CN213817274U - 基于干电池的智能锁供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种基于干电池的智能锁供电系统，该系统包括干电池组、电源控制模块和负载模块，干电池组用于对负载模块供电；电源控制模块用于控制干电池对负载模块供电；干电池组包括串联的N节干电池，N大于或等于预设数值，干电池组提供的干电池电压大于或等于预设电压阈值，在干电池组供电过程中，能够提高供电电压减小传输电流，进而减小传输线路能量损耗，提高电池利用率，保证了系统能在正常的负载电压范围内。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能门锁领域，具体涉及一种基于干电池的智能锁供电系统。
背景技术
市场上的门锁基本都是用锂电池给人脸识别智能锁供电方案。但是，锂电池存在以下缺点：锂电池工作温度不高(或者有工作温度高成本昂贵)和易发生漏液着火，存储维护成本高；非通用规格，不易购买更换。然而干电池稳定和成本低，基本不用维护；全球通用规格，超市与便利店即可购买。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种基于干电池的智能锁供电系统，能够通过干电池组提高供电电压减小传输电流，进而减小传输线路能量损耗，提高电池利用率。
本实用新型实施例的第一方面提供了一种基于干电池的智能锁供电系统，所述系统包括干电池组、电源控制模块和负载模块，其中，
所述干电池组，用于对所述负载模块供电；
所述电源控制模块，用于控制所述干电池对所述负载模块供电；
所述干电池组包括串联的N节干电池，所述N为大于或等于预设数值的正整数，所述干电池组提供的干电池电压大于或等于预设电压阈值。
可选地，所述电源控制模块包括第一电源芯片和第二电源芯片，所述负载模块包括第一负载模块和第二负载模块，
所述第一电源芯片，用于控制所述干电池组对所述第一负载模块供电；
所述第二电源芯片，用于控制所述干电池组对所述第二负载模块供电。
可选地，所述第一负载模块包括控制器，还包括以下至少一种：光耦电源、距离传感器和摄像模组；其中，
所述距离传感器，用于检测是否有人靠近；
所述摄像模组，用于在所述距离传感器检测到有人靠近时，进行人脸识别；在人脸识别成功后，所述控制器控制智能锁执行开锁操作；
所述光耦电源，用于检测所述智能锁是否到达开锁成功状态。
可选地，所述第一负载模块还包括以下至少一种：通信模块、门铃功率放大器、扩展芯片和感应把手。
可选地，所述第二负载模块包括以下至少一种：语音模块和锁体电源。
可选地，所述第一电源芯片U1包括输入电压引脚IN、使能引脚EN、接地引脚GND、供电电压引脚VCC、反馈引脚FB、电源输出引脚PG、引导引脚BST和切换引脚SW；所述电源控制模块还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电感L1，其中，
所述第一电容C1的第一端、所述第二电容C2的第一端和所述第三电容C3的第一端均连接所述输入电压引脚IN和所述使能引脚EN；所述第一电容C1的第二端、所述第二电容C2的第二端和所述第三电容C3的第二端均接地；
所述第四电容C4的第一端连接所述供电电压引脚VCC，所述第四电容C4的第二端接地；
所述引导引脚BST连接所述第五电容C5的第一端，所述第五电容C5的第二端以及所述切换引脚SW连接所述第一电感L1的第一端；
所述第一电感L1的第二端、所述第六电容C6的第一端、所述第一电阻R1的第一端、所述第七电容C7的第一端、所述第八电容C8的第一端和所述第九电容C9的第一端连接；所述第六电容C6的第二端、所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端与所述反馈引脚FB连接；所述第二电阻R2的第二端接地；
所述第七电容C7的第二端、所述第八电容C8的第二端和所述第九电容C9的第二端接地。
可选地，所述第二电源芯片包括电源电压引脚VIN、使能引脚EN、接地引脚GND、供电电压引脚VCC、反馈引脚FB、电源输出引脚PG、频率调整引脚FREQ/MODE、斜坡调整引脚CR、软启动引脚SS、引导引脚BST和切换引脚SW；所述电源控制模块还包括第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、和第二电感L2，其中，
