CN219718087U - 一种无刷控制器及其电源控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子技术领域，公开了一种无刷控制器及其电源控制电路，包括：升压电路和开关管控制电路，升压电路包括第一开关管，升压电源，第一电容，第二电容，第一二极管，第二二极管，开关管控制电路包括第一场效应管。通过单片机控制第一开关管导通时，供电电源持续给第一电容充电，在第一开关管关断时，第一电容和升压电源持续给第二电容充电，使第二电容两端的压差为升压电源的电压，从而在输出给开关管控制电路后，输出的电压为供电电源的电压加上升压电源的电压，通过调节第一场效应管栅极和源极之间的压差，控制开关管控制电路中的第一场效应管的导通和关断，进而通过简单连线即可实现第一场效应管充当开关的目的，并降低了维护成本。

Description

一种无刷控制器及其电源控制电路

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种无刷控制器及其电源控制电路。

背景技术

近年来，随着电子技术的发展，无刷控制器的应用越来越广，现阶段的一些园林工具、电动工具等无刷控制器出于电源使用安全角度的考虑，需要在电源控制电路中加入场效应管来充当开关的作用。应用中，需要对电源控制电路进行升压，进而使得在场效应管的栅级和源极形成一个压差，由此实现场效应管充当开关的目的。

目前，在无刷控制器中升压电路通常以集成电路的形式使用，然而，集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件，电源控制电路中采用集成升压电路以控制无刷控制器的电源供电时，由于集成工艺较为复杂，进而导致供电处理的成本较高。此外，由于电路结构复杂，且集成体积较小，进而导致不利于运行维护，并增加了维护成本。

由此可见，如何降低无刷控制器中电源控制电路的设计复杂度，并降低电路维护成本，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种无刷控制器及其电源控制电路，降低无刷控制器中电源控制电路的设计复杂度，并降低电路维护成本。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电源控制电路，包括：升压电路，开关管控制电路；

所述开关管控制电路包括第一场效应管，所述升压电路的输出端连接所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极作为所述开关管控制电路的输入端，并连接供电电源，所述第一场效应管的源极作为所述开关管控制电路的输出端；

所述升压电路包括第一开关管，升压电源，第一电容，第二电容，第一二极管和第二二极管，所述第一开关管的控制端连接单片机，所述第一开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端连接所述升压电源，所述第一电容的第一端连接所述升压电源，所述第一电容的第二端连接所述第一二极管的阳极；

所述第一二极管的阴极连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述供电电源，所述第二二极管的阴极连接所述第一电容的第二端，所述第二二极管的阳极连接所述供电电源，所述升压电路用于对所述供电电源进行升压得到升压电压后传输至所述开关管控制电路，以便所述开关管控制电路通过所述升压电压形成压差。

优选地，所述开关管控制电路还包括：第一三极管，第二三极管，第三三极管；

所述第一三极管的基极连接所述单片机，所述第一三极管的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地；

所述第二三极管的集电极连接所述第三三极管的基极，所述第二三极管的发射极连接所述升压电路的输出端；

所述第三三极管的集电极连接所述第一场效应管的源极，所述第三三极管的发射极连接所述第一场效应管的栅极。

优选地，所述升压电路还包括：第一电阻，第二电阻，第三电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述升压电源，所述第一电阻的第二端连接所述第一开关管的第二端；

