CN213240934U - 一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路，包括供电输入端、负载输出端、控制开关电路单元、电压比较模块和升压模块，供电输入端与控制开关电路单元的电源输入端相连，负载输出端与控制开关电路单元的输出端相连；升压模块的输入端分别与参考电压和电压比较模块的输出端相连，升压模块的输出端和电压比较模块的输出端分别与控制开关电路单元的调节端相连，电压比较模块的输入端分别与带隙基准源和负载输出端相连。本实用新型能够满足当电池的电压不足以单独给电子价签供电时，升压模块启动，并向控制开关电路单元的调节端输出调节电压，使得电子价签还能正常工作，有效的提升了电池的利用率，减少了资源的浪费。

Description

一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子价签技术领域，尤其涉及一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路。

背景技术

随着新型零售在国内的兴起，多品种、质量参差不齐的电子价码表脱颖而出，成为了目前市场上很多零售商店的首选价签。目前市场上的电子价签所用的供电电池都是锂锰纽扣电池，电压都在3V左右，随着使用时间延长，电池的电压也会逐步下降；因电子价签系统所使用的MCU控制芯片工作电压一般为1.8V～3.3V,电子墨水屏的工作电压一般为2.2V～3.7V，所以当电池电压降至2.2V时，整个电子价签系统基本就无法正常运行了；如此导致电池的利用率非常低，造成了严重的资源浪费。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路，并提供如下技术方案：

一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路，包括供电输入端、负载输出端、控制开关电路单元、电压比较模块和升压模块，所述供电输入端与所述控制开关电路单元的电源输入端相连，所述负载输出端与所述控制开关电路单元的输出端相连；所述升压模块的输入端分别与参考电压和所述电压比较模块的输出端相连，所述升压模块的输出端和所述电压比较模块的输出端分别与所述控制开关电路单元的调节端相连，所述电压比较模块的输入端分别与带隙基准源和所述负载输出端相连；当所述电压比较模块输出端的电压与带隙基准源的电压差值达到预定值时，所述升压模块启动，并向所述控制开关电路单元的调节端输出调节电压。

进一步地，还包括用于连接控制模块的使能端，所述使能端分别与所述升压模块和电压比较模块的控制端相连，所述使能端还分别与所述参考电压和带隙基准源的设置端相连。

进一步地，还包括用于采集负载输出端电压的电压采集模块，所述电压采集模块的输入端与所述负载输出端相连；所述电压比较模块包括误差放大器，所述误差放大器的负极输入端与所述电压采集模块的输出端相连，所述误差放大器的正极输入端与所述带隙基准源的输出端相连；所述误差放大器的其中一个电源引脚与所述供电输入端相连，另一个电源引脚接地。

进一步地，所述控制开关电路单元包括晶闸管，所述供电输入端与所述晶闸管的阳极相连，所述误差放大器的输出端和所述升压模块的输出端分别与所述晶闸管的门极相连，所述晶闸管的阴极分别与一个接地电阻和负载输出端相连。

进一步地，所述升压模块包括电荷泵和电压调节器，所述电荷泵的输入端与所述供电输入端相连，所述电荷泵的输出端与所述电压调节器的电源引脚相连，所述电压调节器的另一个电源引脚接地；所述电压调节器的输出端与所述晶闸管的门极相连，所述电压调节器的正极输入端与所述误差放大器的输出端相连，所述电压调节器的负极输入端与参考电压的输出端相连。

进一步地，所述电荷泵的工作电压大于或等于0.6V。

进一步地，还包括负载电流检测单元，所述负载电流检测单元与所述晶闸管的门极相连。

进一步地，还包括过载保护单元，所述过载保护单元与所述晶闸管的门极相连。

进一步地，还包括稳压电路单元，所述稳压电路单元包括第一稳压电容和第二稳压电容，所述第一稳压电容的一端与所述供电输入端相连，另一端接地；所述第二稳压电容一端与所述负载输出端相连，另一端接地。

