CN211480956U - 一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机，包括设置在打印机内部的电路板上的充电控制单元、设于打印机外部的电源接口，充电控制单元包括控制电路、电源充电管理模块、稳压电路、电压检测电路，稳压电路通过电源接口连接电源后，用于输出稳压电源信号至控制电路、电源充电管理模块，电压检测电路用于检测标签打印机内单节锂电池的输出电压值，控制电路根据电压检测电路检测到的输出电压值通过I/O口向电源充电管理模块输出充电控制信号以控制电源充电管理模块的充电状态。本实用新型利用了低成本的充电IC电路对单节锂电池进行充电、保护以及充电状态指示，提高了产品的可靠性，大大降低了产品的成本。

Description

一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机

【技术领域】

本实用新型涉及标签打印机技术领域，具体的，涉及一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机。

【背景技术】

打印机是一种电脑输出设备，可以将电脑内储存的数据按照文字或图形的方式永久的输出到纸张或者透明胶片上。随着打印行业迅速发展，打印机已普遍在人们生活中使用，在超市，酒店，商场，饭店等，到处可见。

标签打印机或智能标签打印机指的是无需与电脑相连接，打印机自身携带输入键盘或者智能触屏操作，内置一定的字体、字库和相当数量的标签模板格式，通过机身液晶屏幕可以直接根据自己的需要进行标签内容的输入、编辑、排版，然后直接打印输出的打印机。

现有的大部分标签打印机使用双节锂电池供电，充电IC较昂贵。另外单节锂电池的低成本标签打印机不多，在成本的严格要求下，这款锂电池的充电IC电路方案会大大降低产品的成本。

【实用新型内容】

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机，该打印机利用了低成本的充电IC电路，提高了产品的可靠性，减少了传统电源配置和充电方式带来的弊端。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机，包括设置在打印机内部的电路板上的充电控制单元、设于打印机外部的电源接口，所述充电控制单元包括控制电路、电源充电管理模块、稳压电路、电压检测电路，所述稳压电路通过所述电源接口连接电源后，用于输出稳压电源信号至所述控制电路、所述电源充电管理模块，所述电压检测电路用于检测标签打印机内单节锂电池的输出电压值，所述控制电路根据所述电压检测电路检测到的输出电压值通过I/O口向所述电源充电管理模块输出充电控制信号以控制所述电源充电管理模块的充电状态；所述电源充电管理模块包括电池充电芯片，所述电池充电芯片的第二引脚连接有第一电阻接地端，所述第一电阻用于调节充电电流的大小，所述电池充电芯片的第六引脚连接有电池充电完成指示模块，所述电池充电芯片的第七引脚连接有充电状态指示模块。

进一步的方案是，所述电压检测电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、电池电压检测端，所述第一电阻的第一端与所述控制电路电连接，所述第一电容的第一端连接在所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端与所述电池电压检测端之间，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端串接后接地。

更进一步的方案是，所述稳压电路包括LDO电源芯片、第三电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容以及电压输出端，所述LDO 电源芯片的第一引脚与所述第二电容电连接，所述第三电阻与所述LDO 电源芯片的第三引脚电连接，所述第三电容与所述LDO电源芯片的第四引脚电连接，所述第四电容与所述第五电容并联后串接于所述电压输出端。

更进一步的方案是，在所述控制电路被连接到外部电源时，当被检测电池的输出电压值低于预设电压值，则控制所述电源充电管理模块执行充电操作；并且如果被检测电池的输出电压值高于或等于预设电压值，则控制所述电源充电管理模块中止充电操作。

更进一步的方案是，所述标签打印机还包括设置在打印机内部的电路板上的外部通讯模块，所述外部通讯模块与所述控制电路电连接，所述外部通讯模块包括USB接口模块以及蓝牙通讯电路，所述USB接口模块与所述控制电路电连接，所述蓝牙通讯电路与所述控制电路电连接。

更进一步的方案是，所述USB接口模块包括USB接口、ESD静电二极管，所述USB接口与所述ESD静电二极管电连接。

更进一步的方案是，所述标签打印机还包括设置在打印机内部的电路板上的开关电路，所述开关电路与所述控制电路电连接。

更进一步的方案是，所述开关电路包括第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、与所述第一二极管反向串联的第二二极管、第三二极管、与所述第三二极管反向串联的第四二极管，所述第一MOS管的栅极连接至所述第二MOS管的漏极。

由此可见，本实用新型提供的基于单节锂电池充电电路的标签打印机，通过充电控制单元可以起到对单节锂电池充电管理作用，稳压电路可以将 4.5V至24V电压降到3V电压给各部分电路供电。在整个系统上电后，控制电路通过对锂电池的分压电阻采样获得其输出电压，并且根据检测信号确定电源充电管理模块的工作状态，若检测到电池已充满，则发送关断信号以通知电源充电管理模块停止充电，从而保护电池。

