[發明專利]一種智能鎖的內置發電裝置的控制電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201611188984.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106787083B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 余綿梓;劉曉亮;溫志明
• 申請（專利權）人: 北京搖光智能科技有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種智能鎖的內置發電裝置控制電路的控制方法，控制電路包括：儲能元件A，分壓網絡B，分壓網絡C，控制開關組D，分壓網絡E以及單向控制F，其特征在于，包括如下步驟：

1）、儲能元件A從內置發電裝置的輸出電壓獲取電能并存儲；

2）、隨著儲能元件A內部電能的累積，通過分壓網絡B和分壓網絡C將電壓施加到控制開關組D的控制端，當該電壓大于第一閾值時，控制開關組D處于導通狀態，所述儲能元件A向所述輸出電壓VOUT端供電；

3）、當所述控制開關組D導通后，分壓網絡E和單向控制F形成的反饋通路將所述輸出電壓VOUT反饋，使得施加到控制開關組D控制端的電壓進一步拉高，從而使所述儲能元件A持續為負載供電；

4）、隨著儲能元件A內部電能的逐漸減少，通過分壓網絡B、分壓網絡C和分壓網絡E提供給控制開關組D控制端的電壓也會逐漸降低，當該電壓小于所述第一閾值時，控制開關組D處于截止狀態，所述儲能元件A停止為所述負載供電；

其中：

儲能元件A，用于接收所述內置發電裝置的輸出電壓，并將該電壓存儲；

分壓網絡B、分壓網絡C、以及分壓網絡E，用于對所述儲能元件A輸出的電壓和向負載提供的輸出電壓VOUT進行分壓，以控制所述控制開關組D導通或截止；

控制開關組D，用于控制所述內置發電裝置向負載提供輸出電壓VOUT，當該控制開關組D處于導通狀態時，所述內置發電裝置為所述負載供電；當該控制開關組D處于截止狀態時，所述內置發電裝置停止向所述負載供電；

單向控制F，與所述分壓網絡E串聯連接，用于控制所述控制電路中分壓網絡E支路電流的單向導通；

所述的控制電路還包括輔助單元，所述輔助單元用于在其所處的電路支路中完成限流、分壓或整形；

所述單向控制F的一端連接所述輸出電壓VOUT，另一端與所述分壓網絡E的一端串聯連接，所述分壓網絡E的另一端連接所述 控制開關組D的輸入端；

所述單向導通為從所述輸出電壓VOUT端到所述分壓網絡E的方向導通；

所述的儲能元件A為電容C1，分壓網絡B為電阻R1，分壓網絡C為電阻R2，控制開關組D為由NMOS管M1、PMOS管M2以及電阻R4組成的電路形成，分壓網絡E為電阻R3，單向控制F為二極管D1，VIN網絡接智能鎖上內置發電裝置的輸出，VOUT網絡連接智能鎖功能電路；

在所述電壓輸入端VIN和所述控制開關組D的輸入端之間增加所述輔助單元；在分壓網絡E的一端和所述控制開關組D的輸入端之間增加所述輔助單元；在單向控制F的一端和所述輸出電壓VOUT端之間增加所述輔助單元；在所述控制開關組D的輸出端和所述輸出電壓VOUT端之間增加所述輔助單元；

電容C1從內置發電裝置獲取電能，并儲存；當電容C1中沒有儲存電能時，C1的兩個電極之間電壓為0V；當內置發電裝置開始輸出電能，電容C1開始獲取并存儲，其兩個電極之間電壓開始正向增長，并隨著電容內部電能的累積，兩個電極之間電壓也逐漸升高；NMOS管M1、PMOS管M2以及電阻R4組成的電路構成開關組，開關組的“導通”和“截止”狀態由NMOS管M1的柵極電壓控制，當NMOS管M1的柵極電壓Vg1大于NMOS管M1固有的開啟電壓Vg1(th)時，NMOS管M1處于“導通”狀態；由于NMOS管M1“導通”，PMOS管M2的柵極被下拉到地電平，使得PMOS管M2也處于“導通”狀態，這樣使得VIN網絡與VOUT網絡處于連接狀態，VIN端所連接的內置發電裝置可為VOUT端所連接的智能鎖功能電路供電，此時開關組整體處于“導通”狀態；當NMOS管M1的柵極電壓Vg1小于NMOS管 M1固有的開啟電壓Vg1(th)時，NMOS管M1“截止”，由于NMOS管M1“截止”，PMOS管M2的柵極通過電阻R4被上拉到與PMOS管M2的源極同樣的電位，使得PMOS管M2也處于“截止”狀態，這時 VIN網絡與VOUT網絡之間的連接被切斷，VIN端所連接的內置發電裝置無法為VOUT端所連接 的智能鎖功能電路供電，此時開關組整體處于“截止”狀態；

當電容C1中沒有電能時，電容C1對地的電壓Vc=0V，NMOS管M1的柵極電壓Vg1由所述電壓Vc經電阻R1和R2分壓得到，此時該柵極電壓Vg1=0V，且該柵極電壓Vg1NMOS管M1固有的開啟電壓Vg1(th)，開關組處于“截止”狀態；電容C1處于采集和儲存電能的階段，隨著內置發電裝置輸出電能，電容C1存儲電能，電壓Vc升高，所述柵極電壓Vg1也隨之按比例升高；當所述柵極電壓Vg1升高至所述開啟電壓Vg1(th)時，開關組由“截止”轉到“導通”狀態，電容C1開始向智能鎖功能電路供電，此時刻所述電壓Vc 的值記為Vc(th1)；當開關模塊剛“導通”時，VOUT端的電壓Vc通過由電阻R3和二極管D1構成的正反饋通路后，立即將所述柵極電壓Vg1拉升到遠大于所述開啟電壓Vg1(th)的電壓，確保了電容C1可持續為智能鎖功能電路供電；

控制電路是從內置發電裝置獲取電能，完成所有的功能，不需要額外的電源提供電能；通過選取合適的參數，可使該控制電路的功耗極低，從而保證從內置發電裝置發出的電能幾乎都用于驅動智能鎖功能電路，提高電路運行效率；由于該控制電路是先采集和儲存電能，等儲存足夠的電能后，才開始為智能鎖功能電路供電，這樣的工作模式使得對內置發電裝置的發電功率沒有太多限制，即使內置發電裝置的發電功率小于智能鎖功能電路的額定功率，也可以實現由內置發電裝置為智能鎖功能電路供電；當開關組“導通”和“截止”時，電容C1兩端的電壓 Vc(th1)和Vc(th2)并不相同，且Vc(th1) Vc(th2)，通過電阻R1，R2，R3和二極管D1的參數的適當選取，可改變所述Vc (th1)和Vc(th2)的值，進而控制電容C1中存儲的能量；并且通過控制Vc(th2)的值大于智能鎖功能電路的額定工作電壓，可使所述智能鎖功能電路可靠斷電，進而避免由于供電電壓進入其臨界工作電壓區間觸發不穩定的工作狀態導致的不可控情況的發生。