CN110138025B - 感应垃圾桶可充电电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种感应垃圾桶可充电电池，包括钢壳、电芯、输出结构组件和中间连接结构组件，所述电芯置于钢壳内，中间连接结构组件的USB固定结构件下端配套套装在钢壳的开口端，电芯的正极端与PCB基板上的正极极耳连接点(B+)相连接，电芯的负极端与PCB基板上的负极极耳连接点(B‑)相连接，输出结构组件配套卡罩住中间连接结构组件的USB金属件且电子组件的正极钳位输出端(O+)与输出结构组件的正极帽头的金属弹片相紧密接触连接。本发明的感应垃圾桶可充电电池，制作方便，安全可靠，能量利用率高。

Description

感应垃圾桶可充电电池

技术领域

本发明涉及一种感应垃圾桶可充电电池。

背景技术

随着人们生活水平提高，智能家居，物联网技术飞速发展，家居生活现代化是个必然的趋势。目前几乎所有的传统垃圾桶行业都推出了各自的智能感应垃圾桶，这必将是以后的一个发展趋势。智能感应垃圾桶也必将成为老百姓的消费习惯。就如当初的电视机、洗衣机一样，现在已全面普及。智能感应垃圾桶在未来的几年中也必将普及。

智能家居中不可或缺的一个部件就是电池，最开始人们常用的小型电池多为碱性电池，随着电池技术的进步，相继出现了镍氢电池、锂离子电池等高能量电池，能量密度不断增加，体积越来越轻巧。

而在各种用电器中对工作电压的要求不尽相同，如果直接使用普通锂电池，电池电压可能超出用电器的额定电压范围，将给用电器使用带来安全隐患，轻则导致用电器工作状态不稳定，重则引起异常，造成不可恢复的损坏，增加安全风险，甚至引起短路，烧坏电路，引发重大安全事故。

用电器在工作时，或多或少都会对工作电压产生影响，产生扰动，尤其含有感应部件的用电器，在工作开启和停止的时候，或多或少会产生一个高于电源电压的电压脉冲，对供电电源形成冲击，威胁电路的安全，影响用电器的正常工作。

因此，在实际应用中，就有必要对使用的电池输出电压进行钳位，以保证用电器工作电压在其额定适合范围内。同时需要对用电器工作产生的叠加在工作电源上的高压脉冲进行处理，以保证用电器的正常工作。

发明内容

基于此技术背景，针对目前市面使用电池的缺陷与不足，本发明提供一种制作方便、安全可靠、能量利用率高的感应垃圾桶可充电电池。

本发明通过以下方案实现：

一种感应垃圾桶可充电电池，包括钢壳、电芯、输出结构组件和中间连接结构组件，所述电芯置于钢壳内，所述中间连接结构组件包括USB固定结构件、USB金属件、电子组件和PCB挡板，所述USB固定结构件为内部中空、底部未封闭的圆筒结构且USB固定结构件的上端外径大于下端外径，所述USB固定结构件顶部垂直设置有呈门框结构的突起部分，所述突起部分的内侧开设有电子组件安装槽，所述电子组件包括PCB基板、充电管理电路、充放电保护电路、输出钳压电路、反向吸收电路和反向过压泄放电路，所述充电管理电路、充放电保护电路、输出钳压电路、反向吸收电路和反向过压泄放电路均设置在PCB基板上，所述PCB基板上设置有正极极耳连接点B+、负极极耳连接点B-、正极钳位输出端O+、电源正极连接点POW+和地连接点GND，所述PCB基板的下端安装在PCB挡板上且PCB基板的上端穿过USB固定结构件的顶部并卡装在电子组件安装槽内，所述PCB挡板配套安装在USB固定结构件内，所述USB金属件配套套装在USB固定结构件的突起部分上，所述中间连接结构组件的USB固定结构件下端配套套装在钢壳的开口端，电芯的正极端与PCB基板上的正极极耳连接点B+相连接，电芯的负极端与PCB基板上的负极极耳连接点B-相连接，所述输出结构组件配套卡罩住中间连接结构组件的USB金属件且电子组件的正极钳位输出端O+与输出结构组件的正极帽头的金属弹片相紧密接触连接；