所以，本实用新型可以通过硬件器件电路设计，进行单节锂电池充电、保护以及充电状态指示，大大降低了产品的成本。

此外，开关电路可以控制打印机的开关机；MCU电路是产品的核心部分，是控制和处理打印机所有的工作；USB通讯电路主要负责与PC端通讯，蓝牙通讯电路主要负责与移动终端通讯。

【附图说明】

图1是本实用新型一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机实施例的原理图。

图2是本实用新型一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机实施例中电源充电管理模块的电路原理图。

图3是本实用新型一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机实施例中电压检测电路的电路原理图。

图4是本实用新型一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机实施例中稳压电路的电路原理图。

图5是本实用新型一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机实施例中USB接口模块的电路原理图。

图6是本实用新型一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机实施例中开关电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不限用于本实用新型。

参见图1，本实用新型的基于单节锂电池充电电路的标签打印机，包括设置在打印机内部的电路板上的充电控制单元2、设于打印机外部的电源接口1，充电控制单元2包括控制电路13、电源充电管理模块11、稳压电路17、电压检测电路18，稳压电路17通过电源接口1连接电源后，用于输出稳压电源信号至控制电路13、电源充电管理模块11，电压检测电路18用于检测标签打印机内单节锂电池15的输出电压值，控制电路13根据电压检测电路18检测到的输出电压值通过I/O口向电源充电管理模块11 输出充电控制信号以控制电源充电管理模块11的充电状态。其中控制电路 13包括烧录电路、复位电路、控制芯片，控制芯片为单片机NUC123LD4AN0，其中，单片机NUC123LD4AN0最小系统，在上电后，系统进行复位，晶体谐振产生时钟给单片机，单片机进行初始化。

本实施例的电源接口1可以是USB充电接口也可以是DC电源接口。

参见图2，电源充电管理模块11包括电池充电芯片U4，电池充电芯片 U4的第二引脚(PROG)连接有电阻R15接地端GND，电阻R15用于调节充电电流的大小，电池充电芯片U4的第六引脚(STDBY)连接有电池充电完成指示模块(未示出)，电池充电芯片U4的第七引脚(CHRG)连接有充电状态指示模块(未示出)。优选的，电池充电芯片U4采用TC4056A(1A 线性锂离子电池电器)，其充电电流可以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，TC4056A将自动终止充电。本实施例的TC4056A的其他特点包括电池温度检测(TEMP)、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的LED状态引脚。其中， LED状态引脚如电池充电芯片U4的第六引脚(STDBY)和第七引脚(CHRG)，本实施例中的电池充电完成指示模块和充电状态指示模块均为发光二极管，如在充电状态时用红色LED指示，充电结束状态用绿色LED指示。可见，当控制电路13上电复位后，然后通过I/O口进行控制检测，可以限制电池过充，保护电池。

具体地，电池充电芯片U4起到对单节锂电池15充电的作用，当带有单节锂电池的标签打印机没电时，对产品外部插上5V电源，产品可以通过电池充电芯片U4给单节锂电池15充电；当单节锂电池15充电满时，控制电路13会通过电压检测电路18到电池已充满，此时控制电路13会向电池充电芯片U4的第四脚发一个信号，以通知电池充电芯片U4停止充电；当电池电量用到低于满电，控制电路13检测到电量未满，此时，控制电路 13又会发出指令给电池充电芯片U4，以通知电池充电芯片U4开始充电，如此反复进行，对于电池充电芯片U4可以通过调试电阻15的大小进而调试其充电电流的大小。

参见图3，电压检测电路18包括电阻R4、电阻R5、电容C20、电池电压检测端VOLE_check，电阻R4的第一端与控制电路13电连接，电容 C20的第一端连接在电阻R4的第二端、电阻R5的第一端与电池电压检测端之间，电容C20的第二端与电阻R5的第二端串接后接地。可见，电源给控制系统和电池充电芯片U4提供能量，单片机NUC123LD4AN0通过普通 I/O口确定充电IC的工作状态，通过电压ADC转换获得电池电压，从而保护电池充电。

参见图4，稳压电路包括LDO电源芯片U5、电阻R18、电容C33、电容C30、电容C31、电容C32以及电压输出端，LDO电源芯片U5的第一引脚与电容C33电连接，电阻R18与LDO电源芯片U5的第三引脚电连接，电容C30与LDO电源芯片U5的第四引脚电连接，电容C31与电容C32并联后串接于电压输出端。优选的，LDO电源芯片U5为 SGM2019-3.0YN5G，LDO电源芯片U5通过降压输出3.0V，给控制电路13 以及分立器件电路提供电源能量。

其中，在控制电路13被连接到外部电源时，当被检测电池的输出电压值低于预设电压值，则控制电源充电管理模块11执行充电操作；并且如果被检测电池的输出电压值高于或等于预设电压值，则控制电源充电管理模块11中止充电操作。

