CN207835146U - 一种带备用电池供电的水泵 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种带备用电池供电的水泵，包括开关电源、马达驱动器、由马达驱动的水泵、蓄电池和电源管理模块，开关电源的输出端连接电源管理模块的输入端，电源管理模块的输出端连接蓄电池和马达驱动器，在市电正常供电情况下，开关电源将交流市电转成直流电Vcc1，电源管理模块控制开关电源输出的直流电Vcc1给马达驱动器直接供电，马达驱动器控制马达驱动水泵运转，同时当蓄电池的储电量不足时，电源管理模块控制开关电源输出的直流电Vcc1对蓄电池进行充电；当市电断电情况下，蓄电池通过电源管理模块转换输出直流电Vcc2给马达驱动器，马达驱动器控制马达驱动水泵运转。它可靠性好，供电稳定，避免停电带来的损失，实用方便。

Description

一种带备用电池供电的水泵
技术领域
本实用新型涉及一种带备用电池供电的水泵。
背景技术
目前家庭水族器材中使用的水泵，一般不带自供电备用电源，直接连接在电网的市电交流输入，当遇到停电时未能及时处理，容易导致养殖的鱼类缺氧死亡。一些使用外部的备用电源，但供电电压不匹配或者备用电源的供电时间短，还会存在以上的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带备用电池供电的水泵，解决目前水泵在市电断电情况下，不能运转或者运转不长的技术问题。
本实用新型的另一个目的在于提供一种带备用电池供电的水泵，解决目前同一水泵在销售的不能灵活选择带备用电源，还是选择不带备用电源的技术问题。
上述目的是通过如下技术方案来实现的：
一种带备用电池供电的水泵，包括开关电源、马达驱动器和由马达驱动的水泵,其特征在于：它还包括蓄电池和电源管理模块，其中市电交流输入连接开关电源的输入端，开关电源的输出端连接电源管理模块的输入端，电源管理模块的输出端连接蓄电池和马达驱动器，其中：在市电正常供电情况下，开关电源将交流市电转成直流电Vcc1，开关电源输出的直流电Vcc1通过电源管理模块给马达驱动器直接供电，，马达驱动器控制马达驱动水泵运转，同时当蓄电池的储电量不足时，电源管理模块控制开关电源输出的直流电Vcc1对蓄电池进行充电；当市电断电情况下，蓄电池通过电源管理模块转换输出直流电Vcc2给马达驱动器，马达驱动器控制马达驱动水泵运转。
上述所述的蓄电池和电源管理模块安装在一个电池盒里面形成独立的电池模块单元，所述的电池模块单元与开关电源和马达驱动器空间上相互独立隔离且通过电线来连接。
上述所述在正常供电情况下，电源管理模块检测到蓄电池的储电量充足时，电源管理模块切断开关电源与蓄电池的充电回路。
上述所述的电源管理模块包括电池管理电路和二极管D1、D2，电池管理电路检测开关电源输出的直流电Vcc1是否正常并控制直流电Vcc1对蓄电池进行充电。
上述所述的马达驱动器包括电源电压检测电路、微处理器和逆变电路，电源电压检测电路检测输入电源的电压是直流电Vcc2还是直流电Vcc1并将信号送到微处理器，直流电Vcc1大于直流电Vcc2。
上述所述的微处理器监测到是直流电Vcc1供电时，控制按正常转速和正常电流去驱动马达运转；当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，控制最高转速不能超过正常转速，控制最大电流不超过正常电流的低速模式驱动马达运转。
上述所述的在低速模式驱动马达运转时，控制最高转速不能超过正常转速80％，控制最大电流不超过正常电流的80％。
上述所述的上述的低速模式分为多个转速档位，最低档转速时最小的电流不小于正常电流的10％，当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，微处理器控制分时段、分档位在低速模式控制马达运转。
上述所述的蓄电池是可充电的锂电池。
上述所述的微处理器是单片机MCU，马达是直流无刷电机。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
(1)本实用新型的水泵带蓄电池和电源管理模块，在市电正常供电情况下，开关电源将交流市电转成直流电Vcc1给马达驱动器直接供电；当市电断电情况下，蓄电池通过电源管理模块转换输出直流电Vcc2给马达驱动器，马达驱动器控制马达驱动水泵运转，即使停电，也可以维持水泵的运转，且恢复供电后，蓄电池重新充电，因此，大大提高产品的可靠性和智能化。
(2)上述所述的蓄电池和电源管理模块安装在一个电池盒里面形成独立的电池模块单元，所述的电池模块单元与开关电源和马达驱动器空间上相互独立隔离且通过电线来连接，可以根据消费者的需求来配置，灵活方便。电池模块单元与开关电源和马达驱动器空间上相互独立灵活匹配，即使任何一个有故障，也可以单独采购，不至于整体报废。
