CN110994778A - 一种应急风扇控制电路、电路板及其应急风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应急风扇控制电路、电路板及其应急风扇，包括整流电路、过充保护电路、电池模组、自动切换电路、过放保护电路、升压电路和直流马达，将市电供电和电池供电融合在电路中，采用自动切换电路实现市电供电和电池供电的无缝切换，当市电供电断开时，电池供电自动接上，本申请在市电供电时为电池模组充电，并采用过充保护电路防止电池过充受损，而在电池模组放电时，采用过放保护电路断开供电通路，防止电池过放受损，因此本申请在同一电路中实现多个应急风扇的特殊功能，另外，为了适配不同驱动电压的直流马达，采用升压电路调整直流马达的供电电压，提高本申请电路的适用范围。

Description

一种应急风扇控制电路、电路板及其应急风扇
技术领域
本发明涉及一种风扇控制电路，特别涉及一种应急风扇控制电路、电路板及其应急风扇。
背景技术
随着社会的不断发展，人们对风扇产品的功能要求也日益增多，应急风扇的使用条件也已经不限于停电的情况，人们为了使用方便，风扇增加了AC和DC切换功能以应对风扇不外接市电的情况，另外，考虑到产品马达的通用性及系列化，有时候需要用较低电压的电池驱动较高电压的马达，如何将这些功能融和到风扇电路当中，这就对设计提出一个重大的挑战。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种应急风扇控制电路、电路板及其应急风扇，能具有市电供电和电池供电自动切换功能、过充过放保护及升压驱动功能。
根据本发明实施例的第一方面提供一种应急风扇控制电路，包括
整流电路，所述整流电路的输入端连接交流市电；
过充保护电路，所述过充保护电路的输入端连接所述整流电路的正极；
电池模组，所述电池模组与所述过充保护电路并联；
自动切换电路，所述自动切换电路包括第三二极管和第五二极管，所述整流电路的正极连接所述第三二极管的阳极，所述电池模组的正极连接所述第五二极管的阳极，所述第三二极管的阴极和第五二极管的阴极均连接到所述自动切换电路的输出端；
过放保护电路，所述过放保护电路的正极输入端连接所述自动切换电路的输出端；
升压电路，所述升压电路的正极输入端连接所述过放保护电路的正极输出端；
直流马达，所述直流马达的正极连接所述升压电路的正极输出端。
上述应急风扇控制电路至少具有以下有益效果：将市电供电和电池供电融合在电路中，采用自动切换电路实现市电供电和电池供电的无缝切换，当市电供电断开时，电池供电自动接上，本申请在市电供电时为电池模组充电，并采用过充保护电路防止电池过充受损，而在电池模组放电时，采用过放保护电路断开供电通路，防止电池过放受损，因此本申请在同一电路中实现多个应急风扇的特殊功能，另外，为了适配不同驱动电压的直流马达，采用升压电路调整直流马达的供电电压，提高本申请电路的适用范围。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，所述整流电路包括上半周期支路、下半周期支路和滤波支路，所述上半周期支路、所述下半周期支路和滤波支路并联连接，所述上半周期支路包括顺向串联的第十二极管和第十三二极管，所述下半周期支路包括顺向串联的第九二极管和第十四二极管，所述交流市电的一端连接所述第十二极管的阳极，另一端连接所述第九二极管的阳极。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，还包括用于显示所述整流电路工作状态的第一LED灯，所述第一LED灯与所述滤波支路并联。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，所述过充保护电路包括分压支路、第四三极管、第十一二极管和第三稳压管，所述第四三极管的基极分别连接所述整流电路的正极、第十一二极管的阳极和所述电池模组的正极，所述第四三极管的集电极经所述分压支路连接所述整流电路的正极，所述第四三极管的发射极连接所述电池模组的正极和第五二极管的阳极，所述第十一二极管的阴极连接第三稳压管的阴极，所述第三稳压管的阳极连接所述电池模组的负极。