所述第十电容C10的第一端、所述第十一电容C11的第一端和所述第三电阻R3的第一端均连接所述电源电压引脚VIN；所述第十电容C10的第二端和所述第十一电容C11的第二端均接地；所述第三电阻R3的第二端和所述第四电阻R4的第一端均连接所述频率调整引脚FREQ/MODE；所述第四电阻R4的第二端接地；所述第五电阻R5的第一端连接所述使能引脚EN，所述第五电阻R5的第二端连接所述光耦电源；
所述第十二电容C12的第一端和所述第六电阻R6的第一端连接所述供电电压引脚VCC；所述第十二电容C12的第二端接地，所述第六电阻R6的第二端连接所述电源输出引脚PG；
所述引导引脚BST连接所述第七电阻R7的第一端，所述第七电阻R7的第二端连接所述第十三电容C13的第一端；所述第十三电容C13的第二端和所述第二电感L2的第一端连接所述切换引脚SW；
所述第十四电容C14的第一端连接所述斜坡调整引脚CR，所述第十四电容C14的第二端、所述第二电感L2的第二端、所述第八电阻R8的第一端、所述第十六电容C16的第一端和所述第十七电容C17的第一端连接；所述第八电阻R8的第二端、所述第九电阻R9的第一端连接所述反馈引脚FB；所述第九电阻R9的第二端接地；所述第十六电容C16的第二端和所述第十七电容C17的第二端接地；
所述第十五电容C15的第一端连接所述软启动引脚SS；所述第十五电容C15的第二端接地。
可选地，所述干电池组包括串联的多节干电池。
实施本实用新型实施例，具有至少如下有益效果：
可以看出，通过本实用新型实施例中的基于干电池的智能锁供电系统，该系统包括干电池组、电源控制模块和负载模块，其中，干电池组，用于对负载模块供电；电源控制模块，用于控制干电池对负载模块供电；干电池组包括串联的N节干电池，N为大于或等于预设数值的正整数，干电池组提供的干电池电压大于或等于预设电压阈值，在干电池组供电过程中，通过N节干电池可提供大于预设电压阈值的干电池电压，根据功率不变效应，在功率不变的情况下，干电池电压越大，供电线路中的电流越小，从而可减小传输电流，线阻与接触电阻损失的功率Q＝I2Rt会相应减小，进而减小传输线路能量损耗，提高电池利用率；此外，干电池虚电会随负载模块的功耗大小不同进行波动，当负载模块进行工作，需要较大功耗时，通过大于预设电压阈值的干电池电压，在干电池电压跌落时，跌落后的负载电压能够保证系统能正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种基于干电池的智能锁供电系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种第一电源芯片的工作电路图；
图3为本实用新型实施例提供的一种第二电源芯片的工作电路图。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种基于干电池的智能锁供电系统的结构示意图，所述基于干电池的智能锁供电系统包括干电池组、电源控制模块和负载模块，所述干电池组，用于对所述负载模块供电；
所述电源控制模块，用于控制所述干电池对所述负载模块供电；
所述干电池组包括串联的N节干电池，所述N为大于或等于预设数值的正整数，所述干电池组提供的干电池电压大于或等于预设电压阈值。
其中，预设数值例如可以为4，6等，或者，预设数值还可以为其他数值，本申请实施例不作限制。通过N节干电池可提供大于预设电压阈值的干电池电压，从而可为系统中的负载模块进行供电，例如，N为8时，假定每天开关锁10次左右，8节电池足够具有人脸识别功能的智能锁使用6个月，如此，可通过干电池组实现较长时间的供电，电池不需要经常进行更换，相比锂电池供电，干电池组进行供电的成本更低，干电池的规格通用，用户可较容易进行购买和更换，从而更加便捷为智能锁进行供电。
具体实施中，通过N节干电池可提供大于预设电压阈值的干电池电压，根据功率不变效应，在功率不变的情况下，干电池电压越大，供电线路中的电流越小，从而可减小传输电流，线阻与接触电阻损失的功率Q＝I2Rt会相应减小，进而减小传输线路能量损耗，提高电池利用率，例如，假定线路中电流降低到原来的1/2，线路中损失的功率就减少为原损耗的(1/2)2＝1/4，因此，本方案可降低线路中的功率损失，提高电池利用率。
