CN215145480U - 一种电烙铁电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电烙铁电源系统，包括PCB线路板，PCB线路板上设置有充电管理电路、升压控制电路及保护电路，充电管理电路接入外接电源，充电管理电路输出电压信号至升压控制电路，保护电路连接至充电管理电路。电路中仅用Q1就解决了电池反接的问题，如果电池正负极放反Q1截止，电路不工作。U1是锂电专用的保护芯片，当池端电压低于2.5V时输出截止，防止电池因过放电损坏，在充电的时候，如果充电管理芯片U2失效，U1亦有防止过充的功效，作为二道保护。

Description

一种电烙铁电源系统

技术领域

本实用新型属于电烙铁电池技术领域，具体是一种电烙铁电源系统。

背景技术

电烙铁在使用过程中，需要通电。传统的电烙铁基本都是连接插电使用，现在部分电烙铁可以充电后无线使用。但是，虽然充电式电烙铁方便正常工作，但是更换电池时或充电时会发生电路反接的问题，容易损坏电烙铁电源系统的内部元件，影响电烙铁的使用寿命。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种使用寿命长的电烙铁电源系统。

所述的一种电烙铁电源系统，包括PCB线路板，其特征在于所述PCB线路板上设置有充电管理电路、升压控制电路及保护电路，所述充电管理电路接入外接电源，所述充电管理电路输出电压信号至所述升压控制电路，所述保护电路连接至所述充电管理电路；所述充电管理电路中包括第一切换电路和充电管理芯片U2，所述第一切换电路与充电管理芯片U2连接，所述升压控制电路包括第二切换电路和第三切换电路和升压控制芯片U3，所述第一切换电路和第二切换电路分别连接至所述第三切换电路。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述充电管理电路还包括电阻R2、R3、R4, 自恢复保险丝RX1,电容C2、C3、C4、C5，发光二极管D1、D2，所述电阻R2、R3、电容C2的共同端连接至芯片U2的4脚，所述电阻R2另一端通过所述自恢复保险丝RX1连接至电压输入端Vin，所述电容C2的另一端接地，所述发光二极管D1、D2的阳极共同连接至所述电阻R3的另一端，所述发光二极管D1和D2的阴极分别接入芯片U2的6脚和7脚；所述电容C3、C4、C5并联后一端接入芯片U2的5脚，另一端与芯片U2的1脚连接后接地；所述电阻R4的一端接入所述芯片U2的2脚后接地；所述芯片U2的3脚接地。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述第二切换电路二极管D4、D7和场效应管Q3, 所述二极管D4、D7的阳极分别连接至所述电阻R2的另一端，所述二极管D4的阴极与所述场效应管Q3的源极共同接入所述芯片U3的7脚和8脚，所述二极管D7的阴极连接至所述场效应管Q3的栅极，所述场效应管Q3的漏极接入芯片U3的3脚，所述芯片U3的7脚和8脚共同连接至所述第三切换跌路的电压输出端OUT+。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述升压电路还包括电阻R5、R6、R12，电容C6，电感L1，二极管D5，发光二极管D3以及按键开关K2，所述芯片U3的1脚、2脚共同接入所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端与所述芯片U3的3脚共同接入所述芯片U2的5脚；所述二极管D5的阳极、按键开关K2的第二端、电阻R6及电容C6的共同端接入所述芯片U3的4脚，所述电阻R6和所述电容C6的另一端共同接地；所述二极管D5的阴极和所述电阻R5的一端共同接入所述二极管D7的阴极，所述电阻R5的另一端接地；所述发光二极管D3的阳极通过电阻R12连接至所述芯片U3的4脚上。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述第三切换电路包括场效应管Q2，电阻R7、R8、R9、R10，电容C7、C8，发光二极管D6，接头J1和拨动开关K1，所述电阻R7、R10、电容C7、C8的共同端接入所述电压输出端OUT+，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8的一端共同接入所述芯片U3的6脚，所述电阻R8、电容C7、C8和芯片U3的5脚共同接地；所述电阻R10的另一端连接至所述发光二极管D6的阳极，发光二极管D6的阴极、所述场效应管Q2的漏极和所述发光二极管D3的阴极共同连接至所述接头J1的第二端；所述接头J1的第一端、按键开关K2的第一端、拨动开关K1的第二端共同连接至所述电压输出端OUT+；所述场效应管Q2的栅极和所述电阻R9的一端接入所述拨动开关K1的第三端；所述场效应管Q2的源极、电阻R9的另一端和拨动开关K1的第一端共同连接至所述芯片U3的5脚。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述第一切换电路包括R11和场效应管Q4，所述场效应管Q4的漏极与电阻R11的共同端连接至芯片U2的8脚，源极接入所述芯片U2的4脚，所述电阻R11的另一端接地；所述场效应管Q4的栅极连接至所述场效应管Q2的栅极。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述保护电路充放电保护芯片U1、电阻R1和电容C1，所述电阻R1和电容C1的共同端接入所述芯片U1的6脚；所述芯片U1的5脚、7脚、8脚、9脚共同接入所述电容C1的另一端；所述电阻R1的另一端接入所述芯片U2的5脚；所述芯片U1的2脚、3脚、4脚共同接地；所述芯片U1的1脚悬空。

