CN211556934U

CN211556934U - 一种锂电池稳定供电的微型泵

Info

Publication number: CN211556934U
Application number: CN202020420497.3U
Authority: CN
Inventors: 李云志
Original assignee: Chengdu Hilintec Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Hilintec Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-28
Filing date: 2020-03-28
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-28

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池稳定供电的微型泵，主要解决现有技术中存在的现有锂电池微型泵供电电压不匹配问题、锂电池放电压降特性导致的泵流量变化、锂电池过放电保护的问题。该一种锂电池稳定供电的微型泵包括泵头和驱动其的电机；可充电的锂电池；锂电池直流供电端与电机的电源端连接；锂电池和电机之间连接有升压稳压电路；升压稳压电路和锂电池的连接点连接有电压采样电路；电压采样电路的输出端连接有微控制器；微控制器的控制端与电机的信号输入端连接。通过上述方案，本实用新型达到了提供匹配电压，能控制泵流的稳定及保护锂电池的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种锂电池稳定供电的微型泵

技术领域

本实用新型涉及锂电池供电领域，具体地说，是涉及一种锂电池稳定供电的微型泵。

背景技术

泵包括驱动部分和泵体，泵体上有一进一出两个接口，流体从入口进，排口出；凡是采用这种形式，且体积小巧、袖珍的泵，都叫微型泵。

随着集成微型泵的仪器小型化、手持化，体积越来越小且多采用可充电锂电池对仪器及其内置的泵进行供电，渐渐出现了如下问题：

首先，现有的微型泵一般采用12V或者24V供电，而锂电池往往输出3.3V、3.7V等电压，供电电压与微型泵不匹配。

其次，锂电池在充满电和放电后，输出电压并不能保持恒定，而是随电量下降逐步下降的，若采用锂电池输出电压直接驱动直流电机，电机会随着电量下降转速下降和输出转矩下降，导致采用直流电机驱动的微型泵流量发生改变。

第三，锂电池受限于过放电效应，当耗电器件持续消耗其储存的能量时，会发生过放电效应，锂电池容量和寿命将大大下降，因此在锂电池额定容量消耗完毕后，切断其电压输出，避免过放电效应也是一个问题。

综上，在将微型泵集成到锂电池供电的系统中时，会遇到供电电压不匹配问题、锂电池放电压降特性导致的泵流量变化、锂电池过放电保护的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池稳定供电的微型泵，以解决现有锂电池微型泵供电电压不匹配问题、锂电池放电压降特性导致的泵流量变化、锂电池过放电保护的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种锂电池稳定供电的微型泵包括泵头、驱动其的电机、设置于微型泵外部为其供电的可充电锂电池；锂电池直流供电端与电机的电源端连接；锂电池和电机之间连接有升压稳压电路；升压稳压电路和锂电池的连接点连接有电压采样电路；电压采样电路的输出端连接有微控制器；微控制器的控制端与电机的信号输入端连接。

具体地，微控制器连接有用户指示灯。

具体地，升压稳压电路、电压采样电路、用户指示灯、微控制器集成于控制电路板上；控制电路板设置于微型泵内，用户指示灯位于微型泵外或将用户指示灯设置于微型泵内部，用户指示灯处的微型泵外壳为透明外壳。

具体地，电机为具有转速反馈功能，且转速可调的直流电机。

具体地，泵头具有流体入口和流体出口；泵头为旋片泵、隔膜泵、齿轮泵、蠕动泵、活塞泵中任一种。

具体地，升压稳压电路包括与锂电池电压输出端依次连接的电感L1和电感L2、与锂电池电压输出端连接的电容C3、与锂电池电压输出端连接的电容C5、与锂电池电压输出端连接的电容C7、与锂电池电压输出端连接的芯片FP6291；电容C3、电容C5、电容C7依次相互并联，三者的另一端相互连接，其节点接地；芯片FP6291的EN引脚和VCC引脚的节点与锂电池的电压输出端连接，芯片FP6291的OC引脚连接电阻R1后接地；芯片FP6291的GND引脚接地，芯片FP6291的LX引脚连接二极管D1后输出8V电压；芯片FP6291的LX引脚与二极管D1的节点与电感L2连接；二极管D1阴极依次连接有电阻R2和电阻R3后接地；电阻R2和电阻R3的节点与芯片FP6291的FB引脚连接；二极管D1和电阻R2的节点为电压输出端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：当锂电池输出电压在允许的工作电压内时，升压稳压电路将电压调整为电机所需的稳定电压，并通过用户指示灯提示用户微型泵运行正常，微型泵正常进行流体传输；电压采样电路实时采集锂电池的输出电压，当锂电池电量耗尽时，微控制器使电机停止，减少锂电池耗电，避免过放电现象，并通过用户指示灯对用户进行提示；在锂电池充电和放电过程中，虽然锂电池输出电压会出现波动，但电机工作电压保持稳定，流体传输过程不受锂电池电压升高和降低所影响。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为升压稳压电路的电路图。

图3为电压采样电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1至图3所示，一种锂电池稳定供电的微型泵包括泵头、驱动其的电机、设置于微型泵外部为其供电的可充电锂电池；锂电池直流供电端与电机的电源端连接；锂电池和电机之间连接有升压稳压电路；升压稳压电路和锂电池的连接点连接有电压采样电路；电压采样电路的输出端连接有微控制器；微控制器的控制端与电机的信号输入端连接；其中，升压稳压电路具备将锂电池输入电压升压至指定的电机工作电压，并在锂电池充放电使得电压上升或下降时保持输出的电机工作电压恒定的功能。

