CN108848612B - 一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，该结构包括电路板主体，所述电路板主体中部开设有用于与控制设备相连的通孔；所述电路板主体上以所述通孔为间隔设置有彼此分离的第一功能模块安装部以及第二功能模块安装部。本申请提供的综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，无需控制器，减少采购成本，而且产品设计上减少电机占用空间。可以降低电路制造成本，进而使整机成本降低。对洗地机的故障诊断更快更准确，更换电路部分也更加便捷。整合锂电池管理系统，不用未了设计空间牺牲安全，电池包部分不用绑定电路板，散热更好，生产难度降低，成本也是进一步降低。

Description

一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，特别是涉及一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构。

背景技术

商业清洁器材领域目前趋势利用高效环保的锂电池代替铅蓄电池，以及使用无刷电机。智能化通讯。 锂电池需要电池管理系统， 无刷电机需要驱动， 智能通讯也需要一套硬件支持， 通常来讲，各个硬件软件都是由各个供应商设计并提供的，商业清洁机的制造商只需要设计电路把各个组件联合起来工作即可。

上述方式存在以下缺点：

1.各个供应商都有一套硬件，导致采购成本上升。如果对应供应商也是外购，成本更高

2. 如此多的硬件软件堆积， 会导致各个部件协同工作不好，以及兼容性问题，效率，商业清洁机器制造商需要扩展功能也比较受限，但是定制需要时间和成本的考量。

3. 由于每个部件都需要硬件控制配合， 而供应商通用的控制件不会考虑对方的设计要求，导致占用空间，连接，散热均不是特别理想，这在设计商业紧凑型清洁机时，严重影响外观和重量达不到小型化的要求。

发明内容

本发明提供了一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构。

本发明提供了如下方案：

一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，包括：

电路板主体，所述电路板主体中部开设有用于与控制设备相连的通孔；所述电路板主体上以所述通孔为间隔设置有彼此分离的第一功能模块安装部以及第二功能模块安装部；

所述第一功能模块安装部上设置有第一电源输入接口、第一锂电池管理模块、主控模块、第一无刷电机控制模块以及触摸屏接口；所述第二功能模块安装部上设置有第二电源输入接口、第二锂电池管理模块、第二无刷电机控制模块；

其中，所述第一锂电池管理模块以及所述第二锂电池管理模块用于分别管理两个独立的电池包；所述第一锂电池管理模块、主控模块、第一无刷电机控制模块、第二锂电池管理模块、第二无刷电机控制模块各自包含的功能元器件均设置于所述电路板主体正面，各自包含的功率元器件均设置于所述电路板主体的背面。

优选的：所述第一功能模块安装部上还设置有软件写入接口、蜂鸣器、充电管理模块、水位探测器、主板散热器以及照明模块。

优选的：所述第二功能模块安装部上还设置有真空泵控制模块、水泵控制模块以及主动散热模块。

优选的：所述主控模块包括主控IC单元以及MCU软件控制单元。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，在一种实现方式下，该结构可以包括电路板主体，所述电路板主体中部开设有用于与控制设备相连的通孔；所述电路板主体上以所述通孔为间隔设置有彼此分离的第一功能模块安装部以及第二功能模块安装部；所述第一功能模块安装部上设置有第一电源输入接口、第一锂电池管理模块、主控模块、第一无刷电机控制模块以及触摸屏接口；所述第二功能模块安装部上设置有第二电源输入接口、第二锂电池管理模块、第二无刷电机控制模块；其中，所述第一锂电池管理模块以及所述第二锂电池管理模块用于分别管理两个独立的电池包；所述第一锂电池管理模块、主控模块、第一无刷电机控制模块、第二锂电池管理模块、第二无刷电机控制模块各自包含的功能元器件均设置于所述电路板主体正面，各自包含的功率元器件均设置于所述电路板主体的背面。本申请提供的综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，无需控制器，减少采购成本，而且产品设计上减少电机占用空间。可以降低电路制造成本，进而使整机成本降低。对洗地机的故障诊断更快更准确，更换电路部分也更加便捷。整合锂电池管理系统，不用未了设计空间牺牲安全，电池包部分不用绑定电路板，散热更好，生产难度降低，成本也是进一步降低。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构的结构示意图。

图中：电路板主体1、第一功能模块安装部101、第二功能模块安装部102、第一电源输入接口2、第一锂电池管理模块3、主控IC单元401、MCU软件控制单元402、第一无刷电机控制模块5、触摸屏接口6、第二电源输入接口7、第二锂电池管理模块8、第二无刷电机控制模块9、软件写入接口10、蜂鸣器11、充电管理模块12、水位探测器13、主板散热器14、照明模块15、真空泵控制模块16、水泵控制模块17、主动散热模块18。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1，为本发明实施例提供的一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，如图1所示，该结构包括电路板主体1，所述电路板主体1中部开设有用于与控制设备相连的通孔；所述电路板主体1上以所述通孔为间隔设置有彼此分离的第一功能模块安装部101以及第二功能模块安装部102；

所述第一功能模块安装部101上设置有第一电源输入接口2、第一锂电池管理模块3、主控模块、第一无刷电机控制模块5以及触摸屏接口6；所述第二功能模块安装部102上设置有第二电源输入接口7、第二锂电池管理模块8、第二无刷电机控制模块9；