所述的电烙铁电源系统，其特征在于还包括反接保护电路，所述反接保护电路包括电池BT1和场效应管Q1，所述电池BT1的正极与所述场效应管Q1的栅极共同接入所述电阻R1的另一端；所述电池BT1的阴极连接至所述场效应管Q1的漏极；所述场效应管Q1的源极连接至所述电容C1的另一端。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

电路中仅用一个元件Q1就解决了电池反接的问题，如果电池正负极放反Q1截止，电路不工作。U1是锂电专用的保护芯片，当池端电压低于2.5V时输出截止，防止电池因过放电损坏，在充电的时候，如果充电管理芯片U2失效，U1亦有防止过充的功效，作为二道保护，极大的提高了该电烙铁的使用寿命。

附图说明

图1为电烙铁电源系统的电路图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、 “另一端”、 “外侧”、 “上”、“内侧”、 “水平”、 “同轴”、 “中央”、 “端部”、 “长度”、 “外端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种电烙铁电源系统，包括PCB线路板，PCB线路板上设置有充电管理电路、升压控制电路及保护电路，充电管理电路接入外接电源，充电管理电路输出电压信号至升压控制电路，保护电路连接至充电管理电路；充电管理电路中包括第一切换电路和充电管理芯片U2，第一切换电路与充电管理芯片U2连接，升压控制电路包括第二切换电路和第三切换电路和升压控制芯片U3，第一切换电路和第二切换电路分别连接至第三切换电路。

充电管理电路还包括电阻R2、R3、R4, 自恢复保险丝RX1,电容C2、C3、C4、C5，发光二极管D1、D2，电阻R2、R3、电容C2的共同端连接至芯片U2的4脚，电阻R2另一端通过自恢复保险丝RX1连接至电压输入端Vin，电容C2的另一端接地，发光二极管D1、D2的阳极共同连接至电阻R3的另一端，发光二极管D1和D2的阴极分别接入芯片U2的6脚和7脚；电容C3、C4、C5并联后一端接入芯片U2的5脚，另一端与芯片U2的1脚连接后接地；电阻R4的一端接入芯片U2的2脚后接地；芯片U2的3脚接地。

第二切换电路二极管D4、D7和场效应管Q3, 二极管D4、D7的阳极分别连接至电阻R2的另一端，二极管D4的阴极与场效应管Q3的源极共同接入芯片U3的7脚和8脚，二极管D7的阴极连接至场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极接入芯片U3的3脚，芯片U3的7脚和8脚共同连接至第三切换跌路的电压输出端OUT+。

升压电路还包括电阻R5、R6、R12，电容C6，电感L1，二极管D5，发光二极管D3以及按键开关K2，芯片U3的1脚、2脚共同接入电感L1的一端，电感L1的另一端与芯片U3的3脚共同接入芯片U2的5脚；二极管D5的阳极、按键开关K2的第二端、电阻R6及电容C6的共同端接入芯片U3的4脚，电阻R6和电容C6的另一端共同接地；二极管D5的阴极和电阻R5的一端共同接入二极管D7的阴极，电阻R5的另一端接地；发光二极管D3的阳极通过电阻R12连接至芯片U3的4脚上。

第三切换电路包括场效应管Q2，电阻R7、R8、R9、R10，电容C7、C8，发光二极管D6，接头J1和拨动开关K1，电阻R7、R10、电容C7、C8的共同端接入电压输出端OUT+，电阻R7的另一端与电阻R8的一端共同接入芯片U3的6脚，电阻R8、电容C7、C8和芯片U3的5脚共同接地；电阻R10的另一端连接至发光二极管D6的阳极，发光二极管D6的阴极、场效应管Q2的漏极和发光二极管D3的阴极共同连接至接头J1的第二端；接头J1的第一端、按键开关K2的第一端、拨动开关K1的第二端共同连接至电压输出端OUT+；场效应管Q2的栅极和电阻R9的一端接入拨动开关K1的第三端；场效应管Q2的源极、电阻R9的另一端和拨动开关K1的第一端共同连接至芯片U3的5脚。

