一种智能手表

技术领域

本发明涉及智能穿戴技术领域，特别涉及一种智能手表。

背景技术

最新统计数据显示，智能穿戴市场在未来几年迎来爆发式增长。智能手表长期正常工作一般需要可靠，持久的电源，当前主要采用锂电池作为电源。然而，由于手表空间有限，微型锂电池的电量往往不能满足持久供电需求，拆卸更换锂电池带来不便。同时，手表中大部分传感器功能如：健康，光感，陀螺仪和运动传感器(a+g sensor)等，一般处常开状态。因此，穿戴设备的续航时间过短成为制约了当今穿戴电子设备的发展瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种智能手表，上述智能手表能够达到省电的目的，增加设备的续航时间。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种智能手表，包括：

手表本体，所述手表本体包括至少一个常开设备；

表链，所述表链用于放置所述手表本体；

热电组件，所述热电组件与所述至少一个常开设备电连接，所述热电组件包括多个热电模组单元，多个所述热电模组单元设置于所述表链上且在穿戴时可与皮肤密切接触，相邻的两个所述热电模组单元电连接。

本发明实施例提供的智能手表中，单个热电模组单元可以感应皮肤温度和外界温度的温度电势差，将热能转化为电能输出，由于相邻的两个热电模组单元电连接，则热电组件输出的电压为多个热电模组单元输出的总和，而热电组件与至少一个常开设备电连接，则热电组件能够给需要持续供电的常开设备提供电压，减少常开设备对系统和电池电量的消耗，能够达到省电的目的，增加设备的续航时间，并且，还可以不增大电池体积，便于携带。

可选地，相邻的两个所述热电模组单元通过导线串联连接。

可选地，所述导线上涂覆有散热层。

可选地，所述手表本体还包括升压斩波电路，所述热电组件的输出端与所述升压斩波电路的输入端电连接，所述至少一个常开设备与所述升压斩波电路的输出端电连接。

可选地，所述手表本体还包括第一电容，所述第一电容的第一端与热电组件的输出端电连接，所述第一电容的第二端接地。

可选地，所述升压斩波电路包括滤波电感、第一全控开关器件、第二全控开关器件、第二电容；

所述滤波电感的第一端与所述升压斩波电路的输入端电连接，所述滤波电感的第二端分别与所述第一全控开关器件的第一端和第二全控开关器件的第一端电连接；所述第一全控开关器件的第二端分别与所述升压斩波电路的输入端和所述升压斩波电路的输出端电连接，所述第二全控开关器件的第二端与所述升压斩波电路的输出端电连接；所述第二电容的第一端与所述升压斩波电路的输出端电连接，所述第二电容的第二端接地。

可选地，所述滤波电感的第一端与所述升压斩波电路的输入端通过防反灌二极管电连接，所述防反灌二极管的输入端与所述升压斩波电路的输入端电连接，所述防反灌二极管的输出端与所述滤波电感的第一端电连接。

可选地，还包括控制单元，所述控制单元分别与所述第一全控开关器件的控制端以及所述第二全控开关器件的控制端信号连接，所述控制单元用于根据所述第二电容上的输出电压以及所述滤波电感上的电感电流，采用双闭环控制调节所述第一全控开关器件和第二全控开关器件的开关状态，以调节所述升压斩波电路的输出电压。

可选地，所述手表本体还包括电池以及供电选择单元，所述电池和所述升压斩波电路通过所述供电选择单元与所述至少一个常开设备电连接，所述供电选择单元用于：

当所述升压斩波电路的输出电压大于或者等于预设电压值时，控制所述升压斩波电路与所述至少一个常开设备电连接，在第一预设时间后控制所述电池与所述至少一个常开设备断开；

当所述升压斩波电路的输出电压小于所述预设电压值时，控制所述电池与所述至少一个常开设备电连接，在第二预设时间后控制所述升压斩波电路与所述至少一个常开设备断开。

可选地，所述供电选择单元包括第三全控开关器件和第四全控开关器件，所述第三全控开关器件的第一端与所述电池电连接，所述第三全控开关器件的第二端与所述至少一个常开设备电连接，所述第四全控器件的第一端与所述升压斩波电路的输出端电连接，所述第四全控器件的第二端与所述至少一个常开设备电连接。

可选地，所述供电选择单元与所述至少一个常开设备之间连接有低压差线性稳压器。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种智能手表的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供一种智能手表，包括：

手表本体，手表本体包括至少一个常开设备2；

表链，表链用于放置手表本体；

热电组件1，热电组件1与至少一个常开设备2电连接，热电组件1包括多个热电模组单元，多个热电模组单元设置于表链上且在穿戴时可与皮肤密切接触，相邻的两个热电模组单元电连接。