所述电子组件实现钳位调整输出电压、吸收减小外部电压波动、反向过压保护、充电管理、充电保护和放电保护功能，具体地，所述输出钳压电路实现钳位调整输出电压功能，所述反向吸收电路实现吸收减小外部电压波动功能，所述反向过压泄放电路实现反向过压保护功能，所述PCB挡板实现PCB基板良好的限位、支撑功能。

所述充电管理电路包括充电管理芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述充电管理芯片U1的VCC端口、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端分别与PCB基板上的电源正极连接点POW+相连接，所述第一电阻R1的另一端连接第一发光二极管LED1的阳极，所述第一发光二极管LED1的阴极连接充电管理芯片U1的STDBY端口，所述第二电阻R2的另一端连接第二发光二极管LED2的阳极，所述第二发光二极管LED2的阴极连接充电管理芯片U1的CHRG端口，所述充电管理芯片U1的VCC端口分别串接第一电容C1、第二电容C2后连接PCB基板上的地连接点GND，所述充电管理芯片U1的BAT端口分别串接第三电容C3、第四电容C4后连接PCB基板上的地连接点GND，所述充电管理芯片U1的PROG端口串接第三电阻R3后连接PCB基板上的地连接点GND。第一电容C1、第二电容C2为输入电压滤波电容，作用为降低输入电压扰动，减小输入电压干扰；第三电容C3、第四电容C4为输出电压滤波电容，作用为降低输出电压纹波，保证充电管理芯片U1内部采样电路、判断逻辑电路工作正常。充电管理芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2一起构成充电指示电路，其中正在充电时，第二发光二极管LED2点亮，第一发光二极管LED1熄灭；充满电时，第一发光二极管LED1点亮，第二发光二极管LED2熄灭；充电管理芯片U1的PROG端口为充电电流设置端，通过改变第三电阻R3的阻值来改变充电电流的大小。

所述充放电保护电路包括电池保护芯片U2、第五电容C5和第六电容C6，所述电池保护芯片U2的VM端口连接充电管理芯片U1的BAT端口，所述电池保护芯片U2的GND1端口、GND2端口、TIN端口分别连接PCB基板上的地连接点GND，所述电池保护芯片U2的VCC端口串接第五电容C5后连接PCB基板上的地连接点GND，所述电池保护芯片U2的VDD端口串接第六电容C6后连接PCB基板上的地连接点GND，所述第六电容C6与电池保护芯片U2的VDD端口的相连接端与PCB基板上的正极极耳连接点B+相连接，所述第六电容C6与PCB基板上的地连接点GND的相连接端与PCB基板上的负极极耳连接点B-相连接。

所述输出钳压电路包括第一二极管D1，所述第一二极管D1阳极连接保护芯U2的VM端口，第一二极管D1阴极连接PCB基板上的正极钳位输出端O+；第一二极管D1可对输出电压范围进行钳制输出，使输出电压范围满足用电器的所需工作电压范围，保证用电器的正常工作。

所述反向吸收电路包括第二二极管D2，所述第二二极管D2阴极连接电池保护芯片U2的VM端口，第二二极管D2阳极连接PCB基板上的正极钳位输出端O+；

所述反向过压泄放电路包括稳压管DE1，所述稳压管DE1阴极连接电池保护芯片U2的VM端口，所述稳压管DE1阳极连接PCB基板上的地连接点GND。

第二二极管D2串接于正极钳位输出端与电池保护芯片U2输出端口之间，当用电器工作产生脉动电压叠加在电源电压上时，第二二极管D2导通，用电器产生的脉冲电压通过第二二极管D2对电池充电，实现能量回收，同时钳制电源电压的值，防止用电器工作产生的高压损坏用电器；稳压管DE1跨接在电池保护芯片输出端口与地连接点GND之间，对电池保护芯片输出端口实施过压保护，当用电器产生的脉冲通过第二二极管D2对电池充电电压过高时，稳压管DE1迅速导通，将电压钳位在安全电压以下。

进一步地，所述PCB基板的下端端面垂直设置有凸起块，所述PCB挡板上设置有通孔，所述PCB基板的凸起块配套卡装在PCB挡板的通孔内。PCB基板上的凸起块的数量可根据需要进行设计，PCB挡板上的通孔数量根据凸起块数量相应变化，通孔的形状根据凸起块的形状进行相应调整。