第一切换电路包括R11和场效应管Q4，场效应管Q4的漏极与电阻R11的共同端连接至芯片U2的8脚，源极接入芯片U2的4脚，电阻R11的另一端接地；场效应管Q4的栅极连接至场效应管Q2的栅极。

保护电路充放电保护芯片U1、电阻R1和电容C1，电阻R1和电容C1的共同端接入芯片U1的6脚；芯片U1的5脚、7脚、8脚、9脚共同接入电容C1的另一端；电阻R1的另一端接入芯片U2的5脚；芯片U1的2脚、3脚、4脚共同接地；芯片U1的1脚悬空。

电烙铁电源系统还包括反接保护电路，反接保护电路包括电池BT1和场效应管Q1，电池BT1的正极与场效应管Q1的栅极共同接入电阻R1的另一端；电池BT1的阴极连接至场效应管Q1的漏极；场效应管Q1的源极连接至电容C1的另一端。

上述电路中，各个元件的具体参数如下表所示。

编号	元件名称	规格型号	参数
				R1	贴片电阻	0603-R	101
R3,R10,R12	贴片电阻	0603-R	102
				R4	贴片电阻	0603-R	152
R5,R6,R9,R11	贴片电阻	0603-R	103
				R8	贴片电阻	0603-R	10.2kΩ
R7	贴片电阻	0603-R	64.9kΩ
				R2	贴片电阻	1812-R	R510
RX1	贴片自恢复	KMC5S300	1812 3A 12V
				C5,C6	贴片电容	0805-C	104
C1	贴片电容	0805-C	475
				C2, C3	贴片电容	0805-C	106
C4,C7,C8	贴片电容	0805-C	226
				L1	贴片电感	TPRH10D40	3.3μH
D123	贴片发光二极管	0606-L	RGB
				D6	直插发光二极管	Ø3	白色
D4	贴片肖特基	SMA	SS54
				D5,D7	贴片二极管	锗二极管	IN60P
Q3,Q4	贴片场效应管	SOT23-123	Si2399DS
				Q1,Q2	贴片场效应管	SOT23-123	AO3420
U1	集成电路	SO-8	IP3005A
				U2	集成电路	SO-8	TP4056
U3	集成电路	SO-8	FP6276
				K2	贴片按键开关	KFC-A03-05	KN
K1	贴片拨动开关	MSS12D17	MSS12D17
					电池弹片
	贴片竖装TYPE-C	TYPE-C-90
					PCB线路板		YZ7320(REV4.7)

工作状态：

1.正常电池供电状态：打开开关K1，电池正极电流通过Q3后经K1的2脚和3脚接通使Q2导通，照明兼工作指示灯D6经R10限流电阻点亮，同时J1输出到烙铁头发热，当使用到电池端电压低于2.5V的时候锂电保护芯片U1开始工作切断回路，从而终止电池对外输出，防止电池过放电。

2.狂暴模式：打开开关K1，电池正极电流通过Q3后经K1的2脚和3脚接通使Q2导通，照明兼工作指示灯D6经R10限流电阻点亮，同时J1输出到烙铁头发热，此时按下K2，电流经K2后分两路一路经D5到Q3，使Q3截止，从而防止电流倒灌进电池，另一路到U3的4脚，从而开启U3的升压功能，U3的升压受R7和R8的阻值比例调整，升压后的电流从U3的7脚和8脚输出经C7和C8滤波后给指示照明灯供电以及经J1输出到烙铁头发热，另一路经R12限流点亮发光二极管D3（电路板上D123）亮绿色作为狂暴指示灯；此时如若松开K2，电路恢复正常电池供电模式，当使用到电池端电压低于2.5V的时候锂电保护芯片U1开始工作切断回路，从而终止电池对外输出，防止电池过放电。

