CN210377195U - 直流稳压装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种直流稳压装置及系统，涉及电动牙刷技术领域，包括相连接的直流倍压电路和线性稳压电路；输入电源电压经直流倍压电路，通过占空比进行增压得到增压电压；增压电压输入线性稳压电路，经线性稳压电路进行稳压得到稳压电压。本实用新型可以有效降低电动牙刷的噪音，以及提高电动牙刷震动的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动牙刷技术领域，尤其是涉及一种直流稳压装置及系统。
背景技术
现有技术中，电动牙刷主要以MCU控制马达驱动，从而控制马达振动。其中马达驱动往往采用电池直接供电，而马达驱动在接收到3.8V电压时噪音和摆幅最稳定，但是，由于电池充放电的缘故，其输出电压不稳定，会在3.2-4.2V之间变化，这就造成了马达噪音偏大和振动摆幅不稳定。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种直流稳压装置及系统，可以有效降低电动牙刷的噪音，以及提高电动牙刷震动的稳定性。
第一方面，本实用新型提供了一种直流稳压装置，其中，包括相连接的直流倍压电路和线性稳压电路；
输入电源电压经所述直流倍压电路，通过占空比进行增压得到增压电压；
所述增压电压输入所述线性稳压电路，经所述线性稳压电路进行稳压得到稳压电压。
进一步的，所述直流倍压电路包括：二极管D1、二极管D10、二极管D11、上拉电阻R10、电容C18、电容C19和MOS控制管Q1；
所述上拉电阻R10的一端、所述二极管D1的正极端和所述二极管D10的正极端输入所述输入电源电压，所述上拉电阻R10的另一端与所述电容C18的一端和所述MOS控制管Q1的漏极D端相连，所述电容C18的另一端分别与所述二极管D1的负极端和所述二极管D11的正极端相连，所述二极管D11的负极端分别与所述二极管D10的负极端和所述电容C19的一端相连并输出所述增压电压，所述电容C19的另一端接地。所述MOS控制管Q1的栅极G端连接所述PWM电路，所述MOS控制管Q1的源极S端接地。
进一步的，所述直流倍压电路在接收到所述PWM电路输出的高电平时，所述MOS控制管Q1导通，所述输入电源电压对所述电容C18充电。
进一步的，所述直流倍压电路在接收到所述PWM电路输出的低电平时，所述MOS控制管Q1截止，所述电容C18通过所述二极管D11对所述电容C19充电；
所述输入电源电压与所述电容C19的端电压进行叠加得到所述增压电压。
进一步的，所述线性稳压电路包括：LDO稳压芯片U7、电容C1和电容C17；
所述LDO稳压芯片U7的第一脚与第二脚均输入所述增压电压，所述LDO稳压芯片U7的第三脚与所述电容C17的一端相连并接地，所述电容C17的另一端输入所述增压电压，所述LDO稳压芯片U7的第四脚与所述电容C1的一端相连并接地，所述LDO稳压芯片U7的第五脚与所述电容C1的另一端相连并输出所述稳压电压。
进一步的，所述线性稳压电路根据所述LDO稳压芯片对所述增压电压进行稳压后得到所述稳压电压。
第二方面，本实用新型提供了一种直流稳压系统，其中，包括第一方面所述的直流稳压装置，还包括与所述直流稳压装置相连的电池单元、控制器单元和马达驱动单元；所述控制器单元还连接有充电单元和显示单元；
所述控制器单元输出预设PWM波形信号；
所述电池单元输出输入电源电压；
所述马达驱动单元接收稳压电压；
所述充电单元对所述电池单元的电池充电；
所述显示单元显示控制信息。
进一步的，所述控制器单元包括MCU控制芯片、电容C2和电容C3；
所述MCU控制芯片的第1脚、第3脚和第25脚均接地，所述MCU控制芯片的第4脚分别与所述电容C2的一端和所述电容C3的一端相连并输入所述输入电源电压，所述电容C2的另一端和所述电容C3的另一端接地，所述MCU控制芯片的第15脚和第16脚与所述马达驱动单元相连，所述MCU控制芯片的第19脚输出所述预设PWM波形信号。
进一步的，所述控制器单元根据所述输入电源电压调节所述预设PWM波形信号的占空比。
进一步的，所述马达驱动单元包括：驱动芯片U1、电阻R7、电阻R19、电阻R20、电容C8、电容R9、电机M3和电机M4；