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，所述分压支路包括第六电阻、第七电阻、第十电阻和第十一电阻，所述第六电阻和所述第十电阻并联所构成的电路跟所述第七电阻和所述第十一电阻并联所构成的电路串联。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，所述过放保护电路包括第一三极管、第二三极管、第五三极管、第六三极管、第一稳压管、第二二极管和第七二极管，所述第六三极管的集电极连接所述自动切换电路的输出端，所述第六三极管的基极连接所述整流电路的正极和所述第一稳压管的阳极，所述第二三极管的集电极连接所述自动切换电路的输出端，所述第二三极管的基极连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述自动切换电路的输出端和所述第六三极管的集电极，所述第二三极管的发射极连接所述第七二极管的阳极和第五三极管的基极，所述第七二极管的阴极连接所述第一稳压管的阴极，所述第一三极管为MOS管，所述第一三极管的源极连接所述整流电路的正极，所述第一三极管的栅极连接所述第五三极管的集电极，所述第一三极管的漏极连接所述升压电路的正极输入端。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，所述升压电路包括升压芯片、第三三极管和第一二极管，所述第三三极管为MOS管，所述升压芯片的输入引脚连接所述第二三极管的发射极，所述升压芯片的控制引脚连接所述第三三极管的栅极，所述第三三极管的源极连接所述自动切换电路的输出端，所述第三三极管的漏极接地，所述第一二极管，所述自动切换电路的输出端和第三三极管的源极均连接到所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述直流马达，所述升压芯片的输出引脚连接所述第一二极管的阴极。
根据本发明实施例第一方面所述的一种应急风扇控制电路，还包括档位切换电路，所述档位切换电路包括第一支路、第二支路和切换开关，所述切换开关连接所述自动切换电路的输出端，所述第一支路连接到所述直流马达的正极，所述第二支路包括第四二极管、第六二极管和第八二极管，所述第四二极管、所述第六二极管和所述第八二极管顺向串联，所述第八二极管的阴极连接所述直流马达的正极。
根据本发明实施例的第二方面提供一种电路板，包括如上任一所述的一种应急风扇控制电路。
根据本发明实施例的第三方面提供一种电路板，包括如上所述的一种电路板。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明实施例的整流电路、自动切换电路和过充保护电路的电路图；
图2为本发明实施例的过放保护电路和升压电路的电路图；
图3为本发明实施例的档位切换电路的电路图；
图4为本发明实施例的电路模块连接图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明实施例中，涉及到上部、下部等方位的描述以附图中的参考坐标为准，其他俯视图、立体图等均参照该坐标系。
参照图1至4，本发明实施例的第一方面涉及一种应急风扇控制电路，包括
整流电路，整流电路的输入端连接交流市电；
过充保护电路，过充保护电路的输入端连接整流电路的正极；
电池模组BAT，电池模组BAT与过充保护电路并联；
自动切换电路，自动切换电路包括第三二极管D3和第五二极管D5，整流电路的正极连接第三二极管D3的阳极，电池模组BAT的正极连接第五二极管D5的阳极，第三二极管D3的阴极和第五二极管D5的阴极均连接到自动切换电路的输出端；
过放保护电路，过放保护电路的正极输入端连接自动切换电路的输出端；
升压电路，升压电路的正极输入端连接过放保护电路的正极输出端；
直流马达100，直流马达100的正极连接升压电路的正极输出端。
自动切换电路还包括作为应急风扇总开关的电源开关SW1，电源开关SW1能够接通自动切换电路的输入端和输出端。自动切换电路的功能在于，在电源开关SW1接通的情况下，当有交流市电供电时，第三二极管D3的阳极电压高于电池模组BAT的电压，此时产品供电回路经第三二极管D3供电，当没有交流市电供电时，第五二极管D5的电压较高，此时产品供电回路经第五二极管D5供电。