3.充电状态：关闭K1，尾部插入TYPE-C标准充电线，充电线另一头使用5V输出的手机充电器或者充电宝对烙铁内电池进行充电，此时电流经R2限流进入U2的4脚和8脚，R4为充电电流调整电阻，默认为850mA充电，此时充电指示灯D2亮红色（PCB板上D123），若电池电压低于2.9V则U2用小电流对电池进行预充电，电池电压超过2.9V时，采用恒流850mA对电池进行充电，电池电压接近4.2V时充电电流逐渐减小，U2进入恒压充电模式，电池充满后充电指示灯D2熄灭，充满指示灯D1点亮蓝色,实际PCB板中D1和D2为三色发光二极管D123。

4.插电使用状态：在尾部插入TYPE-C充电线且接入输出电流大于2A的5V充电器，或者接入输出电流大于2A的充电宝，此时电烙铁开始对内部电池进行充电（详见3充电状态），此时打开开关K1，电流经D4防倒灌二极管后电压略微降低约0.5V（因为我们的电烙铁头的额定供电电压低于4.5V）后经Q2导通构成供电回路，烙铁开始工作，照明指示灯D6点亮，此时烙铁头的工作状态接近狂暴模式；另一路电流导通Q4使U2的CE使能脚电位置高，使U2停止工作。此时按下K2不会造成设备损坏，电路会进入电池升压的狂暴模式，此时不会有明显变化，此工作状态由于D4二极管的存在会消耗掉部分电而发热，故插电使用作为此烙铁的应急使用，不建议长期外接电源或充电宝使用，无线才是我们这款产品的最大优点。

5.纯外接使用模式：当电烙铁内部未安放18650电池的时候，尾部外接TYPE-C标准充电线接驳输出电流大于2A的5V充电器或输出电流大于2A的充电宝时，充电指示灯直接亮蓝色。此时打开开关K1，电流一路经D4防倒灌二极管后电压略微降低约0.5V（因为我们的电烙铁头的额定供电电压低于4.5V）后经Q2导通构成供电回路，烙铁开始工作，照明指示灯D6点亮，此时烙铁头的工作状态接近狂暴模式；另一路电流经D3到Q3使Q3截止，防止电流不经过充电管理芯片U2而直接灌入电池。此时按下K2不会造成设备损坏，电路因无电池的存在无法进入电池升压的狂暴模式，此时不会有明显变化，此工作状态由于D4二极管的存在会消耗掉部分电而发热，故边冲边用作为此烙铁的应急使用，不建议长期外接电源或充电宝使用，无线才是我们这款产品的最大优点。

本电池电烙铁以18650锂电芯供电，尾部带最新标准的TYPE-C插座，可以直接充电，亦可插电应急实用，电池更换便捷，带反接保护，即使不小心装反了电池也不会损坏内部元件。内置英集芯最新IP3005A锂电保护芯片，只需加入18650电芯即可，无需带锂电保护。

打开开关，烙铁开始工作，同时前面白色照明灯亮，此时按下电键烙铁进入狂暴模式（此时内部通过远翔最新FP6276升压到约4.4V输出到烙铁头），前面照明灯会明显变亮，此时烙铁头达到最高温度，适用于焊接大焊点，室外，或者周围环境温度超低的情况，长期使用狂暴模式会减短电池使用时间（非电池使用寿命），经测试电池充满电普通模式的使用时间是狂暴模式的两倍，前面的照明灯亦可作为电池电压的估算指示。

插入TYPE-C充电，充电指示灯亮红色，然后开始充电，充满后红色指示灯变蓝色，说明电池已经充满。充电过程中打开开关，烙铁可正常使用（温度接近狂暴模式效果），按下按键无明显使用变化，不会对烙铁造成损坏。烙铁插电使用功能亦支持无电池使用，即使不装电池亦可正常插电使用，此时充电指示灯亮蓝色，但是不鼓励插电使用功能，因为充电宝充电器等设备的个体差异较大，一般此类设备都为5V输出，高于烙铁头所能承受的最高电压，会影响烙铁使用寿命。

电路中仅用一个元件（Q1）就解决了电池反接的问题，如果电池正负极放反Q1截止，电路不工作。U1是锂电专用的保护芯片，当池端电压低于2.5V时输出截止，防止电池因过放电损坏，在充电的时候，如果充电管理芯片U2失效，U1亦有防止过充的功效，作为二道保护。

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 (8)

