CN208400234U - 可靠开锁的装置以及包含该装置的快递柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子锁领域，具体涉及一种可靠开锁的装置以及包含该装置的快递柜。目的是为了解决电源级联到多个柜体以后，电压有所下降的情况下，开锁瞬间电压、电流不能满足需求的情况。本实用新型的可靠开锁的装置，包括电源模块、锁控电路，还包括：储能电路；电源模块用于为锁控电路和储能电路提供电源；储能电路用于储存电能，为电子锁提供开锁电能；锁控电路用于控制储能电路充电、放电，进而打开电子锁。通过在电磁锁侧近端增加储能电路；在接收到开锁指令时将储能元件里的电能释放，保证了电磁锁在开锁瞬间获得足够的电流、电压，从而可靠地打开箱门，同时减少对整个快递柜供电系统的扰动，也提高了系统稳定性。

Description

可靠开锁的装置以及包含该装置的快递柜

技术领域

本实用新型涉及电子锁领域，具体涉及一种可靠开锁的装置以及包含该装置的快递柜。

背景技术

现在快递柜所配备的副柜数量越来越多，电源电缆长度也越来越长，对于电磁锁这种对瞬间电能量要求高的器件容易出现因线缆过长而导致电流、电压不足，从而造成电磁力量不足以打不开箱门的情况。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出了一种可靠开锁的装置以及包含该装置的快递柜，保证了长距离、多数量的情况下，仍然能够可靠地打开电子锁。

本实用新型的一方面，提出一种可靠开锁的装置，包括电源模块、锁控电路，还包括：储能电路；

所述电源模块与所述锁控电路相连；所述储能电路的电源输入端与所述电源模块相连，所述储能电路的电源输出端与电子锁相连；所述储能电路还与所述锁控电路相连；

所述电源模块，用于为所述锁控电路和所述储能电路提供电源；

所述储能电路，用于储存电能，为电子锁提供开锁电能；

所述锁控电路，用于控制所述储能电路充电、放电，进而打开电子锁。

优选地，所述储能电路包括：储能单元、充电单元、放电单元；

所述充电单元的输入端与所述电源模块连接，所述充电单元的输出端与所述储能单元的输入端连接；所述放电单元的输入端与所述储能单元的输出端连接，所述放电单元的输出端与电子锁连接；

所述充电单元、所述放电单元分别与所述锁控电路连接；

所述储能单元，用于储存电能；

所述充电单元，用于根据所述锁控电路的控制指令对所述储能单元开始/停止充电；

所述放电单元，用于根据所述锁控电路的控制指令控制所述储能单元开始/停止放电，从而提供电能来打开电子锁。

优选地，所述储能单元，由一个电容或多个电容并联后组成。

优选地，一个电容或多个电容并联后容量的计算方法为：

其中，c为电容的容量，单位为μF；i为打开电子锁需要的峰值电流；du(t)为开锁时允许的电子锁电源电压波动范围，预设值；dt为预设的峰值电流持续时间。

优选地，所述充电单元，包括：第一场效应管、自恢复保险丝；

所述第一场效应管的漏极连接所述电源模块的输出；所述第一场效应管的源极连接所述自恢复保险丝的一端，所述自恢复保险丝的另一端连接所述储能单元的电源输入端；所述第一场效应管的栅极连接所述锁控电路的充电控制端子；

所述第一场效应管，根据所述锁控电路的控制指令导通或关断，从而开始或停止对所述储能单元充电；

所述自恢复保险丝，用于过流保护。

优选地，所述锁控电路监测所述储能单元的电压大小，若所述储能单元的电压低于预设的最低电压阈值，则通过将所述充电控制端子置为低电平，进而控制所述第一场效应管导通；若所述储能单元的电压高于预设的最高电压阈值，则通过将所述充电控制端子置为高电平，进而控制所述第一场效应管关断。

优选地，所述放电单元包括：第二场效应管、放电二极管；

所述第二场效应管的漏极与所述放电二极管的阳极相连，所述放电二极管的阴极与所述储能单元的电源输出端相连；所述第二场效应管的源极与所述储能单元的地端相连；所述第二场效应管的栅极连接所述锁控电路的放电控制端子；所述放电二极管的两端与电子锁的线圈并联；

