CN219176511U - 电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板，电机驱动装置包括：气压传感器及驱动控制电路。气压传感器设于电控气泵的气压检测口，检测气泵气压并输出气压传感信号；驱动控制电路包括控制器、第一电机驱动电路及第二电机驱动电路；第一电机驱动电路包括：第一电机驱动接口、检测电阻、及第一受控端；检测电阻检测第一驱动电机的工作电流信号，工作电流信号的幅值与第一驱动电机所驱动电控气泵充气达到的出气口的气压相应；第一电机驱动电路的低压检测输出端耦接到控制器，气压传感器的输出端耦接到控制器。控制器基于气压传感器和和低压驱动电机的采样信号综合判断来执行电机切换。切换更准确，电路简单实用体积小，兼容性佳，体验好。

Description

电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板

技术领域

本公开涉及充气用品技术领域，尤其涉及电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板。

背景技术

目前，各种充气用品被广泛应用在人们的日常生活、娱乐中。

以较为流行的SUP为例，SUP为Stand-UpPaddling的缩写，即“站立划水板”或“滑水桨板”的含义。是一项非常简单易学，老少咸宜的运动。因为SUP板一般会比冲浪板和帆板大，同时也没有风和浪的不稳定因素，所以很适合初学者玩的水上运动。

SUP板需要充气，故一般会配置气泵使用。常见的手动操作的气泵费时费力，效率低下，影响用户体验。故目前有采用电动的气泵，通过电机驱动气泵吸气和放气(比如通过驱动扇叶旋转来实现抽、放气)来快速高效地充气。为进一步提升充气效率，目前有采用双驱动电机，即低压驱动电机用于初始的较低气压的充气，然后切换到高压驱动电机来进行较高气压的充气。

可以理解的，低压驱动电机和高压驱动电机的切换条件的设置尤为重要，一旦不准确就会影响效率和电能浪费。虽然目前有通过侦测驱动电机的工作参数来设置切换条件，但是一方面单一条件的准确性不够，导致实际使用中电机切换不准确，在SUP未充满时提前切换或充满不切换等问题，以及大小SUP气囊兼容性差，高、低压电机不能准确切换.充电效率低有时需要手动介入，用户体验差；另一方面电路结构复杂导致气泵产品的体积增大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本公开的目的在于提供电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板，解决相关技术中的问题。

本公开第一方面提供一种电机驱动装置，用于驱动电控气泵中的第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机用于驱动所述电控气泵的充气动作，所述电控气泵包括进气口及出气口；所述第一驱动电机和第二驱动电机分别驱动电控气泵较低和较高充气气压的输出；所述电机驱动装置包括：气压传感器，设于电控气泵的气压检测口，用于检测所述电控气泵输出气压并在输出端输出对应气压传感信号；驱动控制电路，包括：控制器、第一电机驱动电路及第二电机驱动电路；所述第一电机驱动电路包括：耦接至第一驱动电机的第一电机驱动接口、串联于所述第一电机驱动接口的检测电阻、及第一受控端；所述检测电阻检测第一驱动电机的工作电流信号，所述工作电流信号的幅值与第一驱动电机所驱动电控气泵充气达到的所述出气口的气压相应；所述第一电机驱动电路还包括与所述检测电阻耦接的低压检测输出端，以输出与所述工作电流信号相应的电机电流采样信号；所述第一电机驱动接口包括第一电机正极和第一电机负极；所述第二电机驱动电路包括：耦接至第二驱动电机的第二电机驱动接口、及第二受控端；所述第二电机驱动接口包括第二电机正极和第二电机负极；所述控制器，包括：耦接所述第一受控端的第一控制端、耦接所述第二受控端的第二控制端、耦接所述气压传感器的输出端的气压检测输入端、及耦接所述低压检测输出端的低压检测输入端；所述控制器的第一控制端输出控制信号以控制第一驱动电机驱动电控气泵执行充气动作；并且，响应于接收到的气压传感信号和电机电流采样信号均指示出气口的气压上升受阻，所述控制器在所述第二控制端输出控制信号，以从第一驱动电机切换至第二驱动电机驱动电控气泵执行充气动作直至预设气压。

在第一方面的实施例中，所述第一电机驱动电路还包括：放大电路及开关电路；所述放大电路包括输入端和输出端，其输入端耦接所述第一受控端，以对控制信号放大后从其输出端输出；所述开关电路包括第一开关部件，所述第一开关部件包括：第一端、第二端及控制端，所述第一端经所述检测电阻接地并经电阻耦接至低压检测输出端且经电阻耦接至低压检测输出端，所述第二端耦接所述第一电机负极，所述第一电机正极耦接第一供电端；所述第一供电端施加有第一电压；所述控制端耦接于放大电路的输出端，基于放大电路的输出信号控制第一端和第二端的导通或断开，所述第一端和第二端的导通形成从第一供电端经过第一电机正极、第一驱动电机、第一电机负极、第一开关部件、检测电阻至接地端的导电回路。

