CN218005908U - 充电拓扑电路、清洁机器人基站、清洁系统和清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充电拓扑电路、清洁机器人基站、清洁系统和清洁机器人，其中，充电拓扑电路包括第一转换电路、第一处理单元和第一控制单元，第一转换电路具有第一输入端和第一输出端，第一输入端外接电源，第一转换电路用于将其输入电压转换为相应的功率输出；第一处理单元用于获取待充电设备的充电信号，根据获取的充电信号计算处理出调节信号，并传输至第一控制单元执行；第一控制单元电连接第一转换电路，并与第一处理单元信号连接，第一控制单元根据调节信号调节第一输出端输出指定数值的电压和电流。本实用新型技术方案，提升清洁机器人的充电能效。

Description

充电拓扑电路、清洁机器人基站、清洁系统和清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及清洁设备技术领域，特别涉及一种充电拓扑电路、清洁机器人基站、清洁系统和清洁机器人。

背景技术

随着人们生活水平的提高，自动扫地、洗地等功能的清洁机器人逐渐进入家庭。

目前，清洁机器人都是通过自带的充电电池供电，其电源系统通常包括适配器、充电电路(例如降压式变换电路)和充电电池，清洁机器人在充电时，输入电源需要先经过适配器进行交流到直流的转换，再经过充电电路进行直流降压变换后，才输出到充电电池进行充电。由于适配器的交流转直流和充电电路的降压变换都会造成部分电能损失，因此，通过两级转换叠加所损失的电能会很大，导致清洁机器人的充电能效很低。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电拓扑电路，旨在提升清洁机器人的充电能效。

为实现上述目的，本实用新型提出的充电拓扑电路，包括第一转换电路、第一处理单元和第一控制单元，其中：

所述第一转换电路具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端外接电源，所述第一转换电路用于将其输入电压转换为相应的功率输出；

所述第一处理单元用于获取待充电设备的充电信号，根据获取的充电信号计算处理出调节信号，并传输至所述第一控制单元执行；

所述第一控制单元电连接所述第一转换电路，并与所述第一处理单元信号连接，所述第一控制单元根据所述调节信号调节所述第一输出端输出指定数值的电压和电流。

在一些实施例中，所述第一转换电路包括第一滤波单元、功率调节单元、功率变换单元和第二滤波单元；

所述第一输入端依次经所述第一滤波单元、功率变换单元、第二滤波单元电连接所述第一输出端；

所述第一控制单元电连接所述第一输出端，用于获取所述第一输出端反馈的电压和电流；

所述功率调节单元一端电连接所述第一控制单元，另一端电连接所述功率变换单元与所述第一滤波单元相连的一端，用于接收所述第一控制单元输出的控制信号，并根据所述控制信号调节所述功率变换单元的输出功率。

在一些实施例中，所述功率调节单元包括隔离反馈子单元、AC/DC控制器和开关子单元，所述隔离反馈子单元一端电连接所述第一控制单元，另一端经所述AC/DC控制器电连接所述开关子单元，所述开关子单元电连接所述功率变换单元与所述第一滤波单元相连的一端。

在一些实施例中，所述充电拓扑电路还包括充电输出接口和开关保护单元，所述开关保护单元串接在所述第一输出端与所述充电输出接口之间，所述第一控制单元电连接所述开关保护单元，用于根据所述第一输出端的电流大小控制所述开关保护单元的通断。

本实用新型还提出一种清洁机器人基站，包括第一系统负载单元和上述充电拓扑电路，所述第一系统负载单元电连接所述第一输出端和所述第一处理单元。

本实用新型还提出一种清洁系统，包括上述清洁机器人基站和至少一个清洁机器人，所述清洁机器人包括：

充电输入接口，用于与所述第一转换电路的第一输出端电连接；

第一电池单元，所述第一电池单元的充放电端电连接所述充电输入接口；

第二系统负载单元，与所述第一电池单元的充放电端电连接；以及

第二处理单元，电连接所述第一电池单元和所述第二系统负载单元，并与所述第一处理单元无线连接，所述第二处理单元用于获取所述第一电池单元和第二系统负载单元的状态信息，并根据获取的状态信息向所述第一处理单元发送对应的充电信号。