进一步地，所述PCB挡板朝向电芯的一面未设置焊盘和铜箔，所述PCB挡板的厚度为0.2～1.0mm。PCB挡板上置于电芯与PCB基板之间，起到电芯与PCB基板上电子元器件和电气线路进行电气隔离和物理隔离的作用，提高安全系数，降低安全风险。

进一步地，所述电芯的正极端与电子组件上的正极极耳连接点B+之间通过正极引线或正极极耳连接，所述电芯的负极端与电子组件上的负极极耳连接点B-之间通过负极引线或负极极耳连接，所述PCB挡板的外侧边缘开设有两个引线穿槽，正极引线或正极极耳、负极引线或负极极耳分别穿过并卡固在相对应的引线穿槽内。引线穿槽的形状可根据需要进行调整设计，引线穿槽的设置，可避免出现因PCB挡板边缘对正极引线或正极极耳、负极引线或负极极耳绝缘层的磨损而导致的短路隐患。

进一步地，所述PCB基板与PCB挡板之间、PCB挡板与USB固定结构件之间均使用粘胶工艺成型固定。具体制作时，将胶涂覆在PCB挡板上的由引线穿槽边缘、通孔边缘、PCB挡板边缘三者围成的区域内，就能实现PCB基板、PCB挡板、USB固定结构件三者的良好胶结固定，可减少涂胶次数，提高效率。

输出结构组件包括桶盖、正极帽头和卡座，正极帽头的底部设置有金属弹片，所述正极帽头的金属弹片安装在卡座的弹片安装槽内，卡座配套安装在桶盖内且正极帽头穿过桶盖顶部并部分外露，在输出结构组件配套卡罩住中间连接结构组件的USB金属件时，实际上是卡座的弹片安装槽配套嵌入USB金属件内，且保证电子组件的正极钳位输出端O+与输出结构组件的正极帽头的金属弹片相紧密接触连接。

可根据实际制作时的情况，将充电管理电路、充放电保护电路、输出钳压电路、反向吸收电路和反向过压泄放电路上的各元器件焊接在PCB基板的上，正极极耳连接点B+、负极极耳连接点B-、正极钳位输出端O+、电源正极连接点POW+和地连接点GND一般通过焊盘实现，可根据需要设置在PCB基板的一面或两面上。

与现有技术相比，本发明的感应垃圾桶可充电电池，具有以下优点：

(1)简单实用：根据用电器的使用电压需要，使用输出钳压电路钳位调整输出电压，使用电器工作在最佳电压范围内，设计新颖实用；

(2)安全可靠：包含充电管理，过压过放过流保护；电芯与电子组件之间通过PCB挡板实现电气绝缘隔离，预防短路，消除电芯与电子组件短路安全隐患；

(3)能量利用率高：在提供用电器工作能量来源的同时，自带反向吸收电路，回收用电器产生的反馈能量，提高了能量利用率，提升电池使用时间，减少充电次数，延长电池使用寿命；

(4)多重防护：反向吸收电路在回收用电器反馈能量的同时，也在吸收用电器产生的高压脉冲和纹波，防止用电器电源工作电源电压过高，进而损坏用电器；反向过压泄放电路提供进一步的稳压作用，预防在大电流脉冲情况下可能导致的反向吸收电路瞬时因回收能量过载引起电压升高的瞬时稳压暂态失效，为***稳定工作提供进一步、多重的、更安全的防护；

(5)生产效率高：设计可靠，工艺简单，USB固定结构件、PCB基板、PCB挡板使用胶粘工艺，一次胶粘成型固定，相比于大多数多块PCB基板拼接焊接工艺，操作简单快捷，提升了生产效率，降低了成本。

