CN216312711U - 一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，包括电源适配器、降压型电源旁路电路、降压型锂电池组充电管理电路、锂电池组、电池组电量检测电路、电源路径管理切换电路、DC‑DC 5V电源轨、LDO 3.3V电源轨和电机驱动器；电源适配器分别与降压型锂电池组充电管理电路和降压型电源旁路电路电连接；电源路径管理切换电路分别与电源适配器、锂电池组、降压型电源旁路电路、DC‑DC 5V电源轨和电机驱动器电连接；锂电池组分别与降压型锂电池组充电管理电路和电池组电量检测电路电连接。本实用新型具有电源适配器供电与电池供电两种供电模式，通过电源适配器供电的同时对锂电池组充电，不再需要取下电池组充电。

Description

一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及机器人硬件设计技术领域，具体涉及一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统。

背景技术

在人工智能普及教育飞速发展背景下，国内外教育机器人产品遍地开花，但同类产品在电源管理方案设计上还照搬以前的电动玩具或航模的硬件设计思路，使其不能成为教具，不能走向课堂，无法满足人工智能课堂教学的需要。目前市面上的教育机器人在电源管理方案上具有以下问题：

1、插线充电功能缺失，用户需要取下电池，用专门的座充充电；

2、充电时无法使用机器人，需大量时间等待电池充满，或者人力更换电池，使用极为不便；

3、经常插拔电池，系统经常承受上电冲击，易损坏，维护成本高；

4、航模电池容量较小，能量密度低，续航短，寿命不长；

5、锂电保护和静电防护方案简陋，无法保证效果；

6、没有高可靠性的多路电源轨，无法满足日益复杂的教育机器人内部电路供电需求。

以上种种问题阻碍了教育机器人面向课堂的大规模推广。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，具有电源适配器供电与电池供电两种供电模式，两种模式之间自动“无缝切换”，用户可以通过电源适配器对教育机器人产品供电的同时对锂电池组充电，不再需要取下电池使用座式充电器充电。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，包括电源适配器、降压型电源旁路电路、降压型锂电池组充电管理电路、锂电池组、电池组电量检测电路、电源路径管理切换电路、DC-DC 5V电源轨、LDO 3.3V电源轨和电机驱动器；

所述电源适配器分别与降压型锂电池组充电管理电路和降压型电源旁路电路电连接；

所述电源路径管理切换电路分别与电源适配器、锂电池组、降压型电源旁路电路、DC-DC 5V电源轨和电机驱动器电连接；

所述锂电池组分别与降压型锂电池组充电管理电路和电池组电量检测电路电连接；

所述DC-DC 5V电源轨与LDO 3.3V电源轨电连接。

进一步地，所述降压型电源旁路电路包括芯片U3、肖特基二极管D3、电感L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C18和电容C19；芯片U3的型号为SY8368；

肖特基二极管D3的正极连接电源适配器，肖特基二极管D3的负极分别连接芯片U3的脚7、芯片U3的脚8、电阻R8的一端、电容C18的一端、电容C9的一端和电容C19的一端；电容C18的另一端分别连接电容C9的另一端和电容C19的另一端并接地；电阻R8的另一端连接芯片U3的脚1，芯片U3的脚3接地，芯片U3的脚5连接电容C10的一端，电容C10的另一端接地，芯片U3的脚4分别连接电阻R5的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端连接电容C5的一端，电容C5的另一端分别连接电感L2的一端、电阻R7的另一端、电容C6的一端、电容C7的一端和电容C8的一端；电容C6的另一端分别连接电容C7的另一端、电容C8的另一端和芯片U3的脚9并接地；电感L2的另一端分别连接芯片U3的脚10和电容C4的一端，电容C4的另一端连接芯片U3的脚6。

进一步地，所述降压型锂电池组充电管理电路包括芯片U1、肖特基二极管D1、发光二极管D4、电感L3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2和电容C3；芯片U1的型号为SY6912a；