在一些实施例中，所述清洁机器人还包括第一保护电路，所述充电输入接口经所述第一保护电路与所述第一电池单元的充放电端电连接。

本实用新型还提出一种清洁系统，包括清洁机器人基站、清洁机器人和上述充电拓扑电路，所述第一转换电路和所述第一控制单元设置于所述清洁机器人基站，所述第一处理单元设置于所述清洁机器人，所述待充电设备为所述清洁机器人。

本实用新型还提出一种清洁系统，包括云端控制系统、清洁机器人基站、至少一个清洁机器人和上述充电拓扑电路；所述第一转换电路和所述第一控制单元设置于所述清洁机器人基站，所述第一处理单元设置于所述云端控制系统；

所述云端控制系统与所述清洁机器人通信连接，用于获取清洁机器人的充电信号；

所述充电拓扑电路的第一控制单元与所述云端控制系统通信连接，用于接收所述第一处理单元发送的调节信号。

本实用新型还提出一种清洁机器人，包括第二电池单元、第二转换电路、第三处理单元、第二控制单元和第三系统负载单元，其中：

所述第二转换电路具有第二输入端和第二输出端，所述第二输入端外接电源，所述第二输出端电连接所述第二电池单元的充放电端，所述第二转换电路用于将其输入电压转换为相应的功率输出；

所述第三处理单元电连接所述第二电池单元和所述第三系统负载单元，用于获取所述第二电池单元和第三系统负载单元的状态信息，根据获取的状态信息计算处理出调节信号，并传输至所述第二控制单元执行；

所述第二控制单元电连接所述第二转换电路和所述第三处理单元，所述第二控制单元根据所述调节信号调节所述第二输出端输出指定数值的电压和电流。

在一些实施例中，所述清洁机器人还包括第二保护电路，所述第二转换电路的第二输出端经所述第二保护电路与所述第二电池单元的充放电端电连接。

本实用新型充电拓扑电路，在用于给清洁机器人充电时，将第一转换电路的第一输出端给清洁机器人的充电端提供充电电压，第一转换电路将从其第一输入端输入的电压(交流或直流)转换为直流电压从第一输出端输出，第一处理单元实时获取清洁机器人的充电信号，并根据获取的充电信号计算处理出调节信号给第一控制单元，进而第一控制单元根据接收到调节信号调节第一输出端输出指定数值的电压和电流，如此，实现实时的精细调节给清洁机器人充电的电压和电流，使清洁机器人的充电电压和充电电流，实时跟随清洁机器人的电池当前所需的最佳充电电压和充电电流，对清洁机器人的电池起到很好的充电保护。本实用新型充电拓扑电路只对输入电压进行一次转换，便输出给清洁机器人的电池进行充电使用，即本实施例充电拓扑电路只采用一级电源变换，减少了电能损失，有效提升了充电能效。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的充电拓扑电路与待充电设备电连接的电路模块结构示意图；

图2为电池充电过程中各阶段的电流变化曲线图；

图3为本实用新型第二实施例中的充电拓扑电路的电路模块结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例中的充电拓扑电路的电路模块结构示意图；

图5为本实用新型第四实施例中的充电拓扑电路与待充电设备电连接的电路模块结构示意图；

图6为本实用新型一实施例中的清洁机器人基站的电路模块结构示意图；

图7为本实用新型第一实施例中的清洁系统的电路模块结构示意图；

图8为本实用新型第二实施例中的清洁系统的电路模块结构示意图；

图9为本实用新型第三实施例中的清洁系统的电路模块结构示意图；

图10为本实用新型一实施例中的清洁机器人的电路模块结构示意图。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，扫地机器人、洗地机器人、空气净化机器人等智能家电设备通常都是由充电电池供电，现有的智能家电设备的充电电路结构通常是包括依次相连的整流电路、一级电源变换电路和二级电源变换电路；该充电电路的工作原理为：首先，将市电通过整流电路整流成直流，由于市电的电压较高，超出智能家电设备所需的充电电压的范围，因此，再将整流电路输出的直流电压经过一级电源变换电路进行降压变换到合适的直流电压，最后经过二级电源变换电路变换为电池当前充电所需的直流电压和电流。

