CN203504233U - 一种条形码扫描枪的电源管理电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种条形码扫描枪的电源管理电路，包括充电控制电路、智能电源控制电路、升压电路和主控电路。所述充电控制电路包括接入电源信号的USB接口、多个并联的第一电阻器，以及对条形码扫描枪电池进行充电监控的充电控制芯片；每一个第一电阻器的一端与所述USB接口连接，另一端与所述充电控制芯片的电压输入端连接；所述充电控制芯片的电压输出端与条形码扫描枪电池连接；所述智能电源控制电路与所述充电控制芯片的电压输出端、所述升压电路以及所述主控电路分别连接。本实用新型提供的条形码扫描枪的电源管理电路设计小巧简洁、充电控制精准，具有电能损耗低、发热少、运行稳定安全和使用便捷等优点。

Description

一种条形码扫描枪的电源管理电路
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种条形码扫描枪的电源管理电路。
背景技术
现有技术中，条形码扫描枪通常设有可充电电池，以便于条形码扫描器在移动场合的应用需要。但在传统的条形码扫描枪中，经常出现设备发热严重而死机，待机模式下消耗电能大，对电池频繁进行大电流充电而使得电池使用寿命大大缩短等情况，且因手持设备电池爆炸而伤人的事故时有发生。
其根本原因在于传统的手持设备包括条形码扫描枪的电源管理电路设计不合理，使得电池充电时内阻过大，损耗电能转成热能，导致设备的电池性能下降；传统条形码扫描枪在关机时没有完全关断电源而仍处于待机耗电状态，因此电池电能随着时间增长而消耗殆尽，导致条形码扫描枪难以保证稳定的工作性能。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种条形码扫描枪的电源管理电路，对条形码扫描枪的电源电路进行优化，降低电池电能损耗，改善电源充电电路发热情况，使得条形码扫描枪运行稳定、安全，节约电能。
为解决以上技术问题，本实用新型提供一种条形码扫描枪的电源管理电路，包括：充电控制电路、智能电源控制电路、升压电路和主控电路；
所述充电控制电路包括接入电源信号的USB接口、多个并联的第一电阻器，以及对条形码扫描枪电池进行充电监控的充电控制芯片；
所述充电控制芯片包括电压输入端、电压输出端和接地端；
每一个所述第一电阻器的一端与所述USB接口连接，另一端与所述充电控制芯片的电压输入端连接；所述充电控制芯片的电压输出端与条形码扫描枪电池连接；
所述智能电源控制电路与所述充电控制芯片的电压输出端、所述升压电路以及所述主控电路分别连接。
进一步地，所述充电控制芯片还包括可编程输入端和充电指示端；
所述可编程输入端与第二电阻器连接后接地；所述充电指示端通过与LED指示灯连接，对所述充电控制芯片的工作状态进行指示。
在一种可实现方式中，所述智能电源控制电路包括第一二极管、第一晶体管、第一场效应管、第三电阻器和第四电阻器；
所述第一二极管的阳极与所述充电控制芯片的电压输出端连接；所述场效应管的源极与所述第一二极管的阴极连接；所述第三电阻器的一端连接在所述第一二极管的阴极上，另一端连接在所述第一晶体管的集电极上；
所述第一晶体管的发射极接地，所述第一晶体管的基极通过所述第四电阻器与所述主控电路连接；所述第一场效应管的栅极连接在所述第一晶体管的集电极上，所述第一场效应管通过其漏极与所述升压电路连接。
进一步地，所述主控电路包括一单片机、第二二极管、第三二极管、第一控制按键和第五电阻器；
所述单片机包括多个数据端口；
所述第二二极管的正极连接在所述单片机的第一数据端口上，所述第二二极管的负极通过所述第三电阻器与所述智能电源控制电路的第一晶体管的基极连接；所述第三二极管的负极连接在所述第二二极管的负极上，所述第三二极管的正极通过所述第一控制按键与条形码扫描枪的电池连接；
所述第五电阻器的一端连接在所述第二二极管的负极上，所述第五电阻器的另一端接地。
优选地，所述单片机为TINY13型号的器件。所述充电控制芯片为LTC4054型号的器件。
