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充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统

文献发布时间:2024-04-18 20:00:50


充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统

技术领域

本发明涉及充电管理技术领域,尤其涉及一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统。

背景技术

现有的充电管理电路一般采用单一的充电路径来为电池充电,随着电源类型的逐渐发展,不仅有传统的适配器电源,还有光能等其它形式的电源(例如光能充电板,后文简称光能板),这些其它形式的电源往往充电电流没有传统的适配器电源大,若依然采用传统的适配器电源所使用的充电路径来为电池充电,会导致微弱充电电流被充电回路的静态功耗损耗掉。

专利号为2023108037520的专利中提出了使用不同充电电路来适配不同的电源,但基于该专利提供的方案,若光能板独立使用,则需要两个充电接口来分别适配光能板和适配器,导致实际使用时两个充电接口之间容易混淆,进而用户在使用时容易造成误插,可能导致充电效率低(光能板插到适配器充电接口)或者可能带来充电隐患或危险(适配器插到光能板充电接口)。

发明内容

本发明一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路能够适用多种类型的外接电源,且多种类型的外接电源共用同一充电接口。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路的取电控制电路能够自动识别充电接口当前接入的外接电源类型,并自动切换充电电路。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路提供了适配器充电与光能板充电两种外接充电方式,且取电控制电路能够识别该两种电源,并根据识别结果自动切换电流路径,使得两种充电方式分别经过各自的充电电路为电池充电,进而以光能板为充电源时,其充电回路能够绕开适配器的充电回路而单独为所述电池供能,以便于光能板的微弱充电电流能够被充分利用。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路将识别端子直接设置于充电接口中,并通过接入的电源的不同来改变识别端上的电信号,再基于电信号的变化来判断电源类型,简单高效。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路将充电接口设置为type-c接口,可以使充电接口小型化的同时,具有更好的通用性,并利用type-c接口中固有的CC引脚来作为所述识别端子,无需额外端子的设置。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路的取电控制电路根据所述比较信号延时地生成所述选择信号,以提高选择信号的准确性,降低误判的概率。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中充电管理电路为了防止光能板断开后其空载电压过高对电路造成损坏,将光能板的电压通过一低压差线性稳压器对外输出。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中电机控制装置用于控制窗帘轨道或者窗户的窗扇,以形成一种电动窗帘或者一种电动开窗器。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中电机控制装置的光能板适于被安装于一窗户的窗框上,以使光能板的感光面朝向窗外,并且无需在所述窗户的玻璃上固定光能板,进而方便光能板的拆卸维护,且在光能板拆卸后,不会因为固定件遮挡玻璃而影响玻璃的透光效果。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中窗帘控制系统具备电池供电无需插座、光能续航无需充电的优点。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中窗帘控制系统具有常续航模式,长续航模式开启的情况下,续航时间被延长。

本发明另一目的在于提供了一种充电管理电路、电机控制装置及窗帘控制系统,其中窗帘控制系统具有唤醒模式,唤醒模式开启的情况下用户能够通过手机等智能设备的app设定一个时间,从该设定时间开始,窗帘将被间歇性的开启,并在30分钟后完全打开,以达到阳光唤醒起床的效果。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,适用于智能家居领域,可以安装在窗框、窗户玻璃表面,具有超薄、便携的特点。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中加强板固定安装于基板,以增强基板的抗变形能力,避免光能发电板以及内部电子元件受损,进而能够使得整体厚度减薄,以适用于智能家居使用场景。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中加强板不仅具有抗变形的作用,而且能够作为外壳使用,将电路板保护在内,使得光能板厚度更薄。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中光能发电板与加强板分设于基板的两侧,有利于将光能发电板的面积最大化,同时,也便于光能发电板和电路板的安装固定,提高光能发电板与电路板电连接的稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中容纳槽内设置有加强筋位,用于加强基板的刚性,加强板的朝向基板的一面也设置有加强筋位,用于加强板的刚性,防止弯曲变形。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中第二卡接结构卡接于第一卡接结构,使得加强板可拆卸地连接于基板,以提高装配效率。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中第一输出部和第二输出部设置于基板的两端,使得多个光能板之间可以相互连接,以提高输出功率。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中通过按压检测开关以导通发光单元与光能发电板,使得发光单元发光,从而检测光能发电板是否工作正常,能够最大程度地减少电能消耗。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中基板与安装件可拆卸地连接,以便于用户将基板拆下清理光能发电板表面的灰尘,而且可以将本装置携带至户外使用。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中两个安装卡扣的卡勾方向相反,使得基板不管正装还是反装,两个安装卡扣都能与安装孔卡接,以适配多种安装场景,保证光能发电板能够朝向窗外。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中基板嵌入安装槽,使得安装件与基板之间的连接更加稳定。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中按压部凹陷于第一侧壁的外表面,以避免按压部被安装件抵压。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中当基板安装于安装件后,第一侧壁抵接于安装槽的内壁,使得卡接孔和按压部被密封在安装槽内,可以避免灰尘、水汽通过卡接孔或者弹性臂两侧的分割缝进入容纳腔。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中用户可选择采用挂绳穿过安装孔将基板挂接安装,以保证基板不会掉落而摔坏光能发电板。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中基板通过永磁体吸附于安装件,以实现基板与安装件之间的快速拆装。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中安装件通过第一表面和/或第二表面对外固定安装,能够保证光能发电板平行于窗户玻璃,让发电效率更高。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中当USB接口接上电池的瞬间,由于低压差线性稳压器的作用,电池不会直接接通光能发电板的开路电压;当电池接上之后,低压差线性稳压器的输出将被钳位至电池电压附近,同时光能发电板的输出也会被钳位,由于低压差线性稳压器的功耗很低,此时相当于光能发电板以直通的方式为电池充电,以尽量减少能耗损失。

本发明的另一目的在于提供一种光能板,其中Type-C接口具有两个,可实现以下工作方式:1)一个Type-C接口接通电池,以给电池充电。2)一个Type-C接口接通电池,另一个Type-C接口接通另一个光能板,以实现多个光能板共同为同一个电池充电。3)一个Type-C接口接通一个光能板,另一个Type-C接口接通另一个光能板,并进一步通过另一个光能板接通电池,以实现三个以上光能板共同为一个电池充电。

为实现以上至少之一目的,根据本发明的第一方面,提供了一种充电管理电路,其中所述充电管理电路被设置适于经由外接电源为一电池充电;其中所述充电管理电路包括:

第一充电电路和第二充电电路,第一充电电路和第二充电电路不同,且第一充电电路和第二充电电路共用至少一充电接口;所述充电接口用于外接电源;

取电控制电路,其电连接所述充电接口,并被设置为适于识别所述充电接口中接入的电源,并根据识别结果选择地控制电流流过的路径,以控制所述电池经由所述第一充电电路和/或所述第二充电电路获取电能。

根据本发明的实施例,所述第一充电电路的静态功耗大于所述第二充电电路的静态功耗,所述取电控制电路被配置为:在识别为第一电源时控制电流流过第一充电电路,在识别第二电源时控制电流流过第二充电电路;第一电源表征适配器电源,第二电源表征光能板电源,以使得:在所述充电接口接入所述适配器的状态,所述电池经由所述第一充电电路获取电能,在所述充电接口接入所述光能板的状态,所述电池经由所述第二充电电路获取电能。

根据本发明的实施例,所述取电控制电路具有至少一识别端子;所述识别端子被设置于所述充电接口,所述识别端子上传递的电信号根据所述充电接口接入的电源不同而不同,所述取电控制电路根据所述电信号的变化识别所述充电接口接入的电源。

进一步地,所述取电控制电路还具有选择电路,其接收所述识别端子传递的电信号,并根据电信号识别充电接口接入的电源,以根据识别结果输出选择信号;所述选择信号用于选择地控制电流经由第一充电电路和/或第二充电电路到达电池。

根据本发明的实施例,所述选择电路包括一比较器,所述比较器根据所述识别端子传递的电信号输出一比较信号;所述比较信号用于生成所述选择信号。

进一步地,所述电源包括适配器和光能板;所述充电接口包括type-c接口,所述识别端子包括type-c接口中的CC引脚,所述电信号包括高电平和低电平;

当所述充电接口接入适配器时,所述CC引脚传递高电平至所述比较器,当所述充电接口接入光能板时,所述CC引脚传递低电平至所述比较器,所述比较器根据CC引脚上传递的电信号的不同输出不同的比较信号,进而将比较信号取反后生成对应的选择信号。

进一步地,所述取电控制电路还用于根据所述比较信号延时地生成所述选择信号。

根据本发明的实施例,所述电源包括适配器和光能板;所述第二充电电路被配置为将所述光能板提供的电能直接传递至所述电池,所述第一充电电路通过一充电管理芯片为所述电池供能;所述第一充电电路的静态功耗大于所述第二充电电路的静态功耗至少1倍。

进一步地,所述取电控制电路通过使能/失能所述充电管理芯片接通/断开所述第一充电电路,通过接通/断开设置于所述第二充电电路的第二开关接通/断开所述第二充电电路;

所述选择信号用于触发所述第一充电电路和所述第二充电电路进入相反状态;其中所述选择信号包括第一电平信号和第二电平信号,所述选择信号为第一电平信号时,所述充电管理芯片被使能且所述第二开关被截止,所述选择信号为第二电平信号时,所述充电管理芯片被失能且所述第二开关被接通;所述第一电平信号和所述第二电平信号为相反的电平信号。

根据本发明的实施例,所述充电管理电路还包括保护开关和监测电路,保护开关受控于监测电路,保护开关设置于所述第二充电电路,可切换于接通状态和断开状态,用于接通和断开所述第二充电电路;所述监测电路被设置为:

监测所述电池的电量:

当电量低于第一指定阈值时维持保护开关接通以接通所述第二充电电路;以及,

当电量高于第二指定阈值时维持保护开关断开以断开所述第二充电电路;

其中所述第一指定阈值小于所述第二指定阈值。

进一步地,还包括一保护电路;所述保护电路包括一低压差线性稳压器;当所述充电接口接入所述光能板时,所述低压差线性稳压器用于:在正常工作情况下,跟随所述电池的电压进行输出;以及,在非正常工作情况下,将所述光能板的输出电压调节至指定范围输出;其中,正常工作情况下所述第二充电电路接通,非正常工作情况下所述第二充电电路断开,所述指定范围的下限值高于所述电池的电压的最大值。

进一步地,还包括带载钳位电路,当所述充电接口接入所述光能板时,所述带载钳位电路用于在所述第二充电电路被断开时提前为所述光能板接入一负载。

进一步地,所述带载钳位电路与所述保护开关基于同一控制信号被控制,且所述保护开关滞后地响应所述控制信号切断所述第二充电电路,以使得所述带载钳位电路在所述第二充电电路被断开时提前为所述光能板接入所述负载。

为实现以上至少之一目的,根据本发明的第二方面,提供了一种电机控制装置,适于控制连接于电机的受控装置,所述受控装置包括窗帘轨道或者窗户;其中所述电机控制装置包含电机、电池和光能板;所述电机用于开关窗帘或者开关窗户,电池给电机供电,电池经由一充电管理电路从所述光能板获取电能;

所述光能板适于被安装于一窗户的窗框上,以使光能板的感光面朝向窗外,并且无需在所述窗户的玻璃上固定光能板,进而方便光能板的拆卸维护,且在光能板拆卸后,不会因为固定件遮挡玻璃而影响玻璃的透光效果。

进一步地,所述电机控制装置包括通信处理模块,所述电机控制装置通过一充电管理电路为所述电池充电,所述通信处理模块从所述电池取电以保持工作;

其中,所述通信处理模块基于预设周期在一休息状态和一检测状态之间交替切换;在所述检测状态,所述通信处理模块接收用于控制所述电机的指令。

进一步地,所述通信处理模块能够基于一切换指令改变每一预设周期中监测状态持续时间的占比。

进一步地,所述切换指令源自于一智能设备的应用程序,所述切换指令用于在特定时段内将所述占比保持第一值,在非特定时段内将所述占比保持第二值;其中第一值小于第二值;

优选的,特定时段被设置为24:00~6:00,第一值被设置为15%,所述第二值被设置为20%。

根据本发明的实施例,所述通信处理模块被设置为能够控制所述电机从一个设定时间开始进行间歇性转动,以延时地控制所述受控装置行进指定行程,其中,所述电机被控制交替进入行进状态和停止状态,以保证所述指定行程的完整行进时间可以延长至指定时间。

