CN223625592U - 供电装置、电源系统和喂食器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种供电装置、电源系统和喂食器，涉及电量检测技术领域，通过对电源系统的控制器配置有供电装置，该供电装置包括第一供电端口和第二供电端口，且两供电端口的供电电源基于输出端口与控制器连接，第一供电端口与输出端口的连接通路上设置有开关设备，可以通过供电装置对控制器供电，并基于控制器的内置功能实现对第一供电电源或第二供电电源的电量检测，实时了解供电电源的状态，可以节省IO资源，适用于单片机IO口资源紧缺的产品。

Description

供电装置、电源系统和喂食器

技术领域

本实用新型涉及电池电量检测技术领域，尤其是涉及一种供电装置、电源系统和喂食器。

背景技术

目前IOT消费类喂食器，电源大部分采用了干电池搭配电源适配器的组合供电方案。平时正常工作都是用适配器供电，当出现停电或者其他紧急情况，喂食器则从干电池取电。用户需要实时了解所用电池的电量，以便于掌握设备可使用时间，及时更换新的电池。

现在喂食器技术，一般需要使用设备的片上系统，可以是单片机或者SoC，通过集成的AD采集芯片IO或者AD芯片外设，把电池电压的模拟值转化为机器可以认识的二进制数值，进而获取电池的当前电压。其中，AD采集需要占用单片机的IO口，对于有些产品设计，可能存在IO口资源短缺的情况，没有多余的IO口用于AD采集，从而使电量检测具有一定的局限性。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种供电装置、电源系统和喂食器，无需占用单片机的IO口就可以实现电量检测，适应性强。

第一方面，本实用新型提供了一种供电装置，用于给控制器供电，供电装置包括第一供电端口、第二供电端口和输出端口；其中，第一供电端口用于与第一供电电源连接，第二供电端口用于与第二供电电源连接，输出端口用于与控制器连接；其中，第一供电端口和第二供电端口分别与输出端口连接，且，第一供电端口与输出端口的连接通路上设置有开关设备；开关设备的控制端与第二供电端口连接；开关设备，用于在第一供电电源供电时导通，以使第一供电电源给控制器供电，以及，在第二供电电源供电时截止，以使第二供电电源给控制器供电。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第一种实施方式，其中，上述开关设备为MOS器件；MOS器件的栅极作为控制端与第二供电端口连接。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第二种实施方式，其中，第二供电端口和输出端口的连接通路上设置有第一二极管，其中，第一二极管的阳极与输出端口连接，阴极与第二供电端口连接。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第三种实施方式，其中，第二供电端口和开关设备的控制端的连接通路上设置有第二二极管，其中，第二二极管的阳极与控制端连接，阴极与第二供电端口连接。

结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第四种实施方式，其中，输出端口配置有电容器。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电源系统，该电源系统的控制器配置有上述供电装置，其中，供电装置的输出端口与控制器连接，用于给控制器供电。

结合第二方面，本实用新型提供了第二方面的第一种实施方式，其中，控制器配置有供电端口，供电端口直接与供电装置的输出端口连接。

结合第二方面，本实用新型提供了第二方面的第二种实施方式，其中，控制器配置有比较器；比较器的其中一个输入端与供电端口连接，另一个输入端用于获取预设的电压阈值；比较器，用于比对供电装置输出的供电电源和电压阈值，并输出比对信号；控制器，还用于按照比对信号对供电电源的电量进行显示。

结合第二方面，本实用新型提供了第二方面的第三种实施方式，其中，控制器还配置有寄存器；寄存器用于存储电压阈值。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种喂食器，其该喂食器包括喂食器本体，以及安装在喂食器本体中的电源系统。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型提供的一种供电装置、电源系统和喂食器，对电源系统的控制器配置有供电装置，该供电装置包括第一供电端口和第二供电端口，且两供电端口的供电电源基于输出端口与控制器连接，可以通过供电装置对控制器供电，并基于控制器的内置功能实现对第一供电电源或第二供电电源的电量检测，实时了解供电电源的状态，可以节省IO资源，适用于单片机IO口资源紧缺的产品。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本实用新型的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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供电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种供电装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电容器的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电源系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电源系统的LVD实现电量检测对应的流程图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电源系统的LVD电压检测的功能框图；

图7为本实用新型实施例提供的一种电源系统的LVD_CR寄存器配置的功能示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种供电装置、电源系统和喂食器，无需占用单片机的IO口就可以实现电量检测，适应性强。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种供电装置进行详细介绍，该供电装置用于给控制器供电。图1示出了本实用新型实施例提供的一种供电装置的结构示意图，如图1所示，该供电装置包括第一供电端口10、第二供电端口30和输出端口20；其中，第一供电端口10用于与第一供电电源连接，第二供电端口30用于与第二供电电源连接，输出端口20用于与控制器连接。其中，第一供电端口10和第二供电端口30分别与输出端口20连接。