其中，所述第一锂电池管理模块3以及所述第二锂电池管理模块8用于分别管理两个独立的电池包；所述第一锂电池管理模块3、主控模块、第一无刷电机控制模块5、第二锂电池管理模块8、第二无刷电机控制模块9各自包含的功能元器件均设置于所述电路板主体1正面，各自包含的功率元器件均设置于所述电路板主体1的背面。

进一步的，所述第一功能模块安装部101上还设置有软件写入接口10、蜂鸣器11、充电管理模块12、水位探测器13、主板散热器14以及照明模块15。所述第二功能模块安装部102上还设置有真空泵控制模块16、水泵控制模块17以及主动散热模块18。所述主控模块包括主控IC单元401以及MCU软件控制单元402。

可以想到的是，该电路板主体上设置的所有模块各自包含的功能元器件均设置于所述电路板主体1正面，各自包含的功率元器件均设置于所述电路板主体1的背面。这样可以有效的提高电路板的使用率。

本申请提供的结构，用一块电路板集成控制通用商业清洁机需要的部件， 锂电池、无刷电机、真空泵、水泵、照明、风扇、水位监测以及触摸屏，所有这些部件只需要从供应商购买部件本身，控制部分由本方案的集成电路板和软件控制，不同的供应商可以使用软件匹配。大大降低设计难度和时间，节省了机器内部空间，整机的成本也可以良好控制，也便于维修诊断。

可以想到的是，把如此多的功能集中在一块17X17CM的电路板上，需要考虑合理布线、元器件以及机器安装、散热、干扰等问题，本申请提供的电路板结构通过合理的布置各个模块的位置，将容易产生电磁干扰等问题的模块彼此分离设置。元器件的选择要经过很多次的测试求的长期稳定性，该结构中的电路设计可以移植，精简，到使用锂电所有清洁器材 吸尘器，小型，大型洗地洗干机，只需软件稍作调整。节省的开发的空间，时间， 机器的设计也减少， 因为没有那么多分离元器件要连接。

该电路板结构具有通用价值，写入的软件通过触摸屏可以调整参数， 实时监控各个部件的工作状态。应对以后逐步使用无刷电机，内置的控制器和软件可以配合众多牌号的无刷电机，通常来讲业内使用无刷电机都要配合原厂的控制器工作，但是原厂的控制器一般不会考虑空间问题，因此小型机会导致安装设计问题，以及散热，成本也会高。该电路内置控制器软件可以调试，匹配双电机的速度，而且触摸屏实现变速操作。

同时配合工作还有真空泵、水泵均可以利用软件以及主控IC实现功率可调，适应不同的应用环境，比如安静模式，高速除水模式等。真空泵启动工作也会有电磁干扰，因此该电路集成一块板，长期的测试调配元件组合目前可以稳定排除电磁干扰，让各个部件单独或是配合工作。不需要对供货商提出特别的设计要求，减少整机开发难度。

该电路板结构还设置了各种监控装置，保证机器的安全运行，比如锂电池的管理，充放电安全，保障寿命，以及在锂电池出现高温异常切段电源避免起火。电路板温度、水位监测、照明、各部件的工作电压电流，可以在触摸屏实时监控，当出现可能损害机器的情况会报警并切断机器运行。以及为以后的智能化做好准备。

该电路板结构采用双面贴片设计，几乎把可用面积使用到了极限，把所有功率元器件安排在了背面，这样安装时可以利用机器本身的金属外壳散热，正面所有的插接线安排在四周，方便维修和更换。而且该电路设计可以通过拆分模块，应用在其他商业无线清洁器材上，比如电池可改为更换式。

总之，本申请提供的综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，无需控制器，减少采购成本，而且产品设计上减少电机占用空间。可以降低电路制造成本，进而使整机成本降低。对洗地机的故障诊断更快更准确，更换电路部分也更加便捷。整合锂电池管理系统，不用未了设计空间牺牲安全，电池包部分不用绑定电路板，散热更好，生产难度降低，成本也是进一步降低。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，其特征在于，包括：

电路板主体，所述电路板主体中部开设有用于与控制设备相连的通孔；所述电路板主体上以所述通孔为间隔设置有彼此分离的第一功能模块安装部以及第二功能模块安装部；

所述第一功能模块安装部上设置有第一电源输入接口、第一锂电池管理模块、主控模块、第一无刷电机控制模块以及触摸屏接口、软件写入接口、蜂鸣器、充电管理模块、水位探测器、主板散热器以及照明模块；所述第二功能模块安装部上设置有第二电源输入接口、第二锂电池管理模块、第二无刷电机控制模块、真空泵控制模块、水泵控制模块以及主动散热模块；

其中，所述第一锂电池管理模块以及所述第二锂电池管理模块用于分别管理两个独立的电池包；所述第一锂电池管理模块、主控模块、第一无刷电机控制模块、第二锂电池管理模块、第二无刷电机控制模块各自包含的功能元器件均设置于所述电路板主体正面，各自包含的功率元器件均设置于所述电路板主体的背面。

2.根据权利要求1所述的综合管理锂电池、无刷电机、触摸屏的电路板结构，其特征在于，所述主控模块包括主控IC单元以及MCU软件控制单元。