巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路及巡逻机器人技术方案

本发明专利技术提供了一种巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，由主控制器、第一开关模块、第二开关模块、延时模块、限流模块构成；第一开关模块的控制端、延时模块的输入端共接于主控制器的输出端；第一开关模块和第二开关模块以并联的方式串接在电池正极和容性负载之间；第一开关模块的信号传输端与第二开关模块的第二受控端连接；第二开关模块的第一受控端与延时模块的输出端连接；本发明专利技术先控制第一开关模块接通电池正极和容性负载，以降低电流值向容性负载供电；然后通过延时模块延迟后控制第二开关模块接通电池正极和容性负载，从而降低动力系统的上电风险的同时有效地节约了IO口资源，实现了一个IO口对两路开关和延时功能的精准控制。的精准控制。的精准控制。

【技术实现步骤摘要】
巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路及巡逻机器人


[0001]本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路及巡逻机器人。

技术介绍

[0002]现有的巡逻机器人动力系统通常采用大容量的储能电容，在上电启动瞬间会产生很大的启动电流，比如几百安培的大电流。对电路系统存在较大的损坏风险。现有技术主要采用两路开关分时序上电来控制启动电流，需要采用单片机的两个IO口。其中一个IO口控制第一路开关，另一个IO口控制第二路开关。由单片机按时序先控制第一路开关闭合，通过限流电阻给动力系统的容性负载充电，以通过限流电阻降低充电电流；在第一路开关闭合一段时间后，由单片机按时序再控制第二路开关闭合，电池直接给动力系统的容性负载供电。由于提前给动力系统的容性负载充电，在第二路开关闭合时充电电流已经降低，并且第一路开关被短路，从而实现对容性负载的正常供电。
[0003]然而，现有技术需要采用单片机的两个IO口来分别控制两路开关，IO口资源紧张，且动力系统缺少对电压、电流的监测，以及对开关的温升监测，存在较大的安全风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路及巡逻机器人，以解决现有大电流动力系统上电控制电路存在的IO口资源紧张、安全风险高的问题。
[0005]本专利技术的是这样实现的，一种巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，包括：
[0006]主控制器、第一开关模块、限流模块、延时模块、第二开关模块；
[0007]所述第一开关模块的控制端、所述延时模块的输入端共接于所述主控制器的输出端；
[0008]所述第一开关模块和第二开关模块以并联的方式串接在电池正极和容性负载之间；
[0009]所述第一开关模块的输出端通过所述限流模块与所述容性负载连接，所述第一开关模块的信号传输端与所述第二开关模块的第二受控端连接；
[0010]所述第二开关模块的第一受控端与所述延时模块的输出端连接；
[0011]其中，所述主控制器用于生成并输出开关控制信号；
[0012]当所述开关控制信号为第一信号时，所述第一开关模块用于根据所述第一信号接通所述电池正极和容性负载之间的电流回路，所述限流模块用于降低所述电流回路的电流值；
[0013]所述延时模块用于将所述第一信号延时预设时长后发送至所述第二开关模块；所述第二开关模块用于根据所述第一信号接通所述电池正极和容性负载之间的电流回路，以对所述第一开关模块所在的电流回路进行短路；
[0014]当所述开关控制信号为第二信号时，所述第一开关模块还用于根据所述第二信号
断开所述电池正极和容性负载之间的电流回路；所述第二开关模块还用于通过第二受控端接收所述第二信号，根据所述第二信号断开所述电池正极和容性负载之间的电流回路。
[0015]可选地，所述第一开关模块包括：
[0016]第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一场效应管；
[0017]所述第一电阻的第一端与主控制器的输出端连接，第二端与所述第二电阻的第一端连接；
[0018]所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端共接于所述第一三极管的基极；
[0019]所述第三电阻的第二端与所述第一三极管的发射极共接于地；
[0020]所述第一三极管的集电极与所述第六电阻的第一端之间的共接点与所述第四电阻的第二端和第五电阻的第一端之间的共接点连接；
[0021]所述第六电阻的第二端与所述第一场效应管的栅极连接；
[0022]所述第一场效应管的源极与所述第四电阻的第一端共接于电池正极；
[0023]所述第一场效应管的漏极作为所述第一开关模块的输出端；
[0024]所述第五电阻的第二端接地。
[0025]可选地，所述限流模块包括一限流电阻；
[0026]所述限流电阻串接在所述第一开关模块的输出端和容性负载之间。
[0027]可选地，所述延时模块包括施密特触发器、第七电阻、第一电容；
[0028]所述第七电阻的第一端与主控制器的输出端连接；
[0029]所述第七电阻的第二端与所述第一电容的第一端共接于所述施密特触发器的输入端连接；
[0030]所述第一电容的第二端接地；
[0031]所述施密特触发器的输出端与所述第二开关模块的第一受控端连接。
[0032]可选地，所述第二开关模块包括第八电阻、肖特基二极管、第九电阻、第十电阻、第二三极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第二场效应管、第三场效应管；
