一种电池供电马达恒压输出控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电池供电马达恒压输出控制装置及控制方法，其特征在于：包括微控制器、充电管理模块、保护模块、稳压模块、按键唤醒模块、电池电压模块、显示模块和马达速度调节模块，充电管理模块的输入端依次通过充电插拔检测端、充电唤醒检测端连接充电接口，充电管理模块的输出端连接微控制器的信号输入端和稳压模块的输入端；充电管理模块输出信号给微控制器以判断装置是正在充电还是已充满；保护模块的输入端连接电池电压检测模块的信号输出端、输出端连接微控制器的一个信号输入端和马达速度调节模块的信号输入端，马达速度调节模块的输入端微控制器的控制信号输出端以通过脉冲命令调节马达转速；通过微控制器的运算及处理构成电马达恒压输出控制结构。具有使马达工作在恒压状态的特点。

A constant voltage output control device and control method of battery powered motor

【技术实现步骤摘要】
一种电池供电马达恒压输出控制装置及控制方法
本专利技术涉及一种电池供电马达恒压输出控制装置及控制方法，属于机电设备及其控制

技术介绍
目前，方便携带装置一般是使用锂电池、镍氢电池等体积小的电池供电。由于这些锂电池、镍氢电池的电量有限，其在放电过程中电池电量下降造成电池电压减小，从而导致接受供电的便携装置的供电电压也在下降。现有技术中，由于马达的供电电路结构存在缺陷，不能跟随电池供电电压变化调节控制马达的控制信号，因此存在如下问题：电池电量下降造成供电电压下降后，马达两端电压不是恒压而是随电池电量下降，从而造成马达转速电池电量下降而下降，导致马达工作不正常、用户体使用果下降。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是为了解决现有电池供电电路存在不能保证马达两端电压恒压而造马达转速电池电量下降而下降，导致马达工作不正常、用户体使用果下降的问题，提供一种电池供电马达恒压输出控制装置。具有结构简单、可靠性高、能保证马达两端电压恒压使马达转速在电池电量下降的情况下不变，使马达工作正常、用户体使用果不变的等突出的实质性特点和显著进步。本专利技术的目的之二，是为了解决现有电池供电电路存在不能保证马达两端电压恒压而造马达转速电池电量下降而下降，导致马达工作不正常、用户体使用果下降的问题，提供一种电池供电马达恒压输出控制方法。具有保证马达两端电压恒压使马达转速在电池电量下降的情况下不变，使马达工作正常、用户体使用果不变的等突出的实质性特点和显著进步。本专利技术的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：一种电池供电马达恒压输出控制装置，其结构特点在于：包括微控制器、充电管理模块、保护模块、稳压模块、按键唤醒模块、电池电压模块、显示模块和马达速度调节模块，微控制器的二个信号输入端各通过充电唤醒检测端、充电插拔检测端连接充电接口，以通过充电方式唤醒微控制器；充电管理模块的输入端依次通过充电插拔检测端、充电唤醒检测端连接充电接口，充电管理模块的输出端连接微控制器的信号输入端和稳压模块的输入端；充电接口具有充电功能结构；充电插拔检测端提供微控制器信号以判断插入充电还是拔出退出充电状态；充电管理模块输出信号给微控制器以判断装置是正在充电状态还是已充满状态；电池给整个装置提供电源；保护模块的输入端连接电池电压检测模块的信号输出端、输出端连接微控制器的一个信号输入端和马达速度调节模块的信号输入端，当出现过压、过流或欠压时保护模块切断电源(可通过充电事件或者硬件上短接器件方法去恢复)；马达速度调节模块的输入端微控制器的控制信号输出端以通过脉冲命令调节马达转速；稳压模块的输出端连接微控制器的电压输入端以使电压稳定在复位电压之上，使微控制器正常工作；电池电压检测模块的输出端连接微控制器的一个信号输入端、以给微控制器提供电池电压参数；通过微控制器的运算及处理构成电马达恒压输出控制结构。本专利技术的目的之一还需要可以通过采取如下技术方案达到：进一步地，微控制器由单片机芯片U3和电容C6构成，单片机芯片U3具有28个信号端口，分别连接充电管理模块、保护模块、稳压模块、按键唤醒模块、电池电压模块、显示模块和马达速度调节模块。进一步地，充电管理模块具有八个输入/输出端和电压适配器，包括充电输入端、控制输入端、温度检测输入端、接地端、电压输出端、正在充电信号输出端、已充满信号输出端和充电电流配置端，充电输入端连接电压适配器的电压输出端，电压输出端连接电池充电输入端，控制输入端、正在充电信号输出端和已充满信号输出端各连接微控制器的一个输入/输出端；充电管理模块的地端；微控制器通过充电管理模块的控制输入端打开或者关闭充电管理模块的工作；微控制器通过正在充电信号输出端、已充满信号输出端检测充电管理模块的正在充电信号端和已充满信号端判断电池电量是否充满或正在充电状态；充电电流配置端接入电阻器，通过电阻器的电阻阻值调节最大充电电流值。进一步地，保护模块由保护芯片U2及外围的电容C11、电阻R32连接构成，保护模块的电源正极、负极分别与电池的正极、负极相连，电池的接地端与装置的接地端相连；当装置正常运行时地与电池负极可以看成内部机制相连；当装置运行过程存在过压、欠压、过流的情况下保护模块与电池负极切断，使装置电源不能产生回路供电切断，装置得到保护避免电路器件部件的损坏。进一步地，稳压模块由稳压芯片U5及外围电感L1、电容C12-C14连接构成，微控制器输出信号到稳压模块的控制端，通过控制端控制稳压模块工作或不工作；稳压模块通过电源输出端输出稳定的电压供给微控制器，确保微控制器正常工作不出现复位现象。