CN213522465U

CN213522465U - 一种紫外线杀菌盒控制电路和杀菌盒

Info

Publication number: CN213522465U
Application number: CN202023080276.5U
Authority: CN
Inventors: 王力; 张嘉瑞
Original assignee: ZHEJIANG SHEEN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZHEJIANG SHEEN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2030-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种紫外线杀菌盒控制电路和杀菌盒，电池电压检测电路与微控制器连接用于检测电池电压判断当前电量，锂电池充电管理电路与微控制器连接用于管理锂电池充电，紫外LED灯驱动电路与微控制器连接用于对紫外LED灯进行驱动，双色LED指示灯与微控制器连接用于指示紫外杀菌状态，第一倾角开关和第二倾角开关分别与微控制器连接用于检测倾角位置并且第一倾角开关和第二倾角开关角度互补，轻触开关与微控制器连接用于开关机和模式切换。本实用新型检测两个倾角开关状态，进行自动杀菌和状态指示，保证用户健康，提升用户体验。

Description

一种紫外线杀菌盒控制电路和杀菌盒

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路、控制方法和杀菌盒，特别是一种紫外线杀菌盒控制电路和杀菌盒，属于智能卫浴领域。

背景技术

智能马桶盖起源于美国，日本最初引进并进行改良，于80年代推出全新产品，加入了集便盖加热、温水洗净、暖风干燥、杀菌等多种功能。目前，智能马桶进行杀菌主要采用的是紫外线消毒的杀菌方式，由紫外线LED灯对于日常的病菌和病毒具有良好的杀菌作用。但是目前智能马桶对于紫外线杀菌主要采用独立控制，当需要进行紫外线消毒的时候，手动控制紫外线开启，然而由于紫外线对人体具有一定的伤害，当使用时忘记关闭马桶盖就打开紫外线灯，不仅对人体造成危害且杀菌效果不好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种紫外线杀菌盒控制电路和杀菌盒，解决马桶的紫外线杀菌的控制问题，提高杀菌效果且节能省电。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：包含微控制器、电池电压检测电路、锂电池充电管理电路、紫外LED灯驱动电路、双色LED指示灯、第一倾角开关、第二倾角开关和轻触开关，电池电压检测电路与微控制器连接用于检测电池电压判断当前电量，锂电池充电管理电路与微控制器连接用于管理锂电池充电，紫外LED灯驱动电路与微控制器连接用于对紫外LED灯进行驱动，双色LED指示灯与微控制器连接用于指示紫外杀菌状态，第一倾角开关和第二倾角开关分别与微控制器连接用于检测倾角位置，轻触开关与微控制器连接用于开关机和模式切换。

进一步地，所述微控制器采用STM8S003F3型号单片机芯片U1，U1都4脚连接电阻R3一端和电容C1一端，电阻R3另一端连接3.3V电源，电容C1另一端接地，U1的8脚连接电容C3一端，电容C3另一端连接U1的7脚和电容C2一端并且接地，电容C2另一端连接U1的9脚并连接3.3V电源。

进一步地，所述电池电压检测电路包含电阻R10和电阻R29，电阻R10一端连接VBAT，电阻R10另一端连接电阻R29一端和U1的19脚，电阻R29另一端连接U1的20脚。

进一步地，所述锂电池充电管理电路包含型号LY4057A的充电管理芯片U2，U2的4、8脚连接电阻R4一端、电容C5一端和USB接口USB1的1脚，电阻R4另一端连接电阻R6一端和U1的14脚，电阻R6的另一端接地，电容C5的另一端连接USB接口USB1的5脚并接地，U2的7脚连接电阻R8一端和U1的12脚，U2的6脚连接电阻R9的一端和U1的11脚，电阻R8的另一端和电阻R9的另一端连接VBAT，U2的5脚连接VBAT、电容C6一端和锂电池CR1正极，U2的2脚连接电阻R5一端，U2的1脚、电阻R5的另一端、U2的3脚、电容C6的另一端和锂电池CR1的负极接地。

