CN105486396A - 一种轻量化的计量秤 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种轻量化的计量秤，包括：秤盘；以及操作机，所述操作机包括：显示屏，所述显示屏连接至所述电源；控制键组，所述控制键组连接至所述电源以及所述显示屏；物品键组，所述物品键组连接至所述控制键组；以及数字键组，所述数字键组连接至所述控制键组和所述物品键组；电源。利用本发明提出的计量秤，电源具有非常高的转换效率，只需要1-2节干电池即可实现对系统的供电，大大减小了电子秤的体积和重量，实现了便携化设计。

Description

一种轻量化的计量秤

技术领域

本发明涉及电子用品领域，特别涉及一种轻量化的计量秤。

背景技术

电子秤在人们日常生活中随处可见。例如，在超级市场、水果商店等地方都需要使用电子秤对物品进行称量。在这些地方，物品种类繁多，现有的电子秤体积大，重量在2-3公斤，其体积和重量主要由电池所占用，往往需要4-6节电池才能满足供电需要。

如何提供一种电池体积小、而且又节能的计量秤，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出一种轻量化的计量秤，解决了现有计量秤体积大、重量重的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种轻量化的计量秤，包括秤盘；以及操作机，所述操作机包括电源；显示屏，所述显示屏连接至所述电源；控制键组，所述控制键组连接至所述电源以及所述显示屏；物品键组，所述物品键组连接至所述控制键组；以及数字键组，所述数字键组连接至所述控制键组和所述物品键组；

电源，包括：

输入端口，接收输入电压；

输出端口，提供输出电压；

第一开关和第二开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；

输出电感器和采样电阻器，串联耦接在第一开关和第二开关的串联耦接节点和输出端口之间；

输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；

反馈组件，耦接至输出端口接收输出电压，并产生反映输出电压的反馈电压；

误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收第一参考电压，其反相输入端耦接至反馈组件接收反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；

运算放大器，耦接至采样电阻器以产生电感电流采样信号；

第一比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其同相输入端耦接至运算放大器接收电感电流采样信号，其输出端子产生复位信号；

第二比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收第二参考电压，其反相输入端耦接至运算放大器接收电感电流采样信号，其输出端子产生置位信号；

RS触发器，具有复位端子、置位端子和输出端子，其复位端子耦接至第一比较器的输出端子接收复位信号，其置位端子耦接至第二比较器的输出端子接收置位信号，所述RS触发器基于复位信号和置位信号在其输出端子产生逻辑信号；

驱动电路，耦接至RS触发器接收逻辑信号，并基于逻辑信号产生两路驱动信号，以驱动第一开关和第二开关的通断；

所述第一开关和第二开关均为金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述反馈组件包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电阻和第二电阻，其中反馈电压在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生；

所述误差放大器、运算放大器、第一比较器、第二比较器、RS触发器以及驱动电路均可被集成进一集成电路芯片；

所述开关电源转换器进一步包括：

补偿电容器，耦接在误差放大器的反相输入端和输出端子之间。

可选地，所述数字键组包括0至9十个字数。

可选地，所述控制键组包括乘法键钮、累积键钮、归零键钮以及开关键钮。

可选地，所述物品键组包括m×n个键钮，其中，m和n均为正整数；

本发明的有益效果是：

(1)电源具有非常高的转换效率，只需要1-2节干电池即可实现对系统的供电；

(2)大大减小了电子秤的体积和重量，实现了便携化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种轻量化的计量秤一个实施例的立体结构示意图；

图2为图1所示轻量化的计量秤的电路结构示意图；

图3为图1所示电源的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

图1为本发明一种轻量化的计量秤一个实施例的立体结构示意图。如图1所示，计量秤1包括秤盘2和操作机3。操作机3包括物品键组4、显示屏5、数字键组6以及控制键组7。物品键组4包括m×n个键钮，其中，m和n均为正整数。在使用前，利用数字键组6和控制键组7进行操作，在物品键组4中的各个键钮中预先输入物品单价。然后，在各个键钮上面相应地贴上写有物品名称的标签。这样，在使用时，可以直接按下物品名称，对其进行称量和计算。另外，操作机3还包括内置电源100(图1未示出)。