所述第二电阻的第一端连接所述第二电容的第一端，所述第二电阻的第二端作为所述升压电路的输出端；

所述第三电阻的第一端连接所述第二电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第二端。

优选地，所述开关管控制电路还包括：稳压器；

所述稳压器的第一端连接所述第一场效应管的栅极，所述稳压器的第二端连接所述第一场效应管的源极。

优选地，所述开关管控制电路还包括：第二场效应管；

所述第二场效应管的源极连接所述第一场效应管的源极，所述第二场效应管的栅极连接所述第一场效应管的栅极，所述第二场效应管的漏极作为所述开关管控制电路的输出端。

优选地，所述开关管控制电路还包括：第四电阻，第五电阻；

所述第四电阻的第一端接地，所述第四电阻的第二端连接所述第三三极管的集电极；

所述第五电阻的第一端连接所述单片机，所述第五电阻的第二端连接所述第一三极管的基极。

优选地，所述开关管控制电路还包括：第三二极管，第四二极管；

所述第三二极管的阴极连接所述第四电阻的第一端，所述第三二极管的阳极接地；

所述第四二极管的阴极连接所述第一场效应管的栅极，所述第四二极管的阳极连接所述第三三极管的基极。

优选地，所述开关管控制电路还包括：第六电阻；

所述第六电阻的第一端连接所述第一场效应管的栅极，所述第六电阻的第二端连接所述第一场效应管的源极。

优选地，所述开关管控制电路还包括：第七电阻，第八电阻，第九电阻；

所述第七电阻的第一端连接所述第一三极管的基极，所述第七电阻的第二端连接所述第一三极管的发射极；

所述第八电阻的第一端连接所述第二三极管的基极，所述第八电阻的第二端连接所述第二三极管的发射极；

所述第九电阻的第一端连接所述第三三极管的基极，所述第九电阻的第二端连接所述第三三极管的发射极。

为解决上述问题，本申请还提供一种无刷控制器，包括所述的电源控制电路。

本申请所提供的一种电源控制电路，包括：升压电路和开关管控制电路，其中，开关管控制电路包括第一场效应管，升压电路的输出端连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的漏极作为开关管控制电路的输入端，并连接供电电源，第一场效应管的源极作为开关管控制电路的输出端。升压电路包括第一开关管，升压电源，第一电容，第二电容，第一二极管和第二二极管，第一开关管的控制端连接单片机，第一开关管的第一端接地，第一开关管的第二端连接升压电源，第一电容的第一端连接升压电源，第一电容的第二端连接第一二极管的阳极。第一二极管的阴极连接第二电容的第一端，第二电容的第二端连接供电电源，第二二极管的阴极连接第一电容的第二端，第二二极管的阳极连接供电电源，升压电路用于对供电电源进行升压得到升压电压后传输至开关管控制电路，以便开关管控制电路通过升压电压形成压差。

由此可见，本申请所提供的技术方案，通过单片机控制第一开关管导通时，供电电源持续给第一电容充电，在第一开关管关断时，第一电容和升压电源持续给第二电容充电，最终使得第二电容两端的压差为升压电源的电压，从而在输出给开关管控制电路后，输出的电压为供电电源的电压加上升压电源的电压，通过调节第一场效应管栅极和源极之间的压差，从而控制第一场效应管的导通和关断。可见，与以往通过集成升压电路进行升压相比，本方案中的升压电路和开关管控制电路均由简单的电子元器件组成，通过简单连线即可实现第一场效应管充当开关的目的，无需复杂工艺，且降低了维护成本。

此外，本申请还提供了一种无刷控制器，包括上述的电源控制电路，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电源控制电路的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种开关管控制电路的结构图；

附图标记如下：1为升压电路。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种无刷控制器及其电源控制电路，降低无刷控制器中电源控制电路的设计复杂度的同时，降低电路维护成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种电源控制电路的结构图，该电源控制电路包括；升压电路和开关管控制电路，如图1所示，开关管控制电路包括第一场效应管Q2，升压电路1的输出端连接第一场效应管Q2的栅极，第一场效应管Q2的漏极作为开关管控制电路的输入端，并连接供电电源B+，第一场效应管Q2的源极作为开关管控制电路的输出端，与负载连接。

升压电路1包括第一开关管Q18，升压电源VCC，第一电容C1，第二电容C8，第一二极管D1和第二二极管D5，第一开关管Q18的控制端连接单片机，第一开关管Q18的第一端接地，第一开关管Q18的第二端连接升压电源VCC，第一电容C1的第一端连接升压电源VCC，第一电容C1的第二端连接第一二极管D1的阳极。