进一步地,所述设定时间可基于一智能设备的应用程序进行调节,所述指定时间被设置为30分钟。

进一步地,所述指定行程为所述受控装置由一极限状态变化至另一极限状态时需要行进的行程S;所述受控设备包括窗帘轨道和窗户至少之一。

为实现以上至少之一目的,根据本发明的第三方面,提供了一种窗帘控制系统,包括窗帘电机,其适于传动一窗帘轨道,以控制连接于窗帘轨道上的窗帘的开合;其中所述窗帘电机包括:

电机部,所述电机部内部设置有用于传动所述窗帘轨道的电机;和

电池部,所述电机部与所述电池部可拆卸连接,以便于所述电池部被拆离于所述电机部时,所述电机部保持与所述窗帘轨道的传动连接关系;所述电池部包括用于为所述电机部供电的电池,以及充电管理电路,所述电池通过所述充电管理电路从所述充电接口获取电能;

适配器和光能板作为两种电源有选择地接入窗帘电机的一充电接口,以为所述电池部充电;

所述充电管理电路包括:

第一充电电路和第二充电电路,第一充电电路和第二充电电路不同,且第一充电电路和第二充电电路共用所述充电接口;

取电控制电路,其电连接所述充电接口,并被设置为适于识别所述充电接口中接入的电源,并根据识别结果选择地控制电流流过的路径,以控制所述电池经由所述第一充电电路和/或所述第二充电电路获取电能。

根据本发明的实施例,所述电机部包括通信处理模块,用于对外通信;

其中,所述通信处理模块基于预设周期在一休息状态和一检测状态之间交替切换;在所述检测状态,所述通信处理模块接收用于控制所述电机的指令;

其中,所述通信处理模块能够基于一切换指令改变每一预设周期中监测状态持续时间的占比。

进一步地,所述切换指令源自于一智能设备的应用程序,所述切换指令用于在特定时段内将所述占比保持第一值,在非特定时段内将所述占比保持第二值;其中第一值小于第二值;

优选的,特定时段被设置为24:00~6:00,第一值被设置为15%,所述第二值被设置为20%。

根据本发明的实施例,所述电机部包括通信处理模块,用于对外通信;

所述通信处理模块被设置为能够控制所述电机从一个设定时间开始进行间歇性转动,以延时地控制所述窗帘行进指定行程,其中,所述电机被控制交替进入行进状态和停止状态,以保证所述指定行程的完整行进时间可以延长至指定时间。

进一步地,所述设定时间可基于一智能设备的应用程序进行调节,所述指定时间被设置为30分钟;所述指定行程为所述窗帘由完全打开变化至完全关闭时的行程。

根据本发明的实施例,所述充电管理电路包括:

第一充电电路和第二充电电路,第一充电电路和第二充电电路不同,且第一充电电路和第二充电电路共用至少一充电接口;所述充电接口用于外接电源;

取电控制电路,其电连接所述充电接口,并被设置为适于识别所述充电接口中接入的电源,并根据识别结果选择地控制电流流过的路径,以控制所述电池经由所述第一充电电路和/或所述第二充电电路获取电能。

根据本发明的实施例,所述第一充电电路的静态功耗大于所述第二充电电路的静态功耗,所述取电控制电路被配置为:在识别为适配器时控制电流流过第一充电电路,在识别光能板时控制电流流过第二充电电路,以使得:在所述充电接口接入所述适配器的状态,所述电池经由所述第一充电电路获取电能,在所述充电接口接入所述光能板的状态,所述电池经由所述第二充电电路获取电能。

根据本发明的实施例,所述取电控制电路具有至少一识别端子;所述识别端子被设置于所述充电接口,所述识别端子上传递的电信号根据所述充电接口接入的电源不同而不同,所述取电控制电路根据所述电信号的变化识别所述充电接口接入的电源。

进一步地,所述取电控制电路还具有选择电路,其接收所述识别端子传递的电信号,并根据电信号识别充电接口接入的电源,以根据识别结果输出选择信号;所述选择信号用于选择地控制电流经由第一充电电路和/或第二充电电路到达电池。

根据本发明的实施例,所述选择电路包括一比较器,所述比较器根据所述识别端子传递的电信号输出一比较信号;所述比较信号用于生成所述选择信号。

进一步地,所述充电接口包括type-c接口,所述识别端子包括type-c接口中的CC引脚,所述电信号包括高电平和低电平;

当所述充电接口接入适配器时,所述CC引脚传递高电平至所述比较器,当所述充电接口接入光能板时,所述CC引脚传递低电平至所述比较器,所述比较器根据CC引脚上传递的电信号的不同输出不同的比较信号,进而将比较信号取反后生成对应的选择信号。

进一步地,所述取电控制电路还用于根据所述比较信号延时地生成所述选择信号。

根据本发明的实施例,所述第二充电电路被配置为将所述光能板提供的电能直接传递至所述电池,所述第一充电电路通过一充电管理芯片为所述电池供能;所述第一充电电路的静态功耗大于所述第二充电电路的静态功耗至少1倍。

进一步地,所述取电控制电路通过使能/失能所述充电管理芯片接通/断开所述第一充电电路,通过接通/断开设置于所述第二充电电路的第二开关接通/断开所述第二充电电路;

所述选择信号用于触发所述第一充电电路和所述第二充电电路进入相反状态;其中所述选择信号包括第一电平信号和第二电平信号,所述选择信号为第一电平信号时,所述充电管理芯片被使能且所述第二开关被截止,所述选择信号为第二电平信号时,所述充电管理芯片被失能且所述第二开关被接通;所述第一电平信号和所述第二电平信号为相反的电平信号。

根据本发明的实施例,所述充电管理电路还包括保护开关和监测电路,保护开关受控于监测电路,保护开关设置于所述第二充电电路,可切换于接通状态和断开状态,用于接通和断开所述第二充电电路;所述监测电路被设置为:

监测所述电池的电量:

当电量低于第一指定阈值时维持保护开关接通以接通所述第二充电电路;以及,

当电量高于第二指定阈值时维持保护开关断开以断开所述第二充电电路;

其中所述第一指定阈值小于所述第二指定阈值。

进一步地,还包括一保护电路;所述保护电路包括一低压差线性稳压器;当所述充电接口接入所述光能板时,所述低压差线性稳压器用于:在正常工作情况下,跟随所述电池的电压进行输出;以及,在非正常工作情况下,将所述光能板的输出电压调节至指定范围输出;其中,正常工作情况下所述第二充电电路接通,非正常工作情况下所述第二充电电路断开,所述指定范围的下限值高于所述电池的电压的最大值。

为实现以上至少之一目的,根据本发明的第四方面,提供了一种光能板,包括基板、光能发电板和加强板,所述光能发电板直接或间接地固定连接于所述基板,能够将光能转化为电能;所述加强板固定连接于所述基板,用于加强所述基板的刚性,使得所述基板和所述光能发电板不易发生弯曲变形。

进一步地,所述加强板与所述基板之间设置有容纳腔,所述容纳腔内设置有至少一电路板,所述电路板电连接于所述光能发电板。

进一步地,所述光能发电板贴合于所述基板,所述加强板盖设于所述基板的远离所述光能发电板的一面。

进一步地,所述基板朝向所述加强板设置有容纳槽,所述加强板盖设于所述容纳槽,以使所述容纳槽与所述加强板之间形成所述容纳腔;所述容纳槽内设置有加强筋位,用于加强所述基板的刚性;所述容纳槽的侧壁设置有多个第一卡接结构,所述加强板设置有与所述第一卡接结构相配合的第二卡接结构,所述第二卡接结构卡接于所述第一卡接结构,使得所述加强板可拆卸地连接于所述基板;所述光能发电板设置有导电连接件,所述基板开设有连接孔,所述导电连接件穿过所述连接孔电连接于所述电路板。

进一步地,所述基板的两端分别设置有第一输出部和第二输出部,所述光能发电板电连接于所述第一输出部和所述第二输出部,所述光能发电板产生的电能通过所述第一输出部和/或所述第二输出部对外输出。

进一步地,所述光能板还包括一电路板,所述电路板电连接于所述光能发电板,所述第一输出部和所述第二输出部分别焊接于所述电路板的两端,所述第一输出部和所述第二输出部均为USB Type-C接口。

进一步地,所述光能板还包括检测开关和发光单元,所述检测开关和所述发光单元直接或者间接地电连接于所述光能发电板,所述发光单元能够响应于所述检测开关被触发而发光。

进一步地,所述检测开关在被按下时接通由所述光能发电板、发光单元与地依次连接形成的指示电路,使得所述发光单元发光;所述检测开关回弹时所述指示电路被切断,以降低电能损耗。

进一步地,所述光能板还包括安装件,所述安装件用于对外固定安装;所述基板与所述安装件可拆卸地连接。

进一步地,所述安装件朝向所述基板凸设有两个安装卡扣,所述基板于安装卡扣对应位置设置有卡接孔,所述安装卡扣插入所述卡接孔,并卡接于所述卡接孔,以实现所述安装件与所述基板可拆卸地连接,其中,两个所述安装卡扣的卡勾方向相反;或者,所述安装件采用铁质材料制造成形,能够被永磁体吸引,所述基板于安装件对应位置设置有多个永磁体,所述基板通过所述永磁体吸附于所述安装件,以实现所述基板与所述安装件可拆卸地连接。

进一步地,所述安装件至少具有第一表面和第二表面,所述安装件通过所述第一表面和/或所述第二表面对外固定安装,其中所述第一表面垂直于所述光能发电板,所述第二表面与所述光能发电板之间的夹角小于5°;所述安装件朝向所述基板开设有安装槽,所述安装槽的宽度与所述基板相适配,所述基板嵌入所述安装槽;所述基板具有第一侧壁,所述第一侧壁至少部分被容纳于所述安装槽;所述加强板与所述基板之间设置有电路板,所述电路板电连接于所述光能发电板,所述电路板朝向所述第一侧壁设置有检测开关,所述第一侧壁于所述检测开关对应位置设置有按压部,所述按压部一体成型于所述第一侧壁,所述按压部能够响应于按压力而发生弹性形变,从而抵接并触发所述检测开关;所述按压部凹陷于所述第一侧壁的外表面,以避免所述按压部被所述安装件抵压。

进一步地,所述基板开设有至少两个安装孔,所述安装孔用于对外挂接安装。

进一步地,还包括一电压选择模块,所述电压选择模块根据外部负载的连接状态选择输出电压。

进一步地,指定光强范围内,所述电压选择模块在正常工作情况下,跟随负载电压进行电压输出;以及,在非正常工作情况下,将所述光能发电板的输出电压调节至指定范围输出;其中,正常工作情况下所述光能板接入负载,非正常工作情况下所述光能板未接入负载,所述指定范围的下限值高于所述负载电压的最大值。

进一步地,还包括至少两个通用接口,该两个通用接口并联地设置在所述电压选择模块的输出端,用于连接外部负载和/或其它光能板。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。上述各发明内容可以任意结合,本发明的这些和其他目的,将通过下述详细说明和附图得以充分体现。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中一种充电管理电路的电路框图示意图一;

图2是本发明一实施例中一种充电管理电路中取电控制电路细化后的框图示意图;

图3是图2对应的取电控制电路的具体电路示意图;

图4是本发明一实施例中一种充电管理电路中第一充电电路和第二充电电路细化后的框图示意图;

图5是图4进一步的框图示意图;

图6是本发明一实施例中一种充电管理电路的电路框图示意图二;

图7是本发明一实施例中一种充电管理电路的电路框图示意图三;

图8是图7进一步细化的电路示意图;

图9是本发明一实施例中一种充电管理电路的电路框图示意图四;

图10是图9进一步细化的电路示意图;

图11是本发明一实施例中一种充电管理电路的电路框图示意图五;

图12是图11进一步细化的电路示意图;

图13是本发明一实施例中一种充电管理电路的电路框图示意图六;

图14是图13进一步细化的电路示意图;

图15适配器与USB Type-C TO Type-C数据线(不含EMark芯片)、用电设备关于CC引脚连接示意图;

图16适配器与USB Type-C TO Type-C数据线(含EMark芯片)、用电设备关于CC引脚的连接示意图;

图17适配器与USB Type-A TO Type-C数据线、用电设备关于CC引脚连接示意图;

图18光能板与USB Type-C TO Type-C数据线、用电设备关于CC引脚连接示意图;

图19是本发明一实施例中一种电机控制装置的框图示意图;

图20是本发明一实施例中一种窗帘控制系统的框图示意图;

图21是本发明一实施例的整体结构示意图;

图22是本发明一实施例的整体结构示意图;

图23是本发明一实施例的光能发电板、双面胶、基板的爆炸图;

图24是本发明一实施例的整体结构爆炸图;

