CN220124023U - 电动口罩控制电路及电动口罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动口罩控制电路，包括档位选择模块、主控制模块、风扇驱动模块、电池充电模块和升压模块，通过档位选择模块调节档位，并生成风速信号；主控制模块与档位选择模块相连接，以便接收档位选择模块生成的所述风速信号；风扇驱动模块分别与主控制模块和风扇相连接，主控制模块在接收到风速信号后控制风扇驱动模块驱动风扇进行相应档位转动；电池充电模块通过电池与主控制模块相连接，电池充电模块对电池进行充电及保护；升压模块分别与电池和风扇驱动模块相连接，以便为风扇驱动模块提供稳定电压；由此，通过电池充电模块和升压模块实现电源管理，使得运行效果好。

Description

电动口罩控制电路及电动口罩

技术领域

本实用新型涉及电路控制技术领域，特别涉及一种电动口罩控制电路以及一种具有该控制电路的电动口罩。

背景技术

相关技术中，口罩可以用于过滤粉尘等污染物，出行佩戴口罩有益于我们的身体健康，但是，随着污染的严重，有些口罩并不能具备杀菌、过滤PM2.5等功能，同时，如果只是单纯的加厚口罩，这样会影响使用者的呼吸，导致出现憋气、呼吸不畅等问题，形成二次污染，导致用户体验差。

随着电子技术的飞速发展，将智能电子芯片应用于口罩中，提高了用户的使用体验，也提高了口罩的过滤质量，现有智能口罩包括口罩本体，口罩本体中部设有缺口，缺口上设有过滤器，过滤器包括壳体、设置于壳体内的风机、滤芯、活性炭过滤盒及盖板，风机、滤芯及活性炭过滤盒由内之外依次设置于壳体内，但是该智能口罩的控制电路缺少智能充放电管理，导致运行效果差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电动口罩控制电路，通过电池充电模块和升压模块实现电源管理，使得运行效果好，且运行功耗低。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种电动口罩控制电路，包括档位选择模块，所述档位选择模块用于调节档位，并生成风速信号；主控制模块，所述主控制模块与所述档位选择模块相连接，以便接收所述档位选择模块生成的所述风速信号；风扇驱动模块，所述风扇驱动模块分别与所述主控制模块和风扇相连接，所述主控制模块在接收到所述风速信号后控制所述风扇驱动模块驱动所述风扇进行相应档位转动；电池充电模块，所述电池充电模块通过电池与所述主控制模块相连接，所述电池充电模块用于对所述电池进行充电及保护；升压模块，所述升压模块分别与所述电池和所述风扇驱动模块相连接，以便为所述风扇驱动模块提供稳定电压。

根据本实用新型提出的电动口罩控制电路，通过档位选择模块调节档位，并生成风速信号；主控制模块与档位选择模块相连接，以便接收档位选择模块生成的所述风速信号；风扇驱动模块分别与主控制模块和风扇相连接，主控制模块在接收到风速信号后控制风扇驱动模块驱动风扇进行相应档位转动；电池充电模块通过电池与主控制模块相连接，电池充电模块对电池进行充电及保护；升压模块分别与电池和风扇驱动模块相连接，以便为风扇驱动模块提供稳定电压；由此，通过电池充电模块和升压模块实现电源管理，使得运行效果好。

另外，根据本实用新型上述提出的电动口罩控制电路还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述电动口罩控制电路还包括运行指示模块，所述运行指示模块与所述主控制模块相连接，以便对电动口罩控制电路的工作状态进行指示。

根据上述技术手段，通过在运行指示模块对运行状态进行指示，从而使得运行状态一目了然。

可选地，所述电池充电模块还用于对充电状态进行指示。

可选地，主控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的型号为STC8G1K08-38I-TSSOP20。

根据上述技术手段，通过型号为STC8G1K08-38I-TSSOP20的控制芯片的功能及IO口能够满足应用需求，且运行功耗低，可以做到10uA以下。

可选地，所述电池充电模块包括：电池充电芯片，所述电池充电芯片的第三引脚接地，所述电池充电芯片的第五引脚接到电池的正极，所述电池充电芯片的第九引脚连接到地，所述电池充电芯片的第一引脚连接到地，所述电池充电芯片的第二引脚通过第六电阻连接到地；第一对接端子，所述第一对接端子的第四引脚和第五引脚相连之后连接到所述电池充电芯片的第四引脚，所述第一对接端子的第三引脚连接到电池的正极，所述第一对接端子的第二引脚连接到地，所述第一对接端子的第一引脚连接到所述电池充电芯片的第八引脚，且还通过第一电阻和第一发光二极管连接到所述电池充电芯片的第七引脚，以及通过第二电阻和第二发光二极管连接到所述电池充电芯片的第六引脚；USB端子，所述USB端子的第六引脚、第九引脚和第五引脚连接在一起；第二对接端子，所述第二对接端子的第四引脚、第五引脚和第一引脚相连接，所述第二对接端子的第二引脚与所述USB端子的第五引脚相连接，且连接到电池的负极，所述第二对接端子的第三引脚连接到电池的正极，并通过第二电容连接到电池的负极；第二MOS管，所述第二MOS管的漏极连接到USB端子的第一引脚，所述第二MOS管的栅极连接到USB端子的第五引脚和第二对接端子的第二引脚之间，所述第二MOS管的源极连接到所述第二对接端子的第一引脚，且通过第一电容连接到第二对接端子的第二引脚和电池的负极。

