一種條形碼掃描槍的電源管理電路的製作方法
2023-05-31 13:18:36 1
一種條形碼掃描槍的電源管理電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種條形碼掃描槍的電源管理電路，包括充電控制電路、智能電源控制電路、升壓電路和主控電路。所述充電控制電路包括接入電源信號的USB接口、多個並聯的第一電阻器，以及對條形碼掃描槍電池進行充電監控的充電控制晶片；每一個第一電阻器的一端與所述USB接口連接，另一端與所述充電控制晶片的電壓輸入端連接；所述充電控制晶片的電壓輸出端與條形碼掃描槍電池連接；所述智能電源控制電路與所述充電控制晶片的電壓輸出端、所述升壓電路以及所述主控電路分別連接。本實用新型提供的條形碼掃描槍的電源管理電路設計小巧簡潔、充電控制精準，具有電能損耗低、發熱少、運行穩定安全和使用便捷等優點。
【專利說明】—種條形碼掃描槍的電源管理電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術領域】，尤其涉及一種條形碼掃描槍的電源管理電路。
【背景技術】
[0002]現有技術中，條形碼掃描槍通常設有可充電電池，以便於條形碼掃描器在移動場合的應用需要。但在傳統的條形碼掃描槍中，經常出現設備發熱嚴重而死機，待機模式下消耗電能大，對電池頻繁進行大電流充電而使得電池使用壽命大大縮短等情況，且因手持設備電池爆炸而傷人的事故時有發生。
[0003]其根本原因在於傳統的手持設備包括條形碼掃描槍的電源管理電路設計不合理，使得電池充電時內阻過大，損耗電能轉成熱能，導致設備的電池性能下降；傳統條形碼掃描槍在關機時沒有完全關斷電源而仍處於待機耗電狀態，因此電池電能隨著時間增長而消耗殆盡，導致條形碼掃描槍難以保證穩定的工作性能。
【發明內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種條形碼掃描槍的電源管理電路，對條形碼掃描槍的電源電路進行優化，降低電池電能損耗，改善電源充電電路發熱情況，使得條形碼掃描槍運行穩定、安全，節約電能。
[0005]為解決以上技術問題，本實用新型提供一種條形碼掃描槍的電源管理電路，包括:充電控制電路、智能電源控制電路、升壓電路和主控電路；
[0006]所述充電控制電路包括接入電源信號的USB接口、多個並聯的第一電阻器，以及對條形碼掃描槍電池進行充電監控的充電控制晶片；
[0007]所述充電控制晶片包括電壓輸入端、電壓輸出端和接地端；
[0008]每一個所述第一電阻器的一端與所述USB接口連接，另一端與所述充電控制晶片的電壓輸入端連接；所述充電控制晶片的電壓輸出端與條形碼掃描槍電池連接；
[0009]所述智能電源控制電路與所述充電控制晶片的電壓輸出端、所述升壓電路以及所述主控電路分別連接。
[0010]進一步地，所述充電控制晶片還包括可編程輸入端和充電指示端；
[0011]所述可編程輸入端與第二電阻器連接後接地；所述充電指示端通過與LED指示燈連接，對所述充電控制晶片的工作狀態進行指示。
[0012]在一種可實現方式中，所述智能電源控制電路包括第一二極體、第一電晶體、第一場效應管、第三電阻器和第四電阻器；
[0013]所述第一二極體的陽極與所述充電控制晶片的電壓輸出端連接；所述場效應管的源極與所述第一二極體的陰極連接；所述第三電阻器的一端連接在所述第一二極體的陰極上，另一端連接在所述第一電晶體的集電極上；
[0014]所述第一電晶體的發射極接地，所述第一電晶體的基極通過所述第四電阻器與所述主控電路連接；所述第一場效應管的柵極連接在所述第一電晶體的集電極上，所述第一場效應管通過其漏極與所述升壓電路連接。
[0015]進一步地，所述主控電路包括一單片機、第二二極體、第三二極體、第一控制按鍵和第五電阻器；
[0016]所述單片機包括多個數據埠 ；
[0017]所述第二二極體的正極連接在所述單片機的第一數據埠上，所述第二二極體的負極通過所述第三電阻器與所述智能電源控制電路的第一電晶體的基極連接；所述第三二極體的負極連接在所述第二二極體的負極上，所述第三二極體的正極通過所述第一控制按鍵與條形碼掃描槍的電池連接；
[0018]所述第五電阻器的一端連接在所述第二二極體的負極上，所述第五電阻器的另一端接地。
[0019]優選地，所述單片機為TINY13型號的器件。所述充電控制晶片為LTC4054型號的器件。