进一步地，所述第一稳压电容为10μF电容器，所述第二稳压电容为22μF电容器。

与现有技术相比，采用本实用新型技术方案能够使电池的电压放电范围由原来的2.2V-3V增加到0.6V-3V，将电池的电量功效发挥到极致，有效提升了利用率，延长了电池的使用寿命；另一方面，加设负载电路检测单元，能够满足当电子价签处于休息状态时，减少电池电量的消耗，有效的延长了电磁的使用寿命，减少了资源的浪费。

附图说明

图1是本实用新型电路原理图；

图2是控制芯片的内部电路图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型的技术手段及技术效果,以下结合附图说明本实用新型的较佳实施例。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，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路，包括电池供电输入端、负载输出端和控制芯片，供电输入端与供电电池连接，负载输出端与电子价签连接。本例的控制芯片设有如下引脚：VIN、VOUT、FB、EN、GND和SW。VIN引脚与供电输入端相连；VOUT引脚与负载输出端相连；GND引脚接地；SW引脚串联电感L1后与供电输入端相连；EN引脚是控制使能端与供电输入端相连；FB引脚分别与电阻R1和电阻R2相连，电阻R1与电阻R2并联，电阻R1的另一端与负载输出端相连，电阻R2的另一端接地。负载输出端的电压由电阻R1和电阻R2的阻值配合来定，在本实施例中，电阻R1的阻值是44.2KΩ,电阻R2的阻值是33.2KΩ，负载输出端稳定输出电压2.8V、稳定输出电流400mA。

本例的控制芯片包括控制开关电路单元、电压比较模块、升压模块、用于连接控制模块的使能端和用于采集负载输出端电压的电压采集模块。供电输入端与控制开关电路单元的电源输入端相连，负载输出端与控制开关电路单元的输出端相连；升压模块的输入端分别与参考电压和电压比较模块的输出端相连，升压模块的输出端和电压比较模块的输出端分别与控制开关电路单元的调节端相连，电压比较模块的输入端分别与带隙基准源和负载输出端相连；使能端分别与升压模块和电压比较模块的控制端相连，使能端还分别与参考电压和带隙基准源的设置端相连；电压采集模块的输入端与负载输出端相连，电压采集模块的输出端与电路比较模块的输入端相连。

电压比较模块包括误差放大器，误差放大器的负极输入端与电压采集模块的输出端相连，误差放大器的正极输入端与带隙基准源的输出端相连；误差放大器的其中一个电源引脚与供电输入端相连，另一个电源引脚接地。

控制开关电路单元包括晶闸管Q1，升压模块包括电荷泵和电压调节器，电荷泵的工作电压大于或等于0.6V。供电输入端与晶闸管Q1的阳极相连，误差放大器的输出端和电压调节器的输出端分别与晶闸管Q1的门极相连，晶闸管Q1的阴极分别与一个接地电阻和负载输出端相连。电荷泵的输入端与供电输入端相连，电荷泵的输出端与电压调节器的电源引脚相连，电压调节器的另一个电源引脚接地；电压调节器的正极输入端与误差放大器的输出端相连，电压调节器的负极输入端与参考电压的输出端相连。

上述控制电路的工作原理是：电路接通后，误差放大器会对电压采集模块采集的负载输出端电压与带隙基准源的电压进行比较。

当负载输出端的电压小于或等于带隙基准源的电压时，晶闸管Q1阳极与阴极连通，使能端控制升压模块处于休息状态。当负载输出端的电压大于带隙基准源的电压时，晶闸管Q1门极与阴极连通，使能端控制升压模块开始工作，电荷泵向电压调节器输出电能，电压调节器根据误差放大器反馈的电压差值输出补偿电压。

当然，在另外的实施例中，控制开关电路单元、电压比较模块、升压模块和电压采集模块也可以设置为单独的电路，而非设置在控制芯片内部。升压模块也可以为市面上通用的升压模块，例如boost升压电路等。EN引脚也可以与电子价签的控制芯片连接，由电子价签控制芯片来控制升压模块。

