CN215733453U - 一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，包括分别与USB接头及电池接头连接的电池充电电路、与电池接头连接用于电池保护的电池保护电路、与电池接头连接用于电机供电控制进行堵转或过载保护的堵转及过载保护电路和与电池接头连接进行电池电量检测的电量检测模块，所述电池充电电路、堵转及过载保护电路和电量检测模块分别与一用于控制的控制装置信号连接，所述电池接头通过用于对控制装置进行供电的控制供电电路与控制装置连接，所述控制装置上设置有用于控制电机的开启及关闭的控制按键，所述控制装置上还设置有用于电池电量指示的电量指示模块。通过本实用新型能够有效节省成本，及时进行保护提高保护效果。
Description
技术领域
本实用新型属于电机保护领域，尤其涉及一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路。
背景技术
电机堵转是电机在转速为0转时仍然输出扭矩的一种情况，一般都是机械的或者人为的。由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫膛等原因引起的电动机无法启动或停止转动的现象。电机过载是指一般电机都有一个固定的运行功率，称之为额定功率，单位为瓦特(W)，如果在某种情况下使电机的实际使用功率超过电机的额定功率，则称这种现象为电机过载。对于各种电机，在现有的设备及方法中，检测电机堵转或过载时，主要采用的电阻方式。在面对电池供电的电机保护时，这种方式检测成本高，检测速度较慢。从而需要一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路来满足使用需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是，提供一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，能够有效节省成本，及时进行保护提高保护效果。
为实现该目的，本实用新型提供了一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，包括用于与外部电源连接的USB接头和与电池连接的电池接头，还包括分别与USB接头及电池接头连接用于电池充电控制的电池充电电路、与电池接头连接用于电池保护的电池保护电路、与电池接头连接用于电机供电控制进行堵转或过载保护的堵转及过载保护电路和与电池接头连接进行电池电量检测的电量检测模块，所述电池充电电路、堵转及过载保护电路和电量检测模块分别与一用于控制的控制装置信号连接，所述电池接头通过用于对控制装置进行供电的控制供电电路与控制装置连接，所述控制装置上设置有用于控制电机的开启及关闭的控制按键，所述控制装置上还设置有用于电池电量指示的电量指示模块，所述USB接头的两端并联有第七电容，电池接头的负极端通过第五电阻。
优选地，所述电池充电电路设置有第一MOS管及串联后并联于USB接头两端的第一电阻和第四电阻，所述第一电阻与USB接头正极端连接，所述第一电阻和第四电阻的连接端与控制装置的唤醒端连接并且通过第九电容与地线连接，所述USB接头正极端依次通过第一电感和第一二极管与电池接头的正极端连接，所述第一电感和第一二极管的连接端与第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的栅极通过第十七电阻与控制装置的充电控制端连接并且还通过第十九电阻与地线连接，所述第一MOS管的源极与地线连接。
优选地，所述电量检测模块设置有一端与电池接头的正极端连接的第二电阻，所述第二电阻另一端与控制装置连接并且分别通过第三电阻和第八电容与地线连接。
优选地，所述控制供电电路设置有第七二极管和三端稳压管，所述第七二极管的正极端与电池接头的正极端连接，所述第七二极管的负极端通过第十一电阻与三端稳压管输入端连接，所述三端稳压管输入端通过第三电容与地线连接，所述三端稳压管的输出端通过输出端电容与地线连接并且分别与控制装置和电量指示模块连接。
优选地，所述电池保护电路设置有用于对电池用电保护的电池保护芯片，所述电池保护芯片第一检测端通过第二保护电阻与电池接头正极端连接，所述电池保护芯片的第二检测端与电池串联后的中间位置连接。