具体的，本实用新型实施例设计了一种对电源系统的控制器进行供电的装置，通过第一供电电源或第二供电电源都可以对控制器供电。在具体实现时，第一供电端口10与输出端口20的连接通路上设置有开关设备11；开关设备11的控制端与第二供电端口30连接。开关设备11，用于在第一供电电源供电时导通，以使第一供电电源给控制器供电，以及，在第二供电电源供电时截止，以使第二供电电源给控制器供电。

在一个实施方式中，第一供电端口10连接的第一供电电源可以是干电池，第二供电端口30连接的第二供电电源可以是适配器，第二供电端口30输入的电压高于第一供电端口10。本实用新型实施例在第一供电端口10与输出端口20的连接通路上设置开关设备11，该开关设备11能够实现在不同供电电源之间的自动切换，无需人工干预。当适配器和干电池同时接入时，因为适配器的电压高于电池电压，干电池不会放电，既能够节省干电池电量，还可以充分利用外部电源，减少了能源浪费。进一步地，也可以实现无需IO口就可以准确检测供电电源的电量，适应性好。

进一步地，在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供另一种供电装置，图2示出了本实用新型实施例提供的另一种供电装置的结构示意图，参照图2，上述开关设备为MOS器件；MOS器件的栅极作为控制端与第二供电端口连接。当栅极有供电电源，且高于电池电压之后，开关设备会导通。其中，该MOS器件的源极与输出端口连接，漏极与第一供电端口连接。在图2中，+5V为第二供电端口，BAT为第一供电端口，M1位置为开关设备。其中，当外接适配器时，电源从+5V接入，控制器可通过内置功能对接入的电源检测，显示满电。具体检测过程参照下述实施例。当不接适配器时，电源从BAT干电池接入，显示实际干电池电量；当适配器和电池同时接时，因为适配器的电压高于电池电压，电池不会放电。

进一步地，第二供电端口和输出端口的连接通路上设置有第一二极管，也即图2中的D1，其中，第一二极管的阳极与输出端口连接，阴极与第二供电端口连接。二极管是一种具有单向导电特性的电子元件。当电源电压正常施加时(即第二供电端口向输出端口供电)，能够确保电流可以顺利从第二供电端口流向输出端口，为控制器供电。且，防止电流试图从第一供电端口经由输出端口流回第二供电端口。

进一步地，第二供电端口和开关设备的控制端的连接通路上设置有第二二极管，即，图2中的D2，第二二极管的阳极与控制端连接，阴极与第二供电端口连接。该第二二极管可以防止在第二供电电源关闭或出现瞬态电压尖峰时，电流或电压通过开关设备的控制端反向传输，保护控制端电路免受潜在的损害。

进一步地，参照图2，输出端口配置有电容器，即图2中的CE1，用于滤波或电源稳定化。在具体实现时，图3示出了该电容器的示意图，包括两个并联的电容，C17和C18，其中，C17为100nF，C18为10uF。此外，开关设备的栅极还连接有电阻R12。

综上，本实用新型提供的另一种供电装置，能够通过MOS器件实现在第二供电电源供电时，第一供电电源(干电池)不会放电，仅通过第一供电电源供电时，可以通过控制器检测干电池的电量。与现有技术相比，无需占用单片机的IO口，适用于单片机IO口资源紧缺的产品。

针对于上述实施例，本实用新型实施例还提供一种电源系统，其中，该电源系统的控制器配置有上述供电装置，该供电装置的输出端口与控制器连接，用于给控制器供电。

在具体实现时，图4示出了本实用新型实施例提供的一种电源系统的结构示意图，如图4所示，控制器配置有供电端口，该供电端口直接与供电装置的输出端口连接。参照图4，AC1003为电源系统的控制芯片，6号管脚为控制芯片的供电管脚，也即上述供电端口。

进一步地，图4中控制芯片的管脚的功能如下：1-单片机复位；2-单片机控制录音芯片；3-电机控制；4-地；5-外接参考电容；6-单片机供电电源(LVD模块检测供电电源的阈值，产生中断判断电量)；7-指示灯；8-32.768KHZ时钟；9-32.768KHZ时钟；10-LCD背光控制；11-指示灯；12-按键；13-按键；14-按键15-按键；16-LCD芯片通信；17-LCD芯片通信；18-LCD芯片通信；19-电机控制；20-喂食电机检测。上述按键分别可以根据需求配置。

在具体实现时，控制器配置有比较器(图4中未示出)；比较器的其中一个输入端与供电端口连接，另一个输入端用于获取预设的电压阈值；比较器，用于比对供电装置输出的供电电源和电压阈值，并输出比对信号；控制器，还用于按照比对信号对供电电源的电量进行显示。控制器还配置有寄存器；寄存器用于存储电压阈值。

在一个实施方式中，本实用新型的电源系统应用于喂食器，该喂食器采用若干节电池串联供电，如3节1号干电池，干电池额定的工作电压为0.9V～1.5V，电压范围为2.7V～4.8V。该干电池作为上述第一供电端口的第一供电电源。本实用新型的电源系统的控制器与喂食器的电池连接，可以直接获取到喂食器的供电电压，进一步的，采用控制器配置的比较器与预设的电压阈值进行比较，从而确定喂食器的电量。