[0020]本實用新型提供的條形碼掃描槍的電源管理電路，其有益效果是:在充電控制電路中通過設置多個並聯電阻器，採用分級降壓式充電，避免充電熱量集中，改善充電發熱情況；並為條形碼掃描槍充電電路設置智能控制電路，在主控電路單片機中寫入控制程序，以確保電源電路不工作時切斷電源的輸出，在工作狀態時又能正確輸出所需電源，以實現對條形碼掃描槍的電源管理智能控制；且所述智能電源控制電路可作為條形碼掃描槍充電電路的保護電路，以確保電源電路及整個條形碼掃描槍的穩定。本實用新型提供的條形碼掃描槍的電源管理電路設計小巧簡潔、充電控制精準，具有電能損耗低、發熱少、運行穩定安全和使用便捷等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型提供的一種條形碼掃描槍的電源管理電路的第一實施例的結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型第一實施例提供的充電控制電路的一個電路原理圖；
[0023]圖3是本實用新型第一實施例提供的智能電源控制電路的一種電路原理圖；
[0024]圖4是本實用新型第一實施例提供的主控電路的一種電路原理圖；
[0025]圖5是本實用新型第一實施例提供的升壓電路的一種電路原理圖；
[0026]圖6是本實用新型第一實施例提供的條形碼掃描槍的電源管理電路的完整電路原理圖；
[0027]圖7是本實用新型提供的一種條形碼掃描槍的電源管理電路的第二實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0029]參見圖1，是本實用新型提供的一種條形碼掃描槍的電源管理電路的第一實施例的結構示意圖。
[0030]在本實施例中，條形碼掃描槍的電源管理電路包括充電控制電路101、智能電源控制電路102、升壓電路103和主控電路104。
[0031]在對條形碼掃描槍電池進行充電時，充電控制電路101用於對接入的電源信號進行分級降壓後控制電池充電過程；條形碼掃描槍電池和智能電源控制電路102均與充電控制電路101的電壓輸出端連接，通過設計智能電源控制電路102來避免電池極性反接造成的電路損傷。升壓電路103用於將電池提供的電壓信號提升至某一電壓幅值，以保證條形碼掃描槍的其他功能電路的正常工作。例如，由充電控制電路101或電池輸出的電壓信號往往只有3.7V (伏)或4.2V，而條形碼掃描槍的電路主板系統的正常工作電壓為5V，因此，需要利用升壓電路103對電池輸出電壓信號進行升壓處理。主控電路104為條形碼掃描槍的核心控制電路，實現對條形碼掃描槍的各個功能電路模塊包括電源管理電路的智能控制。
[0032]其中，所述充電控制電路101包括接入電源信號的USB接口 Jl、多個並聯的第一電阻器R1，以及對條形碼掃描槍電池進行充電監控的充電控制晶片U1。具體實施時，可優選採用5個電阻器進行並聯，以構成所述的多個並聯第一電阻器Rl。
[0033]參看圖2，是本實用新型第一實施例提供的充電控制電路的一個電路原理圖。
[0034]具體地，所述充電控制晶片Ul包括電壓輸入端VIN、電壓輸出端Vqut和接地端GND。
[0035]每一個所述第一電阻器Rl的一端與所述USB接口 Jl連接，另一端與所述充電控制晶片Ul的電壓輸入端Vin連接；所述充電控制晶片Ul的電壓輸出端Vqut與條形碼掃描槍電池連接。
[0036]所述智能電源控制電路102與所述充電控制晶片Ul的電壓輸出端Vqut、所述升壓電路103以及所述主控電路104分別連接。
[0037]作為優選的實施例，所述充電控制晶片Ul還包括可編程輸入端PRG和充電指示端
Cled。
[0038]所述可編程輸入端PRG與第二電阻器R2連接後接地；所述充電指示端Cmi通過與LED指示燈連接，對所述充電控制晶片的工作狀態進行指示。
[0039]特別地，所述充電控制晶片Ul為LTC4054型號的器件。
[0040]在一種可實現方式中，所述智能電源控制電路102包括第一二極體D1、第一電晶體Q1、第一場效應管Q_l、第三電阻器R3和第四電阻器R4。
[0041]參看圖3，是本實用新型第一實施例提供的智能電源控制電路的一種電路原理圖。
[0042]所述第一二極體Dl的陽極與所述充電控制晶片Ul的電壓輸出端Vqut連接；所述場效應管Q_1的源極與所述第一二極體Dl的陰極連接；所述第三電阻器R3的一端連接在所述第一二極體Dl的陰極上，另一端連接在所述第一電晶體Ql的集電極上。
