CN218603204U - 一种供电系统和电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种供电系统和电动牙刷，供电系统包括电池连接器、开关电路、升压电路、控制电路和过放保护电路；电池连接器与第一电池或第二电池相连，并提供电池电压至开关电路、控制电路和过放保护电路；开关电路的输出端与升压电路的输入端相连；升压电路的输出端与控制电路的电源端相连；控制电路通过控制输出端与开关电路的控制输入端相连，并根据电池电压与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果，控制开关电路是否导通；过放保护电路通过复位端和升压电路的使能端相连，根据电池电压与第三阈值电压的比较结果控制升压电路。本实用新型可使用第一电池或第二电池作为电源，可进行过压和过放保护，并扩展了电池选择，满足了消费者的需求。

Description

一种供电系统和电动牙刷

技术领域

本实用新型涉及供电领域，特别是涉及一种供电系统和电动牙刷。

背景技术

现有市场上的电动牙刷一般由电机、电池、牙刷头、电路板、传动部件等构成，与传统的牙刷相比，电动牙刷增加了牙刷头震动的频率次数，增强了清洁效果。而且，电动牙刷较多是采用内置的可充电电池，造成其价格昂贵而难以让所有消费者承担，因此，部分的电动牙刷使用可换电池例如7号电池或5号电池进行供电，或者使用可重复使用电池例如锂电池进行供电。

目前，消费者也越来越注重环保，对电池的使用要求也增加了，更希望使用10440代替7号电池，14500代替5号电池，来取代传统干电池。然而，若将电池随意替换，将可能出现过压过热、电流过放等非正常工作，并可能出现其他安全问题。因此，有必要设计一种电动牙刷，其既可以使用传统干电池驱动，还可以使用环保电池例如锂电池驱动。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种供电系统和电动牙刷，可选择不同类型电池供电，并在电池类型发生改变时，能保证电路正常安全。

本实用新型提供一种供电系统，包括电池连接器、开关电路、升压电路、控制电路和过放保护电路；所述电池连接器与第一电池或第二电池相连，并提供电池电压至所述开关电路、所述控制电路和所述过放保护电路；所述开关电路的输出端与所述升压电路的输入端相连；所述升压电路的输出端与所述控制电路的电源端相连；所述控制电路通过控制输出端与所述开关电路的控制输入端相连，并根据所述电池电压与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果，控制所述开关电路是否导通，所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；所述过放保护电路通过复位端和所述升压电路的使能端相连，根据所述电池电压与第三阈值电压的比较结果控制所述升压电路是否工作，所述第三阈值电压小于所述第二阈值电压。

在一实施例中，所述第一阈值电压不大于所述第一电池的工作电压的最小值，所述第二阈值电压不小于所述第二电池的工作电压的最大值，所述第三阈值电压不大于所述第二电池的工作电压的最小值。

在一实施例中，所述开关电路包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第一开关元件和第二开关元件；所述第一电容的第一端与所述电池连接器相连，所述第一电容的第二端通过所述第一电阻与所述开关电路的输出端相连；所述第一开关元件的第一通路端与所述电池连接器相连，所述第一开关元件的第二通路端与所述开关电路的输出端相连；所述第二开关元件的控制端通过所述第二电阻与所述控制电路的控制输出端相连，还与所述第一电容的第二端相连，所述第二开关元件的第一通路端与所述第一开关元件的控制端相连，所述第二开关元件的第二通路端接地。

在一实施例中，所述升压电路包括第一电感、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容和第三电容；所述升压电路的开关控制端通过所述第一电感与所述升压电路的输入端相连，所述升压电路的接地端接地，所述升压电路的输出端通过第三电阻与所述升压电路的反馈端相连，所述升压电路的反馈端通过所述第四电阻接地，所述升压电路的使能端通过所述第五电阻和所述升压电路的输入端相连；所述第二电容的第一端和所述升压电路的输入端相连，所述第二电容的第二端接地；所述第三电容的第一端和所述升压电路的输出端相连，所述第三电容的第二端接地。

在一实施例中，所述升压电路采用TLV61220芯片。

在一实施例中，所述控制电路包括模数转换单元，所述模数转换单元的第一端与所述电池连接器相连，所述模数转换单元的第二端与所述控制电路的数据输入端RA5相连。

在一实施例中，所述控制电路采用PIC16F15225芯片。

在一实施例中，所述过放保护电路包括第四电容和第五电容；所述第四电容的第一端和所述过放保护电路的电源端相连，所述第四电容的第二端接地；所述第五电容的第一端和所述过放保护电路的复位端相连，所述第五电容的第二端接地。