其中，整流电路包括变压器T1、上半周期支路、下半周期支路和滤波支路，变压器T1的输入端连接交流市电，上半周期支路、下半周期支路和滤波支路并联连接，上半周期支路包括顺向串联的第十二极管D10和第十三二极管D13，下半周期支路包括顺向串联的第九二极管D9和第十四二极管D14，变压器T1的输出端的一端连接第十二极管D10的阳极，另一端连接第九二极管D9的阳极。
由于第十二极管D10、第十三二极管D13、第九二极管D9和第十四二极管D14均朝向同一方向，交流市电的正向电压周期内，上半周期支路输出电压，下半周期支路没有电压输出，交流市电的负向电压周期内，上半周期支路没有电压输出，下半周期支路输出电压，从而使本申请的电路能够无缝输出直流电压。
优选地，还包括用于显示整流电路工作状态的第一LED灯L1，第一LED灯L1与滤波支路并联。当整流电路正常工作时，第一LED灯L1正常亮起，表示市电供电正常。
其中，过充保护电路包括分压支路、第四三极管Q4、第十一二极管D11和第三稳压管Z3，第四三极管Q4的基极分别连接整流电路的正极、第十一二极管D11的阳极和电池模组BAT的正极，第四三极管Q4的集电极经分压支路连接整流电路的正极，第四三极管Q4的发射极连接电池模组BAT的正极和第五二极管D5的阳极，第十一二极管D11的阴极连接第三稳压管Z3的阴极，第三稳压管Z3的阳极连接电池模组BAT的负极。
若电池模组BAT电压低于阈值，第三稳压管Z3截止，第四三极管Q4导通，整流电路的输出端经过分压支路和第四三极管Q4为电池模组BAT充电，随着充电持续进行，电池模组BAT电压逐渐升高，若电池模组BAT电压高于阈值，表示电池已经充满电，其电压超过第三稳压管Z3，此时第三稳压管Z3导通，第四三极管Q4的基极相当于接地，从而导致第四三极管Q4截止，充电回路断开，对电池模组BAT的充电结束，从而实现了过充保护功能。
优选地，分压支路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第十电阻R10和第十一电阻R11，第六电阻R6和第十电阻R10并联所构成的电路跟第七电阻R7和第十一电阻R11并联所构成的电路串联。本实施例中分压支路中的四个电阻阻值相同，电路设计人员根据整流电路的工作电压可以自行调整电阻阻值，从而调整第四三极管Q4的导通和截止电压。
其中，过放保护电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第一稳压管Z1、第二二极管D2和第七二极管D7，第六三极管Q6的集电极连接自动切换电路的输出端，第六三极管Q6的基极连接整流电路的正极和第一稳压管Z1的阳极，第二三极管Q2的集电极连接自动切换电路的输出端，第二三极管Q2的基极连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接自动切换电路的输出端和第六三极管Q6的集电极，第二三极管Q2的发射极连接第七二极管D7的阳极和第五三极管Q5的基极，第七二极管D7的阴极连接第一稳压管Z1的阴极，第一三极管Q1为MOS管，第一三极管Q1的源极连接整流电路的正极，第一三极管Q1的栅极连接第五三极管Q5的集电极，第一三极管Q1的漏极连接升压电路的正极输入端。
当电池模组BAT的电压不足时，第一稳压管Z1的反向击穿电压不足，导致第一稳压管Z1所在的支路相当于断开状态，此时第六三极管Q6处于截止状态(此时为电池供电，第六三极管Q6的基极上没有整流电路输出的电压)，第六三极管Q6的集电极所在的支路没有电流通过，由此导致第二三极管Q2也处于截止状态，同时第五三极管Q5的基极也因为没有基极偏置电压而截止，进而导致第一三极管Q1也截止，此时相当于断开了自动切换电路的输出端，电源输出回路被完全切断，电池模组BAT不再输出，实现了过放保护功能；当有交流市电接入时，整流电路的正极输出于第六三极管Q6的基极，提供偏置电压，此时第六三极管Q6、第二三极管Q2、第五三极管Q5和第一三极管Q1导通，从而接通电源输出回路。