(3)马达驱动器包括电源电压检测电路、微处理器、逆变电路，电源电压检测电路检测输入电源的电压是直流电Vcc2还是直流电Vcc1并将信号送到微处理器，直流电Vcc1大于直流电Vcc2，微处理器监测到是直流电Vcc1供电时，控制按正常转速和正常电流去驱动马达运转；当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，控制最高转速不能超过正常转速的80％，控制最大电流不超过正常电流的80％的低速模式驱动马达运转。因此，马达无需在硬件做太多改动，就可以运行两种模式，非常方便；另外在低速模式驱动马达，大大延长蓄电池的供电时间，提高产品的可靠性。
(4)低速模式分为多个转速档位，最低档转速时最小的电流不小于正常电流的10％，微处理器控制分时段、分档位在低速模式控制马达运转,可以进一步延长蓄电池的供电时间，提高产品的可靠性。
(5)本实用新型的马达驱动器通过检测输入电源的电压不同进行运行模式的切换，电路结构简单，成本低。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型的电池模块单元分解图；
图4是本实用新型的电源管理模块的电路方宽图；
图5是本实用新型的马达驱动器的电路方框图。
具体实施方式：
如图1至图5示，一种带备用电池供电的水泵，包括开关电源1、马达驱动器2和由马达驱动的水泵3,另外它还包括蓄电池4和电源管理模块5，其中市电交流输入连接开关电源1的输入端，开关电源1的输出端连接电源管理模块5的输入端，电源管理模块5的输出端连接蓄电池4和马达驱动器2，其中：在市电正常供电情况下，开关电源1将交流市电转成直流电Vcc1，开关电源1输出的直流电Vcc1通过电源管理模块5给马达驱动器2直接供电，，马达驱动器2控制马达驱动水泵3运转，同时当蓄电池4的储电量不足时，电源管理模块5控制开关电源1输出的直流电Vcc1对蓄电池4进行充电；当市电断电情况下，蓄电池4通过电源管理模块5转换输出直流电Vcc2给马达驱动器2，马达驱动器2控制马达驱动水泵3运转。
所述的蓄电池4和电源管理模块5安装在一个电池盒6里面形成独立的电池模块单元100，所述的电池模块单元100与开关电源1和马达驱动器2空间上相互独立隔离且通过电线来连接。
所述的在正常供电情况下，电源管理模块5检测到蓄电池4的储电量充足时，电源管理模块5切断开关电源1与蓄电池4的充电回路。
电源管理模块5包括电池管理电路和二极管D1、D2，电池管理电路检测开关电源1输出的直流电Vcc1是否正常并控制直流电Vcc1对蓄电池4进行充电。由于直流电Vcc1大于直流电Vcc2,在输出端用二极管D1、D2隔离,当市电正常供电情况下,直流电Vcc1约24V通过二极管D1供电,蓄电池没有输出供电给马达驱动器2；当停电,直流电Vcc1约变为0V,由蓄电池输出直流电Vcc2(约22.5VDC)通过二极管D2给马达驱动器2。
马达驱动器2包括电源电压检测电路、微处理器、逆变电路和相电流检测电路(采用无位置传感的形式)，相电流检测电路将电流信号送到微处理器，微处理器输出信号控制逆变电路，逆变电路的输出端连接马达的定子的线圈绕组，电源电压检测电路检测输入电源的电压是直流电Vcc2还是直流电Vcc1并将信号送到微处理器，直流电Vcc1大于直流电Vcc2。微处理器监测到是直流电Vcc1供电时，控制按正常转速和正常电流去驱动马达运转；当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，控制最高转速不能超过正常转速的80％，控制最大电流不超过正常电流的80％的低速模式驱动马达运转。所述的低速模式分为多个转速档位，最低档转速时最小的电流不小于正常电流的10％。当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，微处理器控制分时段、分档位在低速模式控制马达运转。蓄电池4是可充电的锂电池。微处理器是单片机MCU，马达是直流无刷电机。