在一实施例中，所述过放保护电路采用TPS3839A09DBZR芯片。

本实用新型还提供一种电动牙刷，所述电动牙刷包括如上所述的供电系统。

本实用新型提供的供电系统和电动牙刷，可使用第一电池或第二电池作为电源，可进行过压和过放保护，并扩展了电池选择，满足了消费者的需求。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的供电系统的电路连接图。

图2为本实用新型第二实施例提供的供电系统的电路连接图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预期目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的多级输出栅极传递电路及显示装置的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预期目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

第一实施例

图1为本实用新型第一实施例提供的供电系统的电路连接图。请参阅图1，本实施例提供的供电系统，包括电池连接器100、开关电路200、升压电路300、控制电路400和过放保护电路500。

电池连接器100与第一电池或第二电池相连，并提供电池电压VBATT至开关电路200、控制电路400和过放保护电路500；开关电路200的输出端VBATT_OUT与升压电路300的输入端VBAT相连；升压电路300的输出端VOUT与控制电路400的电源端VDD相连；控制电路400通过控制输出端RC2与开关电路200的控制输入端相连，并根据电池电压VBATT与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果，控制开关电路200是否导通，第一阈值电压大于第二阈值电压；过放保护电路500通过复位端

和升压电路300的使能端EN相连，根据电池电压VBATT与第三阈值电压的比较结果控制升压电路300是否工作，第三阈值电压小于第二阈值电压。

在本实用新型一实施例中，第一阈值电压不大于第一电池的工作电压的最小值，第二阈值电压不小于第二电池的工作电压的最大值，第三阈值电压不大于第二电池的工作电压的最小值。

在本实用新型一实施例中，控制电路400包括模数转换单元410，模数转换单元410的第一端与电池连接器100相连，模数转换单元410的第二端与控制电路400的数据输入端RA5相连。模数转换单元410可以用于将电池连接器100输出的电池电压VBATT进行模数转换得到电池电压VBATT的数值，以供控制电路400进行电池电压VBATT与第一阈值电压和第二阈值电压的大小比较。

在本实用新型一实施例中，电池连接器100设置有接地端，电池连接器100的接地端接地。

在本实用新型一实施例中，开关电路200的输出端VBATT_OUT连接一电子电路，并作为驱动电压。例如，在开关电路200的输出端VBATT_OUT的电压与升压电路300的输出端VOUT的驱动电压VDD1大致一致时，电子电路可直接使用开关电路200的输出端VBATT_OUT的电压，而不使用升压电路300的输出端VOUT的驱动电压VDD1，还可断开升压电路300与开关电路200的连接。

在本实施例中，第一电池和第二电池表示不同类型的两种电池，第一电池和第二电池具有不相交的工作电压的数值区间。例如，第一电池可以为锂离子电池，工作电压的数值区间为3.0V-4.2V，锂离子电池为环保电池，可充电重复使用；第二电池可以为碱性电池，工作电压的数值区间为1.1V-1.5V，碱性电池为干电池，不可充电重复使用，第二电池也可以为锂电池，工作电压的数值区间为1.1V-1.5V，锂电池为干电池，不可充电重复使用，第二电池还可以为镍氢电池，工作电压的数值区间为1.1V-1.4V，镍氢电池为环保电池，可充电重复使用。以下以第一电池为锂离子电池，第二电池为碱性电池为例，进行实施例的说明。

具体地，电池连接器100与第一电池或者第二电池相连，并将第一电池或者第二电池的电池电压VBATT分别提供至开关电路200、控制电路400和过放保护电路500。控制电路400可根据电池电压VBATT与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果，控制是否导通开关电路200。例如第一阈值电压可以为3V，第二阈值电压可以为1.5V。在一实施例中，在控制电路400比较得到电池电压VBATT大于等于第一阈值电压例如VBATT≥3V时，控制电路400控制开关电路200导通，以实现第一电池输出的电池电压VBATT通过导通的开关电路200，并经开关电路200的输出端VBATT_OUT发送至升压电路300的输入端VBAT，升压电路300进行升压，获得驱动电压VDD1例如4.3V，以用于驱动各电子电路例如控制电路400。在控制电路400比较得到电池电压VBATT小于第一阈值电压并大于第二阈值例如3﹥VBATT﹥1.5时，控制电路400控制开关电路200断开，以防止过压和第一电池的电流过放。在控制电路400比较得到电池电压VBATT小于等于第二阈值电压例如VBATT≤1.5V时，控制电路400控制开关电路200导通，以实现第二电池输出的电池电压VBATT通过导通的开关电路200，并经开关电路200的输出端VBATT_OUT发送至升压电路300的输入端VBAT，升压电路300进行升压，获得驱动电压VDD1例如4.3V，以用于驱动各电子电路例如控制电路400。过放保护电路500可根据电池电压VBATT与第三阈值电压的比较结果控制升压电路300是否工作。例如第三阈值电压可以为0.914V。在一实施例中，在过放保护电路500比较得到电池电压VBATT小于第三阈值电压例如VBATT<0.914V时，过放保护电路500控制升压电路300不工作，并可防止第二电池的电流过放。