在具体实现时，上述比较器用于实现控制器的LVD功能，LVD，即Low VoltageDetection(低电压检测)，是单片机中的一项内置功能，用于监测电源电压并在电压降至预设的阈值时触发一个中断或复位信号，以保护单片机和系统免受因电源电压不足导致的异常运行或数据丢失。本实用新型的控制器预先设置有LVD的触发阈值，包括2.7～4.4不同档位的电压，结合电池2.9V～4.8V工作范围，选择了3.1、3.3、3.6、4.0、4.4这5个阈值，基于此，电压可以分5格进度条显示。

进一步地，LVD支持产生复位和中断，本实用新型的控制器配置有产生中断功能。在中断处理中，可以通过改变阈值设定，结合上升沿触发使能和下降沿触发使能，可以有效的实现干电池电量检测。图5示出了LVD实现电量检测对应的流程图，示出了阈值为4.4V时对应的电量检测逻辑。进一步地，图6示出了LVD电压检测的功能框图。在图6中，VDD是供电端口，也即电路的电源端。LVD阈值用于表征电压阈值设定点，用于检测超过一定电压水平的情况。数字滤波器用来平滑或抑制输入信号中的噪声。触发条件选择指在特定条件下引发操作的能力(比如中断或复位)。中断和复位分别表示两种潜在的操作结果：中断是暂时停止程序执行以处理更高优先级任务的过程；而复位则是将整个系统恢复到初始状态。该电路通过比较器来工作，其中“-”和“+”引脚分别连接了电源VDD和其他部分电路。当发生LVD(低电压检测)时，它会设置某个内部寄存器的状态并可能导致硬件中断或系统复位。具体设置取决于LVD_CR寄存器中的某些位的值。在一个实施方式中，LVD_CR寄存器一共有32位，每一位配置的相关功能参照图7。

本实用新型提供的一种电源系统，利用电池直接供电单片机，能够采用控制器内置的LVD模块实现电量检测，其中，电量检测采用中断处理，响应快，实时性好。而且，本实用新型利用供电装置对控制器供电，并基于控制器的LVD模块根据供电电压的变化来估算供电电源剩余电量，对于优化电源使用策略、提前预警低电量情况至关重要。

进一步地，在上述实施例的基础上，本实用新型还提供一种喂食器，该喂食器包括喂食器本体，以及安装在喂食器本体中的上述实施例的电源系统。在具体实现时，喂食器本体采用干电池搭配电源适配器的组合供电方案，且，这两种供电电源分别接入上述电源系统的控制器，以使控制器获取供电电源的电压实现上述电量检测。具体电量检测方式可参照上述实施例，在此不再赘述。进一步地，该喂食器还可以包括显示屏，该显示屏与控制器连接，用于显示通过控制器检测的供电电源电量。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种供电装置，其特征在于，用于给控制器供电，所述供电装置包括第一供电端口、第二供电端口和输出端口；

其中，所述第一供电端口用于与第一供电电源连接，所述第二供电端口用于与第二供电电源连接，所述输出端口用于与所述控制器连接；

其中，所述第一供电端口和所述第二供电端口分别与所述输出端口连接，且，所述第一供电端口与所述输出端口的连接通路上设置有开关设备；

所述开关设备的控制端与所述第二供电端口连接；

所述开关设备，用于在所述第一供电电源供电时导通，以使所述第一供电电源给所述控制器供电，以及，在所述第二供电电源供电时截止，以使所述第二供电电源给所述控制器供电；

其中，所述控制器配置有比较器；所述比较器的其中一个输入端与所述控制器的供电端口连接，另一个输入端用于获取预设的电压阈值；

所述比较器，用于比对所述供电装置输出的供电电源和所述电压阈值，并输出比对信号；

所述控制器，还用于按照所述比对信号对所述供电电源的电量进行显示。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述开关设备为MOS器件；所述MOS器件的栅极作为所述控制端与所述第二供电端口连接。

3.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述第二供电端口和所述输出端口的连接通路上设置有第一二极管，其中，所述第一二极管的阳极与所述输出端口连接，阴极与所述第二供电端口连接。

4.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述第二供电端口和所述开关设备的控制端的连接通路上设置有第二二极管，其中，所述第二二极管的阳极与所述控制端连接，阴极与所述第二供电端口连接。

5.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述输出端口配置有电容器。

6.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统的控制器配置有权利要求1-5任一项所述的供电装置，其中，所述供电装置的输出端口与所述控制器连接，用于给所述控制器供电。

7.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述控制器配置有供电端口，所述供电端口直接与所述供电装置的输出端口连接。

8.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述控制器还配置有寄存器；

所述寄存器用于存储所述电压阈值。

9.一种喂食器，其特征在于，所述喂食器包括喂食器本体，以及安装在所述喂食器本体中如权利要求6-8任一项所述的电源系统。