所述驱动芯片U1的第3脚与所述电阻R19的一端相连，所述电阻R19的另一端与所述控制器单元相连，所述驱动芯片U1的第3脚与所述电阻R20的一端相连，所述电阻R20的另一端与所述控制器单元相连，所述驱动芯片U1的第4脚与所述电容C8的一端相连并输入所述稳压电压，所述电容C8的另一端与所述电阻R7的一端相连并接地，所述驱动芯片U1的第5脚、第6脚和第7脚均分别与所述电阻R7的另一端、所述电容C9的一端和所述电机M4相连，所述驱动芯片U1的第8脚分别与所述电容C9的另一端和所述电机M3的一端相连。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
本实用新型提供了一种直流稳压装置及系统，包括相连接的直流倍压电路和线性稳压电路；其中，输入电源电压经直流倍压电路，通过占空比进行增压得到增压电压；增压电压输入线性稳压电路，经线性稳压电路进行稳压得到稳压电压。在本实施例提供的上述装置中，对输入电源电压首先经直流倍压电路通过占空比的调节进行增压，再由线性稳压电路进行稳压调整，最终得到稳定的稳压电压，与现有技术由于电池充放电的缘故，其输出电压不稳定，会在3.2-4.2V之间变化，造成马达噪音偏大和振动摆幅不稳定相比，本实用新型可以有效降低电动牙刷的噪音，以及提高电动牙刷震动的稳定性。上述技术可以应用于电动牙刷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的直流稳压装置示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的直流倍压电路图；
图3为本实用新型实施例一提供的一种线性稳压电路图；
图4为本实用新型实施例一提供的另一种线性稳压电路图；
图5为本实用新型实施例二提供的直流稳压系统示意图；
图6为本实用新型实施例二提供的控制器单元原理图；
图7为本实用新型实施例二提供的马达驱动单元原理图。
图标：101-直流倍压电路；102-线性稳压电路；501-直流稳压装置；502-电池单元；503-控制器单元；504-马达驱动单元；505-充电单元；506-显示单元。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了改善现有技术中由于电池充放电的缘故，其输出电压不稳定，会在3.2-4.2V之间变化，进而造成马达噪音偏大和振动摆幅不稳定的问题，本实用新型实施例提供了一种直流稳压装置及系统，可以有效降低电动牙刷的噪音，以及提高电动牙刷震动的稳定性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种直流稳压装置进行详细介绍。
实施例一：
参照图1所示的一种直流稳压装置示意图，包括相连接的直流倍压电路101和线性稳压电路102。
其中，输入电源电压经直流倍压电路101，通过PWM(Pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)电路的占空比进行增压得到增压电压；增压电压输入线性稳压电路102，经线性稳压电路102进行稳压得到稳压电压。
在本实施例提供的上述装置中，对输入电源电压首先经直流倍压电路101通过占空比的调节进行增压，再由线性稳压电路102进行稳压调整，最终得到稳定的稳压电压，与现有技术由于电池充放电的缘故，其输出电压不稳定，会在3.2-4.2V之间变化，造成马达噪音偏大和振动摆幅不稳定相比，本实用新型可以有效降低电动牙刷的噪音，以及提高电动牙刷震动的稳定性。
在具体实施时，参照图2所示的直流倍压电路图，直流倍压电路101包括：二极管D1、二极管D10、二极管D11、上拉电阻R10、电容C18、电容C19和MOS控制管Q1。
其中，上拉电阻R10的一端、二极管D1的正极端和二极管D10的正极端输入输入电源电压，上拉电阻R10的另一端与电容C18的一端和MOS控制管Q1的漏极D端相连，电容C18的另一端分别与二极管D1的负极端和二极管D11的正极端相连，二极管D11的负极端分别与二极管D10的负极端和电容C19的一端相连并输出增压电压，电容C19的另一端接地，MOS控制管Q1的栅极G端连接PWM电路，MOS控制管Q1的源极S端接地。
直流倍压电路101在接收到PWM电路输出的高电平时，MOS控制管Q1导通，输入电源电压对电容C18充电。
直流倍压电路101在接收到PWM电路输出的低电平时，MOS控制管Q1截止，电容C18通过二极管D11对电容C19充电。
输入电源电压与电容C19的端电压进行叠加得到所述增压电压。
在一种具体实施方式中，当MOS控制管Q1管脚输入的PWM波形信号为高电平时，MOS控制管Q1导通，图2中A点相对于输入电压为低电平，此时BAT+对电容C18充电；当MOS控制管Q1管脚输入的PWM波形信号为低电平时，MOS控制管Q1，由于上拉电阻的作用，A点为高电平，则C18通过D11对C19充电，并叠加BAT+电压从而输出BAT_VOUT获得2倍的BAT+的充电电压，实现直流倍压的功能。