本实施例中，仅以第一电池和第二电池表示不同类型的两种电池，并不用于对第一电池和第二电池的具体类型的限定。本领域技术人员可根据本实施例进行多种电池的更换，并对第一阈值电压、第二阈值电压、第三阈值电压作适应性的修改，其技术方案仍属于本实用新型的保护范围。

本实施例的供电系统，可使用第一电池或第二电池作为电源，可进行过压和过放保护，并扩展了电池选择，满足了消费者的需求。

第二实施例

图2为本实用新型第二实施例提供的供电系统的电路连接图。请参阅图2，本实施例提供了一供电系统，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实用新型一实施例中，开关电路200包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关元件Q1和第二开关元件Q2；第一电容C1的第一端与电池连接器100相连，第一电容C1的第二端通过第一电阻R1与开关电路200的输出端VBATT_OUT相连；第一开关元件Q1的第一通路端与电池连接器100相连，第一开关元件Q1的第二通路端与开关电路200的输出端VBATT_OUT相连；第二开关元件Q2的控制端通过第二电阻R2与控制电路400的控制输出端RC2相连，还与第一电容C1的第二端相连，第二开关元件Q2的第一通路端与第一开关元件Q1的控制端相连，第二开关元件Q2的第二通路端接地。

在本实用新型一实施例中，第一开关元件Q1可以为PMOS管，也可以为P型三极管、继电器等电子元件，第二开关元件Q2可以为NMOS管，也可以为N型三级管、继电器等电子元件。

具体地，当电池连接器100输入的电池电压VBATT发送至第一电容C1时，第一电容C1的第一端上的电压从0突变至电池电压VBATT，而第一电容C1具有较低的阻抗，则电流可通过第一电容C1和第一电阻R1流向开关电路200的输出端VBATT_OUT，使升压电路300的输入端VBAT得到一高电平，升压电路300进行升压，获得驱动电压VDD1例如4.3V，驱动控制电路400工作。控制电路400可根据电池电压VBATT与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果，控制是否导通开关电路200，例如控制电路400可根据电池电压VBATT大于等于第一阈值电压例如VBATT≥3V的比较结果控制导通开关电路200时，其控制输出端RC2输出高电平的控制信号PWR_EN，并通过第二电阻R2发送至开关电路200中的第二开关元件Q2的控制端，则第二开关元件Q2导通，并使第一开关元件Q1的控制端通过导通的第二开关元件Q2接地为低电平，则第一开关元件Q1导通，使得开关电路200为导通状态，供电系统可通过升压电路300输出驱动电压VDD1例如4.3V；还例如控制电路400可根据电池电压VBATT小于第一阈值电压并大于第二阈值例如3﹥VBATT﹥1.5的比较结果控制断开开关电路200时，其控制输出端RC2输出低电平的控制信号PWR_EN，并通过第二电阻R2和第一电阻R1发送至开关电路200的输出端VBATT_OUT，使得升压电路300无法升压得到驱动电压VDD1，即供电系统将不能通过升压电路300输出驱动电压VDD1例如4.3V。

在本实用新型一实施例中，升压电路300包括第一电感L1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2和第三电容C3；升压电路300的开关控制端SW通过第一电感L1与升压电路300的输入端VBAT相连，升压电路300的接地端GND接地，升压电路300的输出端VOUT通过第三电阻R3与升压电路300的反馈端FB相连，升压电路300的反馈端FB通过第四电阻R4接地，升压电路300的使能端EN通过第五电阻R5和升压电路300的输入端VBAT相连；第二电容C2的第一端和升压电路300的输入端VBAT相连，第二电容C2的第二端接地；第三电容C3的第一端和升压电路300的输出端VOUT相连，第三电容C3的第二端接地。