现有的智能家电设备的充电电路方案，由于先后采用了两级电源变换电路对电源电压进行转换，电能损失非常大，能效很低；另外，由于整个充电电路都是设置在智能家电设备内，整流电路、一级电源变换电路和二级电源变换电路在工作过程中会产生很大的热量，导致智能家电设备充电时，发热非常严重，导致智能家电设备的散热结构设计困难。

鉴于现有智能家电设备的上述痛点和不足，本实用新型提出一种充电拓扑电路，应用于清洁机器人基站、扫地机器人、洗地机器人、空气净化机器人等智能家电设备，可用于给智能家电设备供电、给家电设备充电等。

参照图1，在本实施例中，该充电拓扑电路，包括第一转换电路10、第一处理单元20和第一控制单元30。其中：

第一转换电路10具有第一输入端A和第一输出端B；该第一输入端A用于接外部电源(例如市电)，以接收电源电压输入；第一输出端B用于输出直流电压，供电池充电、给设备供电等，第一转换电路10用于将其第一输入端A的输入电压转换为相应的功率，并从其第一输出端B输出，第一转换电路10转换输出的功率大小由第一控制单元30根据调节信号进行控制。

第一处理单元20用于获取待充电设备01(例如，扫地机器人)的充电信号，根据获取的充电信号计算处理出调节信号，并将该调节信号传输给第一控制单元30执行；其中，待充电设备01的充电信号可包括：需要的工作模式、电池状态信息、待充电设备01的系统负载状态中的一个或多个。

第一控制单元30电连接第一转换电路10，并与第一处理单元20信号连接，第一控制单元30用于根据第一处理单元20发送的调节信号调节第一输出端B输出指定数值的电压和电流，其中，指定数值由第一控制单元30根据接收到的调节信号来确定。

其中，第一控制单元30与第一处理单元20的信号连接可为有线连接，也可以为无线连接(例如，蓝牙、wifi、GPS通信等连接方式)。第一处理单元20可具有一第一通信端口21，第一处理单元20可通过该第一通信端口21与待充电设备01的通信交互，以获取待充电设备01的充电信号；第一处理单元20也可通过该第一通信端口21与云端服务器通信交互，以从云端服务器获取待充电设备01的充电信号，第一处理单元20也可以设置在待充电设备01上，第一处理单元20与第一控制单元30无线连接，第一处理单元20将获取的待充电设备01的充电信号，通过无线信号的方式发送给第一控制单元30。本实施例中，第一控制单元30可以为可编程的恒压恒流控制器，也可以为其它相同功能的可编程器件。

参阅图2，电池充电过程是一个较为复杂的过程，主要分为预充阶段、恒流阶段和恒压阶段，在各个充电阶段，电池所需的最佳充电电压和充电电流都是不同的，在电池充电过程中，对充电电压和充电电流的精细控制，使其跟随电池当前所需的最佳充电电压和充电电流，能够对电池起到很好的保护。

本实施例的充电拓扑电路，在用于给清洁机器人充电时，将第一转换电路10的第一输出端B给清洁机器人的充电端提供充电电压，第一转换电路10将从其第一输入端A输入的电压(交流或直流)转换为直流电压从第一输出端B输出，第一处理单元20实时获取清洁机器人的充电信号，并根据获取的充电信号计算处理出调节信号给第一控制单元30，进而第一控制单元30根据接收到调节信号调节第一输出端B输出指定数值的电压和电流，如此，实现实时的精细调节给清洁机器人充电的电压和电流，使清洁机器人的充电电压和充电电流，实时跟随清洁机器人的电池当前所需的最佳充电电压和充电电流，对清洁机器人的电池起到很好的充电保护。

