电池没电也可以外接备用电源来开锁。
如果使用国产2000mAH 3.7V 18650标准锂电池，2节10元左右，双槽充电器10元左右，合计20元左右，不仅成本低，容易购买，而且一次充电使用时间是5000mAH定制电池的3倍，5000mAH定制电池加充电器成本约50元，单此一项就节约成本30元，且使用2000mAH的18650锂电池，可达到开关锁8000次的纪录。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1和图2为本发明中电池充电模块的电路原理图；
图3至图5为本发明中开锁电源模块的电路原理图。
具体实施方式
一种智能锁用电源的控制系统，包括电池充电模块和开锁电源模块，开锁电源模块的电源可来源于电池充电模块，也可外接备用电源。
如图1和图2所示，所述电池充电模块包括芯片U1和芯片U2，芯片U1和芯片U2的型号为TP4057，芯片U1的2脚连接有电池1负极一端和电阻R3一端，并接地，芯片U1的3脚连接有电容C1一端和电池1正极，芯片U1的4脚连接有电容C3一端、电阻R5一端和电阻R1一端，电阻R5另一端接5V电源，电容C1另一端、电容C3另一端和接插件P1的5脚接地，接插件P1的1脚接5V电源。
所述电池充电模块还包括双色二极管D1，双色二极管D1的两个阴极分别连接有芯片U1的1脚和芯片U1的5脚，双色二极管D1的共阳极连接有电阻R1另一端。
所述芯片U2的2脚连接有电池2负极一端和电阻R4一端，并接地，芯片U2的3脚连接有电容C2一端和电池2正极，芯片U2的4脚连接有电容C4一端、电阻R6一端和电阻R2一端，电容C2另一端和电容C4另一端接地，电阻R6另一端接5V电源。
所述电池充电模块还包括双色二极管D2，双色二极管D2的两个阴极分别连接有芯片U2的1脚和芯片U2的5脚，双色二极管D2的共阳极连接有电阻R2另一端。
电源芯片TP4057是一款完整的单节锂离子电池带电池正负极反接保护采用恒定电流/恒定电压线性充电器，采用了内部PMOSFET 架构，加上防充电路，所以不需要外部检测电阻器和隔离二极管。热反馈可对充电电流进行调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10 时，TP4057 将自动终止充电循环。
如图3所示，所述开锁电源模块包括芯片U11、芯片U3、芯片U4和芯片U10，芯片U11的型号为ME6214A-3，芯片U3、芯片U4和芯片U10的型号均为ME6214A，芯片U11的3脚连接有芯片U10的2脚、电容C6一端、电容C10一端、保险丝Fuse1一端和芯片U3的2脚，并接6VM电源，芯片U11的2脚连接有电容C21一端和电容C22一端，并接3.3VY电源，芯片U11的1脚和电容C21另一端、电容C22另一端接地，芯片U10的3脚连接有电容C66一端和电容C67一端，并接3.3VXS电源，芯片U10的1脚和电容C66另一端和电容C67另一端接地，芯片U10的4脚接6VM电源；芯片U3的3脚连接有电容C7一端和电容C8一端，并接3.3VM电源，芯片U3的1脚和电容C6另一端、电容C10另一端、电容C7另一端和电容C8另一端接地，保险丝Fuse1另一端连接有保险丝Fuse2一端、接插件P2的1脚和二极管D23一端，并接6V电源，二极管D23另一端接7.4V电源，保险丝Fuse2另一端连接有电容C15一端、电容C11一端和芯片U4的2脚，并接6VICZ电源，芯片U4的3脚连接有电容C12一端、电容C13一端、电容C63一端，并接3.3VICZ电源，芯片U4的1脚连接有电容C11另一端、电容C15另一端、电容C12另一端、电容C13另一端、电容C63另一端和接插件P2的2脚，并接地，接插件P2用于外接备用电源。
ME6214系列是以CMOS工艺制造的超低静态功耗、低压差线性稳压器。稳压器消耗电流约0.7uA，使能关断后功耗为0.01uA。内置使能控制，限流电路以及折返短路保护，并有使能控制输出电容自动放电功能。