图25是本发明一实施例的基板、电路板、光能发电板的装配示意图;

图26是本发明一实施例的基板与加强板的装配示意图;

图27是本发明一实施例的多个光能板的连接示意图;

图28是本发明一实施例的基板与安装件的爆炸图;

图29是本发明一实施例的整体结构示意图;

图30是本发明一实施例的安装件剖开后的整体结构示意图;

图31是图9中A-A部剖视图的局部放大图;

图32是图9中B-B部剖视图;

图33是图9中C-C部剖视图;

图34是本发明一实施例的使用场景示意图;

图35是本发明一实施例的使用场景示意图;

图36是本发明一实施例的使用场景示意图;

图37是本发明一实施例的电路结构示意图;

图38是本发明一实施例的整体结构示意图;

图39是本发明一实施例的安装件与基板的安装示意图;

图40是本发明一实施例的整体结构爆炸图;

图41是本发明一实施例的基板、电路板、永磁体、光能发电板的装配示意图。

具体实施方式

下面将详细地对本发明的实施例进行说明,下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。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。

需要理解的是,在本发明所有实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”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发明和简化描述,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发明的限制。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该特征。“耦接”、“连接”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,也可以是电连接或可以互相通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连而形成联动关系,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发明中的具体含义。

现有的充电管理电路一般采用单一的充电路径来为电池充电,随着电源类型的逐渐发展,不仅有传统的适配器电源,还有光能等其它形式的电源(例如光能充电板,后文简称光能板),这些其它形式的电源往往充电电流没有传统的适配器电源大,若依然采用传统的适配器电源所使用的充电路径来为电池充电,会导致微弱充电电流被充电回路的静态功耗损耗掉。专利号为2023108037520的专利中提出了使用不同充电电路来适配不同的电源,但基于该专利提供的方案,若光能板独立使用,则需要两个充电接口来分别适配光能板和适配器,导致实际使用时两个充电接口之间容易混淆,进而用户在使用时容易造成误插,可能导致充电效率低(光能板插到适配器充电接口)或者可能带来充电隐患或危险(适配器插到光能板充电接口)。

基于此,本申请提供了一种充电管理电路,该充电管理电路在专利2023108037520的基础上进行改进,使得多个充电电路之间能够共用一个充电接口,充电管理电路能够自动识别充电接口中接入的电源类型,进而根据具体的电源类型适配对应的充电电路。

本发明所提出的一种充电管理电路10被设置适于经由外接电源为一电池20充电,所述电池20为可充电电池20,具体可例如为锂电池。所述外接电源为任意能够将市电交流电或者将非电能形式的能量转化为适用于所述电池20充电电能的电源。

如图1所示,示出了本发明实施例提出的一种充电管理电路10的电路框图示意图;可见,所述充电管理电路10至少包括第一充电电路101、第二充电电路102以及取电控制电路103;其中,所述第一充电电路101和所述第二充电电路102不同,且第一充电电路101和第二充电电路102共用至少一充电接口104;所述充电接口104用于外接电源;所述取电控制电路103电连接所述充电接口104,并被设置为适于识别所述充电接口104中接入的电源,并根据识别结果选择地控制电流流过的路径,以控制所述电池20经由所述第一充电电路101和/或所述第二充电电路102获取电能。

需要说明的是,所述第一充电电路101和所述第二充电电路102的不同,应理解为静态功耗不同,所述静态功耗可以理解为充电电路运转本身所需要的功耗,即外接电源提供的充电电流需要经过充电电路本身消耗一部分后,剩下的才能够到达电池20以为电池20充电。由于第一充电电路101和第二充电电路102的静态功耗不同,所以能够为不同的电源提供静态功耗相匹配的充电路径。例如后文所涉及的两种电源中,光能板100的充电电流小,需要适配静态功耗小的充电路径,适配器的充电电流大,可以适配静态功耗大一些的充电路径。

进而,上述实施例给出的方案中,所述充电管理电路10能够适用多种类型的外接电源,且多种类型的外接电源共用同一充电接口104,取电控制电路103能够自动识别充电接口104当前接入的外接电源类型,并自动切换电流流过的路径(第一充电电路所形成的路径,或者,第二充电电路所形成的路径)。仅采用一个充电接口104的情况下,不会有接口混淆的问题,也避免了用户插错充电接口104的风险。

在一些实施例中,所述第一充电电路101的静态功耗大于所述第二充电电路102的静态功耗,所述取电控制电路103被配置为:在识别为第一电源时控制电流流过第一充电电路101,在识别第二电源时控制电流流过第二充电电路102;第一电源表征适配器电源,第二电源表征光能板电源,以使得:在所述充电接口104接入所述适配器的状态,所述电池20经由所述第一充电电路101获取电能,在所述充电接口104接入所述光能板100的状态,所述电池20经由所述第二充电电路102获取电能。

所述光能板100可例如采用IBC单晶硅材质的太阳能板,其能够在弱光环境下具有较好的电压输出,例如能够在环境光强大于3000lux(定压12V)的情况下产生2mA左右的充电电流,以使得光能板在室内的光照条件不好的情境下依然能够为电池20充电。所述适配器的电源经由市电转化而来,所述适配器可以是USB Type-c to Type-c接口的适配器,也可以是USB Type-A to Type-c接口的适配器。可以理解的是,所述适配器的充电电流一般大于所述光能充电部的充电电流。例如在一些实施例中,所述适配器能够提供800uA左右的充电电流,而所述光能板100最大只能提供250uA左右的充电电流。由于光能板100的充电电流微弱,所以无法共用适配器的第一充电电路101,因此取电控制电路103在识别为光能板100时,将自动切换至第二充电电路102,以降低光能板100充电时的电能损耗。

进而,基于该实施例,提供了适配器充电与光能板100充电两种外接充电方式,且取电控制电路103能够识别该两种电源,并根据识别结果自动切换电流路径,使得两种充电方式分别经过各自的充电电路为电池20充电,进而以光能板100为充电源时,其充电回路能够绕开适配器的充电回路而单独为所述电池20供能,以便于光能板100的微弱充电电流能够被充分利用。

在一些实施例中,如图2所示,所述取电控制电路103具有至少一识别端子1031;所述识别端子1031被设置于所述充电接口104,所述识别端子1031上传递的电信号根据所述充电接口104接入的电源不同而不同,所述取电控制电路103根据所述电信号的变化识别所述充电接口104接入的电源。

所述电信号的不同,具体可以理解为电压和/或电流的不同,例如电压的有无、大小等的不同而导致的电信号的不同。

进而,在本实施例中,将识别端子1031直接设置于充电接口104中,并通过接入的电源类型的不同来改变识别端子1031上的电信号,再基于电信号的变化来判断电源类型,简单高效。

进一步地,如图2所示,所述取电控制电路103还具有选择电路1032,其接收所述识别端子1031传递的电信号,并根据电信号识别充电接口104接入的电源,进而根据识别结果输出选择信号;所述选择信号用于选择地控制电流经由第一充电电路101和/或第二充电电路102到达电池20。

一种举例中,所述选择电路1032包括一比较器,所述比较器根据所述识别端子1031传递的电信号输出一比较信号;所述比较信号用于生成所述选择信号。

具体而言,所述比较器通过一基准信号与所述电信号的比较输出所述比较信号,所述基准信号被设置为大于0伏且小于0.4伏,以适用大部分的适配器。所述选择电路1032还包括一反相器(如图3中Q1、R8和R9形成的反向电路),所述反相器将所述比较信号反转后输出所述选择信号。

进一步地举例中,所述电源包括适配器和光能板;如图3所示,所述充电接口104包括type-c接口,所述识别端子1031包括type-c接口中的CC引脚,所述电信号包括高电平和低电平;

当所述充电接口104接入适配器时,所述CC引脚传递高电平至所述比较器,当所述充电接口104接入光能板时,所述CC引脚传递低电平(例如零电平)至所述比较器,所述比较器根据CC引脚上传递的电信号的不同输出不同的比较信号,进而生成不同的选择信号。

本实施例中,将充电接口104设置为type-c接口,可以使充电接口104小型化的同时,具有更好的通用性,并利用type-c接口中固有的CC引脚来作为所述识别端子1031,无需额外端子的设置。

具体而言,如图3所示,所述CC引脚一般有两个(例如图3中的CC1和CC2,用于适配器端口正反插入type-c接口时的识别),所述比较器包括以运算放大器U1为核心形成的比较器电路,每一CC引脚通过一单向二极管(D1和D2,具体可以为肖特基二极管)将对应电信号提取后输出至所述运算放大器U1的负向输入端,所述运算放大器U1的正向输入端接入基准信号VREF。当所述充电接口104接入所述适配器时,CC引脚具有大于基准信号的高电平,使得运算放大器U1输出低电平(比较信号);当所述充电接口104接入所述光能板时,CC引脚未有高电平,运算放大器U1输出高电平(比较信号)。其中,基准信号VREF由电阻R4和R5对3.3V电源分压后得到,电容C1用于滤波,R3为运算放大器U1的反向输入端对地平衡电阻,电阻R4和电阻R3的阻值匹配(例如相等),以使得运算放大器U1的同向输入端和反向输入端的输入阻抗匹配,以提高比较器的比较精度。MOS管Q1及上拉电阻R8起电平转化与反相器作用,为了方便后级控制,将MOS管Q1的栅极电压的0~3.3V电平转为0~ACIN电平(ACIN为充电接口104直接接入的电压),用于后级控制。

此外,支持PD协议的适配器接入时,在PD通信阶段,充电接口104的CC1和CC2其中之一引脚会处于电平高低跳变状态。为避免PD通信时CC引脚的跳变电平造成误判,在一些实施例中,所述取电控制电路103还用于根据所述比较信号延时地生成所述选择信号,以提高选择信号的准确性,降低误判的概率。

一种举例中,如图3所示,所述取电控制电路103通过一RC延时电路1033延时地输出所述选择信号,且延时时间被设置为1ms以上。在比较器输出后级加入一级RC延时电路1033,利用PD通信在CC引脚上电平跳变持续时间短的特点,即使比较器输出的比较信号产生高低电平跳变,但跳变持续的时间不足以使RC延时电路1033的输出电压产生明显变化,当RC延时电路1033在延时时间过后输出稳定时,PD通信阶段已经结束,此时能够准确的传递比较器输出的识别信号至后级电路。

具体而言,如图3所示,下拉电阻R1、R2为支持PD快充适配器检测标识电阻,如果没有这两个电阻,支持PD快充的适配器将无法输出电压;R6为RC延时电路1033的泄放电阻;R7和C3的值将决定RC延时电路的延时时间,本实施例中,为了适应大部分的PD快充适配器,需要将延时时间设置为大于1.343ms。优选的,R7取值为1M,C3取值为100nF,使得RC延时电路的实际延时时间能够达到22ms左右,以保证选择信号输出时适配器的PD通讯阶段结束。

在一些实施例中,如图4所示,所述第一充电电路101具有第一开关1011,所述第一开关1011能够被接通/断开以接通/断开所述第一充电电路101;所述第二充电电路102具有第二开关1021,所述第二开关1021能够被接通/断开以接通/断开所述第二充电电路102;所述选择信号用于触发所述第一开关1011和所述第二开关1021进入相反状态。

进一步地,所述选择信号包括第一电平信号和第二电平信号,所述选择信号为第一电平信号时,所述第一开关1011被接通且所述第二开关1021被截止,所述选择信号为第二电平信号时,所述第一开关1011被截止且所述第二开关1021被接通;所述第一电平信号和所述第二电平信号为相反的电平信号。

本实施例中,通过同一选择信号能够同时控制两个开关(第一开关1011和第二开关1021),即第一充电电路101和第二充电电路102受控于同一选择信号,使得第一充电电路101和第二充电电路102在切换过程保持较高同步性,并能够简化电路和控制逻辑。

在一些实施例中,如图5所示,所述电源包括适配器和光能板;所述第二充电电路102被配置为将所述光能板100提供的电能直接传递至所述电池20,所述第一充电电路101通过一充电管理芯片为所述电池20供能;所述第一充电电路101的静态功耗大于所述第二充电电路102的静态功耗至少1倍。

其中,所述直接传递应该理解为光能板100提供的充电电流大部分(例如80%以上)被用于电池20的充电,其第二充电电路102上不会有较大耗电元件,以防止光能板在外部光照环境不良时产生的微弱有限电流被充电回路损耗。

所述第一充电电路101通过一充电管理芯片(例如采用SLM6803电源管理芯片,其使能脚输入低电平时被失能,输入高电平时被使能)为所述电池20稳定地供能,以使得电池20能够被稳定的充电,延长电池20的寿命,降低使用风险。