进一步地，按键唤醒模块由按键S1、电阻R18、R24和电容C7连接构成，按键唤醒模块的作用是通过按键操作方式唤醒微控制器；按键唤醒模块中设有按键，作用是通过按键操作使装置运行、停止以及按键锁定、按键解锁等功能。进一步地，电池电压检测模块由电阻R13-R17连接构成，其中R16为可变电阻；通过电阻分压得知电池电压VBAT电压；其作用给微控制器1提供电池电压参数。进一步地，所述显示模块包括二组八位显示模组和一组七位显示模组，各显示模组的信号输入端连接微控制器的信号输出端，主要用于显示电池当前电量信息。进一步地，马达速度调节模块具有电压检测结构及电流检测结构，该模块通过马达负极电压检测得到马达负极电压检测电压，马达电压＝电池电压-马达负极电压检测电压；微控制器1计算马达电压，恒压输出要求下调节PWM波形通过脉冲调速调节来调节马达负极电压检测的电压；马达电流检测检测马达运行电流检测运行是否存在例如堵转等异常；当马达运行出现异常时，微控制器1停止马达运行；马达正极与马达接口正极相连，马达负极与马达接口负极相连。本专利技术的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：一种电池供电马达恒压输出的控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)设定马达恒定转速时的目标输出电压和容差范围，获取马达运行电流；2)获取马达运行电流之后，根据马达运行电流判断马达是否堵转，具体是若马达运行电流超过额定值10％-50％即为电流过大，判断马达是堵转；在马达运行电流过大时使调速占空比Pt＝0，若马达运行电流正常时进行电池电压检测；3)获取电池电压值后，根据电池电压判定电池电量是否过低，具体是若电池电压为额定值80％-90％即为电压过低，判断电池电量过低；在电池电压过低时使调速占空比Pt＝0；若电池电压正常时根据当前电池电压值给出马达速度控制PWM占空比Pt；4)得到根据当前电池电压值给出马达速度控制PWM占空比Pt后，检测获取马达负极电压Vm-；计算电池电压与马达恒定转速时的目标输出电压之间的差值Vt；再根据Vt和设定的容差范围，计算最小电压值Vtmin和最大电压值Vtmax，然后比较Vm-与Vtmax、Vtmin大小关系；5)当Vm-＞Vtmax时，进行调整占空比Pt微调增加；当Vm-＜Vtmin时，进行调整占空比Pt微调减小；当Vmin≤Vm-≤Vmax时，占空比Pt维持不变；根据占空比Pt进行PWM输出驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池供电马达恒压输出控制装置，其特征在于：包括微控制器(1)、充电管理模块(2)、保护模块(3)、稳压模块(4)、按键唤醒模块(5)、电池电压模块(6)、显示模块(7)和马达速度调节模块(8)，微控制器(1)的二个信号输入端各通过充电唤醒检测端、充电插拔检测端连接充电接口，以通过充电方式唤醒微控制器(1)；充电管理模块(2)的输入端依次通过充电插拔检测端、充电唤醒检测端连接充电接口，充电管理模块(2)的输出端连接微控制器(1)的信号输入端和稳压模块(4)的输入端；充电接口具有充电功能结构；充电插拔检测端提供微控制器信号以判断插入充电还是拔出退出充电状态；充电管理模块(2)输出信号给微控制器(1)以判断装置是正在充电状态还是已充满状态；电池(9)给整个装置提供电源；保护模块(3)的输入端连接电池电压检测模块(6)的信号输出端、输出端连接微控制器(1)的一个信号输入端和马达速度调节模块(8)的信号输入端，当出现过压、过流或欠压时保护模块(3)切断电源；马达速度调节模块(8)的输入端微控制器(1)的控制信号输出端以通过脉冲命令调节马达转速；稳压模块(4)的输出端连接微控制器(1)的电压输入端以使电压稳定在复位电压之上，使微控制器正常工作；电池电压检测模块(6)的输出端连接微控制器的一个信号输入端、以给微控制器提供电池电压参数；通过微控制器(1)的运算及处理构成电马达恒压输出控制结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电池供电马达恒压输出控制装置，其特征在于：包括微控制器(1)、充电管理模块(2)、保护模块(3)、稳压模块(4)、按键唤醒模块(5)、电池电压模块(6)、显示模块(7)和马达速度调节模块(8)，微控制器(1)的二个信号输入端各通过充电唤醒检测端、充电插拔检测端连接充电接口，以通过充电方式唤醒微控制器(1)；充电管理模块(2)的输入端依次通过充电插拔检测端、充电唤醒检测端连接充电接口，充电管理模块(2)的输出端连接微控制器(1)的信号输入端和稳压模块(4)的输入端；充电接口具有充电功能结构；充电插拔检测端提供微控制器信号以判断插入充电还是拔出退出充电状态；充电管理模块(2)输出信号给微控制器(1)以判断装置是正在充电状态还是已充满状态；电池(9)给整个装置提供电源；保护模块(3)的输入端连接电池电压检测模块(6)的信号输出端、输出端连接微控制器(1)的一个信号输入端和马达速度调节模块(8)的信号输入端，当出现过压、过流或欠压时保护模块(3)切断电源；马达速度调节模块(8)的输入端微控制器(1)的控制信号输出端以通过脉冲命令调节马达转速；稳压模块(4)的输出端连接微控制器(1)的电压输入端以使电压稳定在复位电压之上，使微控制器正常工作；电池电压检测模块(6)的输出端连接微控制器的一个信号输入端、以给微控制器提供电池电压参数；通过微控制器(1)的运算及处理构成电马达恒压输出控制结构。


