电动牙刷的供电控制装置、方法及系统与流程

1.本发明涉及电动牙刷技术领域，尤其是涉及一种电动牙刷的供电控制装置、方法及系统。


背景技术：

2.随着大众对口腔健康的重视程度不断提升，触摸按键式、压力感应式、传感器识别刷牙区域、带液晶显示屏等智能型电动牙刷也在逐渐普及。目前，相关技术提出电动牙刷受限于牙刷尺寸，电池容量不能无限做大，而各种传感器和集成电路使电动牙刷的系统功耗居高不下，并且多功能模块的整合，提高了系统运行负荷，从而提升了系统故障率，进而增加了产品的售后成本。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动牙刷的供电控制装置、方法及系统，可以通过改变电源结构的工作模式，降低系统运行负荷，进而减少系统故障率。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种电动牙刷的供电控制装置，包括：传感器模块、供电控制模组和电源结构，供电控制模组与传感器模块和电源结构分别连接；其中，传感器模块用于感应外界磁场的强度变化信息，并将强度变化信息对应的电平信号发送至供电控制模组；供电控制模组用于根据电平信号控制电源结构的工作模式，以使电源结构基于工作模式运行。
5.在一种实施方式中，还包括保护外盒，保护外盒设置有磁铁，磁铁在保护外盒中所处的位置与传感器模块在电动牙刷中所处的位置匹配；保护外盒用于放置电动牙刷，磁铁用于提供外界磁场。
6.在一种实施方式中，传感器模块包括霍尔传感器；其中，霍尔传感器用于在强度变化信息达到设定阈值时，向供电控制模组输出低电平信号，以及在强度变化信息未达到设定阈值时，向供电控制模组输出高电平信号。
7.在一种实施方式中，供电控制模组包括管理模块和开关模块，管理模块至少包括电池管理芯片；其中，电池管理芯片用于在接收到低电平信号时控制开关模块闭合，以及在接收到高电平信号时控制开关模块断开。
8.在一种实施方式中，控制模组还包括分压模块和升压模块，分压模块分别与开关模块和升压模块连接；其中，开关模块用于在断开状态下断开电源结构与分压模块的通路，以使电动牙刷处于低功耗模式；开关模块还用于在闭合状态下导通电源结构与分压模块的通路，采样模块用于对电源结构提供的电压进行分压处理，升压模块用于对分压处理后的电压进行升压处理，以使电动牙刷处于正常工作模式。
9.在一种实施方式中，电源结构包括主供电源和次供电源；其中，主供电源用于提供电动牙刷运行所需的第一电压，次供电源用于提供电动牙刷运行所需的第二电压，第二电压低于第一电压。
10.在一种实施方式中，还包括：系统芯片，系统芯片用于在开关模块连接控制电动牙刷从正常工作模式切换至低功耗模式，或从低功耗模式切换至正常工作模式时，执行复位重启。
11.在一种实施方式中，系统芯片与电池管理芯片连接，电池管理芯片还与次供电源连接；其中，系统芯片还用于在监测到电动牙刷的运行时间达到设定的阈值时，向电池管理芯片输出关机信号；电池管理芯片用于在接收到关机信号时控制开关模块闭合，以及控制次供电源关闭。
12.第二方面，本发明实施例还提供一种电动牙刷的供电控制方法，应用于第一方面提供的任一项的电动牙刷的供电控制装置，包括：通过传感器模块感应外界磁场的强度变化信息，并将强度变化信息对应的电平信号发送至供电控制模组，通过供电控制模组接收电平信号并控制电源结构的工作模式，以使电源结构基于工作模式运行。
13.第三方面，本发明实施例还提供一种电动牙刷的供电控制系统，包括：如第一方面提供的任一项的电动牙刷的供电控制装置和电动牙刷，电动牙刷的供电控制装置用于针对电动牙刷执行供电控制及复位重启操作。
14.本发明实施例带来了以下有益效果：
15.本发明实施例提供的一种电动牙刷的供电控制装置、方法及系统，其中，该装置包括：传感器模块、供电控制模组和电源结构，供电控制模组与传感器模块和电源结构分别连接，传感器模块用于感应外界磁场的强度变化信息，并将强度变化信息对应的电平信号发送至供电控制模组，供电控制模组用于根据电平信号控制电源结构的工作模式，以使电源结构基于工作模式运行。本发明实施例提供的电动牙刷的供电控制装置可以通过改变电源结构的工作模式，降低系统运行负荷，进而减少系统故障率。
16.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。