进一步地,所述第一开关1011可以理解为所述充电管理芯片,通过所述充电管理芯片的使能引脚的使能/失能来接通/断开所述充电管理芯片,进而接通/断开所述第一充电电路101。换句话说,所述取电控制电路103通过使能/失能所述充电管理芯片接通/断开所述第一充电电路101,通过接通/断开设置于所述第二充电电路102的第二开关1021接通/断开所述第二充电电路102;

所述选择信号用于触发所述第一充电电路101和所述第二充电电路102进入相反状态;其中所述选择信号包括第一电平信号和第二电平信号,所述选择信号为第一电平信号时,所述充电管理芯片被使能且所述第二开关1021被截止,所述选择信号为第二电平信号时,所述充电管理芯片被失能且所述第二开关1021被接通;所述第一电平信号和所述第二电平信号为相反的电平信号。

在一些实施例中,如图6~图10所示,所述充电管理电路10还包括保护开关1022和监测电路105,保护开关1022受控于监测电路105(包括直接受控或者间接受控),保护开关1022设置于所述第二充电电路102,可切换于接通状态和断开状态,用于接通和断开所述第二充电电路102;所述监测电路105被设置为:监测所述电池20的电量:当电量低于第一指定阈值时维持保护开关1022接通以接通所述第二充电电路102,以使得所述电池20能够通过光能板100补充电能;以及,当电量高于第二指定阈值时维持保护开关1022断开以断开所述第二充电电路102,以防止电池20被浮充;其中所述第一指定阈值小于所述第二指定阈值。

一种举例中,如图7所示,所述充电管理电路10受控于一处理器106,所述处理器106通过监测电路105采集第二充电电路102的充电电流(即光能板100的充电电流),进而控制保护开关1022。

此外,所述处理器106还通过一电池电压检测电路读取电池20电压以及电量状态;由于本发明提供的光能板存在拓展功能(例如多个光能板100并联同时为电池20充电),如果光能板100拓展过多可能会导致第二充电电路102的充电电流过大;因此为避免光能板100对电池20的过充损伤以及可能存在过大的充电电流,当处理器106经电池电压检测电路或者监测电路105发现第二充电电路102中的充电电流超限后将断开保护开关1022以断开第二充电电路102,实现光能板100对电池20充电的过充保护与过流保护。

具体而言,如图8所示,监测电路105采用一采样电阻(例如R36)对第二充电电路102的充电电流进行采样。电流采样方式为高压侧采样,主要由采样电阻R36、防倒流二极管D3、运算放大器U3、MOS管Q12以及电阻R40、R37、R38构成,由于光能板100的输出电压较高,高于运算放大器U3的供电电压范围,故采用一级齐纳二极管D4进行高压侧电压钳位,使运算放大器U3的供电电压介于其允许的范围内,其中运算放大器U3的负电源引脚采用浮地设计,由于运放的浮地设计,导致运放的输出存在较高的偏置电压,可能超过处理器106的采样电压范围,故在运放的输出连接一级PMOS管Q12,采用将运放的输出高偏置电压转成负反馈回路中反馈电流的形式,再通过R40转化成电压信号,转化后的电压参考电平为GND,可以被处理器106的ADC端口直接读取;最终处理器106的ADC端口检测光能板100充电电流的传递函数为:I=ADC/20;12位的ADC可实现电流检测的分辨率可达30uA,量程可达120mA。

另外,为了尽可能多的利用光能板100的充电电流,引入一级MOS管Q10与采样电阻R36并联,采用仅在检测光能板充电电流时,才将采样电阻R36引入;在其他不检测光能板充电电流阶段,通过CTRL引脚控制Q11进而控制Q10导通,将采样电阻R36短路掉,以减小第二充电电路102中的电阻值来提高光能板100的充电电流;对于检测时的充电电流与非检测时间段充电电流不一致问题,采用由软件上做补偿的方式解决。

所述处理器106应该理解为任意可以实现数据分析判断处理的部件或者部件的组合。具体举例中,所述处理器106可以包括单片机、集成有MCU和RF的片上系统(例如蓝牙模组、WIFI模组、ZIGBEE模组等)或者分离元件组成的转换电路。所述保护开关1022选自场效应管、可控硅、晶闸管、三极管任意之一,或者,选自由MOS管、可控硅、晶闸管、三极管组成的半导体器件的电子开关组合。

一举例中,如图9和图10所示,所述保护开关1022由MOS管组成,所述监测电路105直接控制所述保护开关1022。

具体而言,如图10所示,MOS管Q3和Q5组成所述保护开关1022。运算放大器U8的负向输入端通过电阻R39和R42引入电池电压(R39和R42对电池电压进行分压后传递至运算放大器的负向输入端),正向输入端通过电阻R40和R41引入基准信号VREF(此处的基准信号VREF与前文所述的基准信号VREF可以相同,也可以不同),比较后的输出信号通过MOS管Q5取反后控制MOS管Q3的通/断,进而控制第二充电电路102的通/断。其中,电阻R10用于保证第二开关1021导通时MOS管Q3处于常接通状态,换句话说,保护开关1022被设置为常闭开关,仅在监测电路105的控制下才会切换至断开状态。

本实施例中,第二充电电路102采用经一级充电常开开关(第二开关1021)、一级充电常闭开关(保护开关1022)和监测电路105连接至电池20上;其中充电常开开关由前级的取电控制电路103去控制,当充电接口104中接入光能板100时,取电控制电路103控制充电常开开关导通以接通第二充电电路102。充电常闭开关主要起光能板100充电时的过流保护以及电池20浮充保护功能,当处理器106检测到光能板100充电时的过流保护和电池20浮充保护触发时,将充电常闭开关断开以断开第二充电电路102而达到保护电池20的目的。

在一些实施例中,如图11和图12所示,还包括带载钳位电路107,当所述充电接口104接入所述光能板100时,所述带载钳位电路107用于在所述第二充电电路102被断开时提前为所述光能板100接入一负载(如图12中的R126),以钳位所述光能板100的输出电压。

本实施例中,为了防止光能板100断开后其开路电压过高对电路造成损坏,在将光能板100充电电路切断时,同时给光能板100新增一个负载,在时序上设计为先增加光能板100的负载,后切断光能板100的第二充电电路102。

进一步地,如图11所示,所述带载钳位电路107与所述保护开关1022基于同一控制信号(PV_CHARGE)被控制,且所述保护开关1022滞后地响应所述控制信号切断所述第二充电电路102,以使得所述带载钳位电路107在所述第二充电电路102被断开时提前为所述光能板100接入所述负载。

一种举例中,如图12所示,保护开关1022由MOS管Q24和Q25组成,带载钳位电路107由MOS管Q20、Q19以及电阻R122和电阻R126组成。进而,第二充电电路102由第二开关1021、保护开关1022以及监测电路105组成。其中,R138保证载第二开关1021导通时MOS管Q24处于常接通状态,换句话说,保护开关1022被设置为常闭开关,仅在处理器106的控制下才会切换至断开状态。处理器106通过控制信号PV_CHARGE控制MOS管Q19的通断,进而控制MOS管Q20的通断,负载R126一端接充电接口,另一端通过MOS管Q20接地,MOS管Q20被控制断开,则负载R126断开,MOS管Q20被控制接通,则负载R126接入。工作原理大致如下:

当接入光能板100时,取电控制电路103控制第二开关1021接通,处理器106通过控制信号PV_CHARGE控制带载钳位电路107中的负载R126被断开,保护开关1022被接通,第二充电电路102被接通,光能板100通过第二充电电路102为电池20充电。当监测电路105监测到电池20的充电电流超过预定值时,处理器106通过控制信号PV_CHARGE控制MOS管Q24关断以关断第二充电电路,同时该控制信号PV_CHARGE用户控制Q20接通以接入负载R126,由于R136和R108组成的延时电路,使得保护开关1022的响应滞后于带载钳位电路107,实现光能板100先带负载后切断充电路径。当取电控制电路103识别到充电接口104中接入适配器时,将断开第二开关1021,并使能充电管理芯片以接通第一充电电路101,适配器提供的充电电流将经过第一充电电路101为电池20快速充电。

在一些实施例中,如图13所示,还包括一保护电路108;所述保护电路108包括一低压差线性稳压器(LDO);当所述充电接口104接入所述光能板100时,所述低压差线性稳压器用于:

在正常工作情况下,跟随所述电池20的电压进行输出;以及,在非正常工作情况下,将所述光能板100的输出电压调节至指定范围输出;其中,正常工作情况下所述第二充电电路102接通,非正常工作情况下所述第二充电电路102断开,所述指定范围的下限值高于所述电池20的电压的最大值。

本实施例中,为了防止第二充电电路102断开后其开路电压过高对电路造成损坏,将光能板100的电压通过一低压差线性稳压器对外输出,根据电池20充电的特性,当光能板接入电池20后,其输出将快速被电池20电压钳位,即跟随电池20的电压进行输出,在第二充电电路102切断后再次接通第二充电电路102时,低压差线性稳压器将在第二充电电路102接通瞬间对光能板100的电压进行稳压后输出,以防止光能板100的瞬间开路电压直接接入电池20而造成电池20损坏。

一种举例中,如图14所示,所述保护开关1022由MOS管Q3和Q5组成。所述第二充电电路102由LDO、第二开关1021、保护开关1022以及防倒灌二极管D3组成。工作原理大致如下:当接入光能板100时,若第二充电电路102被接通,则LDO跟随电池20电压将光能板100的电压输出以为电池20充电,若第二充电电路102被断开,则光能板100处于开路状态,LDO将光能板100的输出钳位至指定范围,以防止第二充电电路102突然被接通时,光能板100的较高开路电压对电路造成损坏。第二开关1021受控于所述取电控制电路103,当取电控制电路103识别到充电接口104中接入了光能板100时将打开第二开关1021,第二开关1021接通后,保护开关1022中的MOS管Q3被接通,进而第二充电电路102被接通。当监测电路105监测到电池20的电压超过预定值(浮充)时,通过MOS管Q5控制MOS管Q3关断以关断第二充电电路102,防止电池20被浮充。当取电控制电路103识别到充电接口104中接入适配器时,将断开第二开关1021,并使能充电管理芯片以接通第一充电电路101,适配器提供的充电电流将经过第一充电电路101为电池20快速充电。

根据本发明的上述实施例,所述适配器采用USB Type-C TO Type-C数据线或者USB Type-A TO Type-C数据线,光能板100采用USB Type-C TO Type-C数据线,根据用电设备端(即充电管理电路端)CC引脚电压存在差异原理去区分接入的外接电源为适配器还是光能板。具体可例如:

根据具有Type-C接口输出的适配器搭配USB Type-C TO Type-C数据线,适配器端在2个CC引脚(CC1和CC2)上都设置上拉电阻Rp,用电设备端(充电管理电路10端)在2个CC引脚上设置下拉电阻Rd(如图3中的R1和R2),而USB Type-C TO Type-C数据线内置一根CC直通线,故适配器接入充电接口后必然会在用电设备端(充电管理电路10端)的其中之一个CC引脚上经电阻分压作用(Rp和R1的分压,和/或,Rp和R2的分压)会存在一个电压;其中,USBType-C TO Type-C数据线在CC引脚部分存在两种类型,一种是仅含一根CC直通线,另一种是具有一根CC直通线,同时在另一条CC通道上具有一个EMark芯片,用于标记线缆的载流能力、线材以及ID等线缆特征,同适配器端通过PD协议进行通信;两款USB Type-C TO Type-C数据线同适配器端、用电设备端(充电管理电路10端)关于CC引脚连接示意图如图15、图16所示。可以看出,用电设备端(充电管理电路10端)的CC引脚除了由适配器端的上拉电阻Rp和用电设备端(充电管理电路10端)的下拉电阻Rd(如图3中的R1和R2)经分压形成的一个电压外,还存在PD控制器在通信时电平变化;另外,图中适配器端的2个CC引脚和用电设备端(充电管理电路10端)的2个CC引脚之间的虚线表示Type-C数据线正反插时存在着的其他的CC引脚连接关系,并非一定是CC1引脚对应CC1引脚关系;由以上图15图16可以看出,CC通道上引入Emark芯片,仅在PD通信阶段存在变化,为适配器端读取Emrak芯片所记录的线缆数据;那么对于用电设备(充电管理电路10)而言,在非PD通信阶段,用电设备端(充电管理电路10端)CC其中之一引脚上仍存在由电组分压形成的一个电压,在PD通信阶段,此引脚上存在电平变化(因此,本实施例通过RC延时电路延时的输出选择信号,以避开该通信阶段,防止误判)。根据具有Type-A接口输出的适配器搭配USB Type-A TO Type-C数据线,由于适配器Type-A接口输出仅有电源线、地线、一对差分数据线,共4根线;但由于USB Type-A TOType-C数据线内存在由电源引脚到CC引脚的56KΩ上拉电阻,这个电阻的作用主要是告知用电设备(充电管理电路10)其所连接的适配器是个传统适配器,不具备PD快充能力;那么适配器经USB Type-A TO Type-C数据线连接用电设备(充电管理电路10)后,其中之一个CC引脚上仍存在经电阻分压形成的电压。USB Type-A TO Type-C数据线同适配器端、用电设备端关于CC引脚连接示意图如图17所示。可知,适配器经USB Type-A TO Type-C数据线同用电设备端(充电管理电路10端)连接后,在用电设备端(充电管理电路10端)其中之一的CC引脚上总会存在一个电压。