肖特基二极管D1的正极连接电源适配器，肖特基二极管D1的负极分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端和芯片U1的脚8；电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极连接芯片U1的脚6，电阻R2的另一端分别连接芯片U1的脚4和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，芯片U1的脚9接地，芯片U1的脚1连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，芯片U1的脚2分别连接电感L3的一端和电阻R3的一端，电感L3的另一端连接芯片U1的脚7，电阻R3的另一端分别连接锂电池组、芯片U1的脚3和电容C3的一端，电容C3的另一端接地。

进一步地，所述电池组电量检测电路包括单通道运算放大器OP1、电阻R66、电阻R67、电容C55和电容C56；单通道运算放大器OP1型号为GS8551-TR；

单通道运算放大器OP1的脚4连接锂电池组，单通道运算放大器OP1的脚2接地，单通道运算放大器OP1的脚3分别连接电阻R66的一端和电阻R67的一端，电阻R67的另一端接地，电阻R66的另一端连接机器人主控电路，单通道运算放大器OP1的脚5分别连接电容C55的一端和电容C56的一端，电容C55的另一端连接电容C56的另一端并接地。

进一步地，所述电源路径管理切换电路包括机械开关SW1、P-MOSFET Q1、P-MOSFETQ2、P-MOSFET Q3、电阻R9、电阻R10和电阻R11；

P-MOSFET Q1的5个D极连接在一起并连接锂电池组，P-MOSFET Q1的3个S极与P-MOSFET Q2的3个S极都连接在一起，P-MOSFET Q1的G极分别连接P-MOSFET Q2的G极、电阻R9的一端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，电阻R9的另一端连接电源适配器，P-MOSFET Q2的5个D极与P-MOSFET Q3的3个S极都连接在一起并分别连接电容C8的一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端分别连接P-MOSFET Q3的G极和机械开关SW1的脚2，机械开关SW1的脚3连接机械开关SW1的脚EH并接地，P-MOSFET Q3的5个D极都连接在一起并分别连接DC-DC 5V电源轨和电机驱动器。

进一步地，所述P-MOSFET Q1、P-MOSFET Q2和P-MOSFET Q3的型号为WSD30L20DN。

进一步地，所述DC-DC 5V电源轨包括芯片U4、电感L1、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17；

芯片U4的脚1连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接P-MOSFET Q3的5个D极，芯片U4的脚3接地，芯片U4的脚5连接电容C17的一端，电容C17的另一端接地，芯片U4的脚6连接电容C11的一端，电容C11的另一端分别连接芯片U4的脚10和电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接电容C12的一端、电阻R18的一端、电容C13的一端、电容C14的一端和电容C15的一端，电容C13的另一端分别连接电容C14的另一端和电容C15的另一端并接地，电容C12的另一端连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接电阻R16的一端、电阻R18的另一端和芯片U4的脚4，电阻R16的另一端接地，芯片U4的脚9接地，芯片U4的脚7分别连接芯片U4的脚8、电容C16的一端和电阻R20的另一端，电容C16的另一端接地。

进一步地，所述LDO 3.3V电源轨包括三端稳压器VR1、电容C24、电容C25、电容C26和电容C27；

三端稳压器VR1的输入端分别连接电容C15的一端、电容C24的一端和电容C25的一端，三端稳压器VR1的输出端分别连接电容C26的一端和电容C27的一端，三端稳压器VR1的公共端分别连接电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C26的另一端和电容C27的另一端并接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：

1、本实用新型的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统具有电源适配器供电与电池供电两种供电模式，两种模式之间自动“无缝切换”，用户可以通过电源适配器对教育机器人产品供电的同时对锂电池组充电，不再需要取下电池使用座式充电器充电；

2、创新的旁路电源模式使电池充电与系统供电同时进行，人工智能机器人教育课堂不再被供电问题而打断，不再需要大量老师和助教来准备教具，为教育机器人真正大规模走进课堂扫清供电方式上的障碍；