本实用新型提供的条形码扫描枪的电源管理电路，其有益效果是：在充电控制电路中通过设置多个并联电阻器，采用分级降压式充电，避免充电热量集中，改善充电发热情况；并为条形码扫描枪充电电路设置智能控制电路，在主控电路单片机中写入控制程序，以确保电源电路不工作时切断电源的输出，在工作状态时又能正确输出所需电源，以实现对条形码扫描枪的电源管理智能控制；且所述智能电源控制电路可作为条形码扫描枪充电电路的保护电路，以确保电源电路及整个条形码扫描枪的稳定。本实用新型提供的条形码扫描枪的电源管理电路设计小巧简洁、充电控制精准，具有电能损耗低、发热少、运行稳定安全和使用便捷等优点。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种条形码扫描枪的电源管理电路的第一实施例的结构示意图；
图2是本实用新型第一实施例提供的充电控制电路的一个电路原理图；
图3是本实用新型第一实施例提供的智能电源控制电路的一种电路原理图；
图4是本实用新型第一实施例提供的主控电路的一种电路原理图；
图5是本实用新型第一实施例提供的升压电路的一种电路原理图；
图6是本实用新型第一实施例提供的条形码扫描枪的电源管理电路的完整电路原理图；
图7是本实用新型提供的一种条形码扫描枪的电源管理电路的第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，是本实用新型提供的一种条形码扫描枪的电源管理电路的第一实施例的结构示意图。
在本实施例中，条形码扫描枪的电源管理电路包括充电控制电路101、智能电源控制电路102、升压电路103和主控电路104。
在对条形码扫描枪电池进行充电时，充电控制电路101用于对接入的电源信号进行分级降压后控制电池充电过程；条形码扫描枪电池和智能电源控制电路102均与充电控制电路101的电压输出端连接，通过设计智能电源控制电路102来避免电池极性反接造成的电路损伤。升压电路103用于将电池提供的电压信号提升至某一电压幅值，以保证条形码扫描枪的其他功能电路的正常工作。例如，由充电控制电路101或电池输出的电压信号往往只有3.7V（伏）或4.2V，而条形码扫描枪的电路主板系统的正常工作电压为5V，因此，需要利用升压电路103对电池输出电压信号进行升压处理。主控电路104为条形码扫描枪的核心控制电路，实现对条形码扫描枪的各个功能电路模块包括电源管理电路的智能控制。
其中，所述充电控制电路101包括接入电源信号的USB接口J1、多个并联的第一电阻器R1，以及对条形码扫描枪电池进行充电监控的充电控制芯片U1。具体实施时，可优选采用5个电阻器进行并联，以构成所述的多个并联第一电阻器R1。
参看图2，是本实用新型第一实施例提供的充电控制电路的一个电路原理图。
具体地，所述充电控制芯片U1包括电压输入端VIN、电压输出端VOUT和接地端GND。
每一个所述第一电阻器R1的一端与所述USB接口J1连接，另一端与所述充电控制芯片U1的电压输入端VIN连接；所述充电控制芯片U1的电压输出端VOUT与条形码扫描枪电池连接。
所述智能电源控制电路102与所述充电控制芯片U1的电压输出端VOUT、所述升压电路103以及所述主控电路104分别连接。
作为优选的实施例，所述充电控制芯片U1还包括可编程输入端PRG和充电指示端CLED。
所述可编程输入端PRG与第二电阻器R2连接后接地；所述充电指示端CLED通过与LED指示灯连接，对所述充电控制芯片的工作状态进行指示。
特别地，所述充电控制芯片U1为LTC4054型号的器件。
在一种可实现方式中，所述智能电源控制电路102包括第一二极管D1、第一晶体管Q1、第一场效应管Q_1、第三电阻器R3和第四电阻器R4。
参看图3，是本实用新型第一实施例提供的智能电源控制电路的一种电路原理图。
所述第一二极管D1的阳极与所述充电控制芯片U1的电压输出端VOUT连接；所述场效应管Q_1的源极与所述第一二极管D1的阴极连接；所述第三电阻器R3的一端连接在所述第一二极管D1的阴极上，另一端连接在所述第一晶体管Q1的集电极上。