附图说明

图1为实施例1中感应垃圾桶可充电电池的剖面示意图；

图2为实施例1中感应垃圾桶可充电电池的***图；

图3为实施例1中输出结构组件的***图；

图4为实施例1中中间连接结构组件的***图；

图5为实施例1中USB固定结构件的结构示意图；

图6(a)为实施例1中PCB基板的正面示意图；

图6(b)为实施例1中PCB基板的反面示意图；

图7为实施例1中电子组件的线路原理图；

图8为实施例1中PCB挡板的结构示意图；

图9实施例1中感应垃圾桶可充电电池的充电输入电压-电芯充电电压-充电电流-充电时间关系曲线图；

图10实施例1中感应垃圾桶可充电电池的放电输出电压-电芯放电电压-放电电流-放电时间关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种感应垃圾桶可充电电池，电池为圆柱形，其要求为：电池直径≤14.5mm，电池高度≤50.5mm，电池具备USB充电功能(输入DC 4.25-6.5V，最大充电电流600mA，电池充电电压4.21±0.030V)，电池具备充电管理和充放电保护功能，且具备钳压输出、反向吸收保护功能，如图1、图2所示，包括钢壳1(外径为13.90±0.05mm，内径为13.50±0.05mm，高度为35.0±0.05mm)、电芯2、输出结构组件3和中间连接结构组件4，本实施例的电芯为聚合物锂离子单体电池，其型号为13300(直径13mm，高度为30mm)，标称电压为3.7V，容量为450mAh，电芯置于钢壳内，如图3所示，输出结构组件3包括桶盖31、正极帽头32和卡座33，正极帽头32的底部设置有金属弹片321，正极帽头32的金属弹片321安装在卡座33的弹片安装槽331内，卡座33配套安装在桶盖31内且正极帽头32穿过桶盖31顶部并部分外露；

如图4所示，中间连接结构组件4包括USB固定结构件41、USB金属件42(采用标准Type-A型USB)、电子组件43和PCB挡板44，USB固定结构件41为内部中空、底部未封闭的圆筒结构且USB固定结构件44的上端外径大于下端外径，如图5所示，USB固定结构件41顶部垂直设置有呈门框结构的突起部分411，突起部分411的内侧开设有电子组件安装槽4110，如图6(a)、图6(b)所示，电子组件43包括PCB基板431、充电管理电路432、充放电保护电路433、输出钳压电路434、反向吸收电路435和反向过压泄放电路436，PCB基板431的下端端面垂直设置有两块凸起块4311，充电管理电路432、充放电保护电路433、输出钳压电路434、反向过压泄放电路436、正极极耳连接点B+、负极极耳连接点B-设置在PCB基板431的反面上，反向吸收电路435、正极钳位输出端O+、电源正极连接点POW+和地连接点GND设置在PCB基板431的正面上；

如图7所示，充电管理电路432包括充电管理芯片U1(型号为ME4055)、第一电阻R1(规格为3KΩ±1％)、第二电阻R2(规格为5.1KΩ±1％)、第三电阻R3(规格为2.4KΩ±1％)、第一电容C1(规格为10uF/10V)、第二电容C2(规格为0.1uF/10V)、第三电容C3(规格为10uF/10V)和第四电容C4(规格为10uF/10V)，充电管理芯片U1的VCC端口、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端分别与PCB基板上的电源正极连接点POW+相连接，第一电阻R1的另一端连接第一发光二极管LED1(型号为HL0402USR)的阳极，第一发光二极管LED1的阴极连接充电管理芯片U1的STDBY端口，第二电阻R2的另一端连接第二发光二极管LED2(型号为HL0402USG)的阳极，第二发光二极管LED2的阴极连接充电管理芯片U1的CHRG端口，充电管理芯片U1的VCC端口分别串接第一电容C1、第二电容C2后连接PCB基板上的地连接点GND，充电管理芯片U1的BAT端口分别串接第三电容C3、第四电容C4后连接PCB基板上的地连接点GND，充电管理芯片U1的PROG端口串接第三电阻R3后连接PCB基板上的地连接点GND。第一电容C1、第二电容C2为输入电压滤波电容，作用为降低输入电压扰动，减小输入电压干扰；第三电容C3、第四电容C4为输出电压滤波电容，作用为降低输出电压纹波，保证充电管理芯片U1内部采样电路、判断逻辑电路工作正常。充电管理芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2一起构成充电指示电路，其中正在充电时，第二发光二极管LED2点亮，第一发光二极管LED1熄灭；充满电时，第一发光二极管LED1点亮，第二发光二极管LED2熄灭。

充放电保护电路433包括电池保护芯片U2(型号为CT2015)、第五电容C5(规格为0.1uF/10V)和第六电容C6(规格为0.1uF/10V)，电池保护芯片U2的VM端口连接充电管理芯片U1的BAT端口，电池保护芯片U2的GND1端口、GND2端口、TIN端口分别连接PCB基板上的地连接点GND，电池保护芯片U2的VCC端口串接第五电容C5后连接PCB基板上的地连接点GND，电池保护芯片U2的VDD端口串接第六电容C6后连接PCB基板上的地连接点GND，第六电容C6与电池保护芯片U2的VDD端口的相连接端与PCB基板上的正极极耳连接点B+相连接，第六电容C6与PCB基板上的地连接点GND的相连接端与PCB基板上的负极极耳连接点B-相连接。