3、高性能电源芯片的创新应用使得系统体积减小，效率提高，功率密度提高，符合人工智能教育机器人产品需求；

4、新型电池的创新应用使得方案性能更好，续航更长，寿命更长，成本更低，更安全；

5、完善的多重保护机制保护课堂教学的使用安全；

6、免维护的设计，降低了展开人工智能教育机器人课堂教学的人力成本，方便教师、助教及培训人员的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型面向课堂的教育机器人电池电源管理系统的电路图；

图2是本实用新型降压型电源旁路电路的原理图；

图3是本实用新型降压型锂电池组充电管理电路的原理图；

图4是本实用新型电池组电量检测电路的原理图；

图5是本实用新型电源路径管理切换电路的原理图；

图6是本实用新型DC-DC 5V电源轨的原理图；

图7是本实用新型LDO 3.3V电源轨的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。需要指出的是，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。

如图1所示，本实用新型提供一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，包括电源适配器、降压型电源旁路电路、降压型锂电池组充电管理电路、锂电池组、电池组电量检测电路、电源路径管理切换电路、DC-DC 5V电源轨、LDO 3.3V电源轨和电机驱动器；

所述电源适配器分别与降压型锂电池组充电管理电路和降压型电源旁路电路电连接；

所述电源路径管理切换电路分别与电源适配器、锂电池组、降压型电源旁路电路、DC-DC 5V电源轨和电机驱动器电连接；

所述锂电池组分别与降压型锂电池组充电管理电路和电池组电量检测电路电连接；

所述DC-DC 5V电源轨与LDO 3.3V电源轨电连接。

如图2所示，所述降压型电源旁路电路包括芯片U3、肖特基二极管D3、电感L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C18和电容C19；芯片U3的型号为SY8368。

肖特基二极管D3的正极连接电源适配器，肖特基二极管D3的负极分别连接芯片U3的脚7、芯片U3的脚8、电阻R8的一端、电容C18的一端、电容C9的一端和电容C19的一端；电容C18的另一端分别连接电容C9的另一端和电容C19的另一端并接地；电阻R8的另一端连接芯片U3的脚1，芯片U3的脚3接地，芯片U3的脚5连接电容C10的一端，电容C10的另一端接地，芯片U3的脚4分别连接电阻R5的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端连接电容C5的一端，电容C5的另一端分别连接电感L2的一端、电阻R7的另一端、电容C6的一端、电容C7的一端和电容C8的一端；电容C6的另一端分别连接电容C7的另一端、电容C8的另一端和芯片U3的脚9并接地；电感L2的另一端分别连接芯片U3的脚10和电容C4的一端，电容C4的另一端连接芯片U3的脚6。

所述降压型电源旁路电路，可在接入电源适配器时自动介入工作，将电源适配器的19.5V电压转换为系统电压VSYS 12V，配合电源路径管理切换电路对系统进行供电。采用同步整流型BUCK降压芯片SY8368，该芯片具有高达16A的峰值电流输出能力与8A的连续电流输出能力，可满足教育机器人硬件系统在各种工作条件下的供电需求。高达800kHz的开关频率能大幅减小无源元件体积，做到高效率、高功率密度。即时PWM架构能达到超快的瞬态响应，可以从容应对机器人上诸如电机驱动等瞬态大电流大功率场景。

如图3所示，所述降压型锂电池组充电管理电路包括芯片U1、肖特基二极管D1、发光二极管D4、电感L3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2和电容C3；芯片U1的型号为SY6912a；

肖特基二极管D1的正极连接电源适配器，肖特基二极管D1的负极分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端和芯片U1的脚8；电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极连接芯片U1的脚6，电阻R2的另一端分别连接芯片U1的脚4和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，芯片U1的脚9接地，芯片U1的脚1连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，芯片U1的脚2分别连接电感L3的一端和电阻R3的一端，电感L3的另一端连接芯片U1的脚7，电阻R3的另一端分别连接锂电池组、芯片U1的脚3和电容C3的一端，电容C3的另一端接地。