所述第一晶体管Q1的发射极接地，所述第一晶体管Q1的基极通过所述第四电阻器R4与所述主控电路104连接；所述第一场效应管Q_1的栅极连接在所述第一晶体管Q1的集电极上，所述第一场效应管Q_1通过其漏极V_D与所述升压电路103连接。
具体实施时，本实施例中的第一晶体管Q1优选采用“NPN型”的晶体三极管；所述第一场效应管Q_1优选采用“N沟道耗尽型”金属氧化物半导体（Metal Oxide Semiconductor，简称MOS）场效应管。
在本实施例中，所述第一二极管D1的阳极与所述充电控制芯片U1的电压输出端VOUT连接，因而共同连接在条形码扫描枪的电池上。具体实施时，第一晶体管Q1和第一场效应管Q_1充当电路的开关器，当充电控制电路101与电池反接时，智能电源控制电路102将会检测到充电大电流，此时第一晶体管Q1与第一场效应管Q_1相应处于截止状态，从而保证通过第一晶体管Q1连接的主控电路104，以及通过第一场效应管Q_1连接的升压电路103不被烧毁。
参看图4，是本实用新型第一实施例提供的主控电路的一种电路原理图。
在本实施例中，所述主控电路104包括一单片机U2、第二二极管D2、第三二极管D3、第一控制按键S1和第五电阻器R5。
所述单片机U2包括多个数据端口。
所述第二二极管D2的正极连接在所述单片机U2的第一数据端口PB1上，所述第二二极管D2的负极通过所述第三电阻器R3与所述智能电源控制电路102的第一晶体管Q1的基极连接；所述第三二极管D3的负极连接在所述第二二极管D2的负极上，所述第三二极管D2的正极通过所述第一控制按键S1与条形码扫描枪的电池连接。
所述第五电阻器R5的一端连接在所述第二二极管D2的负极上，所述第五电阻器R5的另一端接地。
特别地，所述单片机U2为TINY13型号的器件。具体实施时，可对单片机U2写入控制程序，以对单片机U2的功能扩展，并配以相应的外围电路，实现对条形码扫描枪的电源进行智能控制。
在本实施例中，单片机U2对电池充电控制电路101的工作状态进行实时监测，当条形码扫描枪的系统闲置一定时间T，即在时间T内处于空闲状态时，单片机U2通过端口On/Off端发送一个电压信号，控制智能电源控制电路102中的第一晶体管Q1和第一场效应管Q_1处于截止状态，从而切断电池与条形码扫描枪电路主板的电源，使得电路主板的功耗降低为零，从而实现智能关机的功能。
需要说明的是，在本实施例中，单片机U2还设有多个数据端口，因此，其可通过各个数据端口以及外围电路扩展其功能，如通过在单片机U2的第二数据端口PB2与第二控制按键连接后，接入扫描电路，则可通过单片机U2以及第二按键对扫描过程进行控制，并对扫描数据进行传输与处理。
参看图5，是本实用新型第一实施例提供的升压电路的一种电路原理图。
具体实施时，升压电路103可采用电池 DC/DC（直流/直流）转换器U3，并配置相应的外围电路，采用图5所示电路可对条形码扫描枪电池输出的电压信号进行升压处理。具体地，通过采用型号为LT1613的DC/DC转换器，外围电路包括电子元件为电容器C1、电容器C2、电感L1、二极管D4、电阻器R6和电阻器R7，配合实现低至1.1V 的输入电压工作，并从3.3V输入电压获得5V的输出电压。
参看图6，本实用新型第一实施例提供的条形码扫描枪的电源管理电路的完整电路原理图。
综上所述，本实施例提供的条形码扫描枪电源管理电路在充电控制电路中通过设置多个并联电阻器，采用分级降压式充电，避免充电热量集中以改善充电发热情况；并为条形码扫描枪充电电路设置保护电路，以确保电源电路及整个条形码扫描枪的稳定；在主控电路设置单片机中写入控制程序，以实现对条形码扫描枪的充电过程实现智能控制。因此，本实用新型提供的条形码扫描枪的电源管理电路设计小巧简洁、充电控制精准，具有电能损耗低、发热少、运行稳定安全和使用便捷等优点。
参看图7，是本实用新型提供的条形码扫描枪的电源管理电路的第二实施例的结构示意图。
本实施例与第一实施例的区别点在于：所述的条形码扫描枪的电源管理电路除了包含有充电控制电路101、智能电源控制电路102、升压电路103和主控电路104以外，还包括蓝牙通信模块105。