进一步地，所述紫外LED灯驱动电路包含型号为LY1061的升压芯片U4，U4的1脚连接电感L1的一端、二极管D2的阳极，电感L1的另一端连接U4的4、5脚和MOS管Q2的D极，MOS管Q2的S极连接电阻R30一端，电阻R30另一端连接MOS管Q2的G极和电阻R28一端，电阻R28连接U1的13脚，二极管D2的阴极连接电阻R25一端、电容C7一端、电容C4一端、电阻R13一端、电阻R20一端、电阻R14一端、电阻R22一端、电阻R2一端和电阻R24一端并连接6.8V电源，电阻R25另一端连接电阻R27一端和U4的3脚，U4的2脚、电阻R27的另一端、电容C7的另一端和电容C4的另一端接地，电阻R13的另一端连接紫外LED灯LED5的3脚，电阻R20的另一端连接紫外LED灯LED5的1脚，紫外LED灯LED5的2、4脚接地，电阻R14的另一端连接紫外LED灯LED6的3脚，电阻R22的另一端连接紫外LED灯LED6的1脚，紫外LED灯LED6的2、4脚接地，电阻R2的另一端连接紫外LED灯LED7的3脚，电阻R24的另一端连接紫外LED灯LED7的1脚，紫外LED灯LED7的2、4脚接地。

进一步地，所述双色LED指示灯包含电阻R7、电阻R11和红绿双色LED灯LED1，红绿双色LED灯LED1的4脚连接U1的2脚，红绿双色LED灯LED1的2脚连接U1的3脚，红绿双色LED灯LED1的3脚连接电阻R7的一端，红绿双色LED灯LED1的1脚连接电阻R11的一端，电阻R7的另一端和电阻R11的另一端连接VBAT。

进一步地，所述第一倾角开关K1的一端连接U1的17脚，第一倾角开关K1的另一端接地，第二倾角开关K2的一端连接U1的13脚，第二倾角开关K2的另一端接地，轻触开关SW1的一端连接U1的16脚，轻触开关SW1的另一端接地。

进一步地，还包含电源电路和程序烧录电路，电源电路包含BL9161开关电源芯片U3，U3的1脚接地，U3的2脚连接电容C9一端并输出3.3V电源，U3的3脚连接电容C8一端并连接VBAT，电容C8另一端和电容C9另一端接地；程序烧录电路包含烧录接口JP1，烧录接口JP1的1脚连接U1的4脚，烧录接口JP1的2脚连接电阻R1一端并接地，电阻R1另一端连接烧录接口JP1的3脚和U1的18脚，烧录接口JP1的4脚连接3.3V电源。

一种紫外线杀菌盒控制电路的控制方法，其特征在于：包含正常工作模式和隐藏节电模式，

正常工作模式包含如下步骤：

步骤一：实时检测USB是否插入，如果检测到USB插入，LED显示灯指示充电状态，USB拔出时，自动回到关机状态；

步骤二：当处于开机状态时，微控制器同时检测第一倾角开关和第二倾角开关的状态，由于两个倾角开关角度互补，0度至15度以内都不导通，只要其中一个倾角开关状态为ON，则判定为为开盖状态，LED指示灯显示1S电池电量，若两个倾角开关状态都为OFF时，则判定为为合盖状态；

步骤三：在合盖状态下，首先判断当前的模式，如果当前的模式为正常工作模式，则判断合盖之前开盖的时间，若时间小于10S，则不杀菌，若时间大于10S小于2Min，则紫外灯工作1Min，若时间大于2Min，则紫外灯工作3Min；