从上可知，本实施例的充电拓扑电路只对输入电压进行一次转换，便输出给清洁机器人的电池进行充电使用，即本实施例充电拓扑电路只采用一级电源变换，减少了电能损失，有效提升了充电能效。

此外，将本实施例的充电拓扑电路应用到清洁机器人基站上，可使清洁机器人无需再设置适配器(即一级电源变换电路)和充电电路(即二级电源变换电路)，可以从根源上解决清洁机器人在充电时发热大的问题，大幅降低清洁机器人充电时的内部发热量，无需在清洁机器人上进行复杂的散热设计工作；并且，清洁机器人不设置适配器，节省了清洁机器人的内部空间，可减小清洁机器人的体积和重量；另外，清洁机器人省去了对充电电路和适配器的信号控制流程部分，降低清洁机器人的系统能耗，提升清洁机器人的续航时长。

参阅图1，在本实施例中，第一处理单元20还可包括用于监测系统负载状态的第一检测端口22。当充电拓扑电路应用到清洁机器人基站或其它设备上时，第一输出端B还可给设备自身的系统负载供电，并通过第一检测端口22监控设备自身的系统负载状态，如此，第一处理单元20可根据清洁机器人或其它待充电设备01发送的充电信号，结合自身的系统负载信息(例如，可包括系统负载功率大小、工作状态等)，计算出第一转换电路10的第一输出端B需要输出的恒压恒流点，然后发送调节信号给第一控制单元30，第一控制单元30则根据接收到的调节信号控制调节第一转换电路10的第一输出端B输出的电压和电流达到需要输出的相应值。

参阅图3，在本实施例中，第一转换电路10包括第一滤波单元11、功率调节单元12、功率变换单元13和第二滤波单元14，第一输入端A依次经第一滤波单元11、功率变换单元13、第二滤波单元14电连接第一输出端B；第一滤波单元11主要用于抑制电磁干扰和对输入电源的整流滤波(例如，可包括串接的EMI电路和整流滤波电路)，第二滤波单元14主要用于对功率变换单元13的输出电压的整流滤波(例如包括整流滤波电路)。

其中，第一控制单元30电连接第一输出端B，用于获取第一输出端B反馈的电压和电流；功率调节单元12一端电连接第一控制单元30，另一端电连接功率变换单元13与第一滤波单元11相连的一端；第一控制单元30根据接收到第一处理单元20输出的指令输出相应的控制信号给功率调节单元12，功率调节单元12用于接收第一控制单元30输出的控制信号，并根据该控制信号调节功率变换单元13的输出功率。在一些实施例中，功率变换单元13可为变压器，功率调节单元12调节变压器的输出功率的方式可为调节变压器初级的通断信号的脉冲频率或占空比。

参阅图4，在本实施例中，功率调节单元12包括隔离反馈子单元121、AC/DC控制器122和开关子单元123，隔离反馈子单元121一端电连接第一控制单元30，另一端经AC/DC控制器122电连接开关子单元123，开关子单元123电连接功率变换单元13与第一滤波单元11相连的一端。第一控制单元30输出的控制信号通过隔离反馈子单元121传输给AC/DC控制器122，AC/DC控制器122根据接收到的控制信号，控制开关子单元123的通断变换状态(例如，通断切换频率或通断状态占空比)，调节功率变换单元13的输出功率，即调节第一输出端B的输出电压和/或输出电流。隔离反馈子单元121将第一控制单元30与功率变换单元13有效隔离，保护第一控制单元30。