在第一方面的实施例中，所述放大电路包括推挽电路，所述推挽电路包括串联的两个晶体管，其中至少一个晶体管为多级晶体管放大电路的最后一级。

在第一方面的实施例中，所述第一开关部件包括：第一NMOS和第二NMOS，第一NMOS和第二NMOS的栅极相连形成所述第一开关部件的控制端；所述第一NMOS的源极作为所述第一开关部件的第一端耦接于所述第一电机负极，所述第一NMOS的漏极耦接于所述第二NMOS的漏极，所述第二NMOS的源极作为所述第一开关部件的第二端；所述控制端连接在一反向电阻分压电路的分压点，所述反向电阻分压电路中沿接地端到第一供电端依次串联有第一电阻、第二电阻、及正、负极分别指向接地端和第一供电端的二极管，所述第一电阻和第二电阻的阻值比配置成当所述反向电阻分压电路导通时，所述第一开关部件的控制端的电压被限制在导通第一开关部件的电压值以下。

在第一方面的实施例中，所述第一受控端耦接泄放电路，所述泄放电路包括：二极管，正极耦接所述第一受控端，负极耦接第二供电端；所述第二供电端施加有第二电压。

在第一方面的实施例中，所述放大电路包括：N型三极管Q3、Q4；P型三极管Q6；二极管D3、D5；电阻R11、R21、R22、R25、R26；所述开关电路包括：NMOSQ7和Q8；二极管D4、D6、D7；电阻R7、R15、R28、R29、检测电阻TK1；电容C7；其中，Q3基极耦接电阻R21的一端，R21的另一端耦接第一受控端；Q3的射极接地，Q3的集电极耦接电阻R25的一端及二极管D3的负极，D3的正极耦接电阻R22的一端及电阻R26的一端，R26的另一端耦接N型三级管Q4的基极，R25的另一端耦接Q6的基极；Q4的集电极耦接D6的负极，Q4的发射极耦接Q6的发射极及R28的一端；Q6的集电极耦接D5的正极，D5的负极接地；R28的另一端耦接R15和R29的一端、以及Q7和Q8的栅极，R15的另一端耦接D4的正极，D4的负极耦接D6的正极、第一供电端、第一电机正极和D7的负极；R29的另一端接地以及TK1的一端，TK1的另一端耦接Q8的源极和R7的一端，R7的另一端耦接C7的一端以及所述低压检测输出端；C7的另一端接地；Q8的漏极和Q7的漏极耦接，Q7的源极耦接D7的正极以及第一电机负极。

在第一方面的实施例中，所述第二电机驱动电路包括：供电开关电路和供电主路；所述供电开关电路，包括：继电器、及第二开关部件；所述继电器，包括线圈、及由线圈产生的磁力驱动的继电器开关；所述第二开关部件包括第一端、第二端和控制第一端和第二端通/断的控制端；所述控制端耦接所述第二受控端；所述线圈的一端耦接第三供电端，另一端耦接第二开关部件的第一端；所述第二开关部件的第二端接地；所述第三供电端施加有第三电压；所述供电主路包括：电源输入正极、电源输入负极、所述第二电机正极和第二电机负极；所述电源输入正极和电源输入负极用于接入外部电源，所述电源输入正极还引出施加有第一电压的第一供电端；所述第二电机正极与电源输入正极耦接，所述第二电机负极和电源输入负极之间耦接所述继电器开关；所述第二电机正极和第二电机负极之间经串联的电容和电阻隔离。

在第一方面的实施例中，所述第三电压随外部电压变化；所述控制器还包括电源电压采样端；所述电机驱动装置还包括电压采样电路，其包括：电阻R23、R24、R4；及电容C4；其中，R23一端耦接所述第三供电端，另一端耦接R24的一端并引出分压点；R24的另一端接地；R4的一端耦接所述分压点，另一端耦接C4的一端及所述电源电压采样端；C4的另一端接地。

在第一方面的实施例中，所述第一驱动电机为低压涡轮电机；和/或，所述第二驱动电机为高压活塞电机。

本公开第二方面提供一种电控气泵组件，包括：电控气泵，包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机用于驱动所述电控气泵的充气动作，所述电控气泵包括进气口及出气口；所述第一驱动电机和第二驱动电机分别驱动电控气泵较低和较高充气气压的输出；如第一方面任一项所述的电机驱动装置，其第一电机驱动接口和第二电机驱动接口分别耦接于所述第一驱动电机和第二驱动电机。