本发明实施例提供的智能手表中，单个热电模组单元可以感应皮肤温度和外界温度的温度电势差，将热能转化为电能输出，由于相邻的两个热电模组单元电连接，则热电组件1输出的电压为多个热电模组单元输出的总和，而热电组件1与至少一个常开设备2电连接，则热电组件1能够给需要持续供电的常开设备2提供电压，减少常开设备2对系统和电池电量的消耗，能够达到省电的目的，增加设备的续航时间，并且，还可以不增大电池体积，便于携带。

需要说明的是，上述常开设备2为在智能手表的使用过程中需要处于常开状态的功能器件，例如常开设备2可以为健康检测器件、光感传感器、陀螺仪、运动传感器和触控传感器等设备。

具体地，上述热电模组单元可以包括PN型纳米硅热电薄膜、导热铜箔层以及散热铜箔层，其中，导热铜箔层可以设置于热电模组单元用于与人体皮肤接触的一侧，散热铜箔层可以设置于PN型纳米硅热电模组单元背离所述导热铜箔层的一侧。

其中，单个热电模组单元在20℃的温差能转化1V电压。根据人体温度35℃-37℃，外界室内温度20℃-30℃，可以估算电压范围：0.25V-0.8V，即单个热电模组单元在外界室内温度为20℃-30℃时，可以输出0.25V-0.8V的直流电压。而热电组件1输出的直流电压可以根据热电模组单元的个数而定，热电组件1输出的直流电压为所有热电模组单元输出电压的总和。具体地，热电模组单元的个数可以根据实际需求而定，在这里不做限制。

在一种具体地实施方式中，表链可以包括多节链节，多个热电模组单元可以嵌入到表链的不同的链节上，例如，表链的每节链接上均可设置一个热电模组单元，在穿戴智能手表时能够实现热电模组单元与人体皮肤的接触。

在一种具体地实施方式中，相邻的两个热电模组单元可以通过导线串联连接，例如，相邻的两个热电模组单元可通过FPC导线连接。

在一种具体地实施方式中，所述导线上可以涂覆有散热层，能够对导线进行散热，有利于电量的传输。

在一种具体地实施方式中，手表本体还包括升压斩波电路3(BOOST)，热电组件1的输出端与升压斩波电路3的输入端电连接，至少一个常开设备2与升压斩波电路3的输出端电连接，升压斩波电路3能够将热电组件1的输出电压升高，并对常开设备2输出稳定的电压，使得常开设备2能够通过热电组件1供电，维持持续的工作状态。例如，通过在表链上串联的热电模组单元的数量增加升压斩波电路3输入端的电压，输入的电压经过升压斩波电路3可以输出稳定的3.8V电压。

上述发明实施例中，手表本体还可以包括第一电容C1，第一电容C1的第一端与热电组件1的输出端电连接，第一电容C1的第二端接地。第一电容C1能够对热电组件1输出的电压进行滤波，且可以将热电组件1输出电压储存，进行稳压。

在一种具体地实施方式中，升压斩波电路3可以包括滤波电感L、第一全控开关器件Q1、第二全控开关器件Q2、第二电容C2；其中，滤波电感L的第一端与升压斩波电路3的输入端电连接，滤波电感L的第二端分别与第一全控开关器件Q1的第一端和第二全控开关器件Q2的第一端电连接；第一全控开关器件Q1的第二端分别与升压斩波电路3的输入端和升压斩波电路3的输出端电连接，第二全控开关器件Q2的第二端与升压斩波电路3的输出端电连接；第二电容C2的第一端与升压斩波电路3的输出端电连接，第二电容C2的第二端接地。

上述升压斩波电路3中，滤波电感L与第二电容C2可以构成低通滤波滤除第一全控开关器件Q1以及第二全控开关器件Q2谐波，第二电容C2能够稳压支撑“储能”作用，保证稳定输出给后级电路。具体地，当第二电容C2的输出电压V

在一种具体地实施方式中，滤波电感L的第一端与升压斩波电路3的输入端可以通过防反灌二极管D1电连接，防反灌二极管D1的输入端与升压斩波电路3的输入端电连接，防反灌二极管D1的输出端与滤波电感L的第一端电连接。防反灌二极管D1在当热电组件1的能量转化效率不高时，能够防止手表本体内部电源反向输出给表链上的热电组件1放电。热电组件1的能量转化率不高的情况可以为当人体皮肤温度与外界温差较小时，或者热电组件1与皮肤没有接触时。