输出钳压电路434包括第一二极管D1(型号为1N4007)，第一二极管D1阳极连接保护芯U2的VM端口，第一二极管D1阴极连接PCB基板上的正极钳位输出端O+；

反向吸收电路435包括第二二极管D2(型号为1N4007)，第二二极管D2阴极连接电池保护芯片U2的VM端口，第二二极管D2阳极连接PCB基板上的正极钳位输出端O+；

反向过压泄放电路436包括稳压管DE1(型号为SFD52A05L01)，稳压管DE1阴极连接电池保护芯片U2的VM端口，稳压管DE1阳极连接PCB基板上的地连接点GND。

如图8所示，PCB挡板44上设置有两个矩形通孔441，PCB挡板44的外侧边缘开设有两个U形引线穿槽442，引线穿槽442用于正极引线、负极引线的穿过及卡固，PCB挡板44朝向电芯2的一面未设置焊盘和铜箔，PCB挡板44的厚度为0.2～1.0mm；如图4所示，PCB基板431的凸起块4311使用粘胶工艺配套卡装在PCB挡板44的相对应通孔441内且PCB基板431的上端穿过USB固定结构件41的顶部并卡装在电子组件安装槽4110内，PCB挡板44使用粘胶工艺配套安装在USB固定结构件41内，USB金属件42配套套装在USB固定结构件41的突起部分411上，如图1所示，中间连接结构组件4的USB固定结构件41下端使用粘胶工艺配套套装在钢壳1的开口端，电芯2的正极端通过正极引线5穿过PCB挡板44上的其中一个引线穿槽442与PCB基板431上的正极极耳连接点B+相连接，电芯2的负极端通过负极引线6穿过PCB挡板44上的另一个引线穿槽442与PCB基板431上的负极极耳连接点B-相连接，输出结构组件3配套卡罩住中间连接结构组件4的USB金属件42且电子组件43的正极钳位输出端O+与输出结构组件3的正极帽头32的金属弹片321相紧密接触连接，即输出结构组件3的卡座33的弹片安装槽331配套嵌入USB金属件42内，且保证电子组件43的正极钳位输出端O+与输出结构组件3的正极帽头32的金属弹片321相紧密接触连接。

电子组件43实现钳位调整输出电压、吸收减小外部电压波动、反向过压保护、充电管理、充电保护和放电保护功能，具体地，输出钳压电路434实现钳位调整输出电压功能，反向吸收电路435实现吸收减小外部电压波动功能，反向过压泄放电路436实现反向过压保护功能，PCB挡板44实现PCB基板431良好的限位、支撑功能。

本实施例中的PCB基板中的用于电池充电管理、充放电过程保护功能(过压保护、欠压保护、过流保护、钳压输出，反向吸收，反向过压保护)，具体为：过充电保护(过充电检测电压为4.30±0.05V、过充电解除电压为4.10±0.05V、过充电电压检测延迟时间为≤1.2S)、过放电保护(过放电检测电压为2.50±0.050V、过放电解除电压为2.90±0.10V、过放电电压检测延迟时间为≤140mS)、过流保护(过放电电流检测为2.5～4.5A、过放电电流检测延迟时间为≤11mS)、短路保护(负载短路电流检测为10～30A、负载短路电流检测延时为≤360μS)；PCB基板中的输出钳压电路用于钳制输出电压，保证电池输出电压范围在3.7±0.10V～1.9±0.10V，最大0.5A电流的输出功能。