当商店物品更换时，可以利用数字键组6和控制键组7对物品键组4中的某个键钮进行更改，亦可以对所有键钮全部重置。

图2为图1所示计量秤的电路结构示意图。如图2所示，计量秤电路C包括和图1所示计量秤1所对应的物品键组4、显示屏5、数字键组6以及控制键组7。另外，计量秤电器C还包括电源100。电源100连接至显示屏5和控制键组7以为其提供工作电源。控制键组7连接至显示屏5以控制其显示效果。另外，控制键组7还连接至物品键组4和数字键组6以控制其操作。数字键组6还连接至物品键组4以对物品键组进行输入和更改操作。

图3为图1中电源的电路图，电源100包括：输入端口101，接收输入电压Vin；输出端口102，提供输出电压Vo；第一开关103和第二开关104，串联耦接在输入端口101和参考地之间；输出电感器105和采样电阻器106，串联耦接在第一开关103和第二开关104的串联耦接节点和输出端口102之间；输出电容器107，耦接在输出端口102和参考地之间；反馈组件108，耦接至输出端口102接收输出电压Vo，并产生反映输出电压Vo的反馈电压Vfb；误差放大器109，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收第一参考电压Vref1，其反相输入端耦接至反馈组件108接收反馈电压Vfb，其输出端子产生误差放大信号；运算放大器110，耦接至采样电阻器106以产生电感电流采样信号；第一比较器111，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至误差放大器109的输出端子接收误差放大信号，其同相输入端耦接至运算放大器110接收电感电流采样信号，其输出端子产生复位信号；第二比较器112，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收第二参考电压，其反相输入端耦接至运算放大器110接收电感电流采样信号，其输出端子产生置位信号；RS触发器113，具有复位端子R、置位端子S和输出端子Q，其复位端子R耦接至第一比较器111的输出端子接收复位信号，其置位端子S耦接至第二比较器112的输出端子接收置位信号，所述RS触发器基于复位信号和置位信号在其输出端子Q产生逻辑信号；驱动电路114，耦接至RS触发器111接收逻辑信号，并基于逻辑信号产生两路驱动信号，以控制第一开关103和第二开关104的通断。

优选地，所述第一开关103和第二开关104均为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

优选地，所述电源100还包括：补偿电容器115，耦接在误差放大器109的反相输入端和输出端子之间。

优选地，反馈组件108包括串联耦接在输出端口102和参考地之间的第一电阻和第二电阻，其中反馈电压Vfb在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生。

优选地，误差放大器109、运算放大器110、第一比较器111、第二比较器112、RS触发器113以及驱动电路114均可被集成进一集成电路芯片。

在电源100正常运行时，当第一开关103被导通，输入电压Vin经由第一开关103、输出电感器105、采样电阻器106和输出电容器107被传送并被转换成输出电压Vo。流过输出电感器105和采样电阻器106的电流开始增大。则运算放大器110输出的电感电流采样信号也开始增大。当其增大至大于误差放大信号时，第一比较器111输出的置位信号变为高电平。相应的，RS触发器113输出的逻辑信号被复位为低电平。该低电平的逻辑信号经由驱动电路114后将第一开关103断开，并将第二开关104导通。

第一开关103被断开、第二开关104被导通后，输出电感器105和输出电容器107上的能量通过第二开关104形成电流通路进行续流。流过第二开关104的电流开始减小。则运算放大器110输出的电感电流采样信号开始减小。当其减小至小于第二参考电压Vref2时，第二比较器输出的置位信号变为高电平。相应的，RS触发器113输出的置位信号变为高电平。该高电平的置位信号经由驱动电路114后将第一开关103导通，并将第二开关104断开。电源100进入一个新的开关周期。因此，本发明的电源100保证流过输出电感器105的电流在误差放大信号和第二参考电压范围内，起到了很好的电流环控制。