所述蓝牙通信模块105与所述主控电路104连接，且所述主控电路104在所述蓝牙通信模块105与外部蓝牙设备配对成功时启动正常工作模式。
具体实施时，当条形码扫描枪的开机按键被按下时，条形码扫描枪的电源管理电路启动运行。此时，主控电路104驱动蓝牙通信模块105工作，蓝牙通信模块105搜索其覆盖范围内的可用蓝牙设备，并尝试进行配对；同时，充电控制电路101通过充电控制芯片U1中的CLED端口可与LED（Light-Emitting Diode，发光二极管）进行连接，通过LED对电池的充电过程进行指示。譬如，当蓝牙通信模块105正在搜索可用蓝牙设备时，LED处于闪烁状态；当蓝牙通信模块105搜索到可用的外部蓝牙设备并配对成功时，蓝牙电池启动正常充电，则LED处于常亮状态，且随着电池电量的增加LED亮度变暗，直至电池充电完成。
本实施例通过配置蓝牙通信模块，进一步增强条形码扫描枪在电源管理方面的性能。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，包括充电控制电路、智能电源控制电路、升压电路和主控电路；
所述充电控制电路包括接入电源信号的USB接口、多个并联的第一电阻器，以及对条形码扫描枪电池进行充电监控的充电控制芯片；
所述充电控制芯片包括电压输入端、电压输出端和接地端；
每一个所述第一电阻器的一端与所述USB接口连接，另一端与所述充电控制芯片的电压输入端连接；所述充电控制芯片的电压输出端与条形码扫描枪电池连接；
所述智能电源控制电路与所述充电控制芯片的电压输出端、所述升压电路以及所述主控电路分别连接。
2.如权利要求1所述的条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，所述充电控制芯片还包括可编程输入端和充电指示端；
所述可编程输入端与第二电阻器连接后接地；所述充电指示端通过与LED指示灯连接，对所述充电控制芯片的工作状态进行指示。
3.如权利要求2所述的条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，所述智能电源控制电路包括第一二极管、第一晶体管、第一场效应管、第三电阻器和第四电阻器；
所述第一二极管的阳极与所述充电控制芯片的电压输出端连接；所述场效应管的源极与所述第一二极管的阴极连接；所述第三电阻器的一端连接在所述第一二极管的阴极上，另一端连接在所述第一晶体管的集电极上；
所述第一晶体管的发射极接地，所述第一晶体管的基极通过所述第四电阻器与所述主控电路连接；所述第一场效应管的栅极连接在所述第一晶体管的集电极上，所述第一场效应管通过其漏极与所述升压电路连接。
4.如权利要求3所述的条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，所述主控电路包括一单片机、第二二极管、第三二极管、第一控制按键和第五电阻器；
所述单片机包括多个数据端口；
所述第二二极管的正极连接在所述单片机的第一数据端口上，所述第二二极管的负极通过所述第三电阻器与所述智能电源控制电路的第一晶体管的基极连接；所述第三二极管的负极连接在所述第二二极管的负极上，所述第三二极管的正极通过所述第一控制按键与条形码扫描枪的电池连接；
所述第五电阻器的一端连接在所述第二二极管的负极上，所述第五电阻器的另一端接地。
5.如权利要求4所述的条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，所述单片机为TINY13型号的器件。
6.如权利要求1~5任一项所述的条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，还包括蓝牙通信模块；
所述蓝牙通信模块与所述主控电路连接，且所述主控电路在所述蓝牙通信模块与外部蓝牙设备配对成功时启动正常工作模式。
7.如权利要求6所述的条形码扫描枪的电源管理电路，其特征在于，所述充电控制芯片为LTC4054型号的器件。
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