如图18所示,光能板100的两根电源线VBUS经USB Type-C TO Type-C数据线连接至用电设备端(具体为连接至充电管理电路10的充电接口104),将光能板100的type-c接口中的2个CC引脚全部处于浮空状态,不管是带EMark IC的Type-C线还是不带EMark IC的Type-C线,光能板100插入充电接口104时,CC引脚都被下拉电阻(R1和R2)拉到GND,故用电设备端(充电管理电路10端)的2个CC引脚都处于零电压(零电平)状态。由图18可以明显看出,不管USB Type-C TO Type-C数据线是带Emark芯片还是不带Emark芯片,由于光能板100的CC引脚浮空,而用电设备端(充电管理电路10端)的两个CC引脚均处于下拉状态,故用电设备端(充电管理电路10端)的两个CC引脚全部处于零电压状态。

综上可知,由于光能板100通过USB Type-C TO Type-C数据线连接至充电接口104,在用电设备端(充电管理电路10端)的两个CC引脚上表现为零电压状态;而适配器通过USB Type-C TO Type-C数据线和USB Type-A TO Type-C数据线连接至充电接口104,在非通信阶段的CC其中之一引脚上会存在一个非零电压,进而根据用电设备端(即充电管理电路10端)CC引脚电压存在差异原理去区分接入的外接电源为适配器还是光能板。

如图19所示,本发明还提供了一种电机控制装置,适于控制连接于电机30的受控装置40。

所述受控装置40,可以为任意能够被所述电机控制装置操控的受控装置,或者连接于该受控装置的装置。

具体地,所述受控装置包括窗帘轨道或者窗户;当所述电机控制装置用于控制窗帘轨道时,可以形成一种电动窗帘,当所述电机控制装置用于控制窗户时,可以形成一种电动开窗器。所述受控装置所接受的控制可例如但不限于:

被控制进入某种状态;例如打开或关闭窗帘、打开或关闭窗户等等;

被控制在两种状态之间切换;例如翻转(切换)窗帘的开关状态、翻转(切换)窗户的开关状态等等;

变化工作参数;例如调节窗帘的开启程度(比例)、调节窗户开启程度(比例)等。

根据电机控制装置的应用领域变化,可任意变化施控与受控的具体内容,且均不脱离本发明实施例的范围。

在一些实施例中,所述电机控制装置包含电机30、电池20和光能板100;所述电机30用于开关窗帘或者开关窗户,电池20给电机30供电,光能板100用于为电池20充电;所述光能板100适于被安装于一窗户的窗框上,以使光能板100的感光面朝向窗外,并且无需在所述窗户的玻璃上固定光能板100。

具体而言,所述窗户可以理解为上述电动窗帘或者电动开窗器所安装的窗户,所述窗框可以理解为该窗户侧面的窗框(如图35和图36所示),进而方便光能板100的拆卸维护,且在光能板100拆卸后,不会因为固定件遮挡玻璃而影响玻璃的透光效果。

在一些实施例中,电池经由一充电管理电路10从所述光能板100获取电能。充电管理电路10能够通过取电控制电路103自动识别充电接口104中接入的电源类型(例如光能板100、适配器等),并根据识别结果自动切换充电电路(第一充电电路101和第二充电电路102)。所述的充电管理电路10可以参照上述实施例中所提供的充电管理电路10的记载进行理解,即本实施例中所述充电管理电路10的实施方式、原理、效果等均可以参照上述实施例的记载进行理解,相同部分本实施例将不再重复。

在一些实施例中,所述电机控制装置包括通信处理模块50;所述通信处理模块50从所述电池20取电以保持工作;其中,所述通信处理模块50基于预设周期在一休息状态和一检测状态之间交替切换;在所述检测状态,所述通信处理模块50接收用于控制所述电机的指令。

进而,本实施例给出的电机控制装置,采用电池20供电,以便于一些不便接线的场景下(例如未设置插座的地方)使用。且通信处理模块并非一直处于监测状态,而是交替于检测状态和休息状态,以降低功耗,延长续航时间。

在一些实施例中,如图19所示,所述电机控制装置将所述电池20提供的电压经一DC-DC电压变换器(例如型号为SY8301ABC的电压变换芯片)转换为适用于通信处理模块50的电压,以为通信处理模块50提供电能。具体举例中,电池20可例如采用3节18650锂电池串联组成,其电压较高(例如7.5V~12.6V),而通信处理模块50可例如采用同时具备通信和处理功能的蓝牙模组(例如小米公司的MHCB09P模组),其供电电压一般较低(例如3.3V左右),若采用LDO进行电压变换,将造成较大的能量损失,不利于电池20的续航,因此,本实施例中采用DC-DC电压变换器进行电压变换,降低电压变换过程中的能量损失。

在一些实施例中,所述通信处理模块50能够基于一切换指令改变每一预设周期中监测状态持续时间的占比。

进一步地,所述切换指令源自于一智能设备(例如手机、电脑灯)的应用程序,所述切换指令用于在特定时段内将所述占比保持第一值,在非特定时段内将所述占比保持第二值;其中第一值小于第二值。

优选的,特定时段被设置为24:00~6:00,第一值被设置为15%,所述第二值被设置为20%。

进而,用户能够通过手机等智能设备调节通信处理模块50的检测状态占比,在日常使用期间,保持正常的占比,以及时接收和响应控制指令,在深夜期间将占比调低,以进一步降低功耗、延长续航时间。

在一些实施例中,所述通信处理模块50被设置为能够控制所述电机30从一个设定时间开始进行间歇性转动,以延时地控制所述受控装置行进指定行程,其中,所述电机30被控制交替进入行进状态和停止状态,以保证所述指定行程的完整行进时间可以延长至指定时间。其中,所述通信处理模块50采用通过一电机驱动电路驱动所述电机30转动。所述电机驱动电路具体可例如AT8236驱动芯片及其外围电路所组成的电路。

进而,本实施例通过将指定行程拆分为多个控制阶段来间歇性执行,达到不控制电机30转速的情况下延长指定行程的行进时间的目的。

进一步地,所述设定时间可基于一智能设备的应用程序进行调节,所述指定时间被设置为30分钟。

进一步地,所述指定行程为所述受控装置由一极限状态变化至另一极限状态时所述电机需要行进的行程S;所述受控设备包括窗帘轨道和窗户至少之一。

一种具体的应用场景中,所述电机控制装置用于控制窗帘轨道,则所述形成S表征窗帘由完全打开切换至完全关闭状态时窗帘轨道上的窗帘需要行进的距离。用户能够通过手机app设置所述设定时间,以达到在设定时间自动进行延时开窗帘的目的。例如设定时间为早上7点,则将在早上7点至7:30之间,电机每一分钟转动一次,每次转动带动受控装置行进S/30的行程,以实现在30分钟内慢慢打开窗帘的目的,达到清晨唤醒用户的效果。

在一些实施例中,所述电机控制装置还具有显示电路,具体包括至少一个LED灯和闪烁控制电路,闪烁控制电路从所述第二充电电路中取电(具体可以从LDO的输出取电),以控制LED灯闪烁,形成指示作用。具体举例中,所述闪烁控制电路可采用TLC555DRG定时芯片为核心的电路。进而,本实施例中,显示电路的显示直接由第二充电电路102控制,简单高效。进一步地,还包括本地按键,用于触发通信处理模块进入特定状态(例如配网、配对状态),按键可以由透光材质制成,显示电路中的光可以通过按键向外发射,使得按键同时具备操控和指示的作用。

如图20和图36所示,本发明还提供了一种窗帘控制系统,所述窗帘控制系统用于控制窗帘,以实现窗帘控制的智能化。

如图20,所述窗帘控制系统至少包括窗帘电机400,其适于传动一窗帘轨道500,以控制连接于窗帘轨道500上的窗帘的开合;其中所述窗帘电机400包括:

电机部410,所述电机部410内部设置有用于传动所述窗帘轨道500的电机30;和

电池部420,所述电机部410与所述电池部420可拆卸连接,以便于所述电池部420被拆离于所述电机部410时,所述电机部410保持与所述窗帘轨道500的传动连接关系;所述电池部420包括用于为所述电机部410供电的电池20,以及充电管理电路10,所述电池20通过所述充电管理电路10从所述充电接口104获取电能。

其中,所述的充电管理电路可以参照上述实施例中所提供的充电管理电路10的记载进行理解,即本实施例中所述充电管理电路10的实施方式、原理、效果等均可以参照上述实施例的记载进行理解。

此外值得一提的是,所述电机可采用噪音小(32分贝以内)且动力强劲(额定扭矩达到1.2N.m)的直流电机。所述窗帘控制系统通过电机30传动窗帘轨道500,以带动安装于窗帘轨道500上的窗帘进行开合,通过电池20进行供电,电池部420和电机部410之间采用可拆卸形式组装,以便于电池20拆卸充电。所述电池20提供的电压经一DC-DC电压变换器(例如型号为SY8301ABC的电压变换芯片)转换为适用于通信处理模块50的电压,以为通信处理模块50提供电能。具体举例中,电池20可例如采用3节18650锂电池串联组成,其电压较高(例如7.5V~12.6V),而通信处理模块50可例如采用同时具备通信和处理功能的蓝牙模组(例如小米公司的MHCB09P模组),其供电电压一般较低(例如3.3V左右),若采用LDO进行电压变换,将造成较大的能量损失,不利于电池20的续航,因此,本实施例中采用DC-DC电压变换器进行电压变换,降低电压变换过程中的能量损失。

在一些实施例中,电池20经一放电保护电路放电,该放电保护电路为基于一放电保护芯片为核心的电路。一种举例中,放电保护芯片可例如HTL6033芯片,其通过MOS管控制放电电路,当监测到电池的电压、电流或者温度任一异常时(超过预设的值),切断放电电路以停止对外放电(具体为切断电池的负极通路)。

在一些实施例中适配器和光能板100作为两种电源有选择地接入窗帘电机的一充电接口,以为所述电池部充电。其中的适配器可参照上述实施例的记载进行理解,其中的光能板100可参照后续实施例的记载进行理解。

进而,可以将电池部420拆下后通过适配器快速充电,还可以在电机部410的日常使用中,通过光能板为电池部420进行缓慢充电,以延长电池20的续航,甚至在一些特定环境下(例如日照10小时内平均光强大于等于3000lux),可以实现光能板100补充电量与电池20消耗电量之间的平衡。进而所述窗帘控制系统具备电池20供电无需插座、光能续航无需充电的优点。

所述的充电管理电路10可以参照上述实施例中所提供的充电管理电路10的记载进行理解,即本实施例中所述充电管理电路10的实施方式、原理、效果等均可以参照上述实施例的记载进行理解。

具体地,如图1所示,所述充电管理电路10包括:

第一充电电路101和第二充电电路102,第一充电电路101和第二充电电路102不同,且第一充电电路101和第二充电电路102共用所述充电接口104;

取电控制电路103,其电连接所述充电接口104,并被设置为适于识别所述充电接口104中接入的电源,并根据识别结果选择地控制电流流过的路径,以控制所述电池经由所述第一充电电路101和/或所述第二充电电路102获取电能。

进而,上述实施例给出的方案中,所述充电管理电路10能够适用多种类型的外接电源,且多种类型的外接电源共用同一充电接口104,取电控制电路103能够自动识别充电接口104当前接入的外接电源类型,并自动切换电流的路径(第一充电电路101形成的路径,或者,第二充电电路102形成的路径)。仅采用一个充电接口104的情况下,不会有接口混淆的问题,也避免了用户插错充电接口104的风险。

在一些实施例中,如图20所示,所述电机部包括通信处理模块50,用于对外通信;