隐藏节电模式包含如下步骤：

步骤一：当处于开盖状态下，长按按键3S，绿灯连续闪两下，则进入隐藏节电模式，再次长按按键3S，红灯连续闪两下，则退出隐藏节电模式；

步骤二：在节电模式下，当开盖时间小于2Min时不杀菌，开盖时间大于2Min时杀菌1Min。

一种紫外线杀菌盒，其特征在于：包含前盖、后盖、线路板和底座，线路板上设置有紫外线杀菌盒控制电路，前盖设置在后盖上侧构成杀菌盒盒体，线路板设置在杀菌盒盒体内侧，底座可拆卸设置在后盖上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型的紫外线杀菌盒控制电路通过两个角度互补的第一倾角开关和第二倾角开关对马桶盖倾角进行检测，通过合适的控制逻辑，解决紫外线消毒的控制问题，避免对人体造成伤害并且节能省电。

附图说明

图1是本实用新型的一种紫外线杀菌盒控制电路的模块连接图。

图2是本实用新型的微控制器的电路图。

图3是本实用新型的电池电压检测电路的电路图。

图4是本实用新型的锂电池充电管理电路的电路图。

图5是本实用新型的紫外LED灯驱动电路的电路图。

图6是本实用新型的双色LED指示灯的电路图。

图7是本实用新型的第一倾角开关、第二倾角开关和轻触开关的电路图。

图8是本实用新型的电源电路的电路图。

图9是本实用新型的程序烧录电路的电路图。

图10是本实用新型的紫外线杀菌盒控制电路的控制方法流程图。

图11是本实用新型的倾角开关示意图。

图12是本实用新型都紫外线杀菌盒的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型的一种紫外线杀菌盒控制电路，包含微控制器、电池电压检测电路、锂电池充电管理电路、紫外LED灯驱动电路、双色LED指示灯、第一倾角开关、第二倾角开关和轻触开关，电池电压检测电路与微控制器连接用于检测电池电压判断当前电量，锂电池充电管理电路与微控制器连接用于管理锂电池充电，紫外LED灯驱动电路与微控制器连接用于对紫外LED灯进行驱动，双色LED指示灯与微控制器连接用于指示紫外杀菌状态，第一倾角开关和第二倾角开关分别与微控制器连接用于检测倾角位置，轻触开关与微控制器连接用于开关机和模式切换。本实用新型的紫外线杀菌盒控制电路可以在翻盖马桶上使用，马桶盖合上，可以自动点亮紫外灯杀菌，翻盖指示电量自动关闭紫外灯，同时可以区分大小便自动控制杀菌工作时间，保证用户健康，提升用户体验。微控制器检测两个倾角开关状态、轻触开关的转态，电池电压、充电状态。根据检测到的输入信号的判断在各种情况下，点亮或关闭紫外LED和双色灯LED。进行自动杀菌和状态指示，保证用户健康，提升用户体验。

如图2所示，微控制器采用STM8S003F3型号单片机芯片U1，U1都4脚连接电阻R3一端和电容C1一端，电阻R3另一端连接3.3V电源，电容C1另一端接地，U1的8脚连接电容C3一端，电容C3另一端连接U1的7脚和电容C2一端并且接地，电容C2另一端连接U1的9脚并连接3.3V电源。

如图3所示，电池电压检测电路包含电阻R10和电阻R29，电阻R10一端连接VBAT，电阻R10另一端连接电阻R29一端和U1的19脚，电阻R29另一端连接U1的20脚。电池电压检测电路通过两个电阻分压检测电压，AD_VB连接单片机AD输入接口，IO8连接普通IO口，当需要检测电压时，拉低IO8，单片机AD口读取数据，然后计算相应的电池电压，根据电池厂家提供的电池电压和电量对应表，判断当前电量。