在本实施例提供的上述装置中，可以通过直流倍压电路101对输入电源电压进行升压处理。
在具体实施时，参照图3所示的一种线性稳压电路图，线性稳压电路102包括：LDO稳压芯片U7、电容C1和电容C17。其中，该线性稳压电路图中的LDO稳压芯片U7工作电压为3.8V。
LDO稳压芯片U7的第一脚与第二脚均输入增压电压，LDO稳压芯片U7的第三脚与电容C17的一端相连并接地，电容C17的另一端输入增压电压，LDO稳压芯片U7的第四脚与电容C1的一端相连并接地，LDO稳压芯片U7的第五脚与电容C1的另一端相连并输出稳压电压。
线性稳压电路102根据LDO稳压芯片对增压电压进行稳压后得到稳压电压。
另外，参照图4所示的另一种线性稳压电路图，该线性稳压电路原理图是在LDO稳压芯片U5的工作电压不为3.8V时的情况。该线性稳压电路包括LDO稳压芯片U7、电阻R13、电阻R14、电容C12、和电容C13。
LDO稳压芯片U5的第一脚与电阻R13的一端和电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端接地，LDO稳压芯片U5的第二脚与电阻R13的另一端、LDO稳压芯片U5的第四脚和电容C13的一端相连并输出稳压电压，电容C13的另一端相连，LDO稳压芯片U5的第三脚与电容C12的一端相连并输入增压电压，电容C12的另一端接地。
在本实施例提供的上述装置中，可以通过线性稳压电路102对输入电源电压进一步处理后得到稳定的稳压电压。
实施例二：
参照图5所示的一种直流稳压系统示意图，包括实施例一中的直流稳压装置，还包括与直流稳压装置501相连的电池单元502、控制器单元503和马达驱动单元504；控制器单元503还连接有充电单元505和显示单元506。其中，控制器单元503包括单片机控制的MCU(Micro Control Unit，微控制单元)控制器。
控制器单元503输出预设PWM波形信号；电池单元502输出输入电源电压；马达驱动单元504接收稳压电压；充电单元505对电池单元502的电池充电；显示单元506显示控制信息。
在本实施例提供的上述方式中，对输入电源电压首先经直流倍压电路101通过占空比的调节进行增压，再由线性稳压电路102进行稳压调整，最终得到稳定的稳压电压，与现有技术由于电池充放电的缘故，其输出电压不稳定，会在3.2-4.2V之间变化，造成马达噪音偏大和振动摆幅不稳定相比，本实用新型可以有效降低电动牙刷的噪音，以及提高电动牙刷震动的稳定性。
在具体实施时，参照图6所示的控制器单元原理图，控制器单元503包括MCU控制芯片、电容C2和电容C3。
其中，MCU控制芯片的第1脚、第3脚和第25脚均接地，MCU控制芯片的第4脚分别与电容C2的一端和电容C3的一端相连并输入输入电源电压，电容C2的另一端和电容C3的另一端接地，MCU控制芯片的第15脚和第16脚与马达驱动单元504相连，MCU控制芯片的第19脚输出预设PWM波形信号。
控制器单元503根据输入电源电压调节预设PWM波形信号的占空比。
在具体实施时，参照图7所示马达驱动单元原理图，马达驱动单元504包括：驱动芯片U1、电阻R7、电阻R19、电阻R20、电容C8、电容C9、电机M3和电机M4。
其中，驱动芯片U1的第3脚与电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端与控制器单元503相连，驱动芯片U1的第3脚与电阻R20的一端相连，电阻R20的另一端与控制器单元503相连，驱动芯片U1的第4脚与电容C8的一端相连并输入稳压电压，电容C8的另一端与电阻R7的一端相连并接地，驱动芯片U1的第5脚、第6脚和第7脚均分别与电阻R7的另一端、电容C9的一端和电机M4相连，驱动芯片U1的第8脚分别与电容C9的另一端和电机M3的一端相连。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种直流稳压装置，其特征在于，包括相连接的直流倍压电路和线性稳压电路；
输入电源电压经所述直流倍压电路，通过占空比进行增压得到增压电压；
所述增压电压输入所述线性稳压电路，经所述线性稳压电路进行稳压得到稳压电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流倍压电路包括：二极管D1、二极管D10、二极管D11、上拉电阻R10、电容C18、电容C19和MOS控制管Q1；