其中,所述通信处理模块50基于预设周期在一休息状态和一检测状态之间交替切换;在所述检测状态,所述通信处理模块50接收用于控制所述电机30的指令。进而,通信处理模块50并非一直处于监测状态,而是交替于检测状态和休息状态,以降低功耗,延长续航时间。

进一步地,所述通信处理模块50能够基于一切换指令改变每一预设周期中监测状态持续时间的占比。

进一步地,所述切换指令源自于一智能设备(例如手机、电脑灯)的应用程序,所述切换指令用于在特定时段内将所述占比保持第一值,在非特定时段内将所述占比保持第二值;其中第一值小于第二值;

优选的,特定时段被设置为24:00~6:00之间,第一值被设置为15%,所述第二值被设置为20%。

进而,用户能够通过手机等智能设备调节通信处理模块50的检测状态占比,在日常使用期间,保持正常的占比,以及时接收和响应控制指令,在深夜期间将占比调低,以进一步降低功耗、延长续航时间。换句话说,本发明提供的窗帘控制系统具有一常续航模式,该模式可由用户的手机上运行的app开启,长续航模式开启的情况下,通信处理模块将在24:00~6:00之间的一时间段将监测状态持续时间的占比降低至15%,以达到延长续航时间的效果。

在一些实施例中,所述通信处理模块50被设置为能够控制所述电机30从一个设定时间开始进行间歇性转动,以延时地控制所述窗帘行进指定行程,其中,所述电机30被控制交替进入行进状态和停止状态,以保证所述指定行程的完整行进时间可以延长至指定时间。

其中,所述通信处理模块50采用通过一电机驱动电路驱动所述电机转动,所述电机驱动电路具体可例如AT8236驱动芯片及其外围电路所组成的电路。本实施例通过将指定行程拆分为多个控制阶段来间歇性执行,达到不控制电机30转速的情况下延长指定行程的行进时间的目的。

进一步地,所述设定时间可基于一智能设备的应用程序进行调节,所述指定时间被设置为1~60分钟,优选30分钟。所述指定行程为所述窗帘由完全打开变化至完全关闭时的行程,以能够实现清晨自动缓慢开窗帘唤醒用户的功能。换句话说,本实施例提供的窗帘控制系统具有唤醒模式,唤醒模式下用户能够通过手机等智能设备的app设定一个时间,从该设定时间开始,窗帘将被间歇性的开启,并在30分钟后完全打开,以达到阳光唤醒起床的效果。

在一些实施例中,所述电池部420还具有显示电路,具体包括至少一个LED灯和闪烁控制电路,闪烁控制电路从所述第二充电电路102中取电(具体可以从LDO的输出取电),以控制LED灯闪烁,形成指示作用。具体举例中,所述闪烁控制电路可采用TLC555DRG定时芯片为核心的电路。进而,本实施例中,显示电路的显示直接由第二充电电路102控制,简单高效。进一步地,还包括本地按键,用于触发通信处理模块进入特定状态(例如配网、配对状态),按键可以由透光材质制成,显示电路中的光可以通过按键向外发射,使得按键同时具备操控和指示的作用。

在一些实施例中,所述第一充电电路101的静态功耗大于所述第二充电电路102的静态功耗,所述取电控制电路103被配置为:在识别为适配器时控制电流流过第一充电电路101,在识别为光能板100时控制电流流过第二充电电路102,以使得:在所述充电接口104接入所述适配器的状态,所述电池30经由所述第一充电电路101获取电能,在所述充电接口104接入所述光能板的状态,所述电池30经由所述第二充电电路102获取电能。

进而,基于该实施例,提供了适配器充电与光能板充电两种外接充电方式,且取电控制电路103能够识别该两种电源,并根据识别结果自动切换电流路径,使得两种充电方式分别经过各自的充电电路为电池20充电,进而以光能板为充电源时,其充电回路能够绕开适配器的充电回路而单独为所述电池20供能,以便于光能板的微弱充电电流能够被充分利用。

在一些实施例中,如图2所示,所述取电控制电路具有至少一识别端子1031;所述识别端子1031被设置于所述充电接口104,所述识别端子1031上传递的电信号根据所述充电接口104接入的电源不同而不同,所述取电控制电路103根据所述电信号的变化识别所述充电接口104接入的电源。

进而,在本实施例中,将识别端子1031直接设置于充电接口104中,并通过接入的电源的不同来改变识别端子1031上的电信号,再基于电信号的变化来判断电源类型,简单高效。

进一步地,如图2所示,所述取电控制电路103还具有选择电路1032,其接收所述识别端子1031传递的电信号,并根据电信号识别充电接口104接入的电源,以根据识别结果输出选择信号;所述选择信号用于选择地控制电流经由第一充电电路101和/或第二充电电路102到达电池30。

一种举例中,如图3所示,所述选择电路1032包括一比较器,所述比较器根据所述识别端子1031传递的电信号输出一比较信号;所述比较信号用于生成所述选择信号。

具体而言,所述比较器通过一基准信号与所述电信号的比较输出所述比较信号,所述基准信号被设置为大于0伏且小于0.4伏,以适用大部分的适配器。所述选择电路1032还包括一反相器(如图3中Q1、R8和R9形成的反向电路),所述反相器将所述比较信号反转后输出所述选择信号。

进一步地举例中,如图3所示,所述充电接口104包括type-c接口,所述识别端子1031包括type-c接口中的CC引脚,所述电信号包括高电平和低电平;

当所述充电接口104接入适配器时,所述CC引脚传递高电平至所述比较器,当所述充电接口104接入光能板时,所述CC引脚传递低电平(例如零电平)至所述比较器,所述比较器根据CC引脚上传递的电信号的不同输出不同的比较信号,进而将比较信号取反后生成对应的选择信号。

本实施例中,将充电接口104设置为type-c接口,可以使充电接口104小型化的同时,具有更好的通用性,并利用type-c接口中固有的CC引脚作为所述识别端子1031,无需额外端子的设置。

具体而言,如图3所示,所述CC引脚一般有两个(例如图3中的CC1和CC2,用于适配器端口正反插入type-c接口时的识别),所述比较器包括以运算放大器U1为核心形成的比较器电路,每一CC引脚通过一单向二极管(D1和D2,具体可以为肖特基二极管)将对应电信号提取后输出至所述运算放大器U1的负向输入端,所述运算放大器U1的正向输入端接入基准信号VREF。当所述充电接口104接入所述适配器时,CC引脚具有大于基准信号的高电平,使得运算放大器U1输出低电平(比较信号);当所述充电接口104接入所述光能板时,CC引脚未有高电平,运算放大器U1输出高电平(比较信号)。其中,基准信号VREF由电阻R4和R5对3.3V电源分压后得到,电容C1用于滤波,R3为运算放大器U1的反向输入端对地平衡电阻,电阻R4和电阻R3的阻值匹配(例如相等),以使得运算放大器U1的同向输入端和反向输入端的输入阻抗匹配,以提高比较器的比较精度。MOS管Q1及上拉电阻R8起电平转化与反相器作用,为了方便后级控制,将MOS管Q1的栅极电压的0~3.3V电平转为0~ACIN电平(ACIN为充电接口104直接接入的电压),用于后级控制。

此外,支持PD协议的适配器接入时,在PD通信阶段,充电接口104的CC1和CC2其中之一引脚会处于电平高低跳变状态。为避免PD通信时CC引脚的跳变电平造成误判,在一些实施例中,所述取电控制电路103还用于根据所述比较信号延时地生成所述选择信号,以提高选择信号的准确性,降低误判的概率。

一种举例中,如图3所示,所述取电控制电路103通过一RC延时电路1033延时地输出所述选择信号,且延时时间被设置为1ms以上。在比较器输出后级加入一级RC延时电路1033,利用PD通信在CC引脚上电平跳变持续时间短的特点,即使比较器输出的比较信号产生高低电平跳变,但跳变持续的时间不足以使RC延时电路1033的输出电压产生明显变化,当RC延时电路1033在延时时间过后输出稳定时,PD通信阶段已经结束,此时能够准确的传递比较器输出的识别信号至后级电路。

具体而言,如图3所示,下拉电阻R1、R2为支持PD快充适配器检测标识电阻,如果没有这两个电阻,支持PD快充的适配器将无法输出电压;R6为RC延时电路1033的泄放电阻;R7和C3的值将决定RC延时电路的延时时间,本实施例中,为了适应大部分的PD快充适配器,需要将延时时间设置为大于1.343ms。优选的,R7取值为1M,C3取值为100nF,使得RC延时电路的实际延时时间能够达到22ms左右,以保证选择信号输出时适配器的PD通讯阶段结束。

在一些实施例中,如图5所示,所述第二充电电路102被配置为将所述光能板100提供的电能直接传递至所述电池30,所述第一充电电路101通过一充电管理芯片(例如采用SLM6803电源管理芯片,其使能脚输入低电平时被失能,输入高电平时被使能)为所述电池30供能;所述第一充电电路101的静态功耗大于所述第二充电电路102的静态功耗至少1倍。

其中,所述直接传递应该理解为光能板100提供的充电电流大部分(例如80%以上)被用于电池20的充电,其第二充电电路102上不会有较大耗电元件,以防止光能板在外部光照环境不良时产生的微弱有限电流被充电回路损耗。

所述第一充电电路101通过一充电管理芯片为所述电池20稳定地供能,以使得电池20能够被稳定的充电,延长电池20的寿命,降低使用风险。

进一步地,所述第一开关1011可以理解为所述充电管理芯片,通过所述充电管理芯片的使能引脚的使能/失能来接通/断开所述充电管理芯片,进而接通/断开所述第一充电电路101。换句话说,所述取电控制电路103通过使能/失能所述充电管理芯片接通/断开所述第一充电电路101,通过接通/断开设置于所述第二充电电路102的第二开关1021接通/断开所述第二充电电路102;

所述选择信号用于触发所述第一充电电路101和所述第二充电电路102进入相反状态;其中所述选择信号包括第一电平信号和第二电平信号,所述选择信号为第一电平信号时,所述充电管理芯片被使能且所述第二开关1021被截止,所述选择信号为第二电平信号时,所述充电管理芯片被失能且所述第二开关1021被接通;所述第一电平信号和所述第二电平信号为相反的电平信号。

在一些实施例中,如图6~图10所示,所述充电管理电路10还包括保护开关1022和监测电路105,保护开关1022受控于监测电路105(包括直接受控或者间接受控),保护开关1022设置于所述第二充电电路102,可切换于接通状态和断开状态,用于接通和断开所述第二充电电路102;所述监测电路105被设置为:监测所述电池的电量:当电量低于第一指定阈值时维持保护开关1022接通以接通所述第二充电电路102,以使得所述电池20能够通过光能板100补充电能;以及,当电量高于第二指定阈值时维持保护开关1022断开以断开所述第二充电电路102,以防止电池20被浮充;

其中所述第一指定阈值小于所述第二指定阈值。

一举例中,如图9和图10所示,所述保护开关1022由MOS管组成,所述监测电路105直接控制所述保护开关1022。

具体而言,如图10所示,MOS管Q3和Q5组成所述保护开关1022。运算放大器U8的负向输入端通过电阻R39和R42引入电池电压R39和R42对电池电压进行分压后传递至运算放大器的负向输入端),正向输入端通过电阻R40和R41引入基准信号VREF(此处的基准信号VREF与前文所述的基准信号VREF可以相同,也可以不同),比较后的输出信号通过MOS管Q5取反后控制MOS管Q3的通/断,进而控制第二充电电路102的通/断。其中,电阻R10用于保证第二开关1021导通时MOS管Q3处于常接通状态,换句话说,保护开关1022被设置为常闭开关,仅在监测电路105的控制下才会切换至断开状态。

本实施例中,第二充电电路102采用经一级充电常开开关(第二开关1021)、一级充电常闭开关(保护开关1022)和监测电路105连接至电池20上;其中充电常开开关由前级的取电控制电路103去控制,当充电接口104中接入光能板100时,取电控制电路103控制充电常开开关导通以接通第二充电电路102。充电常闭开关主要起光能板100充电时的过流保护以及电池20浮充保护功能,当处理器106检测到光能板100充电时的过流保护和电池20浮充保护触发时,将充电常闭开关断开以断开第二充电电路102而达到保护电池20的目的。

进一步地,如图13和图14所示,所述充电管理电路10还包括一保护电路108;所述保护电路108包括一低压差线性稳压器;当所述充电接口104接入所述光能板100时,所述低压差线性稳压器用于:在正常工作情况下,跟随所述电池30的电压进行输出;以及,在非正常工作情况下,将所述光能板100的输出电压调节至指定范围输出;其中,正常工作情况下所述第二充电电路102接通,非正常工作情况下所述第二充电电路102断开,所述指定范围的下限值高于所述电池的电压的最大值。

