CN213637129U - 一种地面清洁器的低成本控制电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地面清洁器的低成本控制电路结构，包括电连接的电池和用于对电池进行监控和保护的电池保护电路板，以及电连接的吸尘电机和用于对吸尘电机进行运行控制的控制器，其中，控制器设有MCU，且同时分别与充电端口、用于驱动地面滚刷运行的地刷电机，以及按键和显示板端口电连接，用于分别实现对充电端口、地刷电机，以及按键和显示板端口的逻辑控制；同时控制器与电池保护电路板进行电源线束电连接，实现对电池保护电路板进行充电和放电的逻辑控制；本实用新型的连接结构简单、操作便捷，极大程度地减少了控制电路结构的成本。

Description

一种地面清洁器的低成本控制电路结构

技术领域

本实用新型属于地面清洁器的控制电路技术领域，具体涉及了一种地面清洁器的低成本控制电路结构。

背景技术

地面清洁器的主要元器件包括有电池Battery、电池保护电路板BMS、吸尘电机控制器、吸尘电机、地刷电机、充电端口以及按键和显示板端口，元器件数量较多，控制电路结构较为复杂。现有的控制电流结构方案主要是将电池Battery、电池保护板BMS、地刷电机、充电端口以及按键和显示板进行电连接形成一个功能模块，同时将吸尘电机控制器和吸尘电机进行电连接形成另一个功能模块，然后将两个功能模块通过电源线和多功能接口进行串接实现通讯，而且还需要额外设置单独的MCU来进行二次保护和主控信息的传递。新增MCU和多功能接口器件成本较高，而且电路结构较为复杂，也会增加了电路连接的失效风险。

因此，本申请人基于在本领域的专注开发经验希望寻求新的技术方案来对以上技术问题进行改进。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种地面清洁器的低成本控制电路结构，连接结构简单、操作便捷，极大程度地减少了控制电路结构的成本。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种地面清洁器的低成本控制电路结构，包括电连接的电池和用于对电池进行监控和保护的电池保护电路板，以及电连接的吸尘电机和用于对吸尘电机进行运行控制的控制器，其中，所述控制器设有MCU，且同时分别与充电端口、用于驱动地面滚刷运行的地刷电机，以及按键和显示板端口电连接，用于分别实现对充电端口、地刷电机，以及按键和显示板端口的逻辑控制；同时所述控制器与所述电池保护电路板进行电源线束电连接，实现对所述电池保护电路板进行充电和放电的逻辑控制。

优选地，所述控制器与按键和显示板端口通过线束电连接，其中，所述按键用于向所述控制器输入控制指令；所述控制器与地刷电机也通过线束进行电连接。

优选地，所述显示板包括LED灯，所述控制器向所述LED灯输出状态灯指令。

优选地，所述充电端口包括设有充电弹片的充电接口，所述充电弹片通过接线帽与所述控制器电连接，同时所述充电接口通过充电升压电路板实现升压充电控制。

优选地，所述充电升压电路板设有电源转适配器电压输出电路。

优选地，所述电池的各节电芯上设有电连接片，该电连接片接入所述电池保护电路板，实现对各节电芯的电压、电流进行监测保护。

优选地，所述电池保护电路板还包括安装在电芯上的热敏电阻，用于对各节电芯的温度进行监测保护。

优选地，所述电池为锂电池。

优选地，所述电池保护电路板设有电池节电电压检测电路，所述电池节电电压检测电路包括三极管，该三极管的集电极通过第一分压采样电阻与电池电连接，其基极与MCU的IO端口电连接，其发射极通过第二分压采样电阻接地，所述发射极与第二分压采样电阻之间的连接点作为电池的电压采样输出端口接入MCU的AD端口；所述IO端口通过向基极选择性输入高电平或低电平实现对电池电压的节电采样。

优选地，所述三极管为NPN三极管；所述基极与MCU的IO端口之间设有第三分压采样电阻，用于提供基极电流。

本实用新型通过将电池和电池保护电路板电连接为一个模块，同时将控制器同时与吸尘电机、地刷电机、充电端口，以及按键和显示板端口进行电连接为另一个模块，通过MCU分别实现对这些器件的逻辑控制运行，该两个模块不再需要任何多功能接口器件进行串接通信，更不再需要额外MCU进行二次保护和主控信息通信，两个模块之间仅通过电源线束就可以串联起来，连接结构简单、操作便捷，极大程度地减少了控制电路结构的成本。