其中，升压稳压电路包括与锂电池电压输出端依次连接的电感L1和电感L2、与锂电池电压输出端连接的电容C3、与锂电池电压输出端连接的电容C5、与锂电池电压输出端连接的电容C7、与锂电池电压输出端连接的芯片FP6291；电容C3、电容C5、电容C7依次相互并联，三者的另一端相互连接，其节点接地；芯片FP6291的EN引脚和VCC引脚的节点与锂电池的电压输出端连接，芯片FP6291的OC引脚连接电阻R1后接地；芯片FP6291的GND引脚接地，芯片FP6291的LX引脚连接二极管D1后输出8V电压；芯片FP6291的LX引脚与二极管D1的节点与电感L2连接；二极管D1阴极依次连接有电阻R2和电阻R3后接地；电阻R2和电阻R3的节点与芯片FP6291的FB引脚连接；二极管D1和电阻R2的节点为电压输出端；也可根据实际需要选择其他升压稳压电路。

作为本实用新型较佳的实施例中，微控制器连接有用户指示灯。

其中，升压稳压电路、电压采样电路、用户指示灯、微控制器集成于控制电路板上；控制电路板设置于微型泵内，用户指示灯位于微型泵外；电机为具有转速反馈功能，且转速可调的直流电机。

泵头的作用是吸入和输出流体，流体可以是气体，也可以是液体，也可以是气液混合物，电机的作用是驱动泵头进行工作，控制电路板负责对电机供电、控制电机启动、停止、转速、向用户反馈微型泵工作状态。

泵头具有流体入口和流体出口，是指完成流体吸入和排出，与流体进行接触的机械结构部分，其原理不限于容积式泵或叶轮式泵，其典型结构为旋片泵、隔膜泵、齿轮泵、蠕动泵、活塞泵等中任一种；

升压稳压电路作用在于，当锂电池向微型泵输出允许范围内的工作电压时(本实施例为3.2V～6V)，升压稳压电路将电压升高到电机额定电压(本实施例为8V)，并起到稳压作用，当输入电压在工作范围内变化时输出电压稳定不变，并输出到电机电源端，保持电机输入电压稳定；此处允许的工作电压范围及输出电压均可根据实际情况进行调整；

电压采样电路的作用在于采集和识别锂电池输出的电压，将采样结果输出到微控制器；微控制器的作用在于通过获取锂电池输出电压采样结果、识别电机转速反馈信号，根据以上输入结果根据预设逻辑，通过输出电机转速和启停控制信号和用户指示灯控制信号实现以下一项或几项功能：对电机转速进行控制、对电机的启停进行控制、对用户指示灯进行控制以便发出灯光信号。

微型控制器可以为任一数字逻辑电路，如单片机、数字门电路组合、FPGA、可编程逻辑器件等；本实施例中微控制器的型号为STM32，也可根据实际实用需要选择其他型号。

用户指示灯根据微控制器发出的控制信号向用户发出灯光指示信号，用以表示输入电压是否在允许的工作电压内、电机的转速是否在许可的工作范围内；

当锂电池输出电压在允许的工作电压内时，升压稳压电路将电压调整为电机所需的稳定电压，并通过用户指示灯提示用户微型泵运行正常，微型泵正常进行流体传输；电压采样电路实时采集锂电池的输出电压，当锂电池电量耗尽时，微控制器使电机停止，减少锂电池耗电，避免过放电现象，并通过用户指示灯对用户进行提示；在锂电池充电和放电过程中，虽然锂电池输出电压会出现波动，但电机工作电压保持稳定，流体传输过程不受锂电池电压升高和降低所影响；图2和图3分别为本实施例采用的升压稳压电路和电压采样电路的电路图，也可根据实际实用需要选择其他具有相同功能的电路图。

本发明通过在微型泵内部集成控制电路，同时解决现有锂电池微型泵供电电压不匹配问题、锂电池放电压降特性导致的泵流量变化、锂电池过放电保护的问题，使本实用新型适用于采用锂电池供电的设备。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种锂电池稳定供电的微型泵，包括泵头和驱动其的电机，其特征在于：还包括设置于微型泵外部为其供电的可充电锂电池；锂电池供电端与电机的电源端连接；锂电池和电机之间连接有升压稳压电路；升压稳压电路和锂电池的连接点连接有电压采样电路；电压采样电路的输出端连接有微控制器；微控制器的控制端与电机的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池稳定供电的微型泵，其特征在于：微控制器连接有用户指示灯。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池稳定供电的微型泵，其特征在于：升压稳压电路、电压采样电路、用户指示灯、微控制器集成于控制电路板上；控制电路板设置于微型泵内。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池稳定供电的微型泵，其特征在于：电机为具有转速反馈功能，且转速可调的直流电机。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池稳定供电的微型泵，其特征在于：泵头具有流体入口和流体出口；泵头为旋片泵、隔膜泵、齿轮泵、蠕动泵、活塞泵中任一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种锂电池稳定供电的微型泵，其特征在于：升压稳压电路包括与锂电池电压输出端依次连接的电感L1和电感L2、与锂电池电压输出端连接的电容C3、与锂电池电压输出端连接的电容C5、与锂电池电压输出端连接的电容C7、与锂电池电压输出端连接的芯片FP6291；电容C3、电容C5、电容C7依次相互并联，三者的另一端相互连接，其节点接地；芯片FP6291的EN引脚和VCC引脚的节点与锂电池的电压输出端连接，芯片FP6291的OC引脚连接电阻R1后接地；芯片FP6291的GND引脚接地，芯片FP6291的LX引脚连接二极管D1后输出8V电压；芯片FP6291的LX引脚与二极管D1的节点与电感L2连接；二极管D1阴极依次连接有电阻R2和电阻R3后接地；电阻R2和电阻R3的节点与芯片FP6291的FB引脚连接；二极管D1和电阻R2的节点为电压输出端。