本实施例中,为了防止第二充电电路102断开后其开路电压过高对电路造成损坏,将光能板100的电压通过一低压差线性稳压器对外输出,根据电池20充电的特性,当光能板接入电池20后,其输出将快速被电池20电压钳位,即跟随电池20的电压进行输出,在第二充电电路102切断后再次接通第二充电电路102时,低压差线性稳压器将在第二充电电路102接通瞬间对光能板100的电压进行稳压后输出,以防止光能板的瞬间开路电压直接接入电池20而造成电池20损坏。

一种举例中,如图14所示,所述保护开关1022由MOS管Q3和Q5组成。所述第二充电电路102由LDO、第二开关1021、保护开关1022以及防倒灌二极管D3组成。工作原理大致如下:当接入光能板100时,若第二充电电路102被接通,则LDO跟随电池电压将光能板100的电压输出以为电池充电,若第二充电电路102被断开,则光能板100处于开路状态,LDO将光能板100的输出钳位至指定范围,以防止第二充电电路102突然被接通时,光能板100的较高开路电压对电路造成损坏。第二开关1021受控于所述取电控制电路103,当取电控制电路103识别到充电接口104中接入了光能板100时将打开第二开关1021,第二开关1021接通后,保护开关1022中的MOS管Q3被接通,进而第二充电电路102被接通。当监测电路105监测到电池20的电压超过预定值(浮充)时,通过MOS管Q5控制MOS管Q3关断以关断第二充电电路102,防止电池20被浮充。当取电控制电路103识别到充电接口104中接入适配器时,将断开第二开关1021,并使能充电管理芯片以接通第一充电电路101,适配器提供的充电电流将经过第一充电电路101为电池20快速充电。

如图21~图41所示,本发明提供的一种光能板100的具体实现方式被阐释。

所述光能板,适用于智能家居领域,可以安装在窗框、窗户玻璃表面,具有超薄、便携的特点。

在一具体实施例中,所述光能板100包括光能发电板2,光能发电板2能够将光能转化为电能,光能板100将光能发电板2产生的电能对外输出。所述光能板可以适用于上述充电管理电路、电机控制装置以及窗帘控制系统中的光能板。当然,本实施例提供的光能板也可以应用于其它领域,本实施例不做具体限制。

具体地,如图21-图24所示,所述光能板100还包括基板1和加强板3,所述光能发电板2直接或间接地固定连接于所述基板1,所述加强板3固定连接于所述基板1,用于加强所述基板1的刚性,使得所述基板1和所述光能发电板2不易发生弯曲变形。其中,所述直接或者间接地固定连接可以理解为,光能发电板2可以通过粘接等方式直接固定于基板1,或者通过其它结构间接地固定连接于基板1。所述加强板3可以设置在基板1与光能发电板2之间,也可以设置在基板1的远离光能发电板2的一侧,基板1、光能发电板2和加强板3三者固定连接。发明人试验了多种材质的光能发电板2,最终采用IBC单晶硅发电板,原因在于IBC单晶硅发电板的弱光效应较好,在室内弱光环境下输出能力相对较强,由于家庭使用环境大多为室内环境,所以IBC单晶硅发电板更加适用于智能家居使用场景。另外,IBC单晶硅发电板还具有发电量高、无硼氧复合、少子寿命高、衰减小等优点。在制造工艺上,将IBC单晶硅的上表面覆盖EVA层以及磨砂PET层,以优化发电性能以及保护IBC单晶硅。所述基板1和所述加强板3可以是板状结构或者类似板状的结构。本发明提供的光能板100适用于智能家居领域,可以安装在墙面、窗框200、窗户玻璃210等表面使用,具有超薄、便携的特点。由于基板1的厚度较薄,所以易发生弯曲变形,使得光能发电板2易变形受损。为此,本发明将加强板3固定安装于基板1,以增强基板1的抗变形能力,避免光能发电板2以及内部电子元件受损,进而能够使得整体厚度减薄,以适用于智能家居使用场景。

在一具体实施例中,当光能发电板2在300lux光照强度的标准光源箱中时(对应实际家庭环境光强3000lux左右),电子负载定压输出12V,输出电流为2mA。在另一具体实施例中,当光能发电板2在300lux光照强度的标准光源箱中时(对应实际家庭环境光强3000lux左右),电子负载定压输出4V,输出电流大于2.7mA。

在一些实施例中,如图25-图26、图31-图33和图40所示,所述加强板3与所述基板1之间设置有容纳腔11,所述容纳腔11内设置有至少一电路板4,所述电路板4电连接于所述光能发电板2。本实施例提供的加强板3不仅具有抗变形的作用,而且能够作为外壳使用,将电路板4保护在内,使得光能板100厚度更薄。进一步地,如图31所示,所述电路板4与光能发电板2采用并列排布,而不是堆叠排布,使得光能板100的厚度更薄,适用场景更广。其中,所述电连接可以理解为能够导电地连接,包括导线连接、抵接导电等。

在一些实施例中,如图24-图26和图40-图41所示,所述光能发电板2贴合于所述基板1,所述加强板3盖设于所述基板1的远离所述光能发电板2的一面。其中,将光能发电板2与加强板3分设于所述基板1的两侧,有利于将光能发电板2的面积最大化,同时,也便于光能发电板2和电路板4的安装固定,提高光能发电板2与电路板4电连接的稳定性。所述光能发电板2设置有导电连接件21,所述基板1开设有连接孔12,所述导电连接件21穿过所述连接孔12电连接于所述电路板4。所述导电连接件21可以是导线、导电弹簧针等。在具体实施例中,如图23所示,基板1朝向光能发电板2设置有安装凹陷14,所述安装凹陷14的形状与光能发电板2的外形相适配,光能发电板2通过双面胶13粘贴于所述安装凹陷14,以保证光能发电板2在安装完成后,其上表面与基板1的上表面齐平。如图23和图25所示,双面胶13于所述连接孔12对应位置开设有双面胶通孔131,所述光能发电板2的正、负极触点分别焊接有导线211,导线211的端部连接有接线插头212,所述电路板4上焊接有接线端子41,接线插头212穿过连接孔12和双面胶通孔131,接线插头212插接于所述接线端子41,以实现光能发电板2与电路板4的电连接。另外,如图23所示,所述安装凹陷14的朝向光能发电板2的一面设置有“回”字形的点胶槽141,光能发电板2除了可以通过双面胶13粘贴于基板1以外,还可通过点胶粘贴于基板1。

在一些实施例中,如图26、图25和图40-图41所示,所述基板1朝向所述加强板3设置有容纳槽111,容纳槽111的形状与加强板3的外形相适配,所述加强板3盖设于所述容纳槽111,以使所述容纳槽111与所述加强板3之间形成所述容纳腔11;所述容纳槽111内设置有加强筋位5,用于加强所述基板1的刚性;所述加强板3的朝向所述基板1的一面也设置有加强筋位5,用于加强所述加强板3的刚性,防止弯曲变形。如图24-图26所示,所述电路板4设置于容纳槽111的侧部,容纳槽111于电路板4对应位置设置有电路板安装空间,用于容纳电路板4。电路板安装空间内设置有定位凸起112、定位筋113以及电路板卡扣114,所述定位凸起112和定位筋113共同将电路板4定位,所述电路板卡扣114卡接于电路板4两侧,用于将电路板4固定。

如图26、图25和图40-图41所示,所述容纳槽111的侧壁设置有多个第一卡接结构115,所述加强板3设置有与所述第一卡接结构115相配合的第二卡接结构31,所述第二卡接结构31卡接于所述第一卡接结构115,使得所述加强板3可拆卸地连接于所述基板1,其中,采用可拆卸地连接可以提高装配效率。在具体实施例中,所述第一卡接结构115有12个,围绕所述容纳槽111的侧壁一周分布,以提高连接稳定性。所述第二卡接结构31的位置以及数量与第一卡接结构115相对应,第一卡接结构115具体为卡勾,第二卡接结构31具体为卡接口。

在一些实施例中,如图21-图25和图38-图41所示,所述基板1的两端分别设置有第一输出部42和第二输出部43,所述光能发电板2电连接于所述第一输出部42和所述第二输出部43,所述光能发电板2产生的电能通过所述第一输出部42和/或所述第二输出部43对外输出。其中,所述基板1的两端可以是上下两端或者左右两端等,在一优选实施例中,所述基板1的上下两端分别设置有第一输出部42和第二输出部43。所述第一输出部42和第二输出部43可以是插接口、接线端子等。本实施例将第一输出部42和第二输出部43设置于基板1的两端,使得多个光能板100之间可以相互连接,以提高输出功率。在一具体实施例中,如图24和图25所示,所述电路板4被设置为一整块,所述第一输出部42和所述第二输出部43分别焊接于所述电路板4的两端,第一输出部42与第二输出部43通过电路板4并联。第一输出部42和第二输出部43均为USB Type-C接口,基板1的两端于Type-C接口对应位置开设有插接通孔,以便于USB插头穿过基板1插接于Type-C接口。在另一实施例中,如图40和图41所示,所述电路板4有两块,第一输出部42和第二输出部43分别位于两块电路板4上,从而提高电路板4的空间利用率,使得结构更加紧凑,让容纳槽111内有足够空间容纳其它结构。

在一些实施例中,如图27所示,由于第一输出部42与第二输出部43并联,所以用户可使用USB线6连接一光能板100的第一输出部42以及另一光能板100的第二输出部43,从而将多个光能板100并联,以提高输出电流。

在一些实施例中,如图23-图25所示,所述光能板100还包括检测开关44和发光单元45,所述检测开关44和所述发光单元45直接或者间接地电连接于所述光能发电板2,所述发光单元45能够响应于所述检测开关44被触发而发光。其中,所述直接或者间接地电连接可以理解为直接导通或者通过电路间接导通,在一优选实施例中,所述发光单元45和检测开关44均焊接于电路板4,利用电路板4将检测开关44和发光单元45固定,从而让结构更加紧凑,节省容纳腔11内部空间。所述检测开关44包括但不限于于轻触开关、微动开关、薄膜开关等,所述检测开关44优选为轻触开关,所述发光单元45优选为发光二极管。进一步地,如图37所示,为本装置的电路结构示意图,所述检测开关44在被按下时接通由所述光能发电板2、发光单元45与地依次连接形成的指示电路,使得所述发光单元45发光;所述检测开关44回弹时所述指示电路被切断。本实施例通过按压检测开关44以导通发光单元45与光能发电板2,使得发光单元45发光,从而检测光能发电板2是否工作正常,能够最大程度地减少电能消耗。

在一些实施例中,如图28-图30和图38-图39所示,所述光能板100还包括安装件7,所述安装件7用于对外固定安装;所述基板1与所述安装件7可拆卸地连接。由于光能板100一般靠近玻璃安装,光能板100与玻璃之间的间距很小,用户不便清理光能发电板2表面的灰尘,导致发电效率降低,为此,本实施例将基板1与安装件7可拆卸地连接,以便于用户将基板1拆下清理光能发电板2表面的灰尘;同时,可以将本装置拆卸后携带至户外使用。其中,所述安装件7对外固定安装的方式可以是粘贴固定、通过螺钉固定等。在具体实施例中,所述安装件7通过双面粘胶75粘贴于墙壁、窗框200或者窗户玻璃210表面。所述可拆卸地连接包括卡接、磁吸连接等。

在一优选实施例中,如图30和图28所示,所述安装件7朝向所述基板1的侧壁凸设有两个安装卡扣71,所述基板1于安装卡扣71对应位置设置有卡接孔15,所述安装卡扣71插入所述卡接孔15,并卡接于所述卡接孔15,以实现所述安装件7与基板1可拆卸地连接。进一步地,图30所示,两个安装卡扣71的卡勾方向相反;如图32和图33所示,两个卡接孔15内也设置有卡勾,两个卡接孔15的卡勾方向也相反,且卡接孔15的卡勾始终与安装卡扣71相配合,使得基板1不管正装还是反装,两个安装卡扣71都能与卡接孔15卡接,以适配多种安装场景,保证光能发电板2能够朝向窗外。具体来说,如图30、图28、图32和图33所示,此时光能发电板2朝向前方设置,位于上方安装卡扣71的卡勾方向向前,下方安装卡扣71的卡勾方向向后,相应的,上方卡接孔15内的卡勾方向向后,下方卡接孔15内的卡勾方向向前,两个安装卡扣71均能够卡接于卡接孔15;当基板1前后翻转180度后,光能发电板2朝向后方,上下两个卡接孔15调换位置,但此时上方卡接孔15内的卡勾方向依然向后,下方卡接孔15内的卡勾方向依然向前,两个安装卡扣71仍能够卡接于卡接孔15,从而实现基板1不管正装还是反装,两个安装卡扣71都能与安装孔18卡接。另外,两个安装卡扣71的卡勾方向相反也能够提高卡接稳定性,避免基板1意外掉落。