[0033]所述第八电阻的第一端与所述延时模块的输出端连接，所述肖特基二极管的负极与所述第一开关模块的信号传输端连接；
[0034]所述第八电阻的第二端与所述肖特基二极管的正极共接于所述第九电阻的第一端；
[0035]所述第九电阻的第二端与所述第十电阻的第一端共接于所述第二三极管的基极；
[0036]所述第二三极管的发射极与所述第十电阻的第二端共接于地；
[0037]所述第二三极管的集电极和所述第十一电阻的第一端、所述第二场效应管的栅极之间的共接点与所述第十二电阻的第二端和所述第十三电阻R13的第一端之间的共接点连接；
[0038]所述第十一电阻的第二端与所述第三场效应管的栅极连接；
[0039]所述第二场效应管的源极、所述第三场效应管的源极和所述第十二电阻的第一端共接于电池正极；
[0040]所述第二场效应管的漏极和第三场效应管的漏极共接于所述容性负载；
[0041]所述第十三电阻的第二端接地。
[0042]可选地，所述电路还包括电池电流检测模块；
[0043]所述电池电流检测模块包括第二电容、第十四电阻、霍尔传感器；
[0044]所述霍尔传感器的正极端连接电池正极，负极端连接所述第一开关模块的输入端和所述第二开关模块的输入端；
[0045]所述霍尔传感器的输出端与所述第十四电阻的第一端连接；
[0046]所述第十四电阻的第二端和所述第二电容的第一端之间的共接点与所述主控制器的电流采集端连接；
[0047]所述第二电容的第二端接地。
[0048]可选地，所述电路还包括电池电压检测模块；
[0049]所述电池电压检测模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；
[0050]所述第一分压电阻的第一端与所述霍尔传感器的负极端连接；
[0051]所述第一分压电阻的第二端和所述第二分压电阻的第一端之间的共接点与所述主控制器的电压采集端连接；
[0052]所述第二分压电阻的第二端接地。
[0053]可选地，所述电路还包括硬件过流保护模块；
[0054]所述硬件过流保护模块包括比较器、第十五电阻、第十六电阻、第三电容；
[0055]所述比较器的反相输入端与所述电池电流检测模块的输出端连接；
[0056本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，其特征在于，包括：主控制器、第一开关模块、限流模块、延时模块、第二开关模块；所述第一开关模块的控制端、所述延时模块的输入端共接于所述主控制器的输出端；所述第一开关模块和第二开关模块以并联的方式串接在电池正极和容性负载之间；所述第一开关模块的输出端通过所述限流模块与所述容性负载连接，所述第一开关模块的信号传输端与所述第二开关模块的第二受控端连接；所述第二开关模块的第一受控端与所述延时模块的输出端连接；其中，所述主控制器用于生成并输出开关控制信号；当所述开关控制信号为第一信号时，所述第一开关模块用于根据所述第一信号接通所述电池正极和容性负载之间的电流回路，所述限流模块用于降低所述电流回路的电流值；所述延时模块用于将所述第一信号延时预设时长后发送至所述第二开关模块；所述第二开关模块用于根据所述第一信号接通所述电池正极和容性负载之间的电流回路，以对所述第一开关模块所在的电流回路进行短路；当所述开关控制信号为第二信号时，所述第一开关模块还用于根据所述第二信号断开所述电池正极和容性负载之间的电流回路；所述第二开关模块还用于通过第二受控端接收所述第二信号，根据所述第二信号断开所述电池正极和容性负载之间的电流回路。2.如权利要求1所述的巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，其特征在于，所述第一开关模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一场效应管；所述第一电阻的第一端与主控制器的输出端连接，第二端与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端共接于所述第一三极管的基极；所述第三电阻的第二端与所述第一三极管的发射极共接于地；所述第一三极管的集电极与所述第六电阻的第一端之间的共接点与所述第四电阻的第二端和第五电阻的第一端之间的共接点连接；所述第六电阻的第二端与所述第一场效应管的栅极连接；所述第一场效应管的源极与所述第四电阻的第一端共接于电池正极；所述第一场效应管的漏极作为所述第一开关模块的输出端；所述第五电阻的第二端接地。3.如权利要求1所述的巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，其特征在于，所述限流模块包括一限流电阻；所述限流电阻串接在所述第一开关模块的输出端和容性负载之间。4.如权利要求2所述的巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，其特征在于，所述延时模块包括施密特触发器、第七电阻、第一电容；所述第七电阻的第一端与主控制器的输出端连接；所述第七电阻的第二端与所述第一电容的第一端共接于所述施密特触发器的输入端连接；所述第一电容的第二端接地；
所述施密特触发器的输出端与所述第二开关模块的第一受控端连接。5.如权利要求2至4任一项所述的巡逻机器人的大电流动力系统上电控制电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第八电阻、肖特基二极管、第九电阻、第十电阻、第二三极管、第十一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹炜，柏林，刘彪，舒海燕，袁添厦，沈创芸，祝涛剑，王恒华，方映峰，
申请(专利权)人：江苏高新兴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：