另一个实施例中，为了延长电池的使用寿命，在上述电路的基础上，还包括与晶闸管Q1门极相连的负载电流检测单元，当负载电流检测单元检测到负载输出端电流小于或等于1.7μA时，触发使能端控制电路休眠，进入省电模式，仅消耗0.1μA电流。

另一个实施例中，为了提高控制电路的稳定性和可靠性，在上述电路的基础上，还包括与晶闸管Q1门极相连的过载保护单元和稳压电路单元，稳压电路单元包括电容量是10μF的第一稳压电容C1和电容量是22μF的第二稳压电容C2，第一稳压电容C1的一端与供电输入端相连，另一端接地；第二稳压电容C2一端与负载输出端相连，另一端接地。过载保护单元能够防止输出电压过高或者输出电流过大时对电子元器件造成大的损害；稳压电路单元能够防止控制电路在启动或功耗突然增加时，因产生比较大的电压波动而对整个控制电路造成损害。

在本实施例中，供电输入端的电压高于1.5V、低于负载输出端的电压时，使能端控制电荷泵的工作频率为4Mhz；当供电输入端的电压低于1.5V、高于0.6V时，使能端控制电荷泵的工作频率为500Khz，在稳压电路单元的配合下，扔可稳定工作。随着电池使用时间的延长，当负载输出端的电压低于0.6V时，电荷泵停止工作，使能端控制整个电路断开停止功能，防止电子元件在欠压的状态下工作造成损坏。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (10)

1.一种延长电子价签电池使用寿命的控制电路，其特征在于，包括供电输入端、负载输出端、控制开关电路单元、电压比较模块和升压模块，所述供电输入端与所述控制开关电路单元的电源输入端相连，所述负载输出端与所述控制开关电路单元的输出端相连；

所述升压模块的输入端分别与参考电压和所述电压比较模块的输出端相连，所述升压模块的输出端和所述电压比较模块的输出端分别与所述控制开关电路单元的调节端相连，所述电压比较模块的输入端分别与带隙基准源和所述负载输出端相连。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括用于连接控制模块的使能端，所述使能端分别与所述升压模块和电压比较模块的控制端相连，所述使能端还分别与所述参考电压和带隙基准源的设置端相连。

3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，还包括用于采集负载输出端电压的电压采集模块，所述电压采集模块的输入端与所述负载输出端相连；

所述电压比较模块包括误差放大器，所述误差放大器的负极输入端与所述电压采集模块的输出端相连，所述误差放大器的正极输入端与所述带隙基准源的输出端相连；

所述误差放大器的其中一个电源引脚与所述供电输入端相连，另一个电源引脚接地。

4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述控制开关电路单元包括晶闸管，所述供电输入端与所述晶闸管的阳极相连，所述误差放大器的输出端和所述升压模块的输出端分别与所述晶闸管的门极相连，所述晶闸管的阴极分别与一个接地电阻和负载输出端相连。

5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述升压模块包括电荷泵和电压调节器，所述电荷泵的输入端与所述供电输入端相连，所述电荷泵的输出端与所述电压调节器的电源引脚相连，所述电压调节器的另一个电源引脚接地；

所述电压调节器的输出端与所述晶闸管的门极相连，所述电压调节器的正极输入端与所述误差放大器的输出端相连，所述电压调节器的负极输入端与参考电压的输出端相连。

6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述电荷泵的工作电压大于或等于0.6V。

7.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，还包括负载电流检测单元，所述负载电流检测单元与所述晶闸管的门极相连。

8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，还包括过载保护单元，所述过载保护单元与所述晶闸管的门极相连。

9.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，还包括稳压电路单元，所述稳压电路单元包括第一稳压电容和第二稳压电容，所述第一稳压电容的一端与所述供电输入端相连，另一端接地；

所述第二稳压电容一端与所述负载输出端相连，另一端接地。

10.如权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述第一稳压电容为10μF电容器，所述第二稳压电容为22μF电容器。

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