还包括用于显示电池模组BAT工作状态的第二LED灯L2，第二LED灯L2连接到第二三极管Q2的发射极，根据上述过放保护的工作原理，当电池模组BAT电压不足的时候，第二三极管Q2截止后会导致第二LED灯L2所在的回路没有电流通过，此时第二LED灯L2灭，用户可知触发过放保护功能，产品此时需要插电使用。
其中，升压电路包括升压芯片U1、第三三极管Q3和第一二极管D1，第三三极管Q3为MOS管，升压芯片U1的输入引脚连接第二三极管Q2的发射极，升压芯片U1的控制引脚连接第三三极管Q3的栅极，第三三极管Q3的源极连接自动切换电路的输出端，第三三极管Q3的漏极接地，第一二极管D1，自动切换电路的输出端和第三三极管Q3的源极均连接到第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接直流马达100，升压芯片U1的输出引脚连接第一二极管D1的阴极。
升压芯片U1编入固定的电压转换功能，基于第二三极管Q2的发射极的电压情况，可以控制升压芯片U1的控制引脚的输出电压，控制第三三极管Q3所在支路是处于断开状态还是短路状态，若处于断开状态，升压芯片U1的输出引脚可以与自动切换电路共同输出，若处于短路状态，升压芯片U1的输出引脚则作为当前的输出。
还包括档位切换电路，档位切换电路包括第一支路、第二支路和切换开关SW2，切换开关SW2连接自动切换电路的输出端，第一支路连接到直流马达100的正极，第二支路包括第四二极管D4、第六二极管D6和第八二极管D8，第四二极管D4、第六二极管D6和第八二极管D8顺向串联，第八二极管D8的阴极连接直流马达100的正极。本申请中，第四二极管D4、第六二极管D6和第八二极管D8作为分压二极管存在，因此第二支路对应低档位，第一支路对应高档位。
本发明实施例的第二方面涉及一种电路板，包括如上任一的一种应急风扇控制电路。
本发明实施例的第三方面涉及一种应急风扇控制电路，包括如上的一种电路板。
本申请将市电供电和电池供电融合在电路中，采用自动切换电路实现市电供电和电池供电的无缝切换，当市电供电断开时，电池供电自动接上，本申请在市电供电时为电池模组BAT充电，并采用过充保护电路防止电池过充受损，而在电池模组BAT放电时，采用过放保护电路断开供电通路，防止电池过放受损，因此本申请在同一电路中实现多个应急风扇的特殊功能，另外，为了适配不同驱动电压的直流马达100，采用升压电路调整直流马达100的供电电压，提高本申请电路的适用范围。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种应急风扇控制电路，其特征在于：包括
整流电路，所述整流电路的输入端连接交流市电；
过充保护电路，所述过充保护电路的输入端连接所述整流电路的正极；
电池模组(BAT)，所述电池模组(BAT)与所述过充保护电路并联；
自动切换电路，所述自动切换电路包括第三二极管(D3)和第五二极管(D5)，所述整流电路的正极连接所述第三二极管(D3)的阳极，所述电池模组(BAT)的正极连接所述第五二极管(D5)的阳极，所述第三二极管(D3)的阴极和第五二极管(D5)的阴极均连接到所述自动切换电路的输出端；
过放保护电路，所述过放保护电路的正极输入端连接所述自动切换电路的输出端；
升压电路，所述升压电路的正极输入端连接所述过放保护电路的正极输出端；
直流马达(100)，所述直流马达(100)的正极连接所述升压电路的正极输出端。
2.根据权利要求1所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：所述整流电路包括上半周期支路、下半周期支路和滤波支路，所述上半周期支路、所述下半周期支路和滤波支路并联连接，所述上半周期支路包括顺向串联的第十二极管(D10)和第十三二极管(D13)，所述下半周期支路包括顺向串联的第九二极管(D9)和第十四二极管(D14)，所述交流市电的一端连接所述第十二极管(D10)的阳极，另一端连接所述第九二极管(D9)的阳极。
3.根据权利要求2所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：还包括用于显示所述整流电路工作状态的第一LED灯(L1)，所述第一LED灯(L1)与所述滤波支路并联。