本公开第三方面提供一种充气划水板，包括：充气划水板本体；如第二方面所述的电控气泵组件，用于对所述充气划水板本体充气。

如上所述，本公开实施例提供电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板，电机驱动装置包括：气压传感器及驱动控制电路。气压传感器设于电控气泵的气压检测口，检测气泵气压并输出气压传感信号；驱动控制电路包括控制器、第一电机驱动电路及第二电机驱动电路；所述第一电机驱动电路包括：第一电机驱动接口、检测电阻、及第一受控端；所述检测电阻检测第一驱动电机的工作电流信号，所述工作电流信号的幅值与第一驱动电机所驱动电控气泵充气达到的所述出气口的气压相应；第一电机驱动电路的低压检测输出端耦接到控制器，气压传感器的输出端耦接到控制器。所述控制器基于气压传感器和和低压驱动电机的采样信号综合判断来执行电机切换。切换更准确，电路简单实用性好体积小，大小SUP气囊全兼容，更加智能化，提高用户体验。

附图说明

图1展示本公开实施例中的电机驱动装置的应用场景示意图。

图2展示本公开一实施例中驱动控制电路的电路模块示意图。

图3展示本公开一实施例中第一电机驱动电路的电路模块示意图。

图4展示本公开一实施例中第二电机驱动电路的电路模块示意图。

图5展示本公开一实施例中控制器的电路原理图。

图6展示本公开一实施例中所述第一电机驱动电路的电路原理图。

图7展示本公开一实施例中所述第二电机驱动电路的电路原理图。

图8展示本公开一实施例中电源电压采样电路的电路原理图。

图9展示本公开一实施例中气压传感器及其外围电路的电路原理图。

图10展示本公开一实施例中第一电压转换电路的电路原理图。

图11展示本公开一实施例中第二电压转换电路的电路原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体示例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本公开所揭露的消息轻易地了解本公开的其他优点与功效。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用模块，本公开中的各项细节也可以根据不同观点与应用模块，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面以附图为参考，针对本公开的实施例进行详细说明，以便本公开所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本公开可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。

在本公开的表示中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的表示意指结合该实施例或示例表示的具体特征、结构、材料或者特点包括于本公开的至少一个实施例或示例中。而且，表示的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或一组实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本公开中表示的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于表示目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的表示中，“一组”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了明确说明本公开，省略与说明无关的器件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。

在通篇说明书中，当说某器件与另一器件“耦接”时，这不仅包括“直接耦接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接耦接”的情形。另外，当说某种器件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

虽然在一些示例中术语第一、第二等在本文中用来表示各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一端及第二端等表示。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、模块、项目、种类、和/或组，但不排除一个或一组其他特征、步骤、操作、元件、模块、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本公开。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。

虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本公开所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的消息相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。

充气用品，如充气的SUP，给人们的生活带来很多便利及乐趣。目前在SUP上，会采用双驱动电机切换来进行充气。双驱动电机包括低压驱动电机和高压驱动电机。在充气之初，会使用低压驱动电机充气，在达到切换条件时候切换到高压驱动电机充气。然而，目前低压到高压驱动电机的切换条件通常只是基于驱动电机的工作参数的，在工作参数波动的情况下是不准确的，导致用户体验差。而且，在一些方案中，为了获取工作参数甚至使用了仪表，如电流表、电压表等，不仅难以保障准确，而且整个产品的体积也大大增加。

鉴于此，本公开实施例中提供电机驱动装置，基于综合多种气压相关信号来确定切换条件，使得切换更加准确。并且，电路实现简单，不会增加体积，兼容于各种气囊。

本文所述的“耦接”，可以是直接连接，也可以是间隔一或多个元件的间接连接。

如图1所示，展示本公开实施例中的电机驱动装置的应用场景示意图。

所述电机驱动装置100，用于驱动电控气泵200中的第一驱动电机201和第二驱动电机202，所述第一驱动电机201和第二驱动电机202用于驱动所述电控气泵200的充气动作，所述电控气泵200包括进气口203及出气口204；所述第一驱动电机201和第二驱动电机202分别驱动电控气泵200较低和较高充气气压的输出，即所述第一驱动电机201对应于之前所述的低压驱动电机，第二驱动电机202对应于之前所述的高压驱动电机。低压驱动电机流量大但压力低，高压驱动电机流量小但压力高。在一些实施例中，所述第一驱动电机201可以是涡轮电机，和/或，第二驱动电机202可以是活塞电机。