可选地，所述档位选择模块包括按钮，所述按钮的第一端通过第八电阻连接到所述控制芯片的第十三引脚。

可选地，所述风扇驱动模块包括：

第一MOS管，所述第一MOS管的栅极通过第四电阻连接到所述控制芯片的第二十引脚，所述第一MOS管的源极连接到地，所述第一MOS管的栅极还通过第五电阻连接到地，所述第一MOS管的漏极连接到风扇的负极，以及通过第一二极管连接到风扇的正极。

可选地，所述升压模块包括：升压芯片，所述升压芯片的第四引脚通过第七电阻连接到所述控制芯片的第九引脚，所述升压芯片的第二引脚接地，所述升压芯片的第五引脚连接到电池的正极；第三电容，所述第三电容的一端连接到电池的正极，另一端连接到地；第一电感，所述第一电感的一端连接到电池的正极，另一端连接到所述升压芯片的第一引脚；第二电容，所述第二电容的正极连接到所述升压芯片的第一引脚，所述第二电容的负极通过第四电容连接到地；第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第二电容的负极相连接，所述第九电阻的另一端连接到所述升压芯片的第三引脚，所述第九电阻还通过第十电阻连接到地。

可选地，所述运行指示模块包括：第三发光二极管，所述第三发光二极管的负极连接到所述控制芯片的第七引脚；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三发光二极管的正极相连接，所述第三电阻的另一端连接到所述电池的正极。

为达到上述目的，本实用新型另一方面还提出了一种电动口罩，其包括上述的电动口罩控制电路。

根据本实用新型提出的电动口罩，通过上述电动口罩控制电路的电池充电模块和升压模块实现电源管理，使得运行效果好。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的电动口罩控制电路的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的档位选择模块的电路原理图；

图3为根据本实用新型一个实施例的主控制模块的电路原理图；

图4为根据本实用新型一个实施例的风扇驱动模块的电路原理图；

图5为根据本实用新型一个实施例的电池充电模块的电路原理图；

图6为根据本实用新型一个实施例的升压模块的电路原理图；

图7为根据本实用新型一个实施例的运行指示模块的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参考图1所示，本实用新型实施例提出的电动口罩控制电路，包括档位选择模块10、主控制模块20、风扇驱动模块30、电池充电模块40和升压模块50。

其中，档位选择模块10用于调节档位，并生成风速信号。

作为一个实施例，如图2所示，档位选择模块10包括按钮SW1，按钮SW1的第一端通过第八电阻R8连接到控制芯片U2的第十三引脚。

也就是说，将按钮SW1接入控制芯片U2的外部中断口，并通过按钮SW1生成风速信号，作为一个示例，可将档位分为三挡，通过按钮SW1一键唤醒工作，并每按一下调节一种档位，最后按一下关闭工作状态。

其中，主控制模块20与档位选择模块10相连接，以便接收档位选择模块10生成的风速信号。

作为一个实施例，如图3所示，主控制模块20包括控制芯片U2，控制芯片U2的型号为STC8G1K08-38I-TSSOP20。

作为一个实例，控制芯片U2还连接有测试焊盘U4，用于程序烧录。

需要说明的是，经过多次实验对比，通过型号为STC8G1K08-38I-TSSOP20的控制芯片的功能及IO口能够满足应用需求，且运行功耗低，可以做到10uA以下。

也就是说，控制芯片U2初始化后进入低功耗休眠状态。

其中，风扇驱动模块30分别与主控制模块20和风扇相连接，主控制模块20在接收到风速信号后控制风扇驱动模块30驱动风扇进行相应档位转动。

作为一个具体实施例，如图4所示，风扇驱动模块30包括：第一MOS管Q1，第一MOS管Q1的栅极通过第四电阻R4连接到控制芯片U2的第二十引脚，第一MOS管Q1的源极连接到地GND，第一MOS管Q1的栅极还通过第五电阻R5连接到地GND，第一MOS管Q1的漏极连接到风扇的负极M-，以及通过第一二极管D1连接到风扇的正极M+。