而在误差放大器109处，当输出电压Vo增大时，反馈电压Vfb随之增大，则误差放大器109输出的误差放大信号减小。相应地，在第一开关103导通、第二开关104断开的电感电流上升时间段内，电感电流采样信号较早地碰到误差放大信号。因此，第一比较器111较早地输出高电平的复位信号以复位RS触发器113输出的逻辑信号，因此，第一开关103的导通时间被缩短，输出电压Vo下降。反之，当输出电压Vo减小时，反馈电压Vfb随之减小，则误差放大器109输出的误差放大信号增大。相应地，在第一开关103导通、第二开关104断开的电感电流上升时间段内，电感电流采样信号较晚地碰到误差放大信号。因此，第一比较器111较晚地输出高电平的复位信号以复位RS触发器113输出的逻辑信号，因此，第一开关103的导通时间被延长，输出电压Vo上升。因此，输出电压Vo得到了有效地调节，本发明的电源100也起到了很好的电压环控制。

通过采样电阻器106、运算放大器110、反馈组件108、误差放大器109、第一比较器111、第二比较器112、RS触发器113和驱动电路114的协调工作，本发明的电源100无需振荡器即能轻松实现对第一开关103和第二开关104的通断控制，从而将输入电压Vin转化为所需的输出电压Vo。此外，由于误差放大器109、运算放大器110、第一比较器111、第二比较器112、RS触发器113以及驱动电路114都可被集成，进一步降低了系统成本。

在一个实施例中，数字键组包括数字键钮0～9。

在另一个实施例中，控制键组包括乘法键钮、累积键钮、归零键钮和开关键钮。

利用本发明提出的计量秤，电源具有非常高的转换效率，只需要1-2节干电池即可实现对系统的供电，大大减小了电子秤的体积和重量，实现了便携化设计。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轻量化的计量秤，其特征在于，包括：

秤盘；以及

操作机，所述操作机包括：

显示屏，所述显示屏连接至所述电源；

控制键组，所述控制键组连接至所述电源以及所述显示屏；

物品键组，所述物品键组连接至所述控制键组；以及

数字键组，所述数字键组连接至所述控制键组和所述物品键组；

电源，包括：

输入端口，接收输入电压；

输出端口，提供输出电压；

第一开关和第二开关，串联耦接在输入端口和参考地之间；

输出电感器和采样电阻器，串联耦接在第一开关和第二开关的串联耦接节点和输出端口之间；

输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间；

反馈组件，耦接至输出端口接收输出电压，并产生反映输出电压的反馈电压；

误差放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收第一参考电压，其反相输入端耦接至反馈组件接收反馈电压，其输出端子产生误差放大信号；

运算放大器，耦接至采样电阻器以产生电感电流采样信号；

第一比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至误差放大器的输出端子接收误差放大信号，其同相输入端耦接至运算放大器接收电感电流采样信号，其输出端子产生复位信号；

第二比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其同相输入端接收第二参考电压，其反相输入端耦接至运算放大器接收电感电流采样信号，其输出端子产生置位信号；

RS触发器，具有复位端子、置位端子和输出端子，其复位端子耦接至第一比较器的输出端子接收复位信号，其置位端子耦接至第二比较器的输出端子接收置位信号，所述RS触发器基于复位信号和置位信号在其输出端子产生逻辑信号；

驱动电路，耦接至RS触发器接收逻辑信号，并基于逻辑信号产生两路驱动信号，以驱动第一开关和第二开关的通断；

所述第一开关和第二开关均为金属氧化物半导体场效应晶体管；

所述反馈组件包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电阻和第二电阻，其中反馈电压在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生；

所述误差放大器、运算放大器、第一比较器、第二比较器、RS触发器以及驱动电路均可被集成进一集成电路芯片；

所述开关电源转换器进一步包括：

补偿电容器，耦接在误差放大器的反相输入端和输出端子之间。

2.如权利要求1所述的轻量化的计量秤，其特征在于，所述数字键组包括0至9十个字数。

3.如权利要求1所述的轻量化的计量秤，其特征在于，所述控制键组包括乘法键钮、累积键钮、归零键钮以及开关键钮。

4.如权利要求1所述的轻量化的计量秤，其特征在于，所述物品键组包括m×n个键钮，其中，m和n均为正整数。