如图4所示，锂电池充电管理电路包含型号LY4057A的充电管理芯片U2，U2的4、8脚连接电阻R4一端、电容C5一端和USB接口USB1的1脚，电阻R4另一端连接电阻R6一端和U1的14脚，电阻R6的另一端接地，电容C5的另一端连接USB接口USB1的5脚并接地，U2的7脚连接电阻R8一端和U1的12脚，U2的6脚连接电阻R9的一端和U1的11脚，电阻R8的另一端和电阻R9的另一端连接VBAT，U2的5脚连接VBAT、电容C6一端和锂电池CR1正极，U2的2脚连接电阻R5一端，U2的1脚、电阻R5的另一端、U2的3脚、电容C6的另一端和锂电池CR1的负极接地。锂电池充电管理电路主要通过LY4057芯片进行充电管理，IO6和IO7接单片机IO口，可以检测到充电完成、充电中的状态。Vin连接单片机IO口，R4和R6组成分压电路，可以检测是否有USB插入。通过调整R5大小可以调整充电电流。

如图5所示，紫外LED灯驱动电路包含型号为LY1061的升压芯片U4，U4的1脚连接电感L1的一端、二极管D2的阳极，电感L1的另一端连接U4的4、5脚和MOS管Q2的D极，MOS管Q2的S极连接电阻R30一端，电阻R30另一端连接MOS管Q2的G极和电阻R28一端，电阻R28连接U1的13脚，二极管D2的阴极连接电阻R25一端、电容C7一端、电容C4一端、电阻R13一端、电阻R20一端、电阻R14一端、电阻R22一端、电阻R2一端和电阻R24一端并连接6.8V电源，电阻R25另一端连接电阻R27一端和U4的3脚，U4的2脚、电阻R27的另一端、电容C7的另一端和电容C4的另一端接地，电阻R13的另一端连接紫外LED灯LED5的3脚，电阻R20的另一端连接紫外LED灯LED5的1脚，紫外LED灯LED5的2、4脚接地，电阻R14的另一端连接紫外LED灯LED6的3脚，电阻R22的另一端连接紫外LED灯LED6的1脚，紫外LED灯LED6的2、4脚接地，电阻R2的另一端连接紫外LED灯LED7的3脚，电阻R24的另一端连接紫外LED灯LED7的1脚，紫外LED灯LED7的2、4脚接地。紫外LED灯驱动电路可以将电池电压升压到紫外LED额定电压，紫外LED是双灯芯的，可以发出两种波长的紫外线，分别是UVA，UVC。UVA，波长介于320～400纳米，UVC，波长介于200～275纳米。SW连接单片机IO口可以通过MOS管Q2开关紫外LED灯。

如图6所示，双色LED指示灯包含电阻R7、电阻R11和红绿双色LED灯LED1，红绿双色LED灯LED1的4脚连接U1的2脚，红绿双色LED灯LED1的2脚连接U1的3脚，红绿双色LED灯LED1的3脚连接电阻R7的一端，红绿双色LED灯LED1的1脚连接电阻R11的一端，电阻R7的另一端和电阻R11的另一端连接VBAT。

如图7所示，第一倾角开关K1的一端连接U1的17脚，第一倾角开关K1的另一端接地，第二倾角开关K2的一端连接U1的13脚，第二倾角开关K2的另一端接地，轻触开关SW1的一端连接U1的16脚，轻触开关SW1的另一端接地。倾角开关使用两个角度互补的倾角开关，单片机同时检测两个倾角开关的状态，只要其中一个倾角开关状态为ON时关闭紫外灯，两个倾角开关状态都为OFF时，打开紫外灯，可以确保只在一定角度范围才能打开紫外灯，无角度盲区，大大提高了使用的安全性。

如图8所示，本实用新型的一种紫外线杀菌盒控制电路还包含电源电路，电源电路包含BL9161开关电源芯片U3，U3的1脚接地，U3的2脚连接电容C9一端并输出3.3V电源，U3的3脚连接电容C8一端并连接VBAT，电容C8另一端和电容C9另一端接地。U3是一个线性稳压器(LDO)可以将电池电压稳定在3.3V给单片机供电。