[0043]所述第一電晶體Ql的發射極接地，所述第一電晶體Ql的基極通過所述第四電阻器R4與所述主控電路104連接；所述第一場效應管Q_1的柵極連接在所述第一電晶體Ql的集電極上，所述第一場效應管Q_1通過其漏極V_D與所述升壓電路103連接。
[0044]具體實施時，本實施例中的第一電晶體QI優選採用「 NPN型」的晶體三極體；所述第一場效應管Q_1優選採用「N溝道耗盡型」金屬氧化物半導體(Metal OxideSemiconductor,簡稱 M0S)場效應管。
[0045]在本實施例中，所述第一二極體Dl的陽極與所述充電控制晶片Ul的電壓輸出端Vqut連接，因而共同連接在條形碼掃描槍的電池上。具體實施時，第一電晶體Ql和第一場效應管Q_1充當電路的開關器，當充電控制電路101與電池反接時，智能電源控制電路102將會檢測到充電大電流，此時第一電晶體Q1與第一場效應管Q_1相應處於截止狀態，從而保證通過第一電晶體Q1連接的主控電路104，以及通過第一場效應管Q_1連接的升壓電路103不被燒毀。
[0046]參看圖4，是本實用新型第一實施例提供的主控電路的一種電路原理圖。
[0047]在本實施例中，所述主控電路104包括一單片機U2、第二二極體D2、第三二極體D3、第一控制按鍵S1和第五電阻器R5。
[0048]所述單片機U2包括多個數據埠。
[0049]所述第二二極體D2的正極連接在所述單片機U2的第一數據埠 PB1上，所述第二二極體D2的負極通過所述第三電阻器R3與所述智能電源控制電路102的第一電晶體Q1的基極連接；所述第三二極體D3的負極連接在所述第二二極體D2的負極上，所述第三二極體D2的正極通過所述第一控制按鍵S1與條形碼掃描槍的電池連接。
[0050]所述第五電阻器R5的一端連接在所述第二二極體D2的負極上，所述第五電阻器R5的另一端接地。
[0051]特別地，所述單片機U2為TINY13型號的器件。具體實施時，可對單片機U2寫入控制程序，以對單片機U2的功能擴展，並配以相應的外圍電路，實現對條形碼掃描槍的電源進行智能控制。
[0052]在本實施例中，單片機U2對電池充電控制電路101的工作狀態進行實時監測，當條形碼掃描槍的系統閒置一定時間T，即在時間T內處於空閒狀態時，單片機U2通過埠On/Off端發送一個電壓信號，控制智能電源控制電路102中的第一電晶體Q1和第一場效應管9_1處於截止狀態，從而切斷電池與條形碼掃描槍電路主板的電源，使得電路主板的功耗降低為零，從而實現智能關機的功能。
[0053]需要說明的是，在本實施例中，單片機U2還設有多個數據埠，因此，其可通過各個數據埠以及外圍電路擴展其功能，如通過在單片機U2的第二數據埠 PB2與第二控制按鍵連接後，接入掃描電路，則可通過單片機U2以及第二按鍵對掃描過程進行控制，並對掃描數據進行傳輸與處理。
[0054]參看圖5，是本實用新型第一實施例提供的升壓電路的一種電路原理圖。
[0055]具體實施時，升壓電路103可採用電池DC/DC (直流/直流)轉換器U3，並配置相應的外圍電路，採用圖5所示電路可對條形碼掃描槍電池輸出的電壓信號進行升壓處理。具體地，通過採用型號為LT1613的DC/DC轉換器，外圍電路包括電子元件為電容器C1、電容器C2、電感L1、二極體D4、電阻器R6和電阻器R7,配合實現低至1.1V的輸入電壓工作，並從3.3V輸入電壓獲得5V的輸出電壓。
[0056]參看圖6，本實用新型第一實施例提供的條形碼掃描槍的電源管理電路的完整電路原理圖。
[0057]綜上所述，本實施例提供的條形碼掃描槍電源管理電路在充電控制電路中通過設置多個並聯電阻器，採用分級降壓式充電，避免充電熱量集中以改善充電發熱情況；並為條形碼掃描槍充電電路設置保護電路，以確保電源電路及整個條形碼掃描槍的穩定；在主控電路設置單片機中寫入控制程序，以實現對條形碼掃描槍的充電過程實現智能控制。因此，本實用新型提供的條形碼掃描槍的電源管理電路設計小巧簡潔、充電控制精準，具有電能損耗低、發熱少、運行穩定安全和使用便捷等優點。
[0058]參看圖7，是本實用新型提供的條形碼掃描槍的電源管理電路的第二實施例的結構示意圖。
[0059]本實施例與第一實施例的區別點在於:所述的條形碼掃描槍的電源管理電路除了包含有充電控制電路101、智能電源控制電路102、升壓電路103和主控電路104以外，還包括藍牙通信模塊105。