19.图1为本发明实施例提供的一种电动牙刷的供电控制装置的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的一种电动牙刷的供电控制装置的电路结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的一种电动牙刷的供电控制系统工作的流程示意图；
22.图4为本发明实施例提供的一种电动牙刷的供电控制方法的流程示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发
明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。
24.目前，随着大众对口腔健康的重视程度不断提升，电动牙刷产品也在逐渐普及，随着电动牙刷市场的日益壮大，各种智能型电动牙刷正层出不穷，比如触摸按键式、压力感应式、传感器识别刷牙区域、带液晶显示屏等等，在各种新型功能的加持下，电动牙刷满足了不同消费者的个性需求，但同时受限于牙刷尺寸，锂电池容量不能无限做大，各种传感器和集成电路的使用让系统功耗居高不下，并且将多功能模块的整合提高了系统运行负荷，使系统故障率升高，增加了产品售后成本。基于此，本发明实施提供的电动牙刷的供电控制装置可以通过改变电源结构的工作模式，降低系统运行负荷，进而减少系统故障率。
25.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电动牙刷的供电控制装置进行详细介绍，该供电控制装置包括：传感器模块、供电控制模组和电源结构，供电控制模组与传感器模块和电源结构分别连接；其中，传感器模块用于感应外界磁场的强度变化信息，并将强度变化信息对应的电平信号发送至供电控制模组；供电控制模组用于根据电平信号控制电源结构的工作模式，以使电源结构基于工作模式运行。其中，传感器模块包括霍尔传感器，电平信号包括高电平信号和低电平信号，控制模组为系统工作电路，电源结构包括主供电的锂电池，电源结构的工作模式包括低功耗模式和正常工作模式，在一种实施方式中，控制模组接收霍尔传感器发送的高电平信号/低电平信号，从而控制电源结构的工作模式，当控制模块接收到高电平信号时，电源结构进入正常工作模式，当控制模块接收到低电平信号时，电源结构进入低功耗模式。
26.在一种实施方式中，参见图1所示的一种电动牙刷的供电控制装置的结构示意图，该供电控制装置还包括保护外盒1(旅行盒)，保护外盒1设置有磁铁4，磁铁4在保护外盒1中所处的位置与传感器模块在电动牙刷中所处的位置匹配；保护外盒1用于放置电动牙刷，磁铁4用于提供外界磁场。其中，磁铁4安装在保护外盒1组件中，当牙刷手柄2放入保护外盒1中时，磁铁4和传感器模块的空间位置靠近，将触发霍尔传感器3动作，使电动牙刷系统进入超低功耗模式。
27.本发明实施例提供的上述pin损伤的检测方法，可以通过改变电源结构的工作模式，降低系统运行负荷，进而减少系统故障率。
28.为了便于理解，如图2示意出了一种电动牙刷的供电控制装置的电路结构示意图，传感器模块包括霍尔传感器3，供电控制模组包括管理模块和开关模块，管理模块至少包括电池管理芯片，控制模组还包括分压模块和升压模块，分压模块分别与开关模块和升压模块连接，具体的参见如下(1)至(3)：
29.(1)霍尔传感器3用于在强度变化信息达到设定阈值时，向供电控制模组输出低电平信号，以及在强度变化信息未达到设定阈值时，向供电控制模组输出高电平信号。其中，u1是霍尔传感器3，由锂电池供电bat ，u1贴装在电路板(printed circuit board assembly，pcba)固定位置上，在一种实施方式中，当u1输出高电平信号时，锂电池对系统供电，当u1输出低电平信号时，锂电池停止对系统供电。
30.(2)电池管理芯片用于在接收到低电平信号时控制开关模块闭合，以及在接收到高电平信号时控制开关模块断开。其中，u3是锂电池管理芯片，它是锂电池安全保护开关，
静态工作电流约五微安到十微安，开关模块包括q1、q2，q1、q2为场效应管(mos管)，q1接地，q2分别与采样模块和电源结构连接，q1是p沟道moffet，q2是n沟道moffet，在一种实施方式中，当u1的3脚输出高电平时，控制接地的mos管q2导通，q2控制bat 的mos管q1导通，此时锂电池给系统供电；当u1的3脚输出低电平时，控制接地的mos管q2关闭，q2控制bat 的mos管q1关闭，此时锂电池停止给系统供电。