在干电池组进行供电的过程中，在不同阶段，系统中不同负载进行工作，具体地，系统可包括低功耗模式和高功耗模式，在低功耗模式下，系统运行低功耗的负载，例如，在低功耗模式下，距离传感器长开启，用于检测是否有人靠近；当距离传感器检测到有人靠近，则开启摄像模组进行人脸识别，系统进入高功耗模式，功耗增大，干电池虚电会随负载模块的功耗大小不同进行波动，本系统在负载电压跌落时，由于干电池组的干电池电压大于预设电压阈值，可保证跌落后的负载电压能够保证系统能正常工作例如，本系统能够承受负载电压在3-22V范围内进行波动，从而能够保证系统电压跌落时，负载电压能够保证系统的负载模块正常工作。
可选地，所述电源控制模块包括第一电源芯片和第二电源芯片，所述负载模块包括第一负载模块和第二负载模块，
所述第一电源芯片，用于控制所述干电池组对所述第一负载模块供电；
所述第二电源芯片，用于控制所述干电池组对所述第二负载模块供电。
可选地，所述第一负载模块包括控制器，还包括以下至少一种：光耦电源、距离传感器和摄像模组；其中，
所述距离传感器，用于检测是否有人靠近；
所述摄像模组，用于在所述距离传感器检测到有人靠近时，进行人脸识别；在人脸识别成功后，所述控制器控制智能锁执行开锁操作；
所述光耦电源，用于检测所述智能锁是否到达开锁成功状态。
其中，摄像模组例如可以是双目3D人脸检测摄像头，可用于进行3D人脸检测，更加准确地识别人脸，提高人脸识别智能锁的人脸识别准确性和安全性。
可选地，所述第一负载模块还包括以下至少一种：通信模块、门铃功率放大器、扩展芯片和感应把手。
其中，通信模块例如可以是WiFi模块，此处不作限制。
可选地，所述第二负载模块包括以下至少一种：语音模块和锁体电源。
具体实施中，距离传感器、摄像模组、通信模块、门铃功率放大器、感应把手、语音模块和锁体电源等负载，可分时错峰运行，例如，在开锁过程中，可在休眠低功耗模式下，通过距离传感器检查是否有人接近，若是，开启摄像模组进行人脸识别，在人脸识别成功后，控制器控制智能锁执行开锁操作，光耦电源检测智能锁是否到达开锁成功状态。
可选地，第二负载模块还可包括指纹模块，指纹模块用于进行指纹识别，在指纹识别成功过后，控制器可控制智能锁执行开锁操作。
本申请实施例中，还可针对当前运行的负载，在电池电压稳定时进行电池电压采样，确认电池剩余容量。
可选地，所述第一电源芯片包括输入电压引脚IN、使能引脚EN、接地引脚GND、供电电压引脚VCC、反馈引脚FB、电源输出引脚PG、引导引脚BST和切换引脚SW；所述电源控制模块还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电感L1，其中，
所述第一电容C1的第一端、所述第二电容C2的第一端和所述第三电容C3的第一端均连接所述输入电压引脚IN和所述使能引脚EN；所述第一电容C1的第二端、所述第二电容C2的第二端和所述第三电容C3的第二端均接地；
所述第四电容C4的第一端连接所述供电电压引脚VCC，所述第四电容C4的第二端接地；
所述引导引脚BST连接所述第五电容C5的第一端，所述第五电容C5的第二端以及所述切换引脚SW连接所述第一电感L1的第一端；
所述第一电感L1的第二端、所述第六电容C6的第一端、所述第一电阻R1的第一端、所述第七电容C7的第一端、所述第八电容C8的第一端和所述第九电容C9的第一端连接；所述第六电容C6的第二端、所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端与所述反馈引脚FB连接；所述第二电阻R2的第二端接地；
所述第七电容C7的第二端、所述第八电容C8的第二端和所述第九电容C9的第二端接地。
请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的一种第一电源芯片的工作电路图，其中，通过第一电源芯片，可控制干电池组为光耦电源、距离传感器、摄像模组、通信模块、门铃功率放大器、扩展芯片和感应把手等负载进行供电。
可选地，所述第二电源芯片包括电源电压引脚VIN、使能引脚EN、接地引脚GND、供电电压引脚VCC、反馈引脚FB、电源输出引脚PG、频率调整引脚FREQ/MODE、斜坡调整引脚CR、软启动引脚SS、引导引脚BST和切换引脚SW；所述电源控制模块还包括第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、和第二电感L2，其中，