本实用新型的原理是：在市电正常供电情况下，开关电源1将交流市电转成直流电Vcc1(约24VDC)，开关电源1将交流市电转成直流电Vcc1给马达驱动器2直接供电，马达驱动器2控制马达驱动水泵3运转，同时开关电源1输出的直流电Vcc1还连接到电源管理模块5和蓄电池4，由电源管理模块5控制开关电源1输出的直流电Vcc1对蓄电池4进行充电。另外当市电断电情况下，蓄电池4通过电源管理模块5转换输出直流电Vcc2(约22VDC)给马达驱动器2，马达驱动器2控制马达驱动水泵3运转。电源管理模块5上的DC-DC降压电路是将电压有24VDC转换成22VDC输出到马达驱动器2的电源输入端。马达驱动器2的微处理器里面由2个程序模块，一个是正常转速模式，一个是低速模式，当电源电压检测电路检测输入电源的电压是直流电Vcc2还是直流电Vcc1并将信号送到微处理器，微处理器监测到是直流电Vcc1供电时，控制按正常转速模式以正常转速和正常电流去驱动马达运转；当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，控制最高转速以不能超过正常转速，控制最大电流不超过正常电流的低速模式驱动马达运转。开关电源1的输出端也可以直接插接在马达驱动器2上给马达驱动器2直接供电。
在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。应注意，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种带备用电池供电的水泵，包括开关电源(1)、马达驱动器(2)和由马达驱动的水泵(3),其特征在于：它还包括蓄电池(4)和电源管理模块(5)，其中市电交流输入连接开关电源(1)的输入端，开关电源(1)的输出端连接电源管理模块(5)的输入端，电源管理模块(5)的输出端连接蓄电池(4)和马达驱动器(2)，其中：
在市电正常供电情况下，开关电源(1)将交流市电转成直流电Vcc1，开关电源(1)输出的直流电Vcc1通过电源管理模块(5)给马达驱动器(2)直接供电，马达驱动器(2)控制马达驱动水泵(3)运转，同时当蓄电池(4)的储电量不足时，电源管理模块(5)控制开关电源(1)输出的直流电Vcc1对蓄电池(4)进行充电；
当市电断电情况下，蓄电池(4)通过电源管理模块(5)转换输出直流电Vcc2给马达驱动器(2)，马达驱动器(2)控制马达驱动水泵(3)运转。
2.根据权利要求1所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：所述的蓄电池(4)和电源管理模块(5)安装在一个电池盒(6)里面形成独立的电池模块单元(100)，所述的电池模块单元(100)与开关电源(1)和马达驱动器(2)空间上相互独立隔离且通过电线来连接。
3.根据权利要求2所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：在正常供电情况下，电源管理模块(5)检测到蓄电池(4)的储电量充足时，电源管理模块(5)切断开关电源(1)与蓄电池(4)的充电回路。
4.根据权利要求3所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：电源管理模块(5)包括电池管理电路和二极管D1、D2，电池管理电路检测开关电源(1)输出的直流电Vcc1是否正常并控制直流电Vcc1对蓄电池(4)进行充电。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：马达驱动器(2)包括电源电压检测电路、微处理器和逆变电路，电源电压检测电路检测输入电源的电压是直流电Vcc2还是直流电Vcc1并将信号送到微处理器，直流电Vcc1大于直流电Vcc2。
6.根据权利要求5所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：微处理器监测到是直流电Vcc1供电时，控制按正常转速和正常电流去驱动马达运转；当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，控制最高转速不能超过正常转速，控制最大电流不超过正常电流的低速模式驱动马达运转。
7.根据权利要求6所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：在低速模式驱动马达运转时，控制最高转速不能超过正常转速80％，控制最大电流不超过正常电流的80％。
8.根据权利要求7所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：上述的低速模式分为多个转速档位，最低档转速时最小的电流不小于正常电流的10％，当微处理器监测到是直流电Vcc2供电时，微处理器控制分时段、分档位在低速模式控制马达运转。
9.根据权利要求5所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：蓄电池(4)是可充电的锂电池。
10.根据权利要求5所述的一种带备用电池供电的水泵，其特征在于：微处理器是单片机MCU，马达是直流无刷电机。
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