在本实施例中，标签打印机还包括设置在打印机内部的电路板上的外部通讯模块16，外部通讯模块16与控制电路13电连接，外部通讯模块13 包括USB接口模块以及蓝牙通讯电路，USB接口模块与控制电路13电连接，蓝牙通讯电路与控制电路13电连接。

其中，参见图5，USB接口模块包括USB接口J1、ESD静电二极管D5， USB接口J1与ESD静电二极管D5电连接。

在本实施例中，标签打印机还包括设置在打印机内部的电路板上的开关电路12，开关电路12与控制电路13电连接。

其中，参见图6，开关电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、与二极管D1反向串联的二极管D2、二极管D3、与二极管D3反向串联的二极管D4，MOS管Q1的栅极连接至MOS管Q2的漏极。可见，开关电路12可以控制打印机的开关机。

优选的，控制电路13还包括电量检测电路，电量检测电路与控制芯片电连接。

优选的，控制电路13还包括第一指示灯、第二指示灯以及第三指示灯，第一指示灯、第二指示灯以及第三指示灯均与控制芯片电连接。可见，上述三个指示灯可以反应打印机工作状态。

由此可见，本实用新型提供的基于单节锂电池15充电电路的标签打印机，通过充电控制单元2可以起到对单节锂电池15充电管理作用，稳压电路17可以将4.5V至24V电压降到3V电压给各部分电路供电。在整个系统上电后，控制电路13通过对锂电池的分压电阻采样获得其输出电压，并且根据检测信号确定电源充电管理模块11的工作状态，若检测到电池已充满，则发送关断信号以通知电源充电管理模块11停止充电，从而保护电池。

所以，本实用新型可以通过硬件器件电路设计，进行单节锂电池充电、保护以及充电状态指示，大大了降低产品的成本。

此外，开关电路可以控制打印机的开关机；MCU电路是产品的核心部分，是控制和处理打印机所有的工作；USB通讯电路主要负责与PC端通讯，蓝牙通讯电路主要负责与移动终端通讯。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于单节锂电池充电电路的标签打印机，包括设置在打印机内部的电路板上的充电控制单元、设于打印机外部的电源接口，其特征在于：

所述充电控制单元包括控制电路、电源充电管理模块、稳压电路、电压检测电路，所述稳压电路通过所述电源接口连接电源后，用于输出稳压电源信号至所述控制电路、所述电源充电管理模块，所述电压检测电路用于检测标签打印机内单节锂电池的输出电压值，所述控制电路根据所述电压检测电路检测到的输出电压值通过I/O口向所述电源充电管理模块输出充电控制信号以控制所述电源充电管理模块的充电状态；

所述电源充电管理模块包括电池充电芯片，所述电池充电芯片的第二引脚连接有第一电阻接地端，所述第一电阻用于调节充电电流的大小，所述电池充电芯片的第六引脚连接有电池充电完成指示模块，所述电池充电芯片的第七引脚连接有充电状态指示模块。

2.根据权利要求1所述的标签打印机，其特征在于：

所述电压检测电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、电池电压检测端，所述第一电阻的第一端与所述控制电路电连接，所述第一电容的第一端连接在所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端与所述电池电压检测端之间，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端串接后接地。

3.根据权利要求1所述的标签打印机，其特征在于：

所述稳压电路包括LDO电源芯片、第三电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容以及电压输出端，所述LDO电源芯片的第一引脚与所述第二电容电连接，所述第三电阻与所述LDO电源芯片的第三引脚电连接，所述第三电容与所述LDO电源芯片的第四引脚电连接，所述第四电容与所述第五电容并联后串接于所述电压输出端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的标签打印机，其特征在于：

在所述控制电路被连接到外部电源时，当被检测电池的输出电压值低于预设电压值，则控制所述电源充电管理模块执行充电操作；并且如果被检测电池的输出电压值高于或等于预设电压值，则控制所述电源充电管理模块中止充电操作。

5.根据权利要求1至3任一项所述的标签打印机，其特征在于：

所述标签打印机还包括设置在打印机内部的电路板上的外部通讯模块，所述外部通讯模块与所述控制电路电连接，所述外部通讯模块包括USB接口模块以及蓝牙通讯电路，所述USB接口模块与所述控制电路电连接，所述蓝牙通讯电路与所述控制电路电连接。

6.根据权利要求5所述的标签打印机，其特征在于：

所述USB接口模块包括USB接口、ESD静电二极管，所述USB接口与所述ESD静电二极管电连接。

7.根据权利要求1至3任一项所述的标签打印机，其特征在于：

所述标签打印机还包括设置在打印机内部的电路板上的开关电路，所述开关电路与所述控制电路电连接。

8.根据权利要求7所述的标签打印机，其特征在于：

所述开关电路包括第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、与所述第一二极管反向串联的第二二极管、第三二极管、与所述第三二极管反向串联的第四二极管，所述第一MOS管的栅极连接至所述第二MOS管的漏极。

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