所述电机驱动装置100包括：气压传感器101及驱动控制电路102。

所述气压传感器101设于电控气泵200的气压检测口205，用于检测所述电控气泵200输出气压并在输出端输出对应气压传感信号。示例性地，所述电控气泵200的出气口204处的主管路可引出一个与所述出气口204连通的分支气口来作为所述气压检测口205，所述气压传感器101可以在所述分支气口处探测得到气压传感信号，而不必设置在主管路中，降低设置难度也减少干扰。所述气压传感信号可以是电压值或电流值，其幅值与气压检测口205的气压值相应，也即与所述出气口204的气压值相应。当气压传感信号的信号值趋于稳定难以上升或下降、或达到某个特定值(比如工作电流减小40％)，表明气压可能达到了平衡。在一些实施例中，所述驱动控制电路102与所述气压传感器101相连，以接收所述气压传感信号。

所述驱动控制电路102连接并控制所述第一驱动电机201和第二驱动电机202的工作、切换等。可以装载在控制电路板上，比如通过电路印刷、焊接方式安装在控制电路板。在一些实施例中，所述控制电路板还可以提供与驱动控制电路102耦接的外部接口，所述外部接口可以包括显示接口、串行接口等，以耦接如显示屏、操作键等。所述显示屏可以显示例如充气气压的值；所述操作键可以供用户操作来控制充气动作，比如开始充气、暂停充气、停止充气等。

虽然根据气压传感信号可以设定第一驱动电机201和第二驱动电机202的切换条件，但是只是根据气压传感信号来进行判断可能也有不准确的情况，故在本实施例中还通过驱动控制电路102来获得第一驱动电机201的电机电流采样信号，并综合判断以进行更准确的电机切换动作。

请参阅图2所示，展示本公开一实施例中驱动控制电路的电路模块示意图。

所述驱动控制电路，包括：控制器301、第一电机驱动电路302及第二电机驱动电路303。

所述第一电机驱动电路302包括：耦接至第一驱动电机的第一电机驱动接口321、串联于所述第一电机驱动接口321的检测电阻322、及第一受控端323。所述检测电阻322检测第一驱动电机的工作电流信号，所述工作电流信号的幅值与第一驱动电机所驱动电控气泵充气达到的所述出气口的气压相应。比如，所述工作电流信号的电流值越大，对应的气压值越大。当电流值稳定难以上升、或者充气直至电流值突然下降某个预设幅度(比如40％)的情况下，表明气压达到平衡。所述第一电机驱动电路302还包括与所述检测电阻322耦接的低压检测输出端324，以输出与所述工作电流信号相应的电机电流采样信号。所述第一电机驱动接口321包括第一电机正极3211和第一电机负极3212。

所述第二电机驱动电路303包括：耦接至第二驱动电机的第二电机驱动接口331、及第二受控端332。所述第二电机驱动接口331包括第二电机正极3311和第二电机负极3312。

所述控制器301，包括：耦接所述第一受控端323的第一控制端311、耦接所述第二受控端332的第二控制端312、耦接所述气压传感器的输出端的气压检测输入端313、及耦接所述低压检测输出端324的低压检测输入端314。其中，所述控制器301的第一控制端311输出控制信号以控制第一驱动电机驱动电控气泵执行充气动作。并且，响应于接收到的气压传感信号和电机电流采样信号均指示出气口的气压上升受阻，所述控制器301停止第一控制端311输出控制信号，切换至在所述第二控制端312输出控制信号，以从第一驱动电机切换至第二驱动电机驱动电控气泵执行充气动作直至预设气压。直至气压传感信号指示出气口的气压上升受阻时，表明已充满，可以停止第二驱动电机的继续充气。

如图3所示，展示本公开一实施例中第一电机驱动电路的电路模块示意图。

在本实施例中，所述第一电机驱动电路400除了第一电机驱动接口401、检测电阻402、及第一受控端403以外，展示了第一电机驱动电路400具体的内部结构，其还包括放大电路404及开关电路405。

所述放大电路404包括输入端和输出端，其输入端耦接所述第一受控端403，以对控制信号放大后从其输出端输出。在一些实施例中，所述放大电路404包括推挽电路，所述推挽电路包括串联的两个晶体管，其中至少一个晶体管为多级晶体管放大电路的最后一级。

所述开关电路405包括第一开关部件451，所述第一开关部件451包括：第一端4511、第二端4512及控制端4513，所述第一端4511经所述检测电阻402接地并经电阻耦接至低压检测输出端405，所述第二端4512耦接所述第一电机负极411，所述第一电机正极412耦接第一供电端。所述第一供电端施加有第一电压，所述第一电压可例如为12V直流电压。所述控制端4513耦接于放大电路404的输出端，基于放大电路404的输出信号控制第一端4511和第二端4512的导通或断开，所述第一端4511和第二端4512的导通形成从第一供电端经过第一电机正极412、第一驱动电机、第一电机负极407、第一开关部件451、检测电阻402至接地端的导电回路。