优选地，所述堵转及过载保护电路设置有第二三极管、第三MOS管和第四MOS管，所述第二三极管的基极通过第十电阻与控制装置的第一控制端连接并且第十电阻与第一控制端连接端通过第九电阻与地线连接，所述第二三极管的集电极与第三MOS管的栅极连接，所述第二三极管的发射极与地线连接，所述第三MOS管的栅极通过第十二电阻与电池接头的正极端连接，所述第三MOS管的源极与电池接头的正极端及电机的正极端连接，所述第三MOS管的漏极与第四MOS管的漏极和电机的负极端连接，所述第三MOS管的源极和漏极间并联第四电容，所述第四MOS管的栅极与控制装置的第二控制端连接并且通过第七电阻与地线连接，所述第四MOS管的源极与地线连接，所述第四MOS管的漏极还通过第三电容与地线连接。
优选地，所述控制装置为单片机。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
在本实用新型中通过设置控制装置、电池充电电路、堵转及过载保护电路和电量检测模块进行电机堵转及过载，能够有效节省成本，及时进行保护提高保护效果，减小PCB板的体积。在本实用新型中通过设置单片机进行保护控制，使得整体结构体积缩小，通过设置控制供电电路使得供电稳定，电量指示模块的设定使得能够在工作中实时了解电池的电量，便于及时充电，保证工作稳定。在本实用新型中通过控制装置控制堵转及过载保护电路进行保护使得供电切断快速，有效对电机进行保护。在本实用新型中电池保护电路设置电池保护芯片对电池的总电压及中间位置电压分别进行检测能够有效提高保护效果。
附图说明
图1为本实用新型中系统的结构框图；
图2为本实用新型中电池充电电路、电量检测模块和控制供电电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型中控制装置的电路结构示意图；
图4为本实用新型中电量指示模块的电路结构示意图；
图5为本实用新型中堵转及过载保护电路的电路结构示意图；
图6为本实用新型中电池保护电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1-6所示，本实用新型提供了一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，包括用于与外部电源连接的USB接头U7和与电池连接的电池接头BAT1，还包括分别与USB接头U7及电池接头BAT1连接用于电池充电控制的电池充电电路2、与电池接头BAT1连接用于电池保护的电池保护电路8、与电池接头BAT1连接用于电机供电控制进行堵转或过载保护的堵转及过载保护电路5和与电池接头BAT1连接进行电池电量检测的电量检测模块3，电池充电电路2、堵转及过载保护电路5和电量检测模块3分别与一用于控制的控制装置1信号连接，电池接头BAT1通过用于对控制装置1进行供电的控制供电电路4与控制装置1连接，控制装置1上设置有用于控制电机的开启及关闭的控制按键S1，控制装置1上还设置有用于电池电量指示的电量指示模块6，USB接头U7的两端并联有第七电容C7，电池接头BAT1的负极端通过第五电阻R5。控制装置1为单片机。在本实施例中，USB接头U7接入外部直流电源给电池充电。控制装置1为单片机能够有效提高控制的速度和精度，缩小整体结构的体积。
电池充电电路2设置有第一MOS管Q1及串联后并联于USB接头U7两端的第一电阻R1和第四电阻R4，第一电阻R1与USB接头U7正极端连接，第一电阻R1和第四电阻R4的连接端与控制装置1的唤醒端WAKE_UP连接并且通过第九电容C9与地线GND连接，USB接头U7正极端依次通过第一电感L1和第一二极管D1与电池接头BAT1的正极端连接，第一电感L1和第一二极管D1的连接端与第一MOS管Q1的漏极连接，第一MOS管Q1的栅极通过第十七电阻与控制装置1的充电控制端PWM_CHARG连接并且还通过第十九电阻R19与地线GND连接，第一MOS管Q1的源极与地线GND连接。电池充电电路2在控制进行充电式，通过发送信号到控制装置1的唤醒端WAKE_UP启动控制装置1进行实时电量显示。在充电时，控制装置1通过控制第一MOS管Q1结合第一电感L1进行升压充电。
电量检测模块3设置有一端与电池接头BAT1的正极端连接的第二电阻R2，第二电阻R2另一端与控制装置1连接并且分别通过第三电阻R3和第八电容C8与地线GND连接。通过电量检测模块3能够使得控制装置1实时获得电池接头BAT1的正极端输出电压值，提高测量准确性。