在本实用新型一实施例中，升压电路300可采用TLV61220芯片，还可以采用其他升降压芯片，以输出需要的驱动电压VDD1。

在本实用新型一实施例中，控制电路400可采用PIC16F15225芯片或其他处理控制芯片，以用于根据比较结果控制开关电路200，并防止过压和第一电池的电压过低时的电流过放。

在本实用新型一实施例中，过放保护电路500包括第四电容C4和第五电容C5；第四电容C4的第一端和过放保护电路500的电源端VDD相连，第四电容C4的第二端接地；第五电容C5的第一端和过放保护电路500的复位端

相连，第五电容C5的第二端接地。第四电容C4和第五电容C5可起到电压滤波的作用。

在本实用新型一实施例中，过放保护电路500可采用TPS3839A09DBZR芯片或其他电压监控芯片等，以用于根据比较结果控制升压电路300，并防止第二电池的电压过低时的电流过放。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种电动牙刷，包括本实用新型实施例提供的上述供电系统，该电动牙刷的实施可以参见上述供电系统的实施例，重复之处不再赘述。

本实用新型实施例的供电系统和电动牙刷，可使用第一电池或第二电池作为电源，可进行过压和过放保护，并扩展了电池选择，满足了消费者的需求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种供电系统，其特征在于，包括电池连接器(100)、开关电路(200)、升压电路(300)、控制电路(400)和过放保护电路(500)；

所述电池连接器(100)与第一电池或第二电池相连，并提供电池电压至所述开关电路(200)、所述控制电路(400)和所述过放保护电路(500)；

所述开关电路(200)的输出端与所述升压电路(300)的输入端相连；

所述升压电路(300)的输出端与所述控制电路(400)的电源端相连；

所述控制电路(400)通过控制输出端与所述开关电路(200)的控制输入端相连，并根据所述电池电压与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果，控制所述开关电路(200)是否导通，所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；

所述过放保护电路(500)通过复位端和所述升压电路(300)的使能端相连，根据所述电池电压与第三阈值电压的比较结果控制所述升压电路(300)是否工作，所述第三阈值电压小于所述第二阈值电压。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一阈值电压不大于所述第一电池的工作电压的最小值，所述第二阈值电压不小于所述第二电池的工作电压的最大值，所述第三阈值电压不大于所述第二电池的工作电压的最小值。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述开关电路(200)包括第一电容(C1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一开关元件(Q1)和第二开关元件(Q2)；

所述第一电容(C1)的第一端与所述电池连接器(100)相连，所述第一电容(C1)的第二端通过所述第一电阻(R1)与所述开关电路(200)的输出端相连；

所述第一开关元件(Q1)的第一通路端与所述电池连接器(100)相连，所述第一开关元件(Q1)的第二通路端与所述开关电路(200)的输出端相连；

所述第二开关元件(Q2)的控制端通过所述第二电阻(R2)与所述控制电路(400)的控制输出端相连，还与所述第一电容(C1)的第二端相连，所述第二开关元件(Q2)的第一通路端与所述第一开关元件(Q1)的控制端相连，所述第二开关元件(Q2)的第二通路端接地。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述升压电路(300)包括第一电感(L1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第二电容(C2)和第三电容(C3)；

所述升压电路(300)的开关控制端通过所述第一电感(L1)与所述升压电路(300)的输入端相连，所述升压电路(300)的接地端接地，所述升压电路(300)的输出端通过第三电阻(R3)与所述升压电路(300)的反馈端相连，所述升压电路(300)的反馈端通过所述第四电阻(R4)接地，所述升压电路(300)的使能端通过所述第五电阻(R5)和所述升压电路(300)的输入端相连；

所述第二电容(C2)的第一端和所述升压电路(300)的输入端相连，所述第二电容(C2)的第二端接地；

所述第三电容(C3)的第一端和所述升压电路(300)的输出端相连，所述第三电容(C3)的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述升压电路(300)采用TLV61220芯片。

6.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述控制电路(400)包括模数转换单元(410)，所述模数转换单元(410)的第一端与所述电池连接器(100)相连，所述模数转换单元(410)的第二端与所述控制电路(400)的数据输入端相连。

7.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述控制电路(400)采用PIC16F15225芯片。

8.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述过放保护电路(500)包括第四电容(C4)和第五电容(C5)；

所述第四电容(C4)的第一端和所述过放保护电路(500)的电源端相连，所述第四电容(C4)的第二端接地；

所述第五电容(C5)的第一端和所述过放保护电路(500)的复位端相连，所述第五电容(C5)的第二端接地。

9.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述过放保护电路(500)采用TPS3839A09DBZR芯片。

10.一种电动牙刷，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的供电系统。

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