[0060]所述藍牙通信模塊105與所述主控電路104連接，且所述主控電路104在所述藍牙通信模塊105與外部藍牙設備配對成功時啟動正常工作模式。
[0061]具體實施時，當條形碼掃描槍的開機按鍵被按下時，條形碼掃描槍的電源管理電路啟動運行。此時，主控電路104驅動藍牙通信模塊105工作，藍牙通信模塊105搜索其覆蓋範圍內的可用藍牙設備，並嘗試進行配對；同時，充電控制電路101通過充電控制晶片Ul中的Cled埠可與LED (Light-Emitting Diode,發光二極體)進行連接,通過LED對電池的充電過程進行指示。譬如，當藍牙通信模塊105正在搜索可用藍牙設備時，LED處於閃爍狀態；當藍牙通信模塊105搜索到可用的外部藍牙設備並配對成功時，藍牙電池啟動正常充電，則LED處於常亮狀態，且隨著電池電量的增加LED亮度變暗，直至電池充電完成。
[0062]本實施例通過配置藍牙通信模塊，進一步增強條形碼掃描槍在電源管理方面的性倉泛。
[0063]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，包括充電控制電路、智能電源控制電路、升壓電路和主控電路；所述充電控制電路包括接入電源信號的USB接口、多個並聯的第一電阻器，以及對條形碼掃描槍電池進行充電監控的充電控制晶片；所述充電控制晶片包括電壓輸入端、電壓輸出端和接地端；每一個所述第一電阻器的一端與所述USB接口連接，另一端與所述充電控制晶片的電壓輸入端連接；所述充電控制晶片的電壓輸出端與條形碼掃描槍電池連接；所述智能電源控制電路與所述充電控制晶片的電壓輸出端、所述升壓電路以及所述主控電路分別連接。
2.如權利要求1所述的條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，所述充電控制晶片還包括可編程輸入端和充電指示端；所述可編程輸入端與第二電阻器連接後接地；所述充電指示端通過與LED指示燈連接，對所述充電控制晶片的工作狀態進行指示。
3.如權利要求2所述的條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，所述智能電源控制電路包括第一二極體、第一電晶體、第一場效應管、第三電阻器和第四電阻器；所述第一二極體的陽極與所述充電控制晶片的電壓輸出端連接；所述場效應管的源極與所述第一二極體的陰極連接；所述第三電阻器的一端連接在所述第一二極體的陰極上，另一端連接在所述第一電晶體的集電極上；所述第一電晶體的發射極接地，所述第一電晶體的基極通過所述第四電阻器與所述主控電路連接；所述第一場效應管的柵極連接在所述第一電晶體的集電極上，所述第一場效應管通過其漏極與所述升壓電路連接。
4.如權利要求3所述的條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，所述主控電路包括一單片機、第二二極體、第三二極體、第一控制按鍵和第五電阻器；所述單片機包括多個數據埠；所述第二二極體的正極連接在所述單片機的第一數據埠上，所述第二二極體的負極通過所述第三電阻器與所述智能電源控制電路的第一電晶體的基極連接；所述第三二極體的負極連接在所述第二二極體的負極上，所述第三二極體的正極通過所述第一控制按鍵與條形碼掃描槍的電池連接；所述第五電阻器的一端連接在所述第二二極體的負極上，所述第五電阻器的另一端接地。
5.如權利要求4所述的條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，所述單片機為TINY13型號的器件。
6.如權利要求1飛任一項所述的條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，還包括藍牙通信模塊；所述藍牙通信模塊與所述主控電路連接，且所述主控電路在所述藍牙通信模塊與外部藍牙設備配對成功時啟動正常工作模式。
7.如權利要求6所述的條形碼掃描槍的電源管理電路，其特徵在於，所述充電控制晶片為LTC4054型號的器件。
【文檔編號】H02J7/00GK203504233SQ201320626000
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】徐朝榮 申請人:廣東旭龍物聯科技股份有限公司