如图4和图5所示，所述开锁电源模块还包括芯片U12，芯片U12的型号为IRF5851，芯片U12的1脚连接有芯片U9的2脚和电阻R71一端,芯片U12的2脚连接有电阻R70一端，并接6V电源，芯片U12的3脚连接有电阻R70另一端和芯片U12的6脚，芯片U12的4脚连接有电阻R72一端，电阻R72另一端连接有电阻R74一端和芯片U9的3脚，芯片U12的5脚、电阻R71另一端和电阻R74另一端接地，所述芯片U9的型号为PIC16LF1936。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (1)

1.一种智能锁用电源的控制系统，其特征在于：包括电池充电模块，电池充电模块包括芯片U1和芯片U2，芯片U1和芯片U2的型号为TP4057；
所述芯片U1的2脚连接有电池1负极一端和电阻R3一端，并接地，芯片U1的3脚连接有电容C1一端和电池1正极，芯片U1的4脚连接有电容C3一端、电阻R5一端和电阻R1一端，电阻R5另一端接5V电源，电容C1另一端、电容C3另一端和接插件P1的5脚接地，接插件P1的1脚接5V电源；
所述电池充电模块还包括双色二极管D1，双色二极管D1的两个阴极分别连接有芯片U1的1脚和芯片U1的5脚，双色二极管D1的共阳极连接有电阻R1；
所述芯片U2的2脚连接有电池2负极一端和电阻R4一端，并接地，芯片U2的3脚连接有电容C2一端和电池2正极，芯片U2的4脚连接有电容C4一端、电阻R6一端和电阻R2一端，电容C2另一端和电容C4另一端接地，电阻R6另一端接5V电源；
所述电池充电模块还包括双色二极管D2，双色二极管D2的两个阴极分别连接有芯片U2的1脚和芯片U2的5脚，双色二极管D2的共阳极连接有电阻R2；
所述控制系统还包括开锁电源模块，开锁电源模块包括芯片U11、芯片U3、芯片U4和芯片U10，芯片U11的型号为ME6214A-3，芯片U3、芯片U4和芯片U10的型号均为ME6214A；
所述芯片U11的3脚连接有芯片U10的2脚、电容C6一端、电容C10一端、保险丝Fuse1一端和芯片U3的2脚，并接6VM电源，芯片U11的2脚连接有电容C21一端和电容C22一端，并接3.3VY电源，芯片U11的1脚和电容C21另一端、电容C22另一端接地，芯片U10的3脚连接有电容C66一端和电容C67一端，并接3.3VXS电源，芯片U10的1脚和电容C66另一端和电容C67另一端接地，芯片U10的4脚接6VM电源；
所述芯片U3的3脚连接有电容C7一端和电容C8一端，并接3.3VM电源，芯片U3的1脚和电容C6另一端、电容C10另一端、电容C7另一端和电容C8另一端接地，保险丝Fuse1另一端连接有保险丝Fuse2一端、接插件P2的1脚和二极管D23一端，并接6V电源，二极管D23另一端接7.4V电源，保险丝Fuse2另一端连接有电容C15一端、电容C11一端和芯片U4的2脚，并接6VICZ电源；
所述芯片U4的3脚连接有电容C12一端、电容C13一端、电容C63一端，并接3.3VICZ电源，芯片U4的1脚连接有电容C11另一端、电容C15另一端、电容C12另一端、电容C13另一端、电容C63另一端和接插件P2的2脚，并接地，接插件P2用于外接备用电源；
所述开锁电源模块还包括芯片U12，芯片U12的型号为IRF5851，芯片U12的1脚连接有芯片U9的2脚和电阻R71一端,芯片U12的2脚连接有电阻R70一端，并接6V电源，芯片U12的3脚连接有电阻R70另一端和芯片U12的6脚，芯片U12的4脚连接有电阻R72一端，电阻R72另一端连接有电阻R74一端和芯片U9的3脚，芯片U12的5脚、电阻R71另一端和电阻R74另一端接地，所述芯片U9的型号为PIC16LF1936。
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