一种用于智能马桶的水力发电电路的制作方法

1.本实用新型涉及卫浴领域，尤其涉及一种用于智能马桶的水力发电电路。


背景技术：

2.作为智能卫浴的重要一员，智能马桶已经逐渐走进了千家万户。智能马桶设有按摩、座圈恒温、自动冲洗等多种人性化的智能功能，深受用户的喜爱。即使断电了，也能通过外接电源实现与普通马桶一样的停电冲水功能，并不会影响使用。
3.现在的智能马桶没有就马桶冲水的水流势能进行发电利用，停电冲水时，现有的智能马桶需要另外提供外接电源如移动充电宝进行供电；另外，智能马桶没有提供用户如厕时移动设备充电的功能。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种用于智能马桶的水力发电电路，能够解决现有智能马桶存在停电供电难以及无法提供移动充电的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于智能马桶的水力发电电路，包括主供电模块、第一电压转换模块、备用供电模块、第二电压转换模块、水力发电模块、第三电压转换模块、充电模块、供电切换模块、usb接口模块、冲洗阀驱动模块以及控制模块；所述主供电模块与所述第一电压转换模块的输入端电性连接，所述第一电压转换模块的输出端与所述供电切换模块的第一输入端电性连接，所述备用供电模块与所述第二电压转换模块的输入端电性连接，所述第二电压转换模块的输出端与所述供电切换模块的第二输入端以及usb接口模块电性连接，所述供电切换模块的输出端与所述控制模块以及冲洗阀驱动模块电性连接，所述冲洗阀驱动模块与所述控制模块电性连接；所述水力发电模块与所述第三电压转换模块的输入端电性连接，所述第三电压转换模块的输出端与所述充电模块的输入端电性连接，所述充电模块的输出端与所述备用供电模块电性连接。
6.优选地，所述供电切换模块包括第一开关单元、第二开关单元以及第一二极管单元；所述第一开关单元的输入端为所述供电切换模块的第二输入端，所述第一开关单元的输出端为所述供电切换模块的输出端；所述第一二极管单元的一端为所述供电切换模块的第一输入端并与所述第一开关单元以及第二开关单元的控制端电性连接，所述第一二极管单元的另一端与所述第二开关单元的输入端电性连接，所述第二开关单元的输出端与所述第一开关单元的输出端电性连接。
7.优选地，所述第一开关单元包括第一pmos场效应管、第一电阻以及第二电阻，所述第二开关单元包括第一nmos场效应管、第三电阻以及第四电阻；所述第一pmos场效应管的源极、漏极分别为所述第一开关单元的输入端、输出端，所述第一电阻的一端为所述第一开关单元的控制端，所述第一电阻的另一端与所述第一pmos场效应管的栅极电性连接并通过所述第二电阻接地；所述第一nmos场效应管的源极、漏极分别为所述第二开关单元的输出端、输入端，所述第三电阻的一端为所述第二开关单元的控制端，所述第三电阻的另一端与
所述第一nmos场效应管的栅极电性连接并通过所述第四电阻接地。
8.优选地，所述第三电压转换模块包括第三电压转换单元、第三输入滤波单元以及第三输出滤波单元；所述第三电压转换单元的输入端为所述第三电压转换模块的输入端并通过所述第三输入滤波单元接地，所述第三电压转换单元的输出端为所述第三电压转换模块的输出端并通过所述第三输出滤波单元接地，所述第三电压转换单元的接地端接地。
9.优选地，所述充电模块包括充电单元、充电输入滤波单元以及充电输出滤波单元；所述充电单元的输入端为所述充电模块的输入端并通过所述充电输入滤波单元接地，所述充电单元的输出端为所述充电模块的输出端并通过所述充电输出滤波单元接地。
10.优选地，所述备用供电模块包括备用电池单元和电池保护单元，所述备用电池单元与所述电池保护单元电性连接。
11.优选地，所述第二电压转换模块包括第二电压转换单元、第二输入滤波单元以及第二输出滤波单元；所述第二电压转换单元的输入端为所述第二电压转换模块的输入端并通过所述第二输入滤波单元接地，所述第二电压转换单元的输出端为所述第二电压转换模块的输出端并通过所述第二输出滤波单元接地，所述第二电压转换单元的接地端接地。
12.优选地，所述第一电压转换模块包括第一电压转换单元、第一输入滤波单元以及第一输出滤波单元；所述第一电压转换单元的输入端为所述第一电压转换模块的输入端并通过所述第一输入滤波单元接地，所述第一电压转换单元的输出端为所述第一电压转换模块的输出端并通过所述第一输出滤波单元接地，所述第一电压转换单元的接地端接地。