在一些实施例中，隔离反馈子单元121可为光耦隔离反馈，也可以为磁隔离反馈或其它类型的隔离反馈；开关子单元123可为由开关管控制通断的电路，或为开关芯片等。

参阅图5，在本实施例中，充电拓扑电路还包括充电输出接口C和开关保护单元40，开关保护单元40串接在第一输出端B与充电输出接口C之间，第一控制单元30电连接开关保护单元40，用于根据第一输出端B的电流大小控制开关保护单元40的通断。

本实施例通过增加一个充电输出接口C，并在第一输出端B与充电输出接口C之间设置开关保护单元40，从而可通过开关保护单元40控制充电输出接口C与第一输出端B的通断，在充电输出接口C给外部设备充电过程中，若外部设备发生短路等故障时，第一控制单元30监测到第一输出端B的电流超过阈值，则第一控制单元30会控制开关保护单元40断开，将第一输出端B与外部设备断开，有效防止充电拓扑电路以及由第一输出端B供电的设备内部系统负载被烧坏，提升充电拓扑电路的安全性。其中，保护开关电路可为由开关管控制通断的电路，第一控制单元30电连接开关管的触发端(例如MOS管的栅极)，当然，保护开关电路也可以为其它器件构成的开关电路，或者为开关芯片。

参阅图6，本实用新型还提出一种清洁机器人基站，该清洁机器人基站包括第一系统负载单元50和上述充电拓扑电路，该充电拓扑电路的具体结构参照上述实施例，由于本清洁机器人基站采用了上述充电拓扑电路所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，第一系统负载单元50电连接第一输出端B和第一处理单元20。即本实施例将该充电拓扑电路还作为清洁机器人基站的电源系统，通过第一输出端B给清洁机器人的自身系统的所有负载供电，第一处理单元20电连接第一系统负载单元50，监控第一系统负载单元50的状态信息，以实时控制恒压恒流器调节第一输出端B的电压和电流，为系统负载稳定供电，使系统负载工作稳定。

本实施例通过将充电拓扑电路还给清洁机器人基站的第一系统负载单元50供电，使清洁机器人基站无需额外设置电源系统电路，简化清洁机器人基站的整体电路结构。

参阅图7，本实用新型还提出一种清洁系统，包括上述清洁机器人基站100和至少一个清洁机器人200，该清洁机器人基站100的具体结构的具体结构参照上述实施例，由于本清洁系统采用了上述清洁机器人基站100所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，清洁机器人200包括充电输入接口D、第一电池单元60、第二处理器70和第二系统负载单元80；其中：

充电输入接口D用于与第一转换电路10的第一输出端B电连接，以接收第一转换电路10的第一输出端B输出的直流电压；当某个清洁机器人200需要充电时，该清洁机器人200到达清洁机器人基站100，将其充电输入接口D与第一输出端B电连接(具体可为充电输入接口D经充电输出接口C电连接第一输出端B)。

第一电池单元60的充放电端电连接充电输入接口D，该第一电池单元60可以包括电池管理芯片；

第二系统负载单元80与第一电池单元60的充放电端电连接，第二系统负载单元80为清洁机器人内部的负载器件、负载模块等用电部分，第二系统负载单元80由第一电池单元60的充放电端输出的电压供电，在充电时，第二系统负载单元80则由从充电输入接口D输入的电压供电；

第二处理单元70电连接第一电池单元60和第二系统负载单元80，并与第一处理单元20无线连接(例如，蓝牙、wifi、GPS通信等连接方式)，第二处理单元70用于获取第一电池单元60和第二系统负载单元80的状态信息，并根据获取的状态信息向第一处理单元60发送对应的充电信号；其中，第一电池单元60的状态信息可包括电池电量、电池温度等信息，第二系统负载单元80的状态信息可包括系统负载功率大小、工作状态等信息。