实际制作时，将电芯包上外膜，将PCB基板的凸起块使用粘胶工艺配套卡装在PCB挡板的相对应通孔内，之后将电芯正极端的正极引线、负极引线分别穿过PCB挡板的引线穿槽与PCB基板上的正极极耳连接点B+、负极极耳连接点B-相对应焊接在一起，接着将组装有PCB基板的PCB挡板使用粘胶工艺配套安装在USB固定结构件内，且PCB基板的上端穿过USB固定结构件的顶部并卡装在电子组件安装槽内，将USB金属件配套套装在USB固定结构件的突起部分上，再之后将整个中间连接结构组件的USB固定结构件下端使用粘胶工艺配套套装在钢壳的开口端，最后将输出结构组件的卡座的弹片安装槽配套嵌入USB金属件内，且保证电子组件的正极钳位输出端O+与输出结构组件的正极帽头的金属弹片相紧密接触连接，即完成感应垃圾桶可充电电池的制作。在感应垃圾桶可充电电池需要充电时，将输出结构组件取出，直接将中间连接结构组件的USB金属件***相对应的标准的USB充电器、移动电源中，使得中间连接结构组件中电子组件的电源正极连接点POW+、地连接点GND与相对应的标准的USB充电器或移动电源的VCC端口、GND端口相对应连接，即可开始充电。

将本实施例的感应垃圾桶可充电电池，完全放残电后，用通用USB-A充电器通过USB金属件进行充电，充电过程中监测充电输入电压(电源正极连接点对地的电压，表示对电池进行充电的直流电源电压)、电芯充电电压(PCB基板上正极极耳连接点B+和PCB基板上负极极耳连接点B-之间的电压)、充电电流，充电输入电压-电芯充电电压-充电电流-充电时间关系曲线图如图9所示。整个充电时间为79分钟，充电输入电压为恒压5V，电芯充电电压从开始的2.7V上升到最后的4.17V，充电电流从最开始的480mA恒流充电约30分钟后，电流开始下降，至充电结束为0mA。整个电芯的充电容量合计为490mAh。由图9可知，感应垃圾桶可充电电池实现了USB接口的DC5V直流充电功能，并且在充电至4.17V，能够关断充电电流，实现了正常的充电管理功能。

将充满电的感应垃圾桶可充电电池，以恒流500mA通过输出结构组件的正极帽头(正极)和钢壳(负极)进行放电，放电过程中监测放电输出电压(电池带负载工作时候正极输出端对地的电压)、电芯放电电压(PCB基板上正极极耳连接点B+和PCB基板上负极极耳连接点B-之间的电压)、放电电流，放电输出电压-电芯放电电压-放电电流-放电时间关系曲线图如图10所示。整个放电时间为61分钟，放电输出电压为3.18V至1.68V之间，放电结束瞬间下降到0V；电芯放电电压从开始的4.15V逐步下降，至电压达到2.39V突然开始回升，表明触发了欠压保护条件，保护IC关断了放电回路，放电终止；放电电流从最开始的500mA放电61分钟后，电流瞬间下降至0。整个电芯的放电容量合计为530mAh。由图10可知，电池实现了钳压输出和放电保护功能。

需要说明的是，本实施例虽然是以钳压输出3.4～1.7V锂离子电池为例进行说明，但是同样适用于电池更大输出电压，更小输出电压及需要更大或更小输出范围的工况，例如4～2.2V，3.3～1.4V钳压输出锂离子电池等。

以上所述仅是本发明的优选的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种感应垃圾桶可充电电池，包括钢壳、电芯、输出结构组件和中间连接结构组件，所述电芯置于钢壳内，其特征在于：所述中间连接结构组件包括USB固定结构件、USB金属件、电子组件和PCB挡板，所述USB固定结构件为内部中空、底部未封闭的圆筒结构且USB固定结构件的上端外径大于下端外径，所述USB固定结构件顶部垂直设置有呈门框结构的突起部分，所述突起部分的内侧开设有电子组件安装槽，所述电子组件包括PCB基板、充电管理电路、充放电保护电路、输出钳压电路、反向吸收电路和反向过压泄放电路，所述充电管理电路、充放电保护电路、输出钳压电路、反向吸收电路和反向过压泄放电路均设置在PCB基板上，所述PCB基板上设置有正极极耳连接点(B+)、负极极耳连接点(B-)、正极钳位输出端(O+)、电源正极连接点(POW+)和地连接点(GND)，所述PCB基板的下端安装在PCB挡板上且PCB基板的上端穿过USB固定结构件的顶部并卡装在电子组件安装槽内，所述PCB挡板配套安装在USB固定结构件内，所述USB金属件配套套装在USB固定结构件的突起部分上，所述中间连接结构组件的USB固定结构件下端配套套装在钢壳的开口端，电芯的正极端与PCB基板上的正极极耳连接点(B+)相连接，电芯的负极端与PCB基板上的负极极耳连接点(B-)相连接，所述输出结构组件配套卡罩住中间连接结构组件的USB金属件且电子组件的正极钳位输出端(O+)与输出结构组件的正极帽头的金属弹片相紧密接触连接；