在一些实施例中，所述第一开关部件451可以是单一的开关器件实现，比如MOS管。但是，由于实际情况中可能存在外部电源反接(即相当于接地端和第一供电端互换)的情况，为防止反接产生的电流烧坏器件，则所述第一开关部件451可以是多个开关器件的组合结构。比如，所述第一开关部件451包括：第一NMOS和第二NMOS，第一NMOS和第二NMOS的栅极相连形成所述第一开关部件451的控制端4513；所述第一NMOS的源极作为所述第一开关部件451的第一端4511耦接于所述第一电机负极411，所述第一NMOS的漏极耦接于所述第二NMOS的漏极，所述第二NMOS的源极作为所述第一开关部件451的第二端4512。所述控制端4513连接在一反向电阻分压电路407的分压点，所述反向电阻分压电路中沿接地端到第一供电端依次串联有第一电阻471、第二电阻472、及正、负极分别指向接地端和第一供电端的二极管473，所述第一电阻471和第二电阻472的阻值比配置成当所述反向电阻分压电路导通时，即由于外部电源反接导致反向电阻分压电路导通时，所述第一开关部件451的控制端4513的电压被限制在第一开关部件451的导通阈值以下。比如，第一电阻的阻值远大于第二电阻，比如百、千或万倍于第二电阻，例如第一电阻471阻值设置为几十千欧，第二电阻阻值设置为100至数百欧姆等，使得分压点的电压大大降低，无法导通第一开关部件451，第一驱动电机也无法工作，保护了电路器件。

在所述第一电机驱动电路400中，通过接入检测电阻402以能方便地检测到第一驱动电机的工作电流，从而输出到控制器以与气压传感信号一起进行切换条件的判断，电路结构简单。

在一些实施例中，为限制所述第一受控端403的输入电压，所述第一受控端403可以耦接泄放电路。所述泄放电路包括：二极管，正极耦接所述第一受控端403，负极耦接第二供电端；所述第二供电端施加有第二电压，所述第二电压可例如为5V直流电压。

如图4所示，展示本公开一实施例中第二电机驱动电路的电路模块示意图。

所述第二电机驱动电路500包括：供电开关电路501和供电主路502。

所述供电开关电路501，包括：继电器511、及第二开关部件512；所述继电器511，包括线圈5111、及由线圈5111产生的磁力驱动的继电器开关5112；所述第二开关部件512包括第一端5121、第二端5122和控制第一端5121和第二端5122通/断的控制端5123；所述控制端5123耦接第二受控端503；所述线圈5111的一端耦接第三供电端，另一端耦接第二开关部件512的第一端5121；所述第二开关部件512的第二端5122接地；所述第三供电端施加有第三电压(示例为VCC)。

所述供电主路502包括：电源输入正极521、电源输入负极522、所述第二电机正极523和第二电机负极524；所述电源输入正极521和电源输入负极522用于接入外部电源，所述电源输入正极521还引出施加有第一电压(示例为12V)的第一供电端；所述第二电机正极523与电源输入正极521耦接，所述第二电机负极524和电源输入负极522之间耦接所述继电器开关5112。所述第二电机正极523和第二电机负极524之间经串联的电容和电阻隔离。

所述第二开关部件512受控于控制器的控制信号以导通或截止，使得所述线圈5111上电产生磁力，磁力作用于所述继电器开关5112，以使供电主路502在连接第二驱动电机后能相应地回路导通或断开，以使第二驱动电机工作或停止工作。

为更进一步说明驱动控制电路的具体实现，可以参考例如图5～图7示例。图5展示本公开一实施例中控制器的电路原理图。图6展示本公开一实施例中所述第一电机驱动电路的电路原理图。图7展示本公开一实施例中所述第二电机驱动电路的电路原理图。

如图5所示，所述控制器可以是微控制器(MCU)或其它处理芯片实现，示例性地展示为14个接脚。其中，1号引脚为电源端(VDD+5V供电)；14号引脚为接地端(GND)；2号引脚为第二控制端，传递控制信号为RLY；3号和4号引脚为串行接口(如I2C)的数据线(DAT)和时钟线(SCK)的端子，串行接口连接气压传感器的相应输出端；5号引脚为第一控制端，传递控制信号为NMOS_PWM；6号引脚为控制器的时钟端CLK；10号引脚经电阻R6连接操作键，并作为低压检测输入端连接到第一电机驱动电路的低压检测输出端，传递电机电流采样信号AD_I；9号引脚为电源电压采样端，传递电源电压采样信号AD_V。

示例性地，所述控制器的型号选择为CM9M142-R或同系列同类型的其它芯片，但是在其他实施例中可以根据需求变化选型，并非以此为限。

如图6所示，所述第一电机驱动电路中，所述放大电路包括：N型三极管Q3、Q4；P型三极管Q6；二极管D3、D5；电阻R11、R21、R22、R25、R26；所述开关电路包括：NMOS Q7和Q8；二极管D4、D6、D7；电阻R7、R15、R28、R29、检测电阻TK1；电容C7。