本实施例的清洁系统，在清洁机器人200进行充电时，将其充电输入接口D与清洁机器人基站100的第一输出端B或充电输出接口C相连，第二处理器70与清洁机器人基站100的第一处理单元20无线通信连接；第二处理器70实时根据第一电池单元60的状态信息和第二系统负载单元80的状态信息，判断当前的工作模式，然后第二处理器70根据需要的工作模式、电池状态和系统负载的状态信息发送对应的充电信号给清洁机器人基站100的第一处理单元20；清洁机器人基站100的第一处理单元20接收到第二处理器70发送的充电信号，结合自身的系统负载状态，计算处理出对应的调节信号给第一控制单元30，第一控制单元30则根据接收到的调节信号调节第一转换电路10的第一输出端B输出指定数值的电压和电流，以供给第一电池单元60的充放电端，对电池单元60进行充电和对第二系统负载单元80进行供电。

本实施例的清洁系统，可使清洁机器人200无需再设置适配器(即一级电源变换电路)和充电电路(即二级电源变换电路)，可以从根源上解决清洁机器人200在充电时发热大的问题，大幅降低清洁机器人200充电时的内部发热量，无需在清洁机器人200上进行复杂的散热设计工作；并且，清洁机器人200不设置适配器，节省了清洁机器人200的内部空间，可减小清洁机器人200的体积和重量；另外，清洁机器人200省去了对充电电路和适配器的信号控制流程部分，降低清洁机器人200的系统能耗，提升清洁机器人200的续航时长。

参阅图7，在本实施例中，清洁机器人200系统还包括第一保护电路90，充电输入接口D经第一保护电路90与第一电池单元60的充放电端电连接。本实施例中，第一保护电路90主要用于防静电、防浪涌以及过压保护。

参阅图8，本实用新型还提出一种清洁系统，包括清洁机器人基站100、清洁机器人200和上述充电拓扑电路，该充电拓扑电路的具体结构参照上述实施例，由于本清洁机器人基站100采用了上述充电拓扑电路所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，充电拓扑电路的第一转换电路10和第一控制单元30设置于清洁机器人基站100，充电拓扑电路的第一处理单元20设置于清洁机器人200，第一控制单元30与第一处理单元20无线连接，待充电设备为清洁机器人200。

本实施例中，清洁机器人200在清洁机器人基站100处充电时，清洁机器人200直接通过第一处理单元20获取其电池及系统负载的状态信息，进而计算处理出对应的调节信号，并通过无线通信的方式发送给清洁机器人基站100第一控制单元30，第一控制单元30则根据接收到的调节信号调节第一转换电路10的第一输出端B输出对应大小的电压和电流。

本实施例中，第一处理单元20通过设置在清洁机器人200上，可集成于清洁机器人200自身的处理器中，从而减少清洁系统中所需的处理器数量，降低成本。

参阅图9，本实用新型进一步还提出一种清洁系统，包括云端控制系统300、清洁机器人基站100、至少一个清洁机器人200和上述充电拓扑电路；该充电拓扑电路的具体结构参照上述实施例，由于本清洁机器人基站100采用了上述充电拓扑电路所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，充电拓扑电路的第一转换电路10和第一控制单元30设置于清洁机器人基站100，第一处理单元20设置于云端控制系统300；云端控制系统300与清洁机器人200通信连接，用于获取清洁机器人200的充电信号；充电拓扑电路的第一控制单元30与云端控制系统300通信连接，用于接收第一处理单元20发送的调节信号。

本清洁系统，在一个清洁机器人200返回清洁机器人基站100处充电时，云端控制系统300实时获取当前充电的清洁机器人200的充电信号(可包括：需要的工作模式、电池状态信息、待充电设备的系统负载状态等)，并通过第一处理单元20计算处理出当前获取的充电信号所对应的调节信号，将得到的调节信号实时发送给清洁机器人基站100的第一控制单元30，进而第一控制单元30根据接收到调节信号调节第一转换电路10的第一输出端B输出指定大小的电压和电流，使清洁机器人200的充电电压和充电电流实时跟随其电池状态对应的最佳充电电压和充电电流。