所述第十电容C10的第一端、所述第十一电容C11的第一端和所述第三电阻R3的第一端均连接所述电源电压引脚VIN；所述第十电容C10的第二端和所述第十一电容C11的第二端均接地；所述第三电阻R3的第二端和所述第四电阻R4的第一端均连接所述频率调整引脚FREQ/MODE；所述第四电阻R4的第二端接地；所述第五电阻R5的第一端连接所述使能引脚EN，所述第五电阻R5的第二端连接所述光耦电源；
所述第十二电容C12的第一端和所述第六电阻R6的第一端连接所述供电电压引脚VCC；所述第十二电容C12的第二端接地，所述第六电阻R6的第二端连接所述电源输出引脚PG；
所述引导引脚BST连接所述第七电阻R7的第一端，所述第七电阻R7的第二端连接所述第十三电容C13的第一端；所述第十三电容C13的第二端和所述第二电感L2的第一端连接所述切换引脚SW；
所述第十四电容C14的第一端连接所述斜坡调整引脚CR，所述第十四电容C14的第二端、所述第二电感L2的第二端、所述第八电阻R8的第一端、所述第十六电容C16的第一端和所述第十七电容C17的第一端连接；所述第八电阻R8的第二端、所述第九电阻R9的第一端连接所述反馈引脚FB；所述第九电阻R9的第二端接地；所述第十六电容C16的第二端和所述第十七电容C17的第二端接地；
所述第十五电容C15的第一端连接所述软启动引脚SS；所述第十五电容C15的第二端接地。
请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的一种第二电源芯片的工作电路图，其中，通过第二电源芯片，可控制干电池组为语音模块和锁体电源。
本申请实施例中，在干电池组进行供电的过程中，干电池虚电会随负载模块的功耗大小不同进行波动，负载电流从100μA到1A波动，因此，本方案采用第一电源芯片和第二电源芯片，第一电源芯片和第二电源芯片均能够实现快速负载瞬态响应，在干电池组进行供电的过程中，实现在低功耗模式和高功耗模式之间进行来回切换。
可以看出，通过本实用新型实施例中的基于干电池的智能锁供电系统，该系统包括干电池组、电源控制模块和负载模块，其中，干电池组，用于对负载模块供电；电源控制模块，用于控制干电池对负载模块供电；干电池组包括串联的N节干电池，N为大于或等于预设数值的正整数，干电池组提供的干电池电压大于或等于预设电压阈值，在干电池组供电过程中，通过N节干电池可提供大于预设电压阈值的干电池电压，根据功率不变效应，在功率不变的情况下，干电池电压越大，供电线路中的电流越小，从而可减小传输电流，线阻与接触电阻损失的功率Q＝I2Rt会相应减小，进而减小传输线路能量损耗，提高电池利用率；此外，干电池虚电会随负载模块的功耗大小不同进行波动，当负载模块进行工作，需要较大功耗时，通过大于预设电压阈值的干电池电压，在负载电压跌落时，跌落后的负载电压能够保证系统能正常工作。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种基于干电池的智能锁供电系统，其特征在于，所述系统包括干电池组、电源控制模块和负载模块，其中，
所述干电池组，用于对所述负载模块供电；
所述电源控制模块，用于控制所述干电池对所述负载模块供电；
所述干电池组包括串联的N节干电池，所述N为大于或等于预设数值的正整数，所述干电池组提供的干电池电压大于或等于预设电压阈值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源控制模块包括第一电源芯片和第二电源芯片，所述负载模块包括第一负载模块和第二负载模块，
所述第一电源芯片，用于控制所述干电池组对所述第一负载模块供电；
所述第二电源芯片，用于控制所述干电池组对所述第二负载模块供电。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一负载模块包括控制器，还包括以下至少一种：光耦电源、距离传感器和摄像模组；其中，
所述距离传感器，用于检测是否有人靠近；
所述摄像模组，用于在所述距离传感器检测到有人靠近时，进行人脸识别；在人脸识别成功后，所述控制器控制智能锁执行开锁操作；