13.优选地，所述冲洗阀驱动模块包括冲洗阀接口单元、第三开关单元、第四开关单元、第二二极管单元以及第三二极管单元；所述冲洗阀接口单元的第一端和第四端与所述供电切换模块的输出端电性连接，所述冲洗阀接口单元的第三端与所述第三开关单元的输入端电性连接并通过所述第三二极管单元与所述供电切换模块的输出端电性连接，所述冲洗阀接口单元的第二端与所述第四开关单元的输入端电性连接并通过所述第二二极管单元与所述供电切换模块的输出端电性连接；所述第三开关单元和第四开关单元的输出端均接地，所述第三开关单元和第四开关单元的控制端均与所述控制模块电性连接。
14.优选地，所述第三开关单元包括第二nmos场效应管和第五电阻，所述第四开关单元包括第三nmos场效应管和第六电阻；所述第二nmos场效应管的源极、漏极分别为所述第三开关单元的输出端、输入端，所述第五电阻的一端为所述第三开关单元的控制端，所述第五电阻的另一端与所述第二nmos场效应管的栅极电性连接；所述第三nmos场效应管的源极、漏极分别为所述第四开关单元的输出端、输入端，所述第六电阻的一端为所述第四开关单元的控制端，所述第六电阻的另一端与所述第三nmos场效应管的栅极电性连接。
15.实施本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型通过所述主供电模块和第一电压转换模块给供电切换模块供电，通过水力发电模块利用马桶冲水的水流势能进行发电，通过水力发电模块、第三电压转换模块以及充电模块给所述备用供电模块进行充电，通过备用供电模块和第二电压转换模块给所述供电切换模块以及usb接口模块供电，通过所述usb接口模块给用户的移动设备供电，通过所述供电切换模块根据所述主供电模块的通电状态对所述主供电模块和备用供电模块进行供电切换。采用本实用新型，能够解决现有智能马桶存在停电供电难以及无法提供移动充电的问题。本实用新型利用了智能马桶冲水时，水流带动水力发电机进行发电，并向备
用供电模块进行充电；而备用供电模块能在智能马桶断电时供电，从而实现停电冲水的功能；主供电模块断电或重新供电能与备用供电模块3供电进行无缝切换；同时备用供电模块还能提供用户的移动设备供电。
附图说明
17.图1是本实用新型提供的用于智能马桶的水力发电电路的原理框图；
18.图2是本实用新型提供的控制模块的电路图；
19.图3是本实用新型提供的供电切换模块的原理框图；
20.图4是本实用新型提供的供电切换模块的电路图；
21.图5是本实用新型提供的第三电压转换模块的电路图；
22.图6是本实用新型提供的充电模块的电路图；
23.图7是本实用新型提供的的备用供电模块的电路图；
24.图8是本实用新型提供的第二电压转换模块的电路图；
25.图9是本实用新型提供的第一电压转换模块的电路图；
26.图10是本实用新型提供的冲洗阀驱动模块的原理框图；
27.图11是本实用新型提供的冲洗阀驱动模块的电路图。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。
29.如图1所示，本实用新型提供了一种用于智能马桶的水力发电电路，包括主供电模块1、第一电压转换模块2、备用供电模块3、第二电压转换模块4、水力发电模块5、第三电压转换模块6、充电模块7、供电切换模块8、usb接口模块11、冲洗阀驱动模块9以及控制模块10；所述主供电模块1与所述第一电压转换模块2的输入端电性连接，所述第一电压转换模块2的输出端与所述供电切换模块8的第一输入端电性连接，所述备用供电模块3与所述第二电压转换模块4的输入端电性连接，所述第二电压转换模块4的输出端与所述供电切换模块8的第二输入端以及usb接口模块11电性连接，所述供电切换模块8的输出端与所述控制模块10以及冲洗阀驱动模块9电性连接，所述冲洗阀驱动模块9与所述控制模块10电性连接；所述水力发电模块5与所述第三电压转换模块6的输入端电性连接，所述第三电压转换模块6的输出端与所述充电模块7的输入端电性连接，所述充电模块7的输出端与所述备用供电模块3电性连接。
30.需要说明的是，如图2所示，所述控制模块10为单片机u3，但不限于此；单片机集成了运算器、控制器、存储器及输入输出器等诸多部件，实现对信号的处理、数据存储等诸多功能。比如运算器中就包含了大量比较电路，可以对接收的信号指令进行逻辑运算处理。
31.本实用新型，通过所述主供电模块1和第一电压转换模块2给供电切换模块8供电，通过水力发电模块5利用马桶冲水的水流势能进行发电，通过水力发电模块5、第三电压转换模块6以及充电模块7给所述备用供电模块3进行充电，通过备用供电模块3和第二电压转换模块4给所述供电切换模块8以及usb接口模块11供电，通过所述usb接口模块11给用户的