需要说明的是，本申请的技术核心在于通过对电连接模块的结构改变来获得本申请的技术效果，具体MCU所采用的逻辑控制程序均是本领域技术人员根据所需的电路结构的控制功能需要可做出的常规技术选择，本申请对具体控制程序没有任何创新之处；还需要说明的是，本申请涉及的地面具体是指待清洁的工作面。

本实用新型还优选地提出设置电池节电电压检测电路，该电池节电电压检测电路通过设置三极管或具有类似技术效果的MOS管作为实现对电池电压进行节电采样检测的主要元器件，分别与MCU和电池进行电连接，在实际工作时，当需要对电池进行电压采样检测时，MCU的IO端口向基极输入高电平信号，使得三极管被导通，通过第一分压采样电阻、第一分压采样电阻的分压采样作用实现放电回路导通，最终向MCU的AD端口输出电压采样信号，进而实现对电池电压的即时采样，当不需要进行采样时，MCU的IO端口向基极输入低电平信号，使得三极管处于高阻的截止状态，使得电池的放电回路电流为0uA，进而实现节电管理；本实用新型的结构简单，器件成本低，同时有效降低了电池的耗电流参数，能够延长电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式下地面清洁器的低成本控制电路模块连接示意图；

图2是本实用新型具体实施方式下电池节电电压检测电路的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种地面清洁器的低成本控制电路结构，包括电连接的电池和用于对电池进行监控和保护的电池保护电路板，以及电连接的吸尘电机和用于对吸尘电机进行运行控制的控制器，其中，控制器设有MCU，且同时分别与充电端口、用于驱动地面滚刷运行的地刷电机，以及按键和显示板端口电连接，用于分别实现对充电端口、地刷电机，以及按键和显示板端口的逻辑控制；同时控制器与电池保护电路板进行电源线束电连接，实现对电池保护电路板进行充电和放电的逻辑控制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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，都应当属于本实用新型保护的范围。

请参见图1所示，一种地面清洁器的低成本控制电路结构，包括电连接的电池和用于对电池进行监控和保护的电池保护电路板BMS，以及电连接的吸尘电机Motor(具体采用无刷电机)和用于对吸尘电机Motor(作为地面清洁器的主马达，实现对地面的吸尘功能)进行运行控制的控制器BLDC，具体地，在本实施方式中，电池为锂电池Battery；其中，控制器BLDC同时分别与充电端口Charger、用于驱动地面滚刷运行的地刷电机BDC(用于驱动地面清洁器的滚刷旋转，使得地面上的灰尘扬起来，然后利用吸尘电机Motor产生的负压作用把地面上的灰尘吸到地面清洁器的尘杯中)，以及按键和显示板端口Key&LED电连接，用于分别实现对充电端口Charger、地刷电机BDC，以及按键和显示板端口Key&LED的逻辑控制；同时控制器BLDC与电池保护电路板BMS进行电源线束电连接，实现对电池保护电路板BMS进行充电和放电的逻辑控制；

优选地，在本实施方式中，控制器BLDC与按键和显示板端口Key&LED通过线束电连接，其中，按键Key用于向控制器BLDC输入控制指令，控制器BLDC与地刷电机BDC也通过线束进行电连接；显示板包括LED灯，控制器BLDC向LED灯输出状态灯指令，LED灯根据该状态灯指令进行亮灯响应；

优选地，在本实施方式中，充电端口Charger包括设有充电弹片的充电接口，充电弹片通过接线帽与控制器BLDC电连接，同时充电接口通过充电升压电路板Type-c实现升压充电控制；具体地，在本实施方式中，充电升压电路板Type-c设有USB的5V电源转适配器电压输出电路，快速便捷地实现所需的充电升压需求。

优选地，在本实施方式中，锂电池Battery的各节电芯上设有电连接片(具体可采用镍质电连接片)，该电连接片接入电池保护电路板BMS，实现对各节电芯的电压、电流进行监测保护；进一步优选地，电池保护电路板BMS还包括安装在电芯上的热敏电阻NTC，用于对各节电芯的温度进行监测保护。

本实施例通过将锂电池Battery和电池保护电路板BMS电连接为一个模块，同时将控制器BLDC同时与吸尘电机Motor、地刷电机BDC、充电端口Charger，以及按键和显示板端口Key&LED进行电连接为另一个模块，通过控制器BLDC的MCU分别实现对这些器件的逻辑控制运行，该两个模块不再需要任何多功能接口器件进行串接通信，更不再需要额外MCU进行二次保护和主控信息通信，两个模块之间仅通过电源线束就可以串联起来，连接结构简单、操作便捷，极大程度地减少了控制电路结构的成本。