如图9所示，本实用新型的一种紫外线杀菌盒控制电路还包含程序烧录电路，程序烧录电路包含烧录接口JP1，烧录接口JP1的1脚连接U1的4脚，烧录接口JP1的2脚连接电阻R1一端并接地，电阻R1另一端连接烧录接口JP1的3脚和U1的18脚，烧录接口JP1的4脚连接3.3V电源。

如图10所示，一种紫外线杀菌盒控制电路的控制方法，包含正常工作模式和隐藏节电模式，控制器上电后默认处于关机状态，正常工作模式。

正常工作模式包含如下步骤：

步骤二：当处于开机状态时，微控制器同时检测第一倾角开关和第二倾角开关的状态，由于两个倾角开关角度互补，如图11所示，0度至15度以内都不导通，只要其中一个倾角开关状态为ON，则判定为为开盖状态，LED指示灯显示1S电池电量，若两个倾角开关状态都为OFF时，则判定为为合盖状态；

步骤三：在合盖状态下，首先判断当前的模式，如果当前的模式为正常工作模式，则判断合盖之前开盖的时间，若时间小于10S，则不杀菌，若时间大于10S小于2Min，则紫外灯工作1Min，若时间大于2Min，则紫外灯工作3Min。

这样设置的目的在于，小便一般控制在2min以内，使用后马上冲掉，一般杀菌1Min就完全可以了，而大便排泄过程中有很多污气，紫外线杀菌主要也是杀的是这些悬浮污气中的细菌和残留在马桶壁上的细菌，因此需要杀菌较长时间，一般杀菌3Min就可以了。这样设置完全可以提高紫外线的利用率，同时还可以节省电量。

隐藏节电模式包含如下步骤：

这样做主要针对大便进行杀菌，可以节省电量，延长使用时间。用户可以根据需要自由选择是否要进入节电模式。

如图12所示，一种紫外线杀菌盒，包含前盖1、后盖、线路板和底座2，线路板上设置有紫外线杀菌盒控制电路，前盖设置在后盖上侧构成杀菌盒盒体，线路板设置在杀菌盒盒体内侧，底座可拆卸设置在后盖上。可拆卸结构为底座上侧开有一条T型槽，后盖都下侧面上对应底座T型槽位置设置有T型导轨，后盖通过T型导轨滑动设置在底座的T型槽内。

本实用新型的紫外线杀菌盒控制电路通过两个角度互补的第一倾角开关和第二倾角开关对马桶盖倾角进行检测，通过合适的控制逻辑，解决紫外线消毒的控制问题，避免对人体造成伤害并且节能省电。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：包含微控制器、电池电压检测电路、锂电池充电管理电路、紫外LED灯驱动电路、双色LED指示灯、第一倾角开关、第二倾角开关和轻触开关，电池电压检测电路与微控制器连接用于检测电池电压判断当前电量，锂电池充电管理电路与微控制器连接用于管理锂电池充电，紫外LED灯驱动电路与微控制器连接用于对紫外LED灯进行驱动，双色LED指示灯与微控制器连接用于指示紫外杀菌状态，第一倾角开关和第二倾角开关分别与微控制器连接用于检测倾角位置并且第一倾角开关和第二倾角开关角度互补，轻触开关与微控制器连接用于开关机和模式切换。

2.按照权利要求1所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：所述微控制器采用STM8S003F3型号单片机芯片U1，U1都4脚连接电阻R3一端和电容C1一端，电阻R3另一端连接3.3V电源，电容C1另一端接地，U1的8脚连接电容C3一端，电容C3另一端连接U1的7脚和电容C2一端并且接地，电容C2另一端连接U1的9脚并连接3.3V电源。

3.按照权利要求2所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：所述电池电压检测电路包含电阻R10和电阻R29，电阻R10一端连接VBAT，电阻R10另一端连接电阻R29一端和U1的19脚，电阻R29另一端连接U1的20脚。