所述光耦电源，用于检测所述智能锁是否到达开锁成功状态。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一负载模块还包括以下至少一种：通信模块、门铃功率放大器、扩展芯片和感应把手。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二负载模块包括以下至少一种：语音模块和锁体电源。
6.根据权利要求2-5任一项所述的系统，其特征在于，所述第一电源芯片包括输入电压引脚、使能引脚、接地引脚、供电电压引脚、反馈引脚、电源输出引脚、引导引脚和切换引脚；所述电源控制模块还包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电阻、第二电阻和第一电感，其中，
所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端和所述第三电容的第一端均连接所述输入电压引脚和所述使能引脚；所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端均接地；
所述第四电容的第一端连接所述供电电压引脚，所述第四电容的第二端接地；
所述引导引脚连接所述第五电容的第一端，所述第五电容的第二端以及所述切换引脚连接所述第一电感的第一端；
所述第一电感的第二端、所述第六电容的第一端、所述第一电阻的第一端、所述第七电容的第一端、所述第八电容的第一端和所述第九电容的第一端连接；所述第六电容的第二端、所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端与所述反馈引脚连接；所述第二电阻的第二端接地；
所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端和所述第九电容的第二端接地。
7.根据权利要求2-5任一项所述的系统，其特征在于，所述第二电源芯片包括电源电压引脚、使能引脚、接地引脚、供电电压引脚、反馈引脚、电源输出引脚、频率调整引脚、斜坡调整引脚、软启动引脚、引导引脚和切换引脚；所述电源控制模块还包括第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、和第二电感，其中，
所述第十电容的第一端、所述第十一电容的第一端和所述第三电阻的第一端均连接所述电源电压引脚；所述第十电容的第二端和所述第十一电容的第二端均接地；所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端均连接所述频率调整引脚；所述第四电阻的第二端接地；所述第五电阻的第一端连接所述使能引脚，所述第五电阻的第二端连接光耦电源；
所述第十二电容的第一端和所述第六电阻的第一端连接所述供电电压引脚；所述第十二电容的第二端接地，所述第六电阻的第二端连接所述电源输出引脚；
所述引导引脚连接所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端连接所述第十三电容的第一端；所述第十三电容的第二端和所述第二电感的第一端连接所述切换引脚；
所述第十四电容的第一端连接所述斜坡调整引脚，所述第十四电容的第二端、所述第二电感的第二端、所述第八电阻的第一端、所述第十六电容的第一端和所述第十七电容的第一端连接；所述第八电阻的第二端、所述第九电阻的第一端连接所述反馈引脚；所述第九电阻的第二端接地；所述第十六电容的第二端和所述第十七电容的第二端接地；
所述第十五电容的第一端连接所述软启动引脚；所述第十五电容的第二端接地。
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2020
- 2020-10-31 CN CN202022485279.0U patent/CN213817274U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI815705B (zh) * | 2022-10-20 | 2023-09-11 | 立錡科技股份有限公司 | 無線電力傳輸裝置及其操作方法 |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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