上述发明实施例提供的智能手表中，还可以包括控制单元4，控制单元4可以分别与第一全控开关器件Q1的控制端与第二全控开关器件Q2的控制端信号连接，控制单元4用于根据第二电容C2上的输出电压V

具体地，如图1所示，控制单元4具体的控制流程可以为：当采集到的第二电容C2的输出电压V

上述双闭环控制中外环采用输出电压作为控制目标，内环采用电感电流作为过流保护来保护第一全控开关器件Q1和第二全控开关器件Q2，能够使得升压斩波电路3具有稳定的电压输出。可选地，上述控制器a和控制器b均可以采用PI控制器，控制器a和控制器b也可以采用其它控制器，可以根据实际情况而定，在这里不做限制。

在一种具体地实施方式中，手表本体还包括电池5以及供电选择单元6，电池5和升压斩波电路3通过供电选择单元6与至少一个常开设备2电连接，供电选择单元6用于：当升压斩波电路3的输出电压大于或者等于预设电压值时，控制升压斩波电路3与至少一个常开设备2电连接，在第一预设时间后控制电池5与至少一个常开设备2断开；而当升压斩波电路3的输出电压小于预设电压值时，控制电池5与至少一个常开设备2电连接，在第二预设时间后控制升压斩波电路3与至少一个常开设备2断开。通过供电选择单元6可以实现手表本体内的电源与热电组件1选择切换供电，当升压斩波电路3的输出电压小于预设电压值时，则供电选择电源可以控制升压斩波电路3不供电，通过电池5给常开设备2供电，能够实现常开设备2持续的工作，保证手表本体正常的功能的运行。

在一种具体地实施方式中，上述供电选择单元6可以包括第三全控开关器件Q3和第四全控开关器件Q4，第三全控开关器件Q3的第一端与电池5电连接，第三全控开关器件Q3的第二端与至少一个常开设备2电连接，第四全控开关器件Q4的第一端与升压斩波电路的输出端电连接，第四全控开关器件Q4的第二端与至少一个常开设备2电连接。

其中，上述供电选择单元6具体工作过程可以为，当热电组件1供电的电压(升压斩波电路3的输出电压)小于预设电压值时，可以通过控制第三全控开关器件Q3导通，电池5可以给常开设备2供电，延迟第一预设时间关断第四全控开关器件Q4，切断热电组件1供电，能够保证常开设备2持续工作，维持手表的正常功能；而当热电组件1供电的电压(升压斩波电路3的输出电压)大于或者等于预设电压值时，可以通过控制第四全控开关器件Q4导通，热电组件1给常开设备2供电，延迟第二预设时间关断第三全控开关器件Q3，切断电池5供电，能够减少电池5的耗电，增长电池5续航时间。上述供电选择单元6延迟第一预设时间关断第四全控开关器件Q4或者延迟第二预设时间关断第三全控开关器件Q3能够防止切换掉电，保证常开设备2正常工作。其中，上述预设电压值可以设置为3V，也可以设定为其它数值，可以根据实际情况选择，在这里不做限制。第一预设时间和第二预设时间可以设置为3s，也可以设置为其它数值，根据实际情况选择，在这里不做限制。

在一种具体地实施方式中，上述第一全控开关器件Q1、第二全控开关器件Q2、第三全控开关器件Q3和第三全控开关器件Q3可以为MOS管，也可以为其它全控开关器件，在这里不做限制，可以根据实际情况选择。

在一种具体地实施方式中，供电选择单元6与至少一个常开设备2之间可以连接有低压差线性稳压器(LDO)7。低压差线性稳压器7能够将电池5或者升压斩波电路3的输出电压转换成常开设备2需要的输入电压。例如，电池5或者升压斩波电路3的输出电压为3.8V，而常开设备2需要的输入电压为1.8V，低压差线性稳压器能够将电池5或者升压斩波电路3输出的3.8V电压转化成常开设备2需要的1.8V的输入电压。

经过试验数据对比，电池容量为500mAh的手表，重载场景下工作电流20mA(打电话、放音乐叠加场景)，待机电流约为2mA(常开设备处于常开状态及系统最低功耗)，仅通过电池供电，若手表处于待机、不关机状态情景可续航10天；而本发明实施例提供的智能手表，可以采用热电组件对常开设备供电，可以分担工作电流约为15mA，可以分担待机电流为1mA，若手表处于待机、不关机情景可续航约20天。通过上述试验数据对比可以证明，本发明实施例提供的智能手表可以大大节省电池能量消耗，延长续航时间，达到省电的目的；并且可以在手表续航能力提高的情况下减小电池占用体积，使得手表更小，便于携带；另外，本发明实施例提供的智能手表无机械运动部件，能够更加节省电量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。