第一二极管D1的阴极连接第二电容C8的第一端，第二电容C8的第二端连接供电电源B+，第二二极管D5的阴极连接第一电容C1的第二端，第二二极管D5的阳极连接供电电源B+，第二电容C8的第一端作为升压电路1的输出端，升压电路1用于对供电电源B+进行升压得到升压电压后传输至开关管控制电路，以便开关管控制电路通过升压电压形成压差。

实施中，通过单片机向升压电路1输入高低电平，输入高电平时，第一开关管Q18导通，此时，供电电源B+持续给第一电容C1充电，直到第一电容C1充满后，电压与供电电源B+相等，由于第一二极管D1的限制，此时第二电容C8不形成回路，因此无法进行充电。

由于第一二极管D1的限制，此时第二电容C8不形成回路，因此无法进行充电，然而当单片机输入低电平时，第一开关管Q18关断，使得第二电容C8第一端的电压为供电电源B+与升压电源VCC的电压之和，第二电容C8第二端的电压则为供电电源B+的电压，此时，第二电容C8两端的电压差为升压电源VCC，因此升压电路1的输出电压为供电电源B+的电压与第二电容C8两端的压差之和，升压电路1将提供给负载的电压进行升压后对第一场效应管Q2进行控制，使第一场效应管Q2的栅级和源极形成一个压差，进而通过控制第一场效应管Q2的导通和关断，实现对负载的安全供电。

需要说明的是，在本实施例以及后续的实施例中对于电子元件的具体的类型，型号，包括电阻的阻值，供电电源B+以及升压电源VCC的电压大小等等均不作具体限定。

本申请实施例所提供的本申请所提供的电源控制电路，包括：升压电路和开关管控制电路，其中，开关管控制电路包括第一场效应管，升压电路的输出端连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的漏极作为开关管控制电路的输入端，并连接供电电源，第一场效应管的源极作为开关管控制电路的输出端。升压电路包括第一开关管，升压电源，第一电容，第二电容，第一二极管和第二二极管，第一开关管的控制端连接单片机，第一开关管的第一端接地，第一开关管的第二端连接升压电源，第一电容的第一端连接升压电源，第一电容的第二端连接第一二极管的阳极。第一二极管的阴极连接第二电容的第一端，第二电容的第二端连接供电电源，第二二极管的阴极连接第一电容的第二端，第二二极管的阳极连接供电电源，升压电路用于对供电电源进行升压得到升压电压后传输至开关管控制电路，以便开关管控制电路通过升压电压形成压差。由此可见，本申请所提供的技术方案，通过单片机控制第一开关管导通时，供电电源持续给第一电容充电，在第一开关管关断时，第一电容和升压电源持续给第二电容充电，最终使得第二电容两端的压差为升压电源的电压，从而在输出给开关管控制电路后，输出的电压为供电电源的电压加上升压电源的电压，通过第一场效应管栅极和源极之间的压差，从而控制第一场效应管的导通和关断。可见，与以往通过集成升压电路进行升压相比，本方案中的升压电路和开关管控制电路均由简单的电子元器件组成，通过简单连线即可实现第一场效应管充当开关的目的，无需复杂工艺，且降低了维护成本。

从升压电路中各元件的安全和使用寿命的角度出发，作为优选的实施例，如图1所示，升压电路还包括：第一电阻R8，第二电阻R5和第三电阻R10。第一电阻R8的第一端连接升压电源VCC，第一电阻R8的第二端连接第一开关管Q18的第二端，第二电阻R5的第一端连接第二电容C8的第一端，第二电阻R5的第二端作为升压电路的输出端，第三电阻R10的第一端连接第二电阻R5的第一端，第三电阻R10的第二端连接第二电容C8的第二端。

本申请实施例所提供的本申请所提供的电源控制电路，为了提升升压电路的性能，并提升各元器件的使用寿命，升压电路中增加设置第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中，第一电阻的第一端与升压电源连接，第二端与第一开关管的第二端连接，第二电阻的第一端与第二电容的第一端连接，第二端作为升压电路的输出端，而第三电阻的第一端与第二电阻的第一端连接，第二端与第二电容的第二端连接。由此，通过升压电路对供电电源进行升压得到升压电压后传输至开关管控制电路，以便开关管控制电路通过升压电压形成压差，进而通过控制开关管控制电路中第一场效应管的导通和关断以实现供电电源的控制。