也就是说，控制芯片U2通过PWM脉宽调制输出控制信号控制低压MOS管导通，从而驱动风扇运作及调速。

其中，电池充电模块40通过电池与主控制模块20相连接，电池充电模块40用于对电池进行充电及保护。

作为一个实施例，电池充电模块40还用于对充电状态进行指示。

需要说明的是，当电池充电中第一发光二极管LED1点亮，当电池充满时，二发光二极管LED2点亮。

作为一个具体实施例，如图5所示，电池充电模块40包括：电池充电芯片U1，电池充电芯片U1的第三引脚接地GND，电池充电芯片U1的第五引脚接到电池的正极B+，电池充电芯片U1的第九引脚连接到地GND，电池充电芯片U1的第一引脚连接到地GND，电池充电芯片U1的第二引脚通过第六电阻R6连接到地GND；第一对接端子U6，第一对接端子U6的第四引脚和第五引脚相连之后连接到电池充电芯片U1的第四引脚，第一对接端子U6的第三引脚连接到电池的正极B+，第一对接端子U6的第二引脚连接到地GND，第一对接端子U6的第一引脚连接到电池充电芯片U1的第八引脚，且还通过第一电阻R1和第一发光二极管LED1连接到电池充电芯片U1的第七引脚，以及通过第二电阻R2和第二发光二极管LED2连接到电池充电芯片U1的第六引脚；USB端子USB1，USB端子USB1的第六引脚、第九引脚和第五引脚连接在一起；第二对接端子U5，第二对接端子U5的第四引脚、第五引脚和第一引脚相连接，第二对接端子U5的第二引脚与USB端子USB1的第五引脚相连接，且连接到电池的负极B-，第二对接端子U5的第三引脚连接到电池的正极B+，并通过第二电容C2连接到电池的负极B-；第二MOS管Q2，第二MOS管Q2的漏极连接到USB端子USB1的第一引脚，第二MOS管Q2的栅极连接到USB端子USB1的第五引脚和第二对接端子U5的第二引脚之间，第二MOS管Q2的源极连接到第二对接端子U5的第一引脚，且通过第一电容C1连接到第二对接端子U5的第二引脚和电池的负极B-。

也就是说，通过USB端子USB1作为充电接口，与电源输入滤波模块70相连接，从而获取输入电源。

需要说明的是，通过电池充电模块40当电量过低时，可使控制芯片U2自动关闭输出，且进入低功耗模式；当运转过程中插入充电器时，可使控制芯片U2自动关闭输出，以便确保使用的安全性。

另外，电池充电模块40的接口方面采用迷你排线对插，使得整个电路更加简洁，且有利于产品安装。

其中，升压模块50分别与电池和风扇驱动模块30相连接，以便为风扇驱动模块提供稳定电压。

作为一个具体实施例，如图6所示，升压模块50包括：升压芯片U3，升压芯片U3的第四引脚通过第七电阻R7连接到控制芯片U2的第九引脚，升压芯片U3的第二引脚接地，升压芯片U3的第五引脚连接到电池的正极B+；第三电容C3，第三电容C3的一端连接到电池的正极B+，另一端连接到地GND；第一电感L1，第一电感L1的一端连接到电池的正极B+，另一端连接到升压芯片U3的第一引脚；第二电容C2，第二电容C2的正极连接到升压芯片U3的第一引脚，第二电容C2的负极通过第四电容C4连接到地GND；第九电阻R9，第九电阻R9的一端与第二电容C2的负极相连接，第九电阻R9的另一端连接到升压芯片U3的第三引脚，第九电阻R9还通过第十电阻R10连接到地GND。

需要说明的是，电动口罩由3.7V锂电池供电，锂电池输出电压随着电量减少而逐渐降低，电池电量100％时为4.2V，所以需要升压模块50将电压提升到5V，以便为风扇驱动模块30提供稳定电压。

作为一个实施例，电动口罩控制电路还包括运行指示模块60，运行指示模块60与主控制模块20相连接，以便对电动口罩控制电路的工作状态进行指示。

作为一个具体实施例，如图7所示，运行指示模块60包括：第三发光二极管LED3，第三发光二极管LED3的负极连接到控制芯片U2的第七引脚；第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第三发光二极管LED3的正极相连接，第三电阻R3的另一端连接到电池的正极B+。

需要说明的是，当电路开始工作时第三发光二极管LED3点亮，停止工作时LED3熄灭。

综上所述，根据本实用新型提出的电动口罩控制电路，通过档位选择模块调节档位，并生成风速信号；主控制模块与档位选择模块相连接，以便接收档位选择模块生成的所述风速信号；风扇驱动模块分别与主控制模块和风扇相连接，主控制模块在接收到风速信号后控制风扇驱动模块驱动风扇进行相应档位转动；电池充电模块通过电池与主控制模块相连接，电池充电模块对电池进行充电及保护；升压模块分别与电池和风扇驱动模块相连接，以便为风扇驱动模块提供稳定电压；由此，通过电池充电模块和升压模块实现电源管理，使得运行效果好。