所述降压型锂电池组充电管理电路，采用高效率降压型多节锂电充电管理芯片SY6912a。检测到电源适配器输入时，电源路径管理切换电路能瞬间切断电池到系统的供电路径，同时开启充电路径。具有以下优势：内置完整的“涓流(Trickle Current,TC)预充、恒流(Constant Current,CC)快充、恒压(Constant Voltage,CV)满充”三段式锂电充电策略，适应锂电池组充电特性；完善的多重保护机制包括充电超时保护、输入欠压保护(UnderVoltage Lock Out,UVLO)、电池组过电压保护(Over Voltage Protection,OVP)、过温度保护(Over Temperature Porotection,OTP)、输出短路保护(Output Short CircuitProtection,OSCP)、防电流倒灌、充电状态指示、电池在线/离线检测。2A的连续电流能力保障充电速度，高达800kHz的开关频率能大幅减小无源元件体积，做到高效率、高功率密度。

如图4所示，所述电池组电量检测电路包括单通道运算放大器OP1、电阻R66、电阻R67、电容C55和电容C56；单通道运算放大器OP1型号为GS8551-TR；

单通道运算放大器OP1的脚4连接锂电池组，单通道运算放大器OP1的脚2接地，单通道运算放大器OP1的脚3分别连接电阻R66的一端和电阻R67的一端，电阻R67的另一端接地，电阻R66的另一端连接机器人主控电路，单通道运算放大器OP1的脚5分别连接电容C55的一端和电容C56的一端，电容C55的另一端连接电容C56的另一端并接地。

所述电池组电量检测电路的主要器件是单通道运算放大器OP1，接成电压跟随器电路。电阻R66、R67所组成的分压网络对电池电压VBAT进行1/4的比例衰减，以符合机器人内部ADC 0-3.3V的电压采集范围。电阻分到的电压经过电压跟随器缓冲后送入ADC完成采集，再经过分压比例的计算就能得出精确的电池组电压。

电池组接口为XT60座子，机械强度大，过电流能力强，保留电池组的可插拔更换特性，适合机器人的应用场景。

带保护板和电池单体均衡功能的串联型锂电池组优选21700型圆柱形锂离子电池，21700型锂电池是新能源汽车发展的产物，其相较于传统18650型电池，在能量密度、单体容量、性价比、充放电性能等方面具有显著优势。经调研论证，适合于机器人应用。串联结构需要克服锂离子电池单体之间的微小差异性，故引入均衡电路。电芯与保护板共同组成电池PACK，在原有各类电路保护的基础上为电池使用安全再添一道防线。

如图5所示，所述电源路径管理切换电路包括机械开关SW1、P-MOSFET Q1、P-MOSFET Q2、P-MOSFET Q3、电阻R9、电阻R10和电阻R11；

P-MOSFET Q1的5个D极连接在一起并连接锂电池组，P-MOSFET Q1的3个S极与P-MOSFET Q2的3个S极都连接在一起，P-MOSFET Q1的G极分别连接P-MOSFET Q2的G极、电阻R9的一端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，电阻R9的另一端连接电源适配器，P-MOSFET Q2的5个D极与P-MOSFET Q3的3个S极都连接在一起并分别连接电容C8的一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端分别连接P-MOSFET Q3的G极和机械开关SW1的脚2，机械开关SW1的脚3连接机械开关SW1的脚EH并接地，P-MOSFET Q3的5个D极都连接在一起并分别连接DC-DC 5V电源轨和电机驱动器。

所述电源路径管理切换电路由电阻R9、R10、R11、机械开关SW1与低损耗的P-MOSFET Q1、Q2、Q3构成。P-MOSFET Q1、P-MOSFET Q2和P-MOSFET Q3的型号为WSD30L20DN。当电源适配器接入时，背靠背连接的PMOS Q1、Q2栅极被拉高，关断由电池到系统的供电路径。同时所述降压型电源旁路电路介入工作，系统切换到所述降压型电源旁路电路供电。当电源适配器移除时，背靠背连接的PMOS Q1、Q2栅极被拉低到地，电池到系统的供电路径打开，系统由所述降压型电源旁路电路供电切换到电池供电。整个转换过程需要时间极短。机械开关SW1和PMOS Q3共同构成超低损耗的无触点电子开关，是系统电源的总开关。