其中，Q3基极耦接电阻R21的一端，R21的另一端耦接第一受控端Nmos_PWM；Q3的射极接地，Q3的集电极耦接电阻R25的一端及二极管D3的负极，D3的正极耦接电阻R22的一端及电阻R26的一端，R26的另一端耦接N型三级管Q4的基极，R25的另一端耦接Q6的基极；Q4的集电极耦接D6的负极，Q4的发射极耦接Q6的发射极及R28的一端，Q3和Q4为两级三极管放大电路；Q6的集电极耦接D5的正极，D5的负极接地，Q4和Q6构建推挽电路。

R28的另一端耦接R15和R29的一端、以及Q7和Q8的栅极，R15的另一端耦接D4的正极，D4的负极耦接D6的正极、第一供电端(第一电压示例为12V)、第一电机正极M_L+和D7的负极；R29的另一端接地以及TK1的一端，TK1的另一端耦接Q8的源极和R7的一端，R7的另一端耦接C7的一端以及所述低压检测输出端AD_I；C7的另一端接地；Q8的漏极和Q7的漏极耦接，Q7的源极耦接D7的正极以及第一电机负极M_L-。

当第一电机正极和第一电机负极正常连接第一驱动电机，根据推挽电路的原理，NMOS_PWM为脉冲波形，则经放大电路后输出的信号也是相应的波形，只是在幅值上不同。通过R28和R29的分压产生控制信号；控制信号的电平使Q7、Q8的Vgs达到Vth，则可以将Q7和Q8一并导通，从而形成从第一供电端经第一电极正极、第一驱动电机、第一电极负极、Q7、Q8、TK1到接地的回路，第一驱动电机工作。Q8源极的电压经R7在低压检测输出端形成电机电流采样信号AD_I输出到图5中控制器10号引脚。

R29、R15、D4构成所述反向电阻分压电路，R29电阻值为20千欧，R15仅100欧姆，故当出现电源反接时，R29和R15分压点的电压为100/(20000+100)*12V＝0.059V，无法导通Q7和Q8。

可选的，所述第一受控端耦接二极管D8的正极，D8的负极连接第二供电端以构成所述泄放电路，用于在断电的情况下快速泄放电流。

如图7所示，所述第二电机驱动电路中，R5、Q5、R27构成所述第二开关部件，线圈两端还可以并联一个二极管D2，VCC为第三电压，VCC可为外部电源的电压减去D2的导通电压，即外部电源电压为12V时，VCC约为11.3V。REL1为继电器开关，第二电机正极M_H+和第二电机负极M_H-之间串联电容C8和电阻R14。电源接入正极V+和电源输入负极V-连接外部电源，以获得第一电压+12V的供电。

如图8所示，展示本公开一实施例中电源电压采样电路的电路原理图。

所述电源电压采样电路包括：电阻R23、R24、R4，及电容C4。R23和R24一端相连，另一端分别连接VCC和接地，形成电阻分压电路，分压点经R4连接控制器9号引脚并经C4接地。VCC跟随外部电源变化，比如外部电源来自车载点烟器，一般为9V～14V，未必为图示中标准的12V，则VCC会相应变化。通过所述电源电压采样，所述控制器可以获得外部电源变化的反馈，以作出适应性的输出信号的幅值变化。

如图9所示，展示本公开一实施例中气压传感器及其外围电路的电路原理图。所述气压传感器展示为X1芯片，通过3V供电，并具有SDA、SCL等信号传输端，通过外围电路引出相应端子连接到控制器的3号引脚和4号引脚。示例性地，X1的芯片可示例为型号PS99-200G-T，当然可以理解的是，在其他实施例中可以根据需求加以变化选型及对应的外围电路，并非以此为限。

示例性地，如图7所接入的外部电源可以是12V，而如控制器等，其所需供电电压为5V、以及气压传感器的供电电压为3V，则需要相应的电压转换电路。

如图10所示，展示本公开一实施例中12V转5V的第一电压转换电路的电路原理图。图中左侧展示为12V输入，经过一个二极管D1后引出VCC，切在经电路转换后得到5V输出。图10中左侧展示为12V输入，经过一个二极管D1后引出VCC，且在经第一转换电路中电源转换芯片IC1和外围电路经电压转换后得到5V输出。示例性地，IC1可以是输入为12V，输出为5V的三端稳压集成电路，例如L7805系列的芯片，当然并非以此为限。

以及，如图11所示，展示本公开一实施例中5V转3V的第二转换电路的电路原理图。第二转换电路通过对5V输入进行电阻分压来得到3V输出，具体的串联的电阻R18、R16、R17，在R18和R16之间的分压点引出3V的输出端。