控制供电电路4设置有第七二极管D7和三端稳压管U1，第七二极管D7的正极端与电池接头BAT1的正极端连接，第七二极管D7的负极端通过第十一电阻R11与三端稳压管U1输入端连接，三端稳压管U1输入端通过第三电容C3与地线GND连接，三端稳压管U1的输出端通过输出端电容CE3与地线GND连接并且分别与控制装置1和电量指示模块6连接。在本实施例中，电量指示模块6设置有三个LED灯对电池电量进行分层次显示，使得观察直观。三端稳压管U1输出直流5.1V。
电池保护电路8设置有用于对电池用电保护的电池保护芯片U3，电池保护芯片U3第一检测端B2通过第二保护电阻RB2与电池接头BAT1正极端连接，电池保护芯片U3的第二检测端B1与电池串联后的中间位置连接。
堵转及过载保护电路5设置有第二三极管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4，第二三极管Q2的基极通过第十电阻R10与控制装置1的第一控制端R100连接并且第十电阻R10与第一控制端R100连接端通过第九电阻R9与地线GND连接，第二三极管Q2的集电极与第三MOS管Q3的栅极连接，第二三极管Q2的发射极与地线GND连接，第三MOS管Q3的栅极通过第十二电阻R12与电池接头BAT1的正极端连接，第三MOS管Q3的源极与电池接头BAT1的正极端及电机的正极端连接，第三MOS管Q3的漏极与第四MOS管Q4的漏极和电机的负极端连接，第三MOS管Q3的源极和漏极间并联第四电容C4，第四MOS管Q4的栅极与控制装置1的第二控制端R200连接并且通过第七电阻R7与地线GND连接，第四MOS管Q4的源极与地线GND连接，第四MOS管Q4的漏极还通过第三电容C3与地线GND连接。堵转及过载保护电路5在接收到控制装置1的控制信号后，进行断电，对电机进行刹车保护。
在本实施例中，工作时，USB接头U7接入外部电源，电池充电电路2在控制装置1的控制下对电池进行充电。在电机使用时，可以通过控制按键S1进行启动，电量检测模块3实时检测电池两端电压发送给控制装置1，电池保护电路8对电池用电进行保护。控制装置1根据电量检测模块3采集的电池两端电压值信号进行控制，在启动时若电池两端电压降低值超过设定值，控制装置1则控制堵转及过载保护电路5断开电机供电进行保护。电机启动正常启动工作时，控制装置1实时将接收的电池两端电压值信号与前一次接收的电池两端电压值信号进行对比，若该次接收的电池两端电压值信号比前一次接收的电池两端电压值信号降低值超过设定值，控制装置1则控制过载保护电路5断开电机供电进行保护。工作完成后，通过控制按键S1控制停机。通过本实用新型能够有效节省成本，及时进行保护提高保护效果。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，包括用于与外部电源连接的USB接头(U7)和与电池连接的电池接头(BAT1)，其特征在于，还包括分别与USB接头(U7)及电池接头(BAT1)连接用于电池充电控制的电池充电电路(2)、与电池接头(BAT1)连接用于电池保护的电池保护电路(8)、与电池接头(BAT1)连接用于电机供电控制进行堵转或过载保护的堵转及过载保护电路(5)和与电池接头(BAT1)连接进行电池电量检测的电量检测模块(3)，所述电池充电电路(2)、堵转及过载保护电路(5)和电量检测模块(3)分别与一用于控制的控制装置(1)信号连接，所述电池接头(BAT1)通过用于对控制装置(1)进行供电的控制供电电路(4)与控制装置(1)连接，所述控制装置(1)上设置有用于控制电机的开启及关闭的控制按键(S1)，所述控制装置(1)上还设置有用于电池电量指示的电量指示模块(6)，所述USB接头(U7)的两端并联有第七电容(C7)，电池接头(BAT1)的负极端通过第五电阻(R5)。