如图6所示，所述DC-DC 5V电源轨包括芯片U4、电感L1、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17；

芯片U4的脚1连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接P-MOSFET Q3的5个D极，芯片U4的脚3接地，芯片U4的脚5连接电容C17的一端，电容C17的另一端接地，芯片U4的脚6连接电容C11的一端，电容C11的另一端分别连接芯片U4的脚10和电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接电容C12的一端、电阻R18的一端、电容C13的一端、电容C14的一端和电容C15的一端，电容C13的另一端分别连接电容C14的另一端和电容C15的另一端并接地，电容C12的另一端连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接电阻R16的一端、电阻R18的另一端和芯片U4的脚4，电阻R16的另一端接地，芯片U4的脚9接地，芯片U4的脚7分别连接芯片U4的脚8、电容C16的一端和电阻R20的另一端，电容C16的另一端接地。

所述DC-DC 5V电源轨将来自电池或降压型电源旁路电路的系统电压VSYS转换为5V电源轨，为机器人内部需要5V供电的电路供电，使用的芯片为TPS5450。此芯片有6A峰值、5A连续的电流输出能力，内置低导阻N-MOSFET上管，开关频率高达500kHz。带有系统电压VSYS欠压保护(Under Voltage Lock Out,UVLO)和软启动功能。电压前馈设计能优化瞬态响应，内部环路补偿能减少外部元件数量。

如图7所示，所述LDO 3.3V电源轨包括三端稳压器VR1、电容C24、电容C25、电容C26和电容C27；

三端稳压器VR1的输入端分别连接电容C15的一端、电容C24的一端和电容C25的一端，三端稳压器VR1的输出端分别连接电容C26的一端和电容C27的一端，三端稳压器VR1的公共端分别连接电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C26的另一端和电容C27的另一端并接地。

所述LDO 3.3V电源轨，将所述5V供电稳压为3.3V，为机器人内部需要3.3V供电的电路进行供电，采用的稳压芯片为AMS1117-3.3。

电源接口与保护电路优选DC-044a型座子，由自恢复保险丝和瞬态抑制二极管(TVS)构成，增加过流保护和防静电、防浪涌功能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，包括电源适配器、降压型电源旁路电路、降压型锂电池组充电管理电路、锂电池组、电池组电量检测电路、电源路径管理切换电路、DC-DC 5V电源轨、LDO 3.3V电源轨和电机驱动器；

所述电源适配器分别与降压型锂电池组充电管理电路和降压型电源旁路电路电连接；

所述电源路径管理切换电路分别与电源适配器、锂电池组、降压型电源旁路电路、DC-DC 5V电源轨和电机驱动器电连接；

所述锂电池组分别与降压型锂电池组充电管理电路和电池组电量检测电路电连接；

所述DC-DC 5V电源轨与LDO 3.3V电源轨电连接。

2.根据权利要求1所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述降压型电源旁路电路包括芯片U3、肖特基二极管D3、电感L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C18和电容C19；芯片U3的型号为SY8368；

肖特基二极管D3的正极连接电源适配器，肖特基二极管D3的负极分别连接芯片U3的脚7、芯片U3的脚8、电阻R8的一端、电容C18的一端、电容C9的一端和电容C19的一端；电容C18的另一端分别连接电容C9的另一端和电容C19的另一端并接地；电阻R8的另一端连接芯片U3的脚1，芯片U3的脚3接地，芯片U3的脚5连接电容C10的一端，电容C10的另一端接地，芯片U3的脚4分别连接电阻R5的一端、电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端连接电容C5的一端，电容C5的另一端分别连接电感L2的一端、电阻R7的另一端、电容C6的一端、电容C7的一端和电容C8的一端；电容C6的另一端分别连接电容C7的另一端、电容C8的另一端和芯片U3的脚9并接地；电感L2的另一端分别连接芯片U3的脚10和电容C4的一端，电容C4的另一端连接芯片U3的脚6。