所述第二场效应管，根据所述锁控电路的控制指令导通或关断，从而控制所述储能单元开始或停止放电；

所述放电二极管，用于加快所述第二场效应管的开关速度。

优选地，所述锁控电路根据开锁指令，通过将所述放电控制端子置为高电平，进而控制所述第二场效应管导通；当放电时间超过预设的放电时间阈值时，通过将所述放电控制端子置为低电平，进而控制所述第二场效应管关断。

优选地，所述放电二极管的两端还并联有发光二极管，用于显示电子锁是否处于正在打开的状态。

优选地，所述电容为电解电容。

优选地，所述第一场效应管、所述第二场效应管为MOSFET管。

优选地，所述储能电路的电源输出端连接一个或多个电子锁；

所述储能电路包括与电子锁数量相同的所述放电单元，且所述放电单元与电子锁一一对应连接；

所述锁控电路包括与电子锁数量相同的所述放电控制端子，且与所述放电单元一一对应连接；

所述锁控电路，根据开锁指令每次控制一个特定的放电单元，进而控制所述储能单元为该特定的放电单元所对应的电子锁提供开锁电能。

本实用新型同时提出一种快递柜，包括主柜、一个或多个副柜，还包括上面所述的可靠开锁的装置；

所述主柜内安装所述电源模块、所述锁控电路、所述储能电路各一个，安装多个电子锁；

每个所述副柜内安装所述锁控电路、所述储能电路各一个，安装多个电子锁；

所述电源模块的电源输出通过电缆连接级联至每一个副柜中，为所述锁控电路、所述储能电路提供电源输入。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过在电磁锁侧近端设计增加储能单元、充电单元、放电单元；在接收到开锁指令时将储能单元里的电能释放，保证了电磁锁在开锁瞬间获得足够的电流、电压，从而可靠地打开箱门，同时减少对整个快递柜供电系统的扰动，也提高了系统稳定性。

附图说明

图1是本实用新型可靠开锁装置实施例一的构成示意图；

图2是本实用新型可靠开锁装置实施例二的构成示意图；

图3是本实用新型可靠开锁装置实施例二中储能电路的构成示意图；

图4是本实用新型可靠开锁装置中储能电路与三个电子锁连接的示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

现在快递柜所配备的副柜数量越来越多，电源电缆长度也越来越长，对于电磁锁这种对瞬间电能量要求高的器件容易出现因线缆过长而导致电流、电压不足，从而造成电磁力量不足以打不开箱门的情况。

例如，某电子锁的参数为：

电气参数:额定参数电压：DC12V(最低开锁电压为8.5V)

电流:2A(at DC12V 20℃)

功率:24W

直流电阻：6Ω

电流峰值：在额定电压DC12V下，约为2.6A-2.8A，时长：50ns.

单次通电时长：400ms-2000ms

从上面的电子锁规格可以看出，执行开锁动作时的峰值功率大约是24瓦；目前主流的快递柜，每个柜体的箱子数量通常为28个，一套快递柜(主柜加副柜)中总的快递箱数量可以达到560个以上，当这些快递箱门连续打开时对电源电流以及功率的要求是非常高的，并且电源电缆长距离连接之后因为有压降，驱动能力下降，导致不能开锁，甚至影响整个快递柜的稳定性。

本实用新型的设计思路为：在每个快递柜上均安装一块多通道(如28通道)的快递箱电路板，主电源放在距离相对较远的主柜里，通过电缆连接级联至每一个副柜中的电路板上，并为其提供持续稳定的电流；

在锁控电路中根据电子锁的功率、电压、电流要求，选择满足要求的储能电容，电路设计上将储能电容通过28个可控的MOSFET开关连接到每个电子锁上，并且电路设计上考虑足够的PCB线宽度，从而可以满足峰值电流的要求，达到可靠地打开电子锁。

图1是本实用新型可靠开锁装置实施例一的构成示意图。如图1所示，可靠开锁的装置10与一个电子锁20连接，本实施例中，可靠开锁的装置10包括：电源模块11、锁控电路12、储能电路13。

电源模块11与锁控电路12相连；储能电路13的电源输入端与电源模块11相连，储能电路13的电源输出端与电子锁20相连；储能电路13还与锁控电路12相连。

电源模块11用于为锁控电路12和储能电路13提供电源；储能电路13用于储存电能，为电子锁20提供开锁电能；锁控电路12用于控制储能电路13充电、放电，进而打开电子锁20。