2.根据权利要求1所述的一种电池供电马达恒压输出控制装置，其特征在于：微控制器(1)由单片机芯片U3和电容C6构成，单片机芯片U3具有28个信号端口，分别连接充电管理模块(2)、保护模块(3)、稳压模块(4)、按键唤醒模块(5)、电池电压模块(6)、显示模块(7)和马达速度调节模块(8)。


3.根据权利要求1所述的一种电池供电马达恒压输出控制装置，其特征在于：充电管理模块(2)具有八个输入/输出端和电压适配器，包括充电输入端、控制输入端、温度检测输入端、接地端、电压输出端、正在充电信号输出端、已充满信号输出端和充电电流配置端，充电输入端连接电压适配器的电压输出端，电压输出端连接电池充电输入端，控制输入端、正在充电信号输出端和已充满信号输出端各连接微控制器(1)的一个输入/输出端；充电管理模块(2)的地端；微控制器(1)通过充电管理模块(2)的控制输入端打开或者关闭充电管理模块(1)的工作；微控制器(1)通过正在充电信号输出端、已充满信号输出端检测充电管理模块(2)的正在充电信号端和已充满信号端判断电池电量是否充满或正在充电状态；充电电流配置端接入电阻器，通过电阻器的电阻阻值调节最大充电电流值。


4.根据权利要求1所述的一种电池供电马达恒压输出控制装置，其特征在于：保护模块(3)由保护芯片U2及外围的电容C11、电阻R32连接构成，保护模块(3)的电源正极、负极分别与电池的正极、负极相连，电池的接地端与装置的接地端相连；当装置正常运行时地与电池负极可以看成内部机制相连；当装置运行过程存在过压、欠压、过流的情况下保护模块(3)与电池负极切断，使装置电源不能产生回路供电切断，装置得到保护避免电路器件部件的损坏。


5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海明，郑魏，
申请(专利权)人：广东尚研电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44