4.根据权利要求1所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：所述过充保护电路包括分压支路、第四三极管(Q4)、第十一二极管(D11)和第三稳压管(Z3)，所述第四三极管(Q4)的基极分别连接所述整流电路的正极、第十一二极管(D11)的阳极和所述电池模组(BAT)的正极，所述第四三极管(Q4)的集电极经所述分压支路连接所述整流电路的正极，所述第四三极管(Q4)的发射极连接所述电池模组(BAT)的正极和第五二极管(D5)的阳极，所述第十一二极管(D11)的阴极连接第三稳压管(Z3)的阴极，所述第三稳压管(Z3)的阳极连接所述电池模组(BAT)的负极。
5.根据权利要求4所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：所述分压支路包括第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第十电阻(R10)和第十一电阻(R11)，所述第六电阻(R6)和所述第十电阻(R10)并联所构成的电路跟所述第七电阻(R7)和所述第十一电阻(R11)并联所构成的电路串联。
6.根据权利要求1所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：所述过放保护电路包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)、第一稳压管(Z1)、第二二极管(D2)和第七二极管(D7)，所述第六三极管(Q6)的集电极连接所述自动切换电路的输出端，所述第六三极管(Q6)的基极连接所述整流电路的正极和所述第一稳压管(Z1)的阳极，所述第二三极管(Q2)的集电极连接所述自动切换电路的输出端，所述第二三极管(Q2)的基极连接所述第二二极管(D2)的阳极，所述第二二极管(D2)的阴极连接所述自动切换电路的输出端和所述第六三极管(Q6)的集电极，所述第二三极管(Q2)的发射极连接所述第七二极管(D7)的阳极和第五三极管(Q5)的基极，所述第七二极管(D7)的阴极连接所述第一稳压管(Z1)的阴极，所述第一三极管(Q1)为MOS管，所述第一三极管(Q1)的源极连接所述整流电路的正极，所述第一三极管(Q1)的栅极连接所述第五三极管(Q5)的集电极，所述第一三极管(Q1)的漏极连接所述升压电路的正极输入端。
7.根据权利要求6所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：所述升压电路包括升压芯片(U1)、第三三极管(Q3)和第一二极管(D1)，所述第三三极管(Q3)为MOS管，所述升压芯片(U1)的输入引脚连接所述第二三极管(Q2)的发射极，所述升压芯片(U1)的控制引脚连接所述第三三极管(Q3)的栅极，所述第三三极管(Q3)的源极连接所述自动切换电路的输出端，所述第三三极管(Q3)的漏极接地，所述第一二极管(D1)，所述自动切换电路的输出端和第三三极管(Q3)的源极均连接到所述第一二极管(D1)的阳极，所述第一二极管(D1)的阴极连接所述直流马达(100)，所述升压芯片(U1)的输出引脚连接所述第一二极管(D1)的阴极。
8.根据权利要求1所述的一种应急风扇控制电路，其特征在于：还包括档位切换电路，所述档位切换电路包括第一支路、第二支路和切换开关(SW2)，所述切换开关(SW2)连接所述自动切换电路的输出端，所述第一支路连接到所述直流马达(100)的正极，所述第二支路包括第四二极管(D4)、第六二极管(D6)和第八二极管(D8)，所述第四二极管(D4)、所述第六二极管(D6)和所述第八二极管(D8)顺向串联，所述第八二极管(D8)的阴极连接所述直流马达(100)的正极。
9.一种电路板，其特征在于：包括如权利要求1至8任一所述的一种应急风扇控制电路。
10.一种应急风扇，其特征在于：包括如权利要求9所述的一种电路板。
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