所述上拉电阻R10的一端、所述二极管D1的正极端和所述二极管D10的正极端输入所述输入电源电压，所述上拉电阻R10的另一端与所述电容C18的一端和所述MOS控制管Q1的漏极D端相连，所述电容C18的另一端分别与所述二极管D1的负极端和所述二极管D11的正极端相连，所述二极管D11的负极端分别与所述二极管D10的负极端和所述电容C19的一端相连并输出所述增压电压，所述电容C19的另一端接地，所述MOS控制管Q1的栅极G端连接PWM电路，所述MOS控制管Q1的源极S端接地。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述直流倍压电路在接收到所述PWM电路输出的高电平时，所述MOS控制管Q1导通，所述输入电源电压对所述电容C18充电。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述直流倍压电路在接收到所述PWM电路输出的低电平时，所述MOS控制管Q1截止，所述电容C18通过所述二极管D11对所述电容C19充电；
所述输入电源电压与所述电容C19的端电压进行叠加得到所述增压电压。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线性稳压电路包括：LDO稳压芯片U7、电容C1和电容C17；
所述LDO稳压芯片U7的第一脚与第二脚均输入所述增压电压，所述LDO稳压芯片U7的第三脚与所述电容C17的一端相连并接地，所述电容C17的另一端输入所述增压电压，所述LDO稳压芯片U7的第四脚与所述电容C1的一端相连并接地，所述LDO稳压芯片U7的第五脚与所述电容C1的另一端相连并输出所述稳压电压。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述线性稳压电路根据所述LDO稳压芯片对所述增压电压进行稳压后得到所述稳压电压。
7.一种直流稳压系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的直流稳压装置，还包括与所述直流稳压装置相连的电池单元、控制器单元和马达驱动单元；所述控制器单元还连接有充电单元和显示单元；
所述控制器单元输出预设PWM波形信号；
所述电池单元输出输入电源电压；
所述马达驱动单元接收稳压电压；
所述充电单元对所述电池单元的电池充电；
所述显示单元显示控制信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器单元包括MCU控制芯片、电容C2和电容C3；
所述MCU控制芯片的第1脚、第3脚和第25脚均接地，所述MCU控制芯片的第4脚分别与所述电容C2的一端和所述电容C3的一端相连并输入所述输入电源电压，所述电容C2的另一端和所述电容C3的另一端接地，所述MCU控制芯片的第15脚和第16脚与所述马达驱动单元相连，所述MCU控制芯片的第19脚输出所述预设PWM波形信号。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器单元根据所述输入电源电压调节所述预设PWM波形信号的占空比。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述马达驱动单元包括：驱动芯片U1、电阻R7、电阻R19、电阻R20、电容C8、电容C9、电机M3和电机M4；
所述驱动芯片U1的第3脚与所述电阻R19的一端相连，所述电阻R19的另一端与所述控制器单元相连，所述驱动芯片U1的第3脚与所述电阻R20的一端相连，所述电阻R20的另一端与所述控制器单元相连，所述驱动芯片U1的第4脚与所述电容C8的一端相连并输入所述稳压电压，所述电容C8的另一端与所述电阻R7的一端相连并接地，所述驱动芯片U1的第5脚、第6脚和第7脚均分别与所述电阻R7的另一端、所述电容C9的一端和所述电机M4相连，所述驱动芯片U1的第8脚分别与所述电容C9的另一端和所述电机M3的一端相连。
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| CN110647204A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-03 | 广州皓醒湾科技有限公司 | 直流稳压装置及系统 |
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