31.(3)开关模块用于在断开状态下断开电源结构与分压模块的通路，以使电动牙刷处于低功耗模式；开关模块还用于在闭合状态下导通电源结构与分压模块的通路，采样模块用于对电源结构提供的电压进行分压处理，升压模块用于对分压处理后的电压进行升压处理，以使电动牙刷处于正常工作模式。其中，r4、r5组成锂电池电压的采样模块，采样模块为电阻分压电路，升压模块中包含锂电池升压芯片u2，锂电池经过升压后vdd供给其他模块作为系统电压使用，在一种实施方式中，电动牙刷运行时间结束时进入休眠状态，此时无负载工作电流在十几微安到几十微安。
32.在一种实施方式中，电源结构包括主供电源和次供电源，主供电源用于提供电动牙刷运行所需的第一电压，次供电源用于提供电动牙刷运行所需的第二电压，第二电压低于第一电压。其中，主供电源用于向霍尔传感器3及供电控制模组供电，次供电源用于在主供电源停止供电时，维持电动牙刷的低功耗模式，在一种实施方式中，主供电源的供电情况受霍尔传感器3和系统芯片控制，在霍尔传感器3靠近磁铁4时，和/或系统芯片发送关机信号时，主供电源停止向电动牙刷系统供电，次供电源为独立于供电控制模组之外的电源，仅受系统芯片的控制。
33.在一种实施方式中，还包括系统芯片，系统芯片用于在开关模块连接控制电动牙刷从正常工作模式切换至低功耗模式，或从低功耗模式切换至正常工作模式时，执行复位重启。其中，系统芯片用于维持电动牙刷的正常工作，控制电动牙刷上安装的智能系统和传感器，在一种实施方式中，在电动牙刷因为某种异常状况使系统运行出错时，对电动牙刷进行一次放入保护外盒1再取出的动作，从而系统经历了一次通断电操作，完成了芯片的复位重启，解决了系统芯片软件跑飞的问题。
34.在一种实施方式中，系统芯片与电池管理芯片连接，电池管理芯片还与次供电源连接，系统芯片还用于在监测到电动牙刷的运行时间达到设定的阈值时，向电池管理芯片输出关机信号；电池管理芯片用于在接收到关机信号时控制开关模块闭合，以及控制次供电源关闭。其中，系统芯片还用于检测系统工作时间并执行系统关机休眠操作，在一种实施方式中，在接收到关机信号后，电池管理芯片仅控制次供电源关闭，使所述电动牙刷进入休眠模式，当处于休眠模式的电动牙刷放入保护盒中时，主供电源关闭，电动牙刷进入低功耗模式，低功耗模式下电动牙刷的功耗小于休眠模式。
35.对于前述实施例提供的电动牙刷的供电控制装置，本发明实施例还提供了一种电动牙刷的供电控制系统，参见图3所示的一种电动牙刷的供电控制系统工作的流程示意图，该系统包括前述实施例提供的电动牙刷的供电控制装置和电动牙刷，电动牙刷的供电控制装置用于针对电动牙刷执行供电控制及复位重启操作。在一种实施方式中，当电动牙刷从保护外盒1中拿出后，保护外盒1中的磁铁4远离霍尔传感器3，此时传感器动作输出开启锂电池供电的低电平信号，电动牙刷随即被唤醒，进入正常工作模式，当运行时间结束后，会自动休眠(此时的静态功耗有几十微安)；如果将休眠的电动牙刷放进保护外盒1中，霍尔传
感器3又会靠近保护外盒1中的磁铁4，此时传感器动作输出关闭锂电池供电的高电平信号，牙刷随即进入低功耗模式(此时的静态功耗小于五微安)。
36.对于前述实施例提供的电动牙刷的供电控制装置，本发明实施例还提供了一种电动牙刷的供电控制方法，参见如图4所示的一种电动牙刷的供电控制方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤s402至步骤s404：
37.步骤s402，通过传感器模块感应外界磁场的强度变化信息，并将强度变化信息对应的电平信号发送至供电控制模组。其中，传感器模块包括霍尔传感器3，电平信号包括高电平信号和低电平信号，控制模组为系统工作电路，在一种实施方式中，控制模组接收霍尔传感器3发送的高电平信号/低电平信号，从而控制电源结构的工作模式。
38.步骤s404，通过供电控制模组接收电平信号并控制电源结构的工作模式，以使电源结构基于工作模式运行。其中，电源结构包括主供电的锂电池，电源结构的工作模式包括低功耗模式和正常工作模式，在一种实施方式中，当控制模块接收到高电平信号时，电源结构进入正常工作模式，当控制模块接收到低电平信号时，电源结构进入低功耗模式。
39.本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
40.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
41.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。