在一些实施例中,如图28-图33所示,所述安装件7朝向所述基板1开设有安装槽72,所述安装槽72的宽度与所述基板1相适配,所述基板1嵌入所述安装槽72,使得安装件7与基板1之间的连接更加稳定。进一步地,所述安装卡扣71延伸于所述安装槽72内部。

在一些实施例中,如图25所示,所述第一侧壁16于发光单元45对应位置开设有发光孔17,所述发光单元45发出的光经由所述发光孔17透出。

如图28-图29所示,所述基板1具有第一侧壁16,所述第一侧壁16至少部分被容纳于所述安装槽72,其中,所述第一侧壁16可以是基板1左右两侧的侧壁,也可以是基板1前后两侧的侧壁,也可以是基板1上下两侧的侧壁,在一优选实施例中,所述第一侧壁16为基板1左侧的侧壁。如图31、图23和图28所示,所述电路板4朝向所述第一侧壁16设置有所述检测开关44,所述第一侧壁16于所述检测开关44对应位置设置有按压部161,所述按压部161一体成型于所述第一侧壁16,所述按压部161能够响应于按压力而发生弹性形变,从而抵接并触发所述检测开关44;所述按压部161凹陷于所述第一侧壁16的外表面,以避免所述按压部161被所述安装件7抵压。如图23所示,所述按压部161包括按钮1611以及延伸于所述按钮1611两端的弹性臂1612,两个弹性臂1612分别一体成型地连接于第一侧壁16,弹性臂1612的两侧与第一侧壁16之间设置有分割缝162,当按钮1611受到按压力时,按钮1611朝向检测开关44运动以触发检测开关44,弹性臂1612发生弹性形变;当按压力消失时,按钮1611在弹性臂1612的弹力作用下恢复原位,检测开关44自动弹起。如图24所示,所述按钮1611背面凸设有抵接凸起,抵接凸起的位置与检测开关44正对,用于抵接检测开关44。其中,如图31-图23所示,由于按压部161和发光孔17均凹陷于第一侧壁16,当基板1安装于所述安装件7后,第一侧壁16抵接于安装槽72的内壁,使得按压部161和发光孔17被密封在安装槽72内,可以避免灰尘、水汽通过分割缝162进入所述容纳腔11。所述卡接孔15开设于所述第一侧壁16,当基板1安装于所述安装件7后,第一侧壁16抵接于安装槽72的内壁,使得卡接孔15被密封在安装槽72内,可以避免灰尘、水汽通过卡接孔15进入所述容纳腔11。进一步地,如图26和图31-图33所示,所述加强板3于卡接孔15和按压部161对应位置分别设置有U形的防尘筋位32,防尘筋位32分别围合于卡接孔15和按压部161,当加强板3盖设于基板1时,防尘筋位32抵接于电路板4,从而将卡接孔15、按压部161与容纳腔11隔离,防止灰尘、水汽通过卡接孔15、分割缝162或者发光孔17进入容纳腔11。

在一些实施例中,如图28所示,所述基板1开设有至少两个安装孔18,所述安装孔18用于对外挂接安装。具体的,所述安装孔18贯穿所述基板1两面,用户可在墙面或者玻璃表面粘贴两个挂钩,两个挂钩分别设置有挂绳,两根挂绳分别穿过两个安装孔18将基板1挂接,以保证基板1不会掉落造成光能发电板2损坏。两根挂绳沿水平排布,当基板1被挂绳挂接时,基板1自然下垂,光能发电板2平行于玻璃。进一步地,两个安装孔18对称分布,使得基板1被平衡地挂接。进一步地,安装孔18设置于基板1的靠近安装件7的一端,当安装件7安装于基板1时,安装孔18被容纳于安装件7的安装槽72内,从而基板1择一选择挂接安装或者通过安装件7安装。

在一些实施例中,如图38-图41所示,与图21-图37实施例的区别在于,所述安装件7与所述基板1通过磁吸的方式可拆卸地连接,且所述电路板4有两块。具体的,所述安装件7采用铁质钣金件弯折成形,能够被永磁体19吸引,所述基板1内于安装件7对应位置设置有三颗永磁体19,三颗永磁体19沿安装件7的延伸方向分布,所述基板1通过永磁体19吸附于安装件7,以实现基板1与安装件7之间的快速拆装。如图40和图41所示,基板1的所述容纳槽111内设置有三个磁体安装槽116,三颗永磁体19分别被限位于磁体安装槽116。所述电路板4有两块,分别设置于基板1的两端,三颗永磁体19设置于两块电路板4之间,基板1于两块电路板4对应位置设置有电路板4安装位,电路板4安装位设置有电路板卡扣114,所述电路板4被卡接固定于所述电路板卡扣114。两块电路板4分别焊接有所述第一输出部42和第二输出部43,两块电路板4之间通过导电线46导通,使得第一输出部42和第二输出部43并联。进一步地,两块电路板4分别焊接有接线端子41,导电线46通过两个接线端子41导通两块电路板4。

如图39所示,所述安装件7呈上下延伸的长条形,其横截面呈L形,基板1开设有与安装件7形状相适配的磁吸槽191,当基板1吸附于安装件7时,所述安装件7被限位于磁吸槽191内,以增强安装件7与基板1之间的连接稳定性。本实施例采用磁吸式可拆卸连接,使得用户可快速将基板1拆装。

在一些实施例中,如图28和图39所示,所述安装件7至少具有第一表面73和第二表面74,所述安装件7通过所述第一表面73和/或所述第二表面74对外固定安装,其中所述第一表面73垂直于所述光能发电板2,所述第二表面74与所述光能发电板2之间的夹角小于5°;使得安装件7通过第一表面73安装于窗框200(图35)或者通过第二表面74安装于窗户玻璃210(图34)都能保证光能发电板2平行于窗户玻璃210,让发电效率更高。在一使用场景中,如图35所示,所述光能板100与一推窗器300共同安装于窗户的窗框200上,推窗器300朝向窗户玻璃210设置有胶轮,胶轮贴合于窗户玻璃210,推窗器300通过胶轮滚动带动窗户平移。推窗器300通过电池供电,无需连接电源线,用户可通过手机或者无线开关发送无线信号来控制推窗器300运动。光能板100通过USB线连接于推窗器300,能够为推窗器300的电池充电。另外,推窗器300通过一安装框固定安装于窗框200,推窗器300与安装框可拆卸地连接,用户可将推窗器300拆下来充电。

在另一使用场景中,如图36所示,吊顶板下表面安装有窗帘轨道500,窗帘轨道500沿延伸方向设置有多个挂环,挂环可以用来挂窗帘。窗帘轨道500的左端设置有窗帘电机400,窗帘轨道500内设置有链条或者驱动带,窗帘电机400可以通过链条或者驱动带驱动最右侧的挂环向左滑动,从而最右侧挂环推动所有挂环向左滑动,最终实现打开窗帘的目的;同时,窗帘电机400也可以驱动最右侧的挂环向右滑动,从而最右侧挂环通过窗帘的拉扯带动所有挂环向右滑动,最终实现关闭窗帘的目的。窗帘电机400包括电机部410和电池部420,电机部410内设置有电机,用于驱动挂环运动;电池部420内设置有电池,用于为电机部410供电,从而使得窗帘电机400无需连接电源线,用户可通过手机或者无线开关发送无线信号来控制窗帘电机400转动。电池部420与电机部410可拆卸地连接,用户可将电池部420拆下来充电。光能板100安装在窗户的侧框上,光能发电板2朝向窗户玻璃210设置,光能板100通过USB线6(同上文中的数据线)连接于电池部420,可以为电池部420充电。

另外,本实施例提供的光能板100还能够适用于开窗器、传感器等,此处不再赘述。

在一些实施例中,如图37所示,所述光能板100包括一电压选择模块,所述电压选择模块根据外部负载的连接状态选择输出电压。在具体实施例中,所述外部负载为电池,电压选择模块为低压差线性稳压器;低压差线性稳压器的输入端电连接光能发电板2,输出端电连接于USB接口,电池通过USB接口电连接光能板100进行充电;低压差线性稳压器的输出电压值(例如15v)高于所述电池的充电电压范围(例如9v~12.6v),工作原理可例如:

当USB接口未连接电池时,光能发电板2处于开路状态,当光照强度高于指定阈值时(例如高于200lux),光能发电板2将输出较高电压(例如17v~20v左右),此时低压差线性稳压器将光能板输出的较高电压调节至输出电压(例如15v左右)进行输出,以防止电池接入USB接口的瞬间被光能发电板2的较高开路电压烧坏。

当USB接口接上电池的瞬间,由于低压差线性稳压器的作用,电池不会直接接通光能发电板2的开路电压;当电池接上之后,低压差线性稳压器的输出将被钳位至电池电压附近,同时光能发电板2的输出也会被钳位,由于低压差线性稳压器的输入和输出的压差很低,例如在1mA电流下,压差为4mV,此时相当于光能发电板2以直通的方式为电池充电,以尽量减少能耗损失。

在一优选实施例中,如图37所示,所述低压差线性稳压器采用MD85EF0PA1芯片。

另外,所述USB接口与低压差线性稳压器之间还设置有防倒灌二极管D1,以实现两个及以上光能板100的并联,共同对外供电,光能发电板2通过一个限流电阻R1接通发光单元45。

在一些实施例中,指定光强范围内,所述电压选择模块在正常工作情况下,跟随负载电压进行电压输出;以及,在非正常工作情况下,将所述光能发电板2的输出电压调节至指定范围输出;其中,正常工作情况下所述光能板100接入负载,非正常工作情况下所述光能板100未接入负载,所述指定范围的下限值高于所述负载电压的最大值。

在一些实施例中,还包括至少两个通用接口(即上文所述的第一输出部42和第二输出部43),该两个通用接口并联地设置在所述电压选择模块的输出端,用于连接外部负载和/或其它光能板100。在优选实施例中,所述通用接口为Type-C接口,具有两个,可实现以下工作方式:1)一个Type-C接口接通电池,以给电池充电。2)一个Type-C接口接通电池,另一个Type-C接口接通另一个光能板100,以实现多个光能板100共同为同一个电池充电。3)一个Type-C接口接通一个光能板100,另一个Type-C接口接通另一个光能板100,并进一步通过另一个光能板100接通电池,以实现三个以上光能板100共同为一个电池充电。

在一具体实施例中,如图37所示,在电路最右端设置有接线端子41,接线端子41用于连接所述光能发电板2,接线端子41具有4个引脚,其中3个引脚接地,另一引脚连接于低压差线性稳压器U1的VIN引脚,在接线端子41与低压差线性稳压器U1之间并联有两条电路,其中一条电路以串联的方式连接有限流电阻R1、发光单元LED1、检测开关S1和地,另一条电路连接有第二滤波电容C2,第二滤波电容C2的一端接地;其中,所述限流电阻R1的阻值优选为1KΩ,第二滤波电容C2的电容值优选为1uF。低压差线性稳压器U1的GND引脚接地,VOUT引脚连接于所述防倒灌二极管D1的一端,防倒灌二极管D1的另一端连接于两个Type-C接口USB1和USB2,两个Type-C接口之间并联,防倒灌二极管D1的型号优选为RB551V-30。在低压差线性稳压器U1与防倒灌二极管D1之间并联有第一滤波电容C1,第一滤波电容C1的一端接地,第一滤波电容C1的电容值优选为1uF。每个Type-C接口具有8个引脚,包括2个VBUS引脚、2个GND引脚、2个SHELL引脚、1个CC1引脚和1个CC2引脚,其中,2个SHELL引脚和2个GND引脚分别接地,2个VBUS引脚连接于所述防倒灌二极管D1,CC1引脚和CC2引脚未连接电路。

在本说明书的描述中,参考术语“一些实施例”、“一种具体实施方式”、“具体实施过程”、“一种举例”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发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,上述术语的示意性表述对应描述的具体特征、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。

另外需要说明的是,上述各实施例之间可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述,即,在后(记载于文本的先后顺序)实施例所公开的技术方案应该包括记载于该实施例的技术方案和记载于该实施例之前的所有实施例中的技术方案。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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