本实用新型实施例还提出了一种电动口罩，其包括上述的电动口罩控制电路。

根据本实用新型提出的电动口罩，通过上述电动口罩控制电路的电池充电模块和升压模块实现电源管理，使得运行效果好。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电动口罩控制电路，其特征在于，包括：

档位选择模块，所述档位选择模块用于调节档位，并生成风速信号；

主控制模块，所述主控制模块与所述档位选择模块相连接，以便接收所述档位选择模块生成的所述风速信号；

风扇驱动模块，所述风扇驱动模块分别与所述主控制模块和风扇相连接，所述主控制模块在接收到所述风速信号后控制所述风扇驱动模块驱动所述风扇进行相应档位转动；

电池充电模块，所述电池充电模块通过电池与所述主控制模块相连接，所述电池充电模块用于对所述电池进行充电及保护；

升压模块，所述升压模块分别与所述电池和所述风扇驱动模块相连接，以便为所述风扇驱动模块提供稳定电压。

2.如权利要求1所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述电动口罩控制电路还包括：运行指示模块，所述运行指示模块与所述主控制模块相连接，以便对电动口罩控制电路的工作状态进行指示。

3.如权利要求2所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述电池充电模块还用于对充电状态进行指示。

4.如权利要求3所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述主控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的型号为STC8G1K08-38I-TSSOP20。

5.如权利要求4所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述电池充电模块包括：

电池充电芯片，所述电池充电芯片的第三引脚接地，所述电池充电芯片的第五引脚接到电池的正极，所述电池充电芯片的第九引脚连接到地，所述电池充电芯片的第一引脚连接到地，所述电池充电芯片的第二引脚通过第六电阻连接到地；

第一对接端子，所述第一对接端子的第四引脚和第五引脚相连之后连接到所述电池充电芯片的第四引脚，所述第一对接端子的第三引脚连接到电池的正极，所述第一对接端子的第二引脚连接到地，所述第一对接端子的第一引脚连接到所述电池充电芯片的第八引脚，且还通过第一电阻和第一发光二极管连接到所述电池充电芯片的第七引脚，以及通过第二电阻和第二发光二极管连接到所述电池充电芯片的第六引脚；

USB端子，所述USB端子的第六引脚、第九引脚和第五引脚连接在一起；

第二对接端子，所述第二对接端子的第四引脚、第五引脚和第一引脚相连接，所述第二对接端子的第二引脚与所述USB端子的第五引脚相连接，且连接到电池的负极，所述第二对接端子的第三引脚连接到电池的正极，并通过第二电容连接到电池的负极；

第二MOS管，所述第二MOS管的漏极连接到USB端子的第一引脚，所述第二MOS管的栅极连接到USB端子的第五引脚和第二对接端子的第二引脚之间，所述第二MOS管的源极连接到所述第二对接端子的第一引脚，且通过第一电容连接到第二对接端子的第二引脚和电池的负极。

6.如权利要求5所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述档位选择模块包括按钮，所述按钮的第一端通过第八电阻连接到所述控制芯片的第十三引脚。

7.如权利要求5所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述风扇驱动模块包括：

第一MOS管，所述第一MOS管的栅极通过第四电阻连接到所述控制芯片的第二十引脚，所述第一MOS管的源极连接到地，所述第一MOS管的栅极还通过第五电阻连接到地，所述第一MOS管的漏极连接到风扇的负极，以及通过第一二极管连接到风扇的正极。

8.如权利要求7所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述升压模块包括：

升压芯片，所述升压芯片的第四引脚通过第七电阻连接到所述控制芯片的第九引脚，所述升压芯片的第二引脚接地，所述升压芯片的第五引脚连接到电池的正极；

第三电容，所述第三电容的一端连接到电池的正极，另一端连接到地；

第一电感，所述第一电感的一端连接到电池的正极，另一端连接到所述升压芯片的第一引脚；

第二电容，所述第二电容的正极连接到所述升压芯片的第一引脚，所述第二电容的负极通过第四电容连接到地；

第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第二电容的负极相连接，所述第九电阻的另一端连接到所述升压芯片的第三引脚，所述第九电阻还通过第十电阻连接到地。

9.如权利要求8所述的电动口罩控制电路，其特征在于，所述运行指示模块包括：

第三发光二极管，所述第三发光二极管的负极连接到所述控制芯片的第七引脚；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三发光二极管的正极相连接，所述第三电阻的另一端连接到所述电池的正极。

10.一种电动口罩，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电动口罩控制电路。