所述输出钳压电路包括第一二极管(D1)，所述第一二极管(D1)阳极连接电池保护芯片(U2)的VM端口，第一二极管(D1)阴极连接PCB基板上的正极钳位输出端(O+)；

所述反向吸收电路包括第二二极管(D2)，所述第二二极管(D2)阴极连接电池保护芯片(U2)的VM端口，第二二极管(D2)阳极连接PCB基板上的正极钳位输出端(O+)；

所述反向过压泄放电路包括稳压管(DE1)，所述稳压管(DE1)阴极连接电池保护芯片(U2)的VM端口，所述稳压管(DE1)阳极连接PCB基板上的地连接点(GND)；

所述输出钳压电路实现钳位调整输出电压功能，所述反向吸收电路实现吸收减小外部电压波动功能，所述反向过压泄放电路实现反向过压保护功能，所述PCB挡板实现PCB基板良好的限位、支撑功能。

2.如权利要求1所述的感应垃圾桶可充电电池，其特征在于：所述充电管理电路包括充电管理芯片(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和第四电容(C4)，所述充电管理芯片(U1)的VCC端口、第一电阻(R1)的一端、第二电阻(R2)的一端分别与PCB基板上的电源正极连接点(POW+)相连接，所述第一电阻(R1)的另一端连接第一发光二极管(LED1)的阳极，所述第一发光二极管(LED1)的阴极连接充电管理芯片(U1)的STDBY端口，所述第二电阻(R2)的另一端连接第二发光二极管(LED2)的阳极，所述第二发光二极管(LED2)的阴极连接充电管理芯片(U1)的CHRG端口，所述充电管理芯片(U1)的VCC端口分别串接第一电容(C1)、第二电容(C2)后连接PCB基板上的地连接点(GND)，所述充电管理芯片(U1)的BAT端口分别串接第三电容(C3)、第四电容(C4)后连接PCB基板上的地连接点(GND)，所述充电管理芯片(U1)的PROG端口串接第三电阻(R3)后连接PCB基板上的地连接点(GND)。

3.如权利要求2所述的感应垃圾桶可充电电池，其特征在于：所述充放电保护电路包括电池保护芯片(U2)、第五电容(C5)和第六电容(C6)，所述电池保护芯片(U2)的VM端口连接充电管理芯片(U1)的BAT端口，所述电池保护芯片(U2)的GND1端口、GND2端口、TIN端口分别连接PCB基板上的地连接点(GND)，所述电池保护芯片(U2)的VCC端口串接第五电容(C5)后连接PCB基板上的地连接点(GND)，所述电池保护芯片(U2)的VDD端口串接第六电容(C6)后连接PCB基板上的地连接点(GND)，所述第六电容(C6)与电池保护芯片(U2)的VDD端口的相连接端与PCB基板上的正极极耳连接点(B+)相连接，所述第六电容(C6)与PCB基板上的地连接点(GND)的相连接端与PCB基板上的负极极耳连接点(B-)相连接。

4.如权利要求1所述的感应垃圾桶可充电电池，其特征在于：所述PCB基板的下端端面垂直设置有凸起块，所述PCB挡板上设置有通孔，所述PCB基板的凸起块配套卡装在PCB挡板的通孔内。

5.如权利要求4所述的感应垃圾桶可充电电池，其特征在于：所述PCB挡板朝向电芯的一面未设置焊盘和铜箔，所述PCB挡板的厚度为0.2～1.0mm。

6.如权利要求5所述的感应垃圾桶可充电电池，其特征在于：所述电芯的正极端与电子组件上的正极极耳连接点(B+)之间通过正极引线或正极极耳连接，所述电芯的负极端与电子组件上的负极极耳连接点(B-)之间通过负极引线或负极极耳连接，所述PCB挡板的外侧边缘开设有两个引线穿槽，正极引线或正极极耳、负极引线或负极极耳分别穿过并卡固在相对应的引线穿槽内。

7.如权利要求1～6任一所述的感应垃圾桶可充电电池，其特征在于：所述PCB基板与PCB挡板之间、PCB挡板与USB固定结构件之间均使用粘胶工艺成型固定。

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