需特别说明的是，图5至图11中的电路原理图的结构都是例举，在其它实施例中每个部分的电路原理图皆可变化，并非限定于图示的固定组合的电路。

在所述电机驱动装置的实际工作示例中，第一驱动电机可为涡轮旋风式电机，在充气时，随出口气压力增大到第一驱动电机所能控制达到的气压相等时(相当于堵住出气口)，这时第一驱动电机会呈现工作电流值预设幅度(比如40％)减少左右的特性，且配合控制器通过气压传感器检测到气压达到电机的最大气压后无上升变化，控制器关闭对第一驱动电机的控制信号输出，第一驱动电机停止工作，则切换为第二驱动电机启动工作继续充气直至达到用户的设定气压，则自动停止工作。

本公开实施例中还可以提供一种电控气泵组件，包括：电控气泵，包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机用于驱动所述电控气泵的充气动作，所述电控气泵包括进气口及出气口；所述第一驱动电机和第二驱动电机分别驱动电控气泵较低和较高充气气压的输出；如第一方面任一项所述的电机驱动装置，其第一电机驱动接口和第二电机驱动接口分别耦接于所述第一驱动电机和第二驱动电机。

本公开实施例中还可以提供一种充气划水板，包括：充气划水板本体；所述的电控气泵组件，用于对所述充气划水板本体充气。示例性的，所述充气划水板本体可以与电控气泵分体设置，或者，电控气泵也可以视需求内置于充气划水板本体。

综上所述，本公开实施例提供电机驱动装置、电控气泵组件及充气划水板，电机驱动装置包括：气压传感器及驱动控制电路。气压传感器设于电控气泵的气压检测口，检测气泵气压并输出气压传感信号；驱动控制电路包括控制器、第一电机驱动电路及第二电机驱动电路；所述第一电机驱动电路包括：第一电机驱动接口、检测电阻、及第一受控端；所述检测电阻检测第一驱动电机的工作电流信号，所述工作电流信号的幅值与第一驱动电机所驱动电控气泵充气达到的所述出气口的气压相应；第一电机驱动电路的低压检测输出端耦接到控制器，气压传感器的输出端耦接到控制器。所述控制器基于气压传感器和和低压驱动电机的采样信号综合判断来执行电机切换。切换更准确，电路简单实用性好体积小，大小SUP气囊全兼容，更加智能化，提高用户体验。

上述实施例仅例示性说明本公开的原理及其功效，而非用于限制本公开。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本公开的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本公开所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本公开的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种电机驱动装置，其特征在于，用于驱动电控气泵中的第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机用于驱动所述电控气泵的充气动作，所述电控气泵包括进气口及出气口；所述第一驱动电机和第二驱动电机分别驱动电控气泵较低和较高充气气压的输出；所述电机驱动装置包括：

气压传感器，设于电控气泵的气压检测口，用于检测所述电控气泵输出气压并在输出端输出对应气压传感信号；

驱动控制电路，包括：控制器、第一电机驱动电路及第二电机驱动电路；

所述第一电机驱动电路包括：耦接至第一驱动电机的第一电机驱动接口、串联于所述第一电机驱动接口的检测电阻、及第一受控端；所述检测电阻检测第一驱动电机的工作电流信号，所述工作电流信号的幅值与第一驱动电机所驱动电控气泵充气达到的所述出气口的气压相应；所述第一电机驱动电路还包括与所述检测电阻耦接的低压检测输出端，以输出与所述工作电流信号相应的电机电流采样信号；所述第一电机驱动接口包括第一电机正极和第一电机负极；

所述第二电机驱动电路包括：耦接至第二驱动电机的第二电机驱动接口、及第二受控端；所述第二电机驱动接口包括第二电机正极和第二电机负极；

所述控制器，包括：耦接所述第一受控端的第一控制端、耦接所述第二受控端的第二控制端、耦接所述气压传感器的输出端的气压检测输入端、及耦接所述低压检测输出端的低压检测输入端；所述控制器的第一控制端输出控制信号以控制第一驱动电机驱动电控气泵执行充气动作；并且，响应于接收到的气压传感信号和电机电流采样信号均指示出气口的气压上升受阻，所述控制器在所述第二控制端输出控制信号，以从第一驱动电机切换至第二驱动电机驱动电控气泵执行充气动作直至预设气压。

2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第一电机驱动电路还包括：放大电路及开关电路；

所述放大电路包括输入端和输出端，其输入端耦接所述第一受控端，以对控制信号放大后从其输出端输出；

所述开关电路包括第一开关部件，所述第一开关部件包括：第一端、第二端及控制端，所述第一端经所述检测电阻接地并经电阻耦接至低压检测输出端且经电阻耦接至低压检测输出端，所述第二端耦接所述第一电机负极，所述第一电机正极耦接第一供电端；所述第一供电端施加有第一电压；所述控制端耦接于放大电路的输出端，基于放大电路的输出信号控制第一端和第二端的导通或断开，所述第一端和第二端的导通形成从第一供电端经过第一电机正极、第一驱动电机、第一电机负极、第一开关部件、检测电阻至接地端的导电回路。

