用于具有电池和DC至DC转换器的电器的电源电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于小电器的供电电压电路，所述小电器包含电池、电动马达、可控开关、控制电路和DC至DC转换器，其中电动马达通过可控开关连接到电池，并且DC至DC转换器从所述电池为控制电路供电。控制电路按如下方式来控制可控开关：用脉冲电压来运行电动马达，其中所述脉冲电压具有脉冲暂停比率，所述脉冲电压的暂停使得DC至DC转换器甚至将为控制电路供电（如果其仅在所述暂停期间运行）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有电池和DC至DC转换器的电器的电源电路
本专利技术涉及一种用于电池供电的小电器的电源电路，所述小电器包括具有相对高功耗的第一负荷、可控开关、具有相对低功耗的至少第二负荷和DC至DC转换器，其中第一负荷经由可控开关连接到电池，并且DC至DC转换器将电池电力提供给第二负荷。此类电源电路例如用于电池供电的电动牙刷或剃刀，它们的电池仅由一个电池单元组成。术语“电池”是指可再充电电池（蓄电池）和不可再充电电池这两种。本专利技术还涉及一种用于此类小电器的电力提供方法。
技术介绍
WO02/15374A1描述了一种用于电动小电器的电源电路，所述小电器为电池供电的并通过微控制器来控制。该电源电路包括DC至DC转换器，所述转换器将电池的电压增加至足够用于微控制器的水平。所述DC至DC转换器为升压转换器，其扼流线圈由电动马达形成。电动马达由具有脉冲宽度调制电压的微控制器来控制，以便一方面使得马达能够以所期望的速度运行，并且另一方面使得升压转换器能够提供足够的电压。然而，该电源电路具有如下缺点：当电动马达的速度减小–例如当断开马达时，升压转换器不提供电压。EP0875978B1描述了一种用于电动小电器的电源电路，所述小电器由蓄电池供电并通过微控制器来控制。该电源电路包括DC至DC转换器，所述转换器将蓄电池的电压增加至足够用于微控制器的水平。如果蓄电池是足够地充电的，则微控制器由DC至DC转换器和蓄电池供电。如果蓄电池不是足够地充电的，则经由电容器向微控制器供电，同时通过充电器对蓄电池进行充电，然而蓄电池的充电过程被间歇地短期中断以便对电容器再充电。典型的DC至DC转换器包含内部电路，每当供电电压降至低于例如0.95V的最小电压时，所述内部电路就停用DC至DC转换器。如果DC至DC转换器为包含仅一个电池单元（例如具有1.2V标称电压的NiMH电池）的电池和电动马达的小电器的控制电路供电，则电动马达的起始电流（例如7A）可能至少暂时导致电池电压的下降，所述下降足以使DC至DC转换器停用并且停止向控制电路提供电力，甚至在具有充分充电的电池时也是如此。这可能发生于具有相对高内阻（例如50mΩ）的旧电池中。本专利技术的目的本专利技术的目的在于描述了一种简单电路和向如上所述的小电器提供电力的方法，所述方法更好地利用了电池中仍然残留的任何电量。根据本专利技术的解决方案该目的通过如下电源电路来实现，其中具有相对高功耗的负荷由具有脉冲暂停比率的脉冲电压供电，并且其中至少在所述暂停期间，DC至DC转换器为具有相对低功耗的负荷供电。该电源电路具有如下优点：当电池具有高内部（例如与老化相关的）电阻时，甚至能够用一个单电池的电量为小电器供电相对长的一段时间。由于具有相对高功耗的负荷例如电动马达是由脉冲电压供电的，并且在所述暂停期间电池电压超过了脉冲期间所存在的电压，因此DC至DC转换器至少在所述暂停期间运行并对以通常方式连接在其输出端子处的电容器进行充电，所述电容器为具有相对低功耗的负荷例如控制电路供电，所述控制电路控制小电器的功能。这样，电池电量能够几乎被完全使用–虽然在较旧的电池中是以相对低的电压使用的。脉冲电压优选地具有脉冲暂停比率，所述脉冲电压的暂停按如下方式调节：DC至DC转换器能够足够地为第二负荷供电，甚至当仅在所述暂停期间运行时也是如此。如果DC至DC转换器表现出控制端口，当控制端口承载足够的电压时DC至DC转换器被启动，这是尤其有利的。控制端口连接到控制电路，所述控制电路能够接通和断开DC至DC转换器。该电源电路优选地也包含与充电器或充电线圈的连接部以对蓄电池进行充电，前者也连接到DC至DC转换器的控制端口。只要充电器或充电线圈提供足够的电压，或只要控制电路保持DC至DC转换器的运行，DC至DC转换器因此就在运行。控制电路因此能够防止DC至DC转换器在低电池电压期间以通常方式自动断开。有利的是，例如，使控制电路确保DC至DC转换器在由于接通了马达而引起的短期电压下降期间保持运行。DC至DC转换器可仍然表现出通常的内部电路，当供电电压降至低于最小电压时，所述内部电路断开DC至DC转换器，由此该最小电压优选地被设定为相对低的值，所述值确保电池将不被DC至DC转换器深度放电。该电源电路尤其适用于电池供电的小电器，诸如电动牙刷或剃刀，其电池仅由一个电池单元组成，并且其电池电压（例如1.2V）必须由DC至DC转换器增加至适用于控制电路的电压（例如3V）。下文通过附图所示的实施例来示例性地说明本专利技术。