本实施例的清洁系统，对清洁机器人200的充电信号的获取和计算处理都通过云端控制系统300完成，减少清洁机器人基站100和清洁机器人200的计算和数据处理量，且清洁机器人基站100的电路部分结构更简单，成本降低，并且将第一处理单元20设置在云端控制系统300，更加方便工作人员的维护和更新。

参阅图10，本实用新型还提出一种清洁机器人，包括第二电池单元601、第二转换电路101、第三处理单元201、第二控制单元301和第三系统负载单元801，第三系统负载单元801为清洁机器人内部的负载器件、负载模块等用电部分，其中：

第二转换电路101具有第二输入端A0和第二输出端B0，第二输入端A0外接电源(例如市电)，第二输出端B0电连接第二电池单元601的充放电端，第二转换电路101用于将其输入电压转换为相应的功率输出；

第三处理单元201电连接第二电池单元601和第三系统负载单元801，用于获取第二电池单元601和第三系统负载单元801的状态信息，根据获取的状态信息计算处理出调节信号，并传输至第二控制单元301执行；

第二控制单元301电连接第二转换电路101和第三处理单元201，第二控制单元301用于根据调节信号调节第二输出端B0输出指定数值的电压和电流，其中，指定数值由第二控制单元301根据接收到的调节信号来确定。

本实施例清洁机器人充电的工作原理为：第二转换电路101的第二输入端A0与市电或其它输入电源相连，第二转换电路101将从其第二输入端A0输入的电压(交流或直流)转换为直流电压从第二输出端B0输出给第二电池单元601充电和给第三系统负载单元801供电；并在充电过程中，第三处理单元201实时获取第二电池单元601和第三系统负载单元801的状态信息，并根据获取的状态信息计算处理出调节信号给第二控制单元301，第二控制单元301根据接收到调节信号调节第二输出端B0输出指定数值的电压和电流，如此，达到实时根据第二电池单元601的状态和系统负载状态调节控制第二电池单元601的充放电端的电压大小和电流大小，使第二电池单元601保持最佳的充电电压和充电电流进行充电，对第二电池单元601起到很好的充电保护。

本实施例的清洁机器人只由第二转换电路101对输入电压进行一次转换，便输出给第二电池单元601进行充电使用，即本实施例清洁机器人只采用一级电源变换，减少了电能损失，有效提升了充电能效。

并且，本实施例清洁机器人无需再设置适配器(即一级电源变换电路)和充电电路(即二级电源变换电路)，可以从根源上解决清洁机器人在充电时发热大的问题，大幅降低清洁机器人充电时的内部发热量，无需在清洁机器人上进行复杂的散热设计工作；由于清洁机器人不设置适配器，还节省了清洁机器人的内部空间，可减小清洁机器人的体积和重量。

需要说明的是，本实施例的第二转换电路101、第三处理单元201、第二控制单元301的具体结构可分别对应参照上述实施例中的第一转换电路、第一处理单元、第一控制单元，在此不再一一赘述。

本实施例中，清洁机器人还包括第二保护电路901，第二转换电路101的第二输出端B0经第二保护电路901与第二电池单元601的充放电端电连接。本实施例中，第二保护电路901主要用于防静电、防浪涌以及过压保护。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (11)

1.一种充电拓扑电路，其特征在于，包括第一转换电路、第一处理单元和第一控制单元，其中：

所述第一转换电路具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端外接电源，所述第一转换电路用于将其输入电压转换为相应的功率输出；

所述第一处理单元用于获取待充电设备的充电信号，根据获取的充电信号计算处理出调节信号，并传输至所述第一控制单元执行；

所述第一控制单元电连接所述第一转换电路，并与所述第一处理单元信号连接，所述第一控制单元根据所述调节信号调节所述第一输出端输出指定数值的电压和电流。

2.根据权利要求1所述的充电拓扑电路，其特征在于，所述第一转换电路包括第一滤波单元、功率调节单元、功率变换单元和第二滤波单元；

所述第一输入端依次经所述第一滤波单元、功率变换单元、第二滤波单元电连接所述第一输出端；

所述第一控制单元电连接所述第一输出端，用于获取所述第一输出端反馈的电压和电流；

所述功率调节单元一端电连接所述第一控制单元，另一端电连接所述功率变换单元与所述第一滤波单元相连的一端，用于接收所述第一控制单元输出的控制信号，并根据所述控制信号调节所述功率变换单元的输出功率。