1.一种电烙铁电源系统，包括PCB线路板，其特征在于所述PCB线路板上设置有充电管理电路、升压控制电路及保护电路，所述充电管理电路接入外接电源，所述充电管理电路输出电压信号至所述升压控制电路，所述保护电路连接至所述充电管理电路；所述充电管理电路中包括第一切换电路和充电管理芯片U2，所述第一切换电路与充电管理芯片U2连接，所述升压控制电路包括第二切换电路和第三切换电路和升压控制芯片U3，所述第一切换电路和第二切换电路分别连接至所述第三切换电路。

2. 根据权利要求1所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述充电管理电路还包括电阻R2、R3、R4, 自恢复保险丝RX1,电容C2、C3、C4、C5，发光二极管D1、D2，所述电阻R2、R3、电容C2的共同端连接至芯片U2的4脚，所述电阻R2另一端通过所述自恢复保险丝RX1连接至电压输入端Vin，所述电容C2的另一端接地，所述发光二极管D1、D2的阳极共同连接至所述电阻R3的另一端，所述发光二极管D1和D2的阴极分别接入芯片U2的6脚和7脚；所述电容C3、C4、C5并联后一端接入芯片U2的5脚，另一端与芯片U2的1脚连接后接地；所述电阻R4的一端接入所述芯片U2的2脚后接地；所述芯片U2的3脚接地。

3. 根据权利要求2所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述第二切换电路二极管D4、D7和场效应管Q3, 所述二极管D4、D7的阳极分别连接至所述电阻R2的另一端，所述二极管D4的阴极与所述场效应管Q3的源极共同接入所述芯片U3的7脚和8脚，所述二极管D7的阴极连接至所述场效应管Q3的栅极，所述场效应管Q3的漏极接入芯片U3的3脚，所述芯片U3的7脚和8脚共同连接至所述第三切换跌路的电压输出端OUT+。

4.根据权利要求3所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述升压电路还包括电阻R5、R6、R12，电容C6，电感L1，二极管D5，发光二极管D3以及按键开关K2，所述芯片U3的1脚、2脚共同接入所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端与所述芯片U3的3脚共同接入所述芯片U2的5脚；所述二极管D5的阳极、按键开关K2的第二端、电阻R6及电容C6的共同端接入所述芯片U3的4脚，所述电阻R6和所述电容C6的另一端共同接地；所述二极管D5的阴极和所述电阻R5的一端共同接入所述二极管D7的阴极，所述电阻R5的另一端接地；所述发光二极管D3的阳极通过电阻R12连接至所述芯片U3的4脚上。

5.根据权利要求4所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述第三切换电路包括场效应管Q2，电阻R7、R8、R9、R10，电容C7、C8，发光二极管D6，接头J1和拨动开关K1，所述电阻R7、R10、电容C7、C8的共同端接入所述电压输出端OUT+，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8的一端共同接入所述芯片U3的6脚，所述电阻R8、电容C7、C8和芯片U3的5脚共同接地；所述电阻R10的另一端连接至所述发光二极管D6的阳极，发光二极管D6的阴极、所述场效应管Q2的漏极和所述发光二极管D3的阴极共同连接至所述接头J1的第二端；所述接头J1的第一端、按键开关K2的第一端、拨动开关K1的第二端共同连接至所述电压输出端OUT+；所述场效应管Q2的栅极和所述电阻R9的一端接入所述拨动开关K1的第三端；所述场效应管Q2的源极、电阻R9的另一端和拨动开关K1的第一端共同连接至所述芯片U3的5脚。

6.根据权利要求5所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述第一切换电路包括R11和场效应管Q4，所述场效应管Q4的漏极与电阻R11的共同端连接至芯片U2的8脚，源极接入所述芯片U2的4脚，所述电阻R11的另一端接地；所述场效应管Q4的栅极连接至所述场效应管Q2的栅极。

7.根据权利要求1所述的电烙铁电源系统，其特征在于所述保护电路充放电保护芯片U1、电阻R1和电容C1，所述电阻R1和电容C1的共同端接入所述芯片U1的6脚；所述芯片U1的5脚、7脚、8脚、9脚共同接入所述电容C1的另一端；所述电阻R1的另一端接入所述芯片U2的5脚；所述芯片U1的2脚、3脚、4脚共同接地；所述芯片U1的1脚悬空。

8.根据权利要求7所述的电烙铁电源系统，其特征在于还包括反接保护电路，所述反接保护电路包括电池BT1和场效应管Q1，所述电池BT1的正极与所述场效应管Q1的栅极共同接入所述电阻R1的另一端；所述电池BT1的阴极连接至所述场效应管Q1的漏极；所述场效应管Q1的源极连接至所述电容C1的另一端。

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