[发明专利]一种智能锁的内置发电装置的控制电路及其控制方法

权利要求书

1.一种智能锁的内置发电装置控制电路的控制方法，控制电路包括：储能元件A，分压网络B，分压网络C，控制开关组D，分压网络E以及单向控制F，其特征在于，包括如下步骤：

1）、储能元件A从内置发电装置的输出电压获取电能并存储；

2）、随着储能元件A内部电能的累积，通过分压网络B和分压网络C将电压施加到控制开关组D的控制端，当该电压大于第一阈值时，控制开关组D处于导通状态，所述储能元件A向所述输出电压VOUT端供电；

3）、当所述控制开关组D导通后，分压网络E和单向控制F形成的反馈通路将所述输出电压VOUT反馈，使得施加到控制开关组D控制端的电压进一步拉高，从而使所述储能元件A持续为负载供电；

4）、随着储能元件A内部电能的逐渐减少，通过分压网络B、分压网络C和分压网络E提供给控制开关组D控制端的电压也会逐渐降低，当该电压小于所述第一阈值时，控制开关组D处于截止状态，所述储能元件A停止为所述负载供电；

其中：

储能元件A，用于接收所述内置发电装置的输出电压，并将该电压存储；

分压网络B、分压网络C、以及分压网络E，用于对所述储能元件A输出的电压和向负载提供的输出电压VOUT进行分压，以控制所述控制开关组D导通或截止；

控制开关组D，用于控制所述内置发电装置向负载提供输出电压VOUT，当该控制开关组D处于导通状态时，所述内置发电装置为所述负载供电；当该控制开关组D处于截止状态时，所述内置发电装置停止向所述负载供电；

单向控制F，与所述分压网络E串联连接，用于控制所述控制电路中分压网络E支路电流的单向导通；

所述的控制电路还包括辅助单元，所述辅助单元用于在其所处的电路支路中完成限流、分压或整形；

所述单向控制F的一端连接所述输出电压VOUT，另一端与所述分压网络E的一端串联连接，所述分压网络E的另一端连接所述 控制开关组D的输入端；

所述单向导通为从所述输出电压VOUT端到所述分压网络E的方向导通；

所述的储能元件A为电容C1，分压网络B为电阻R1，分压网络C为电阻R2，控制开关组D为由NMOS管M1、PMOS管M2以及电阻R4组成的电路形成，分压网络E为电阻R3，单向控制F为二极管D1，VIN网络接智能锁上内置发电装置的输出，VOUT网络连接智能锁功能电路；

在所述电压输入端VIN和所述控制开关组D的输入端之间增加所述辅助单元；在分压网络E的一端和所述控制开关组D的输入端之间增加所述辅助单元；在单向控制F的一端和所述输出电压VOUT端之间增加所述辅助单元；在所述控制开关组D的输出端和所述输出电压VOUT端之间增加所述辅助单元；

电容C1从内置发电装置获取电能，并储存；当电容C1中没有储存电能时，C1的两个电极之间电压为0V；当内置发电装置开始输出电能，电容C1开始获取并存储，其两个电极之间电压开始正向增长，并随着电容内部电能的累积，两个电极之间电压也逐渐升高；NMOS管M1、PMOS管M2以及电阻R4组成的电路构成开关组，开关组的“导通”和“截止”状态由NMOS管M1的栅极电压控制，当NMOS管M1的栅极电压Vg1大于NMOS管M1固有的开启电压Vg1(th)时，NMOS管M1处于“导通”状态；由于NMOS管M1“导通”，PMOS管M2的栅极被下拉到地电平，使得PMOS管M2也处于“导通”状态，这样使得VIN网络与VOUT网络处于连接状态，VIN端所连接的内置发电装置可为VOUT端所连接的智能锁功能电路供电，此时开关组整体处于“导通”状态；当NMOS管M1的栅极电压Vg1小于NMOS管 M1固有的开启电压Vg1(th)时，NMOS管M1“截止”，由于NMOS管M1“截止”，PMOS管M2的栅极通过电阻R4被上拉到与PMOS管M2的源极同样的电位，使得PMOS管M2也处于“截止”状态，这时 VIN网络与VOUT网络之间的连接被切断，VIN端所连接的内置发电装置无法为VOUT端所连接 的智能锁功能电路供电，此时开关组整体处于“截止”状态；

当电容C1中没有电能时，电容C1对地的电压Vc=0V，NMOS管M1的栅极电压Vg1由所述电压Vc经电阻R1和R2分压得到，此时该栅极电压Vg1=0V，且该栅极电压Vg1NMOS管M1固有的开启电压Vg1(th)，开关组处于“截止”状态；电容C1处于采集和储存电能的阶段，随着内置发电装置输出电能，电容C1存储电能，电压Vc升高，所述栅极电压Vg1也随之按比例升高；当所述栅极电压Vg1升高至所述开启电压Vg1(th)时，开关组由“截止”转到“导通”状态，电容C1开始向智能锁功能电路供电，此时刻所述电压Vc 的值记为Vc(th1)；当开关模块刚“导通”时，VOUT端的电压Vc通过由电阻R3和二极管D1构成的正反馈通路后，立即将所述栅极电压Vg1拉升到远大于所述开启电压Vg1(th)的电压，确保了电容C1可持续为智能锁功能电路供电；

控制电路是从内置发电装置获取电能，完成所有的功能，不需要额外的电源提供电能；通过选取合适的参数，可使该控制电路的功耗极低，从而保证从内置发电装置发出的电能几乎都用于驱动智能锁功能电路，提高电路运行效率；由于该控制电路是先采集和储存电能，等储存足够的电能后，才开始为智能锁功能电路供电，这样的工作模式使得对内置发电装置的发电功率没有太多限制，即使内置发电装置的发电功率小于智能锁功能电路的额定功率，也可以实现由内置发电装置为智能锁功能电路供电；当开关组“导通”和“截止”时，电容C1两端的电压 Vc(th1)和Vc(th2)并不相同，且Vc(th1) Vc(th2)，通过电阻R1，R2，R3和二极管D1的参数的适当选取，可改变所述Vc (th1)和Vc(th2)的值，进而控制电容C1中存储的能量；并且通过控制Vc(th2)的值大于智能锁功能电路的额定工作电压，可使所述智能锁功能电路可靠断电，进而避免由于供电电压进入其临界工作电压区间触发不稳定的工作状态导致的不可控情况的发生。