CN221042685U - 一种电动剃须刀控制电路及电动剃须刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动剃须刀控制电路及电动剃须刀，用于控制剃须刀中马达的转速，包括控制电路、充电电路、马达驱动电路、采样电路和电源；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述控制电路电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述电源电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路和所述采样电路依次电连接。用PWM控制马达驱动IC，采集电机电压，使用PID算法控制输出PWM，实现对电机的恒压控制，由于电机在恒压情况下，转速恒定，从而实现对电机的恒转速控制。在负载变化和电池电压变化的情况下，能够迅速动态响应