3.根据权利要求2所述的充电拓扑电路，其特征在于，所述功率调节单元包括隔离反馈子单元、AC/DC控制器和开关子单元，所述隔离反馈子单元一端电连接所述第一控制单元，另一端经所述AC/DC控制器电连接所述开关子单元，所述开关子单元电连接所述功率变换单元与所述第一滤波单元相连的一端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的充电拓扑电路，其特征在于，还包括充电输出接口和开关保护单元，所述开关保护单元串接在所述第一输出端与所述充电输出接口之间，所述第一控制单元电连接所述开关保护单元，用于根据所述第一输出端的电流大小控制所述开关保护单元的通断。

5.一种清洁机器人基站，其特征在于，包括第一系统负载单元和权利要求1至4任一项所述的充电拓扑电路，所述第一系统负载单元电连接所述第一输出端和所述第一处理单元。

6.一种清洁系统，其特征在于，包括权利要求5所述的清洁机器人基站和至少一个清洁机器人，所述清洁机器人包括：

充电输入接口，用于与所述第一转换电路的第一输出端电连接；

第一电池单元，所述第一电池单元的充放电端电连接所述充电输入接口；

第二系统负载单元，与所述第一电池单元的充放电端电连接；以及

第二处理单元，电连接所述第一电池单元和所述第二系统负载单元，并与所述第一处理单元无线连接，所述第二处理单元用于获取所述第一电池单元和第二系统负载单元的状态信息，并根据获取的状态信息向所述第一处理单元发送对应的充电信号。

7.根据权利要求6所述的清洁系统，其特征在于，所述清洁机器人还包括第一保护电路，所述充电输入接口经所述第一保护电路与所述第一电池单元的充放电端电连接。

8.一种清洁系统，其特征在于，包括清洁机器人基站、清洁机器人和权利要求1至4任一项所述的充电拓扑电路，所述第一转换电路和所述第一控制单元设置于所述清洁机器人基站，所述第一处理单元设置于所述清洁机器人，所述待充电设备为所述清洁机器人。

9.一种清洁系统，其特征在于，包括云端控制系统、清洁机器人基站、至少一个清洁机器人和权利要求1至4任一项所述的充电拓扑电路；所述第一转换电路和所述第一控制单元设置于所述清洁机器人基站，所述第一处理单元设置于所述云端控制系统；

所述云端控制系统与所述清洁机器人通信连接，用于获取清洁机器人的充电信号；

所述充电拓扑电路的第一控制单元与所述云端控制系统通信连接，用于接收所述第一处理单元发送的调节信号。

10.一种清洁机器人，其特征在于，包括第二电池单元、第二转换电路、第三处理单元、第二控制单元和第三系统负载单元，其中：

所述第二转换电路具有第二输入端和第二输出端，所述第二输入端外接电源，所述第二输出端电连接所述第二电池单元的充放电端，所述第二转换电路用于将其输入电压转换为相应的功率输出；

所述第三处理单元电连接所述第二电池单元和所述第三系统负载单元，用于获取所述第二电池单元和第三系统负载单元的状态信息，根据获取的状态信息计算处理出调节信号，并传输至所述第二控制单元执行；

所述第二控制单元电连接所述第二转换电路和所述第三处理单元，所述第二控制单元根据所述调节信号调节所述第二输出端输出指定数值的电压和电流。

11.根据权利要求10所述的清洁机器人，其特征在于，还包括第二保护电路，所述第二转换电路的第二输出端经所述第二保护电路与所述第二电池单元的充放电端电连接。

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