3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，所述放大电路包括推挽电路，所述推挽电路包括串联的两个晶体管，其中至少一个晶体管为多级晶体管放大电路的最后一级。

4.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第一开关部件包括：第一NMOS和第二NMOS，第一NMOS和第二NMOS的栅极相连形成所述第一开关部件的控制端；所述第一NMOS的源极作为所述第一开关部件的第一端耦接于所述第一电机负极，所述第一NMOS的漏极耦接于所述第二NMOS的漏极，所述第二NMOS的源极作为所述第一开关部件的第二端；所述控制端连接在一反向电阻分压电路的分压点，所述反向电阻分压电路中沿接地端到第一供电端依次串联有第一电阻、第二电阻、及正、负极分别指向接地端和第一供电端的二极管，所述第一电阻和第二电阻的阻值比配置成当所述反向电阻分压电路导通时，所述第一开关部件的控制端的电压被限制在导通第一开关部件的电压值以下。

5.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第一受控端耦接泄放电路，所述泄放电路包括：二极管，正极耦接所述第一受控端，负极耦接第二供电端；所述第二供电端施加有第二电压。

6.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，

所述放大电路包括：N型三极管Q3、Q4；P型三极管Q6；二极管D3、D5；电阻R11、R21、R22、R25、R26；

所述开关电路包括：NMOSQ7和Q8；二极管D4、D6、D7；电阻R7、R15、R28、R29、检测电阻TK1；电容C7；

其中，Q3基极耦接电阻R21的一端，R21的另一端耦接第一受控端；Q3的射极接地，Q3的集电极耦接电阻R25的一端及二极管D3的负极，D3的正极耦接电阻R22的一端及电阻R26的一端，R26的另一端耦接N型三级管Q4的基极，R25的另一端耦接Q6的基极；Q4的集电极耦接D6的负极，Q4的发射极耦接Q6的发射极及R28的一端；Q6的集电极耦接D5的正极，D5的负极接地；R28的另一端耦接R15和R29的一端、以及Q7和Q8的栅极，R15的另一端耦接D4的正极，D4的负极耦接D6的正极、第一供电端、第一电机正极和D7的负极；R29的另一端接地以及TK1的一端，TK1的另一端耦接Q8的源极和R7的一端，R7的另一端耦接C7的一端以及所述低压检测输出端；C7的另一端接地；Q8的漏极和Q7的漏极耦接，Q7的源极耦接D7的正极以及第一电机负极。

7.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第二电机驱动电路包括：供电开关电路和供电主路；

所述供电开关电路，包括：继电器、及第二开关部件；所述继电器，包括线圈、及由线圈产生的磁力驱动的继电器开关；所述第二开关部件包括第一端、第二端和控制第一端和第二端通/断的控制端；所述控制端耦接所述第二受控端；所述线圈的一端耦接第三供电端，另一端耦接第二开关部件的第一端；所述第二开关部件的第二端接地；所述第三供电端施加有第三电压；

所述供电主路包括：电源输入正极、电源输入负极、所述第二电机正极和第二电机负极；所述电源输入正极和电源输入负极用于接入外部电源，所述电源输入正极还引出施加有第一电压的第一供电端；所述第二电机正极与电源输入正极耦接，所述第二电机负极和电源输入负极之间耦接所述继电器开关；所述第二电机正极和第二电机负极之间经串联的电容和电阻隔离。

8.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第三电压随外部电压变化；

所述控制器还包括电源电压采样端；

所述电机驱动装置还包括电压采样电路，其包括：电阻R23、R24、R4；及电容C4；

其中，R23一端耦接所述第三供电端，另一端耦接R24的一端并引出分压点；R24的另一端接地；R4的一端耦接所述分压点，另一端耦接C4的一端及所述电源电压采样端；C4的另一端接地。

9.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第一驱动电机为低压涡轮电机；和/或，所述第二驱动电机为高压活塞电机。

10.一种电控气泵组件，其特征在于，包括：

电控气泵，包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机用于驱动所述电控气泵的充气动作，所述电控气泵包括进气口及出气口；所述第一驱动电机和第二驱动电机分别驱动电控气泵较低和较高充气气压的输出；

如权利要求1至9中任一项所述的电机驱动装置，其第一电机驱动接口和第二电机驱动接口分别耦接于所述第一驱动电机和第二驱动电机。

11.一种充气划水板，其特征在于，包括：充气划水板本体；如权利要求10所述的电控气泵组件，用于对所述充气划水板本体充气。

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