4.按照权利要求2所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：所述锂电池充电管理电路包含型号LY4057A的充电管理芯片U2，U2的4、8脚连接电阻R4一端、电容C5一端和USB接口USB1的1脚，电阻R4另一端连接电阻R6一端和U1的14脚，电阻R6的另一端接地，电容C5的另一端连接USB接口USB1的5脚并接地，U2的7脚连接电阻R8一端和U1的12脚，U2的6脚连接电阻R9的一端和U1的11脚，电阻R8的另一端和电阻R9的另一端连接VBAT，U2的5脚连接VBAT、电容C6一端和锂电池CR1正极，U2的2脚连接电阻R5一端，U2的1脚、电阻R5的另一端、U2的3脚、电容C6的另一端和锂电池CR1的负极接地。

5.按照权利要求2所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：所述紫外LED灯驱动电路包含型号为LY1061的升压芯片U4，U4的1脚连接电感L1的一端、二极管D2的阳极，电感L1的另一端连接U4的4、5脚和MOS管Q2的D极，MOS管Q2的S极连接电阻R30一端，电阻R30另一端连接MOS管Q2的G极和电阻R28一端，电阻R28连接U1的13脚，二极管D2的阴极连接电阻R25一端、电容C7一端、电容C4一端、电阻R13一端、电阻R20一端、电阻R14一端、电阻R22一端、电阻R2一端和电阻R24一端并连接6.8V电源，电阻R25另一端连接电阻R27一端和U4的3脚，U4的2脚、电阻R27的另一端、电容C7的另一端和电容C4的另一端接地，电阻R13的另一端连接紫外LED灯LED5的3脚，电阻R20的另一端连接紫外LED灯LED5的1脚，紫外LED灯LED5的2、4脚接地，电阻R14的另一端连接紫外LED灯LED6的3脚，电阻R22的另一端连接紫外LED灯LED6的1脚，紫外LED灯LED6的2、4脚接地，电阻R2的另一端连接紫外LED灯LED7的3脚，电阻R24的另一端连接紫外LED灯LED7的1脚，紫外LED灯LED7的2、4脚接地。

6.按照权利要求2所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：所述双色LED指示灯包含电阻R7、电阻R11和红绿双色LED灯LED1，红绿双色LED灯LED1的4脚连接U1的2脚，红绿双色LED灯LED1的2脚连接U1的3脚，红绿双色LED灯LED1的3脚连接电阻R7的一端，红绿双色LED灯LED1的1脚连接电阻R11的一端，电阻R7的另一端和电阻R11的另一端连接VBAT。

7.按照权利要求2所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：所述第一倾角开关K1的一端连接U1的17脚，第一倾角开关K1的另一端接地，第二倾角开关K2的一端连接U1的13脚，第二倾角开关K2的另一端接地，轻触开关SW1的一端连接U1的16脚，轻触开关SW1的另一端接地。

8.按照权利要求2所述的一种紫外线杀菌盒控制电路，其特征在于：还包含电源电路和程序烧录电路，电源电路包含BL9161开关电源芯片U3，U3的1脚接地，U3的2脚连接电容C9一端并输出3.3V电源，U3的3脚连接电容C8一端并连接VBAT，电容C8另一端和电容C9另一端接地；程序烧录电路包含烧录接口JP1，烧录接口JP1的1脚连接U1的4脚，烧录接口JP1的2脚连接电阻R1一端并接地，电阻R1另一端连接烧录接口JP1的3脚和U1的18脚，烧录接口JP1的4脚连接3.3V电源。

9.一种紫外线杀菌盒，其特征在于：包含前盖、后盖、线路板和底座，线路板上设置有权利要求1-8任一项所述的紫外线杀菌盒控制电路，前盖设置在后盖上侧构成杀菌盒盒体，线路板设置在杀菌盒盒体内侧，底座可拆卸设置在后盖上。