图2为本申请实施例提供的一种开关管控制电路的结构图，如图2所示，开关管控制电路还包括：第一三极管Q11A，第二三极管Q11B和第三三极管Q9。第一三极管Q11A的基极连接单片机，第一三极管Q11A的集电极连接第二三极管Q11B的基极，第一三极管Q11A的发射极接地。第二三极管Q11B的集电极连接第三三极管Q9的基极，第二三极管Q11B的发射极连接所述升压电路的输出端，第三三极管Q9的集电极连接第一场效应管Q2的源极，第三三极管Q9的发射极连接第一场效应管Q2的栅极。

进一步的，如图2所示，开关管控制电路还包括稳压器DZ1和第二场效应管Q1，其中，稳压器DZ1的第一端连接第一场效应管Q2的栅极，稳压器DZ1的第二端连接第一场效应管Q2的源极。第二场效应管Q1的源极连接第一场效应管Q2的源极，第二场效应管Q1的栅极连接第一场效应管Q2的栅极，第二场效应管Q1的漏极作为开关管控制电路的输出端，并与供电负载连接。

在具体实施例中，为了防止电流过大损坏元器件，因此，如图2所示，在开关管控制电路中增加设置第四电阻R4和第五电阻R20，第四电阻R4的第一端接地，第四电阻R4的第二端连接第三三极管Q9的集电极，第五电阻R20的第一端连接单片机，第五电阻R20的第二端连接第一三极管Q11A的基极。实施中，第四电阻R4和第五电阻R20可防止电流过大烧坏对应的元件，从而增强了开关管控制电路的抗大电流的能力，拓展其应用场景，增强了安全性。

本申请实施例所提供的电源控制电路，在开关管控制电路中增加设置第一三极管，第二三极管，第三三极管，稳压器，第二场效应管，第四电阻和第五电阻，在实现通过控制第一场效应管的导通和关断以对电源供电的控制的基础上，进一步提升控制电路的可靠性和安全性。

作为优选的实施例，进一步考虑开关管控制电路中各元器件的安全使用，如图2所示，开关管控制电路还包括第三二极管D2和第四二极管D3，第三二极管D2的阴极连接第四电阻R4的第一端，第三二极管D2的阳极接地，第四二极管D3的阴极连接第一场效应管Q2的栅极，第四二极管D3的阳极连接第三三极管Q9的基极。

本申请实施例所提供的电源控制电路，在开关管控制电路中增加设置第三二极管和第四二极管，第三二极管的阴极连接第四电阻的第一端，第三二极管的阳极接地，第四二极管的阴极连接第一场效应管的栅极，第四二极管的阳极连接第三三极管的基极。由此，第三二极管和第四二极管可以防止电路回流，从而保护开关管控制电路中的电子元器件的安全，进一步提升电源控制电路的安全性。

进一步的，为了防止第一场效应管Q2误触发，如图2所示，本申请实施例所提供的开关管控制电路还包括第六电阻R3，第六电阻R3的第一端连接第一场效应管Q2的栅极，第六电阻R3的第二端连接第一场效应管Q2的源极。

本申请实施例所提供的电源控制电路，在开关管控制电路中增加设置第六电阻，且第六电阻的第一端连接第一场效应管的栅极，第六电阻的第二端连接第一场效应管的源极，由此，由于存在静电，增加设置第六电阻，可防止第一场效应管误触发，进一步提升电源控制电路的可靠性。

作为优选的实施例，为了进一步提升电源控制电路的可靠性，如图2所示，开关管控制电路还包括：第七电阻R22，第八电阻R12和第九电阻R9。其中，第七电阻R22的第一端连接第一三极管Q11A的基极，第七电阻R22的第二端连接第一三极管Q11A的发射极，第八电阻R12的第一端连接第二三极管Q11B的基极，第九电阻R9的第二端连接第二三极管Q11B的发射极，第九电阻R9的第一端连接第三三极管Q9的基极，第八电阻R12的第二端连接第三三极管Q9的集电极。