3.根据权利要求2所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述降压型锂电池组充电管理电路包括芯片U1、肖特基二极管D1、发光二极管D4、电感L3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2和电容C3；芯片U1的型号为SY6912a；

肖特基二极管D1的正极连接电源适配器，肖特基二极管D1的负极分别连接电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端和芯片U1的脚8；电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4的负极连接芯片U1的脚6，电阻R2的另一端分别连接芯片U1的脚4和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，芯片U1的脚9接地，芯片U1的脚1连接电容C2的一端，电容C2的另一端接地，芯片U1的脚2分别连接电感L3的一端和电阻R3的一端，电感L3的另一端连接芯片U1的脚7，电阻R3的另一端分别连接锂电池组、芯片U1的脚3和电容C3的一端，电容C3的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述电池组电量检测电路包括单通道运算放大器OP1、电阻R66、电阻R67、电容C55和电容C56；单通道运算放大器OP1型号为GS8551-TR；

单通道运算放大器OP1的脚4连接锂电池组，单通道运算放大器OP1的脚2接地，单通道运算放大器OP1的脚3分别连接电阻R66的一端和电阻R67的一端，电阻R67的另一端接地，电阻R66的另一端连接机器人主控电路，单通道运算放大器OP1的脚5分别连接电容C55的一端和电容C56的一端，电容C55的另一端连接电容C56的另一端并接地。

5.根据权利要求4所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述电源路径管理切换电路包括机械开关SW1、P-MOSFET Q1、P-MOSFET Q2、P-MOSFET Q3、电阻R9、电阻R10和电阻R11；

P-MOSFET Q1的5个D极连接在一起并连接锂电池组，P-MOSFET Q1的3个S极与P-MOSFETQ2的3个S极都连接在一起，P-MOSFET Q1的G极分别连接P-MOSFET Q2的G极、电阻R9的一端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，电阻R9的另一端连接电源适配器，P-MOSFET Q2的5个D极与P-MOSFET Q3的3个S极都连接在一起并分别连接电容C8的一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端分别连接P-MOSFET Q3的G极和机械开关SW1的脚2，机械开关SW1的脚3连接机械开关SW1的脚EH并接地，P-MOSFET Q3的5个D极都连接在一起并分别连接DC-DC 5V电源轨和电机驱动器。

6.根据权利要求5所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述P-MOSFET Q1、P-MOSFET Q2和P-MOSFET Q3的型号为WSD30L20DN。

7.根据权利要求5所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述DC-DC 5V电源轨包括芯片U4、电感L1、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16和电容C17；

芯片U4的脚1连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接P-MOSFET Q3的5个D极，芯片U4的脚3接地，芯片U4的脚5连接电容C17的一端，电容C17的另一端接地，芯片U4的脚6连接电容C11的一端，电容C11的另一端分别连接芯片U4的脚10和电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接电容C12的一端、电阻R18的一端、电容C13的一端、电容C14的一端和电容C15的一端，电容C13的另一端分别连接电容C14的另一端和电容C15的另一端并接地，电容C12的另一端连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别连接电阻R16的一端、电阻R18的另一端和芯片U4的脚4，电阻R16的另一端接地，芯片U4的脚9接地，芯片U4的脚7分别连接芯片U4的脚8、电容C16的一端和电阻R20的另一端，电容C16的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的面向课堂的教育机器人电池电源管理系统，其特征在于，所述LDO 3.3V电源轨包括三端稳压器VR1、电容C24、电容C25、电容C26和电容C27；

三端稳压器VR1的输入端分别连接电容C15的一端、电容C24的一端和电容C25的一端，三端稳压器VR1的输出端分别连接电容C26的一端和电容C27的一端，三端稳压器VR1的公共端分别连接电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C26的另一端和电容C27的另一端并接地。

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