优选地，在本实施方式中，电池保护电路板BMS设有电池节电电压检测电路；请进一步参见图2所示，电池节电电压检测电路包括NPN三极管Q1，该NPN三极管Q1的集电极通过第一分压采样电阻R1与锂电池Battery电连接，其基极与MCU的IO端口(图标记为IOPIN)电连接，具体优选地，在本实施方式中，基极与MCU的IO端口之间设有第三分压采样电阻R3，用于提供基极电流,第三分压采样电阻R3的实际阻值可以根据MCU的供电电源来计算合适的基极电流，确保NPN三极管Q1能够进入工作饱和导通状态；

在本实施方式中，NPN三极管Q1的发射极通过第二分压采样电阻R2接地，发射极与第二分压采样电阻R2之间的连接点作为锂电池Battery的电压采样输出端口接入MCU的AD端口(图标记为ADPIN)；IO端口通过向基极选择性输入高电平或低电平实现对电池电压的节电采样。

在其他实施方式中，也可以采用N沟道MOS管替代本实施例中的NPN三极管Q1，其中，N沟道MOS管的栅极代替NPN三极管Q1的基极，其漏极代替NPN三极管Q1的发射极，其源极代替NPN三极管Q1的集电极。

本实施例通过设置三极管或具有类似技术效果的MOS管作为实现对电池电压进行节电采样检测的主要元器件，分别与MCU和电池进行电连接，在实际工作时，当需要对电池进行电压采样检测时，MCU的IO端口向基极输入高电平信号，使得三极管被导通，通过第一分压采样电阻、第一分压采样电阻的分压采样作用实现放电回路导通，最终向MCU的AD端口输出电压采样信号，进而实现对电池电压的即时采样，当不需要进行采样时，MCU的IO端口向基极输入低电平信号，使得三极管处于高阻的截止状态，使得锂电池Battery的放电回路电流为0uA，进而实现节电管理；本实施例的结构简单，器件成本低，同时有效降低了锂电池Battery的耗电流参数，能够延长锂电池Battery的使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种地面清洁器的低成本控制电路结构，其特征在于，包括电连接的电池和用于对电池进行监控和保护的电池保护电路板，以及电连接的吸尘电机和用于对吸尘电机进行运行控制的控制器，其中，所述控制器设有MCU，且同时分别与充电端口、用于驱动地面滚刷运行的地刷电机，以及按键和显示板端口电连接，用于分别实现对充电端口、地刷电机，以及按键和显示板端口的逻辑控制；同时所述控制器与所述电池保护电路板进行电源线束电连接，实现对所述电池保护电路板进行充电和放电的逻辑控制。

2.根据权利要求1所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述控制器与按键和显示板端口通过线束电连接，其中，按键用于向所述控制器输入控制指令。

3.根据权利要求2所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述显示板包括LED灯，所述控制器向所述LED灯输出状态灯指令。

4.根据权利要求1所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述充电端口包括设有充电弹片的充电接口，所述充电弹片通过接线帽与所述控制器电连接，同时所述充电接口通过充电升压电路板实现升压充电控制。

5.根据权利要求4所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述充电升压电路板设有电源转适配器电压输出电路。

6.根据权利要求1所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述电池的各节电芯上设有电连接片，该电连接片接入所述电池保护电路板，实现对各节电芯的电压、电流进行监测保护。

7.根据权利要求6所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述电池保护电路板还包括安装在电芯上的热敏电阻，用于对各节电芯的温度进行监测保护。

8.根据权利要求1所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述电池为锂电池。

9.根据权利要求1或8所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述电池保护电路板设有电池节电电压检测电路，所述电池节电电压检测电路包括三极管，该三极管的集电极通过第一分压采样电阻与电池电连接，其基极与MCU的IO端口电连接，其发射极通过第二分压采样电阻接地，所述发射极与第二分压采样电阻之间的连接点作为电池的电压采样输出端口接入MCU的AD端口；所述IO端口通过向基极选择性输入高电平或低电平实现对电池电压的节电采样。

10.根据权利要求9所述的低成本控制电路结构，其特征在于，所述三极管为NPN三极管；所述基极与MCU的IO端口之间设有第三分压采样电阻，用于提供基极电流。

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