实施中，半导体器件处于截止状态时，并非断路，实际上是高阻态。如果器件连通电源，就会有漏电流通过，虽然漏电流常常可以忽略，但有时忽略它却可能导致不安全，因此，增加设置第七电阻R22，第八电阻R12和第九电阻R9，提升电路安全性。

本申请实施例所提供的电源控制电路，开关管控制电路还包括第七电阻，第八电阻和第九电阻，第七电阻，第八电阻和第九电阻为对应的三极管的负载电阻，用于提高开关管控制电路的可靠性和安全性。

在上述实施例中，对于电源控制电路已进行了详细说明，本申请还提供了一种无刷控制器对应的实施例，该无刷控制器包括上述实施例中的电源控制电路，效果同上，此处暂不赘述。

以上对本实用新型所提供的一种无刷控制器及其电源控制电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电源控制电路，其特征在于，包括：升压电路和开关管控制电路；

所述开关管控制电路包括第一场效应管，所述升压电路的输出端连接所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极作为所述开关管控制电路的输入端，并连接供电电源，所述第一场效应管的源极作为所述开关管控制电路的输出端；

所述升压电路包括第一开关管，升压电源，第一电容，第二电容，第一二极管和第二二极管，所述第一开关管的控制端连接单片机，所述第一开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端连接所述升压电源，所述第一电容的第一端连接所述升压电源，所述第一电容的第二端连接所述第一二极管的阳极；

所述第一二极管的阴极连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述供电电源，所述第二二极管的阴极连接所述第一电容的第二端，所述第二二极管的阳极连接所述供电电源，所述升压电路用于对所述供电电源进行升压得到升压电压后传输至所述开关管控制电路，以便所述开关管控制电路通过所述升压电压形成压差。

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：第一三极管，第二三极管和第三三极管；

所述第一三极管的基极连接所述单片机，所述第一三极管的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极接地；

所述第二三极管的集电极连接所述第三三极管的基极，所述第二三极管的发射极连接所述升压电路的输出端；

所述第三三极管的集电极连接所述第一场效应管的源极，所述第三三极管的发射极连接所述第一场效应管的栅极。

3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，所述升压电路还包括：第一电阻，第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述升压电源，所述第一电阻的第二端连接所述第一开关管的第二端；

所述第二电阻的第一端连接所述第二电容的第一端，所述第二电阻的第二端作为所述升压电路的输出端；

所述第三电阻的第一端连接所述第二电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第二端。

4.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：稳压器；

所述稳压器的第一端连接所述第一场效应管的栅极，所述稳压器的第二端连接所述第一场效应管的源极。

5.根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：第二场效应管；

所述第二场效应管的源极连接所述第一场效应管的源极，所述第二场效应管的栅极连接所述第一场效应管的栅极，所述第二场效应管的漏极作为所述开关管控制电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：第四电阻和第五电阻；

所述第四电阻的第一端接地，所述第四电阻的第二端连接所述第三三极管的集电极；

所述第五电阻的第一端连接所述单片机，所述第五电阻的第二端连接所述第一三极管的基极。

7.根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：第三二极管和第四二极管；

所述第三二极管的阴极连接所述第四电阻的第一端，所述第三二极管的阳极接地；

所述第四二极管的阴极连接所述第一场效应管的栅极，所述第四二极管的阳极连接所述第三三极管的基极。

8.根据权利要求7所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：第六电阻；

所述第六电阻的第一端连接所述第一场效应管的栅极，所述第六电阻的第二端连接所述第一场效应管的源极。

9.根据权利要求8所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关管控制电路还包括：第七电阻，第八电阻和第九电阻；

所述第七电阻的第一端连接所述第一三极管的基极，所述第七电阻的第二端连接所述第一三极管的发射极；

所述第八电阻的第一端连接所述第二三极管的基极，所述第八电阻的第二端连接所述第二三极管的发射极；

所述第九电阻的第一端连接所述第三三极管的基极，所述第九电阻的第二端连接所述第三三极管的集电极。

10.一种无刷控制器，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的电源控制电路。