图2是本实用新型可靠开锁装置实施例二的构成示意图。如图2所示，本实施例中，可靠开锁的装置10与一个电子锁20连接，可靠开锁的装置10也包括：电源模块11、锁控电路12、储能电路13。

具体地，本实施例中，储能电路13包括：储能单元131、充电单元132、放电单元133。

充电单元132的输入端与电源模块11连接，充电单元132的输出端与储能单元131的输入端连接；放电单元133的输入端与储能单元131的输出端连接，放电单元133的输出端与电子锁20连接；充电单元132、放电单元133分别与锁控电路12连接。

其中，储能单元131，用于储存电能；充电单元132用于根据锁控电路12的控制指令对储能单元131开始/停止充电；放电单元133，用于根据锁控电路12的控制指令控制储能单元131开始/停止放电，从而提供电能来打开电子锁20。

图3是本实用新型可靠开锁装置实施例二中储能电路的构成示意图。

如图3所示，储能单元131由两个电解电容C11、C12并联组成；充电单元132主要包括：第一场效应管(MOSFET管)T1、自恢复保险丝F1；放电单元133主要包括：第二场效应管(MOSFET管)T21、放电二极管D21、发光二极管D22。

第一场效应管T1的漏极连接电源模块的12V输出；第一场效应管T1的源极连接自恢复保险丝F1的一端，自恢复保险丝F1的另一端连接储能单元131的电源输入端；第一场效应管T1的栅极连接锁控电路12的充电控制端子CTRL1。

第二场效应管T21的漏极与放电二极管D21的阳极相连，放电二极管D21的阴极与储能单元131的电源输出端相连；第二场效应管T21的源极与储能单元131的地端相连；第二场效应管T21的栅极连接锁控电路12的放电控制端子CTRL21；放电二极管D21的两端与电子锁20的线圈EL21并联。发光二极管D22电阻R21串联后，再与放电二极管D21的两端并联；通过发光二极管D22是否被点亮，来显示电子锁20是否处于正在打开的状态。

储能单元131可以由一个电容或多个电容并联后组成(本实施例中是两个)，一个电容或多个电容并联后容量的计算方法如公式(1)所示：

其中，c为电容的容量，单位为μF；i为打开电子锁需要的峰值电流；du(t)为开锁时允许的电子锁电源电压波动范围，预设值；dt为预设的峰值电流持续时间。

本实施例中，第一场效应管T1根据锁控电路12的控制指令导通或关断，从而开始或停止对储能单元131充电；自恢复保险丝F1，用于过流保护。

锁控电路12监测储能单元131的电压(图3中的LC_12V)大小是否满足要求，若储能单元131的电压低于预设的最低电压阈值，则通过将充电控制端子CTRL1置为低电平，进而控制第一场效应管T1导通；若储能单元131的电压高于预设的最高电压阈值，则通过将充电控制端子CTRL1置为高电平，进而控制所述第一场效应管T1关断。

本实施例中，第二场效应管T21根据锁控电路12的控制指令导通或关断，从而控制储能单元131开始或停止放电；放电二极管D21用于加快第二场效应管T21的开关速度；锁控电路12根据开锁指令，通过将放电控制端子CTRL21置为高电平，进而控制第二场效应管T21导通；当放电时间超过预设的放电时间阈值时，通过将放电控制端子CTRL21置为低电平，进而控制第二场效应管T21关断。

图4是本实用新型可靠开锁装置中储能电路与三个电子锁连接的示意图。储能电路131的电源输出端可以连接一个或多个电子锁，如图4所示，本实施例中连接了3个电子锁：EL21、EL22、EL23。

相应地，储能电路131包括了与电子锁数量相同的放电单元133，且放电单元133与电子锁的线圈一一对应连接。

相应地，锁控电路12也包括与电子锁数量相同的放电控制端子，本实施例中为：CTRL21、CTRL22、CTRL23，且与放电单元133一一对应连接。

锁控电路12根据开锁指令每次控制一个特定的放电单元133，进而控制储能单元131为该特定的放电单元133所对应的电子锁提供开锁电能。

本实用新型的一种快递柜的实施例，包括主柜、一个或多个副柜，还包括上面所述的可靠开锁的装置。

在主柜内安装电源模块、锁控电路、储能电路各一个，安装多个电子锁；每个副柜内安装锁控电路、储能电路各一个，安装多个电子锁；电源模块的电源输出通过电缆连接级联至每一个副柜中，为锁控电路、储能电路提供电源输入。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的电路、单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种可靠开锁的装置，包括电源模块、锁控电路，其特征在于，还包括：储能电路；