附图说明附图所示的电源电路包含充电线圈L1，所述充电线圈经由二极管D1和第一可控开关S1连接到电池B，其中充电线圈L1的一端连接到二极管D1的阳极，并且充电线圈L1的另一端连接到电池B的负极（基准电位）。第一电容器C1和由电动马达M和第二可控开关S2构成的串联连接部与电池B并联连接。电池B也连接到DC至DC转换器DC/DC。DC至DC转换器DC/DC还表现出控制输入端和输出端子，第二电容器C3的一端连接到所述输出端子。第二电容器C3的另一端连接到电池B的负极。控制电路uC具有用于其电源的两个端子，其中之一连接到DC至DC连接器DC/DC的输出端口，另一个连接到基准电位.。控制电路uC还表现出输入端以及三个输出端，所述输入端连接到电池B的正极，并且所述三个输出端之一连接到第一可控开关S1，其中的第二个连接到第二可控开关S2，并且其中的第三个连接到DC至DC转换器DC/DC的控制输入端并连接到电阻器R4的一端。电阻器R4的另一端连接到二极管D1的阴极、第一可控开关S1、和第二电阻器R3的一端，所述第二电阻器的另一端连接到基准电位。仅示意性地表示了第一可控开关S1。其可例如由如下电子电路组成，当充电线圈施加足够的电压以便对电池进行充电时，所述电子电路将自动启用。下文说明该电源电路运行所根据的方法，初始时假设DC至DC转换器DC/DC不是运行的。因此，DC至DC转换器的输出端口处的第二电容器C3被放电，因此也使得控制电路uC不起作用因而使第一S1和第二S2可控开关均断开。如果要接通具有该类型的电源电路的小电器（例如，如果要使马达M运行），则小电器必须与附图中未示出的充电器连接，以便使充电线圈L1经由二极管D1和电阻器R4向DC至DC转换器的控制输入端提供电压。如果控制输入端的电压足够高，则DC至DC转换器接通并对连接到其输出端的第二电容器C3进行充电（例如，充电至3V的电压）。然而，DC至DC转换器需要最小电压以便提供电力，因此，如果该电池（例如具有1.2V标称电压的NiMH蓄电池）处的或第一电容器C1处的电压低于所述最小电压，则将不提供电力（尽管在其控制输入端存在足够高的电压）。如果第二电容器C3处的电压足够高，则控制电路uC接通并控制包括马达M的小电器（经由可控开关S2），DC至DC转换器DC/DC和电池充电过程（具体地，当电池达到完全充电状况时，通过断开可控开关S1来终止充电过程）以及附图未示出的附加负荷（如果需要），诸如显示器。对小电器的控制取决于电池电压或第一电容器C1处的电压，所述电压由控制电路连续地监测。如果在马达的启动期间通过施加相应的信号给DC至DC转换器的控制输入端来使控制电路保持DC至DC转换器处于运行状态，则是本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于小电器的电源电路，所述小电器包含电池、具有相对高功耗的第一负荷、可控开关、具有相对低功耗的至少第二负荷、和DC至DC转换器，其中所述第一负荷经由所述可控开关连接到所述电池，并且所述DC至DC控制器从所述电池提供电力给所述第二负荷，其特征在于所述可控开关向所述第一负荷提供具有脉冲暂停比率的脉冲电压，并且特征在于所述DC至DC转换器至少在所述暂停期间为所述第二负荷供电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.16 EP 11007660.1;2012.06.29 EP 12004883.01.用于小电器的电源电路，所述电源电路包含：充电线圈、电池、二极管、第一可控开关、第一电容器、由电动马达和第二可控开关构成的串联连接部、DC至DC转换器、第二电容器、控制电路、第一电阻器和第二电阻器；其中所述充电线圈经由所述二极管和所述第一可控开关连接到所述电池，其中所述充电线圈的一端连接到所述二极管的阳极，并且所述充电线圈的另一端连接到所述电池的负极，所述负极是基准电位；所述第一电容器和由所述电动马达和所述第二可控开关构成的所述串联连接部与所述电池并联连接；所述电池也连接到所述DC至DC转换器；所述DC至DC转换器还表现出控制输入端和输出端子，所述第二电容器的一端连接到所述输出端子；第二电容器的另一端连接到所述电池的负极；所述控制电路具有用于其电源的两个端子，其中之一连接到所述DC至DC连接器的输出端口，另一个连接到所述基准电位；所述控制电路还表现出输入端以及三个输出端，所述输入端连接到所述电池的正极，并且所述三个输出端之一连接到所述第一可控开关，其中的第二个连接到所述第二可控开关，并且其中的第三个连接到所述DC至DC转换器的控制输入端并连接到所述第一电阻器的一端；并且所述第一电阻器的另一端连接到所述二极管的阴极、所述第一可控开关、和所述第二电阻器的一端，所述第二电阻器的另一端连接到所述基准电位，其特征在于，所述第一可控开关向所述电动马达提供具有脉冲暂停比率的脉冲电压，并且特征在于所述DC至DC转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·凯勒曼，L·法兰达，
申请(专利权)人：博朗有限公司，
类型：
国别省市：