2.根据权利要求1所述的一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，其特征在于，所述电池充电电路(2)设置有第一MOS管(Q1)及串联后并联于USB接头(U7)两端的第一电阻(R1)和第四电阻(R4)，所述第一电阻(R1)与USB接头(U7)正极端连接，所述第一电阻(R1)和第四电阻(R4)的连接端与控制装置(1)的唤醒端(WAKE_UP)连接并且通过第九电容(C9)与地线(GND)连接，所述USB接头(U7)正极端依次通过第一电感(L1)和第一二极管(D1)与电池接头(BAT1)的正极端连接，所述第一电感(L1)和第一二极管(D1)的连接端与第一MOS管(Q1)的漏极连接，所述第一MOS管(Q1)的栅极通过第十七电阻与控制装置(1)的充电控制端(PWM_CHARG)连接并且还通过第十九电阻(R19)与地线(GND)连接，所述第一MOS管(Q1)的源极与地线(GND)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，其特征在于，所述电量检测模块(3)设置有一端与电池接头(BAT1)的正极端连接的第二电阻(R2)，所述第二电阻(R2)另一端与控制装置(1)连接并且分别通过第三电阻(R3)和第八电容(C8)与地线(GND)连接。
4.根据权利要求1所述的一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，其特征在于，所述控制供电电路(4)设置有第七二极管(D7)和三端稳压管(U1)，所述第七二极管(D7)的正极端与电池接头(BAT1)的正极端连接，所述第七二极管(D7)的负极端通过第十一电阻(R11)与三端稳压管(U1)输入端连接，所述三端稳压管(U1)输入端通过第三电容(C3)与地线(GND)连接，所述三端稳压管(U1)的输出端通过输出端电容(CE3)与地线(GND)连接并且分别与控制装置(1)和电量指示模块(6)连接。
5.根据权利要求1所述的一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，其特征在于，所述电池保护电路(8)设置有用于对电池用电保护的电池保护芯片(U3)，所述电池保护芯片(U3)第一检测端(B2)通过第二保护电阻(RB2)与电池接头(BAT1)正极端连接，所述电池保护芯片(U3)的第二检测端(B1)与电池串联后的中间位置连接。
6.根据权利要求1所述的一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，其特征在于，所述堵转及过载保护电路(5)设置有第二三极管(Q2)、第三MOS管(Q3)和第四MOS管(Q4)，所述第二三极管(Q2)的基极通过第十电阻(R10)与控制装置(1)的第一控制端(R100)连接并且第十电阻(R10)与第一控制端(R100)连接端通过第九电阻(R9)与地线(GND)连接，所述第二三极管(Q2)的集电极与第三MOS管(Q3)的栅极连接，所述第二三极管(Q2)的发射极与地线(GND)连接，所述第三MOS管(Q3)的栅极通过第十二电阻(R12)与电池接头(BAT1)的正极端连接，所述第三MOS管(Q3)的源极与电池接头(BAT1)的正极端及电机的正极端连接，所述第三MOS管(Q3)的漏极与第四MOS管(Q4)的漏极和电机的负极端连接，所述第三MOS管(Q3)的源极和漏极间并联第四电容(C4)，所述第四MOS管(Q4)的栅极与控制装置(1)的第二控制端(R200)连接并且通过第七电阻(R7)与地线(GND)连接，所述第四MOS管(Q4)的源极与地线(GND)连接，所述第四MOS管(Q4)的漏极还通过第三电容(C3)与地线(GND)连接。
7.根据权利要求1所述的一种通过电池电压检测进行电机堵转及过载保护的电路，其特征在于，所述控制装置(1)为单片机。
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Denomination of utility model: A circuit for motor stalling and overload protection through battery voltage detection Granted publication date: 20220201 Pledgee: Dongguan Yongyuan Hardware Technology Co.,Ltd. Pledgor: JIANGMEN RUNSHENG ELECTROMECHANICAL Co.,Ltd. Registration number: Y2024980004594 |
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