所述电源模块与所述锁控电路相连；所述储能电路的电源输入端与所述电源模块相连，所述储能电路的电源输出端与电子锁相连；所述储能电路还与所述锁控电路相连；

所述电源模块，用于为所述锁控电路和所述储能电路提供电源；

所述储能电路，用于储存电能，为电子锁提供开锁电能；

所述锁控电路，用于控制所述储能电路充电、放电，进而打开电子锁。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储能电路包括：储能单元、充电单元、放电单元；

所述充电单元的输入端与所述电源模块连接，所述充电单元的输出端与所述储能单元的输入端连接；所述放电单元的输入端与所述储能单元的输出端连接，所述放电单元的输出端与电子锁连接；

所述充电单元、所述放电单元分别与所述锁控电路连接；

所述储能单元，用于储存电能；

所述充电单元，用于根据所述锁控电路的控制指令对所述储能单元开始/停止充电；

所述放电单元，用于根据所述锁控电路的控制指令控制所述储能单元开始/停止放电，从而提供电能来打开电子锁。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述储能单元，由一个电容或多个电容并联后组成。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，一个电容或多个电容并联后容量的计算方法为：

其中，c为电容的容量，单位为μF；i为打开电子锁需要的峰值电流；du(t)为开锁时允许的电子锁电源电压波动范围，预设值；dt为预设的峰值电流持续时间。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述充电单元，包括：第一场效应管、自恢复保险丝；

所述第一场效应管的漏极连接所述电源模块的输出；所述第一场效应管的源极连接所述自恢复保险丝的一端，所述自恢复保险丝的另一端连接所述储能单元的电源输入端；所述第一场效应管的栅极连接所述锁控电路的充电控制端子；

所述第一场效应管，根据所述锁控电路的控制指令导通或关断，从而开始或停止对所述储能单元充电；

所述自恢复保险丝，用于过流保护。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述锁控电路监测所述储能单元的电压大小，若所述储能单元的电压低于预设的最低电压阈值，则通过将所述充电控制端子置为低电平，进而控制所述第一场效应管导通；若所述储能单元的电压高于预设的最高电压阈值，则通过将所述充电控制端子置为高电平，进而控制所述第一场效应管关断。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述放电单元包括：第二场效应管、放电二极管；

所述第二场效应管的漏极与所述放电二极管的阳极相连，所述放电二极管的阴极与所述储能单元的电源输出端相连；所述第二场效应管的源极与所述储能单元的地端相连；所述第二场效应管的栅极连接所述锁控电路的放电控制端子；所述放电二极管的两端与电子锁的线圈并联；

所述第二场效应管，根据所述锁控电路的控制指令导通或关断，从而控制所述储能单元开始或停止放电；

所述放电二极管，用于加快所述第二场效应管的开关速度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述锁控电路根据开锁指令，通过将所述放电控制端子置为高电平，进而控制所述第二场效应管导通；当放电时间超过预设的放电时间阈值时，通过将所述放电控制端子置为低电平，进而控制所述第二场效应管关断。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述放电二极管的两端还并联有发光二极管，用于显示电子锁是否处于正在打开的状态。

10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电容为电解电容。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一场效应管、所述第二场效应管为MOSFET管。

12.根据权利要求7-9、11中任一项所述的装置，其特征在于，所述储能电路的电源输出端连接一个或多个电子锁；

所述储能电路包括与电子锁数量相同的所述放电单元，且所述放电单元与电子锁一一对应连接；

所述锁控电路包括与电子锁数量相同的所述放电控制端子，且与所述放电单元一一对应连接；

所述锁控电路，根据开锁指令每次控制一个特定的放电单元，进而控制所述储能单元为该特定的放电单元所对应的电子锁提供开锁电能。

13.一种快递柜，包括主柜、一个或多个副柜，其特征在于，还包括权利要求12所述的可靠开锁的装置；

所述主柜内安装所述电源模块、所述锁控电路、所述储能电路各一个，安装多个电子锁；

每个所述副柜内安装所述锁控电路、所述储能电路各一个，安装多个电子锁；

所述电源模块的电源输出通过电缆连接级联至每一个副柜中，为所述锁控电路、所述储能电路提供电源输入。