移动设备供电，通过所述供电切换模块8根据所述主供电模块1的通电状态对所述主供电模块1和备用供电模块3进行供电切换。采用本实用新型，能够解决现有智能马桶存在停电供电难以及无法提供移动充电的问题。本实用新型利用了智能马桶冲水时，水流带动水力发电机进行发电，并向备用供电模块3进行充电；而备用供电模块3能在智能马桶断电时供电，从而实现停电冲水的功能；主供电模块1断电或重新供电能与备用供电模块3供电进行无缝切换；同时备用供电模块3还能提供用户的移动设备供电。
32.与传统智能马桶没有针对马桶冲水水流的利用相比，本实用新型通过智能马桶冲水时的水流势能进行发电；与传统智能马桶需用户外接电源实现停电冲水功能相比，通过水流发电后，本实用新型能给备用电池充电，从而实现主电源断电时用户无需外接电源便能实现停电冲水功能；与传统智能马桶没有提供移动设备功能相比，备用电池还能提供用户在如厕时移动设备的充电。本实用新型通过智能马桶冲水时水流经过水力发电机而发电，提高了水能利用率；同时，发电后的电能储存在备用电池内部，无需用户外接电源，备用电池便能实现停电冲水功能，操作更加简便；还有，备用电池还能提供用户如厕时移动设备的充电，人性化程度更高。
33.如图3～4所示，所述供电切换模块8包括第一开关单元81、第二开关单元82以及第一二极管单元83；所述第一开关单元81的输入端为所述供电切换模块8的第二输入端，所述第一开关单元81的输出端为所述供电切换模块8的输出端；所述第一二极管单元83的一端为所述供电切换模块8的第一输入端并与所述第一开关单元81以及第二开关单元82的控制端电性连接，所述第一二极管单元83的另一端与所述第二开关单元82的输入端电性连接，所述第二开关单元82的输出端与所述第一开关单元82的输出端电性连接。进一步地，所述第一开关单元81包括第一pmos场效应管q1、第一电阻r1以及第二电阻r3，所述第二开关单元82包括第一nmos场效应管q2、第三电阻r2以及第四电阻r4；所述第一pmos场效应管q1的源极、漏极分别为所述第一开关单元81的输入端、输出端，所述第一电阻r1的一端为所述第一开关单元81的控制端，所述第一电阻r1的另一端与所述第一pmos场效应管q1的栅极电性连接并通过所述第二电阻r3接地；所述第一nmos场效应管q2的源极、漏极分别为所述第二开关单元82的输出端、输入端，所述第三电阻r2的一端为所述第二开关单元82的控制端，所述第三电阻r2的另一端与所述第一nmos场效应管q2的栅极电性连接并通过所述第四电阻r4接地。
34.需要说明的是，本实施例中，当主供电模块1(12v，但不限于此)正常工作时，12v经过所述第一电压转换模块2电路后产生一个5v的电压5vm，电压5vm经过所述第一nmos场效应管q2时，所述第一nmos场效应管q2导通，同时所述第一pmos场效应管q1截止，电压5vm通过二极管d4和所述第一nmos场效应管q2后产生一个5v的电压5v，电压5v向所述控制模块和冲洗阀驱动模块供电；当当主供电模块1(12v)断电时，电压5vm为0v，所述第一pmos场效应管q1导通，同时所述第一nmos场效应管q2截止，电压5vb通过所述第一pmos场效应管q1后产生一个5v的电压5v，电压5v向所述控制模块和冲洗阀驱动模块供电。
35.如图5所示，所述第三电压转换模块6包括第三电压转换单元u1、第三输入滤波单元(由二极管d1、d2、d3、d5、d6、d7和d8，电容c3～c5组成)以及第三输出滤波单元(由电容c1～c2组成)；所述第三电压转换单元u1的输入端为所述第三电压转换模块6的输入端并通过所述第三输入滤波单元接地，所述第三电压转换单元u1的输出端为所述第三电压转换模块
6的输出端并通过所述第三输出滤波单元接地，所述第三电压转换单元u1的接地端接地。
36.需要说明的是，所述第三电压转换单元u1为7805稳压芯片，但不限于此；本实施例中，通过所述第三电压转换单元u1转换获得适合各个电子元器件的工作电压，并通过第三输入滤波单元(由二极管d1、d2、d3、d5、d6、d7和d8，电容c3～c5组成)以及第三输出滤波单元(由电容c1～c2组成)滤除电路中的杂波，以提高供电的稳定性。
37.如图6所示，所述充电模块7包括充电单元u4、充电输入滤波单元(由电容c15和c16，电阻r18和r20，指示灯d12和d13组成)以及充电输出滤波单元(由电容c19～c21，电阻r15、r21、r22以及r23组成)；所述充电单元u4的输入端为所述充电模块7的输入端并通过所述充电输入滤波单元接地，所述充电单元u4的输出端为所述充电模块7的输出端并通过所述充电输出滤波单元接地。
38.需要说明的是，所述充电单元u4为tc4056a，但不限于此；本实施例中，通过所述充电单元u4给所述备用供电模块3充电，并通过充电输入滤波单元(由电容c15和c16，电阻r18和r20，指示灯d12和d13组成)以及充电输出滤波单元(由电容c19～c21，电阻r15、r21、r22以及r23组成)滤除电路中的杂波，以提高供电的稳定性。
39.如图7所示，所述备用供电模块3包括备用电池单元battery1和电池保护单元(由保护芯片u5，电阻r16，电容c14、c22和c23组成)，所述备用电池单元battery1与所述电池保护单元电性连接。
40.需要说明的是，所述保护芯片u5为dw02c，但不限于此；本实施例中，通过所述备用电池单元battery1提供备用供电，并通过电池保护单元(由保护芯片u5，电阻r16，电容c14、c22和c23组成)对所述备用电池单元battery1进行电路保护，以提高所述备用电池单元battery1的使用寿命。
41.如图8所示，所述第二电压转换模块4包括第二电压转换单元u6、第二输入滤波单元(由电容c12、c13和c24，电阻r19组成)以及第二输出滤波单元(由电感l1，二极管d11，电阻r17和r24，电容c17和c18组成)；所述第二电压转换单元u6的输入端为所述第二电压转换模块4的输入端并通过所述第二输入滤波单元接地，所述第二电压转换单元u6的输出端为所述第二电压转换模块4的输出端并通过所述第二输出滤波单元接地，所述第二电压转换单元u6的接地端接地。
42.需要说明的是，所述第二电压转换单元u6为mt3608升压芯片，但不限于此；本实施例中，通过所述第二电压转换单元u6转换获得适合各个电子元器件的工作电压，并通过所述第二输入滤波单元(由电容c12、c13和c24，电阻r19组成)以及第二输出滤波单元(由电感l1，二极管d11，电阻r17和r24，电容c17和c18组成)滤除电路中的杂波，以提高供电的稳定性。
43.如图9所示，所述第一电压转换模块2包括第一电压转换单元u2、第一输入滤波单元(由电容c6～c8组成)以及第一输出滤波单元(由电容c9～c10组成)；所述第一电压转换单元u2的输入端为所述第一电压转换模块2的输入端并通过所述第一输入滤波单元接地，所述第一电压转换单元u2的输出端为所述第一电压转换模块2的输出端并通过所述第一输出滤波单元接地，所述第一电压转换单元u2的接地端接地。
44.需要说明的是，所述第一电压转换单元u2为7805稳压芯片，但不限于此；本实施例中，通过所述第一电压转换单元u2转换获得适合各个电子元器件的工作电压，并通过所述
第一输入滤波单元(由电容c6～c8组成)以及第一输出滤波单元(由电容c9～c10组成)滤除电路中的杂波，以提高供电的稳定性。
45.如图10～11所示，所述冲洗阀驱动模块9包括冲洗阀接口单元91、第三开关单元92、第四开关单元93、第二二极管单元94以及第三二极管单元95；所述冲洗阀接口单元91的第一端和第四端与所述供电切换模块8的输出端电性连接，所述冲洗阀接口单元91的第三端与所述第三开关单元92的输入端电性连接并通过所述第三二极管单元95与所述供电切换模块8的输出端电性连接，所述冲洗阀接口单元91的第二端与所述第四开关单元93的输入端电性连接并通过所述第二二极管单元94与所述供电切换模块8的输出端电性连接；所述第三开关单元92和第四开关单元93的输出端均接地，所述第三开关单元92和第四开关单元93的控制端均与所述控制模块10电性连接。进一步地，所述第三开关单元92包括第二nmos场效应管q3和第五电阻r11，所述第四开关单元93包括第三nmos场效应管q4和第六电阻r12；所述第二nmos场效应管q3的源极、漏极分别为所述第三开关单元92的输出端、输入端，所述第五电阻r11的一端为所述第三开关单元92的控制端，所述第五电阻r11的另一端与所述第二nmos场效应管q3的栅极电性连接；所述第三nmos场效应管q4的源极、漏极分别为所述第四开关单元93的输出端、输入端，所述第六电阻r12的一端为所述第四开关单元93的控制端，所述第六电阻r12的另一端与所述第三nmos场效应管q4的栅极电性连接。
46.需要说明的是，本实施例中，通过所述控制模块10控制所述第二nmos场效应管q3或第三nmos场效应管q4，进而控制所述述冲洗阀的运行状态；并通过所述第五电阻r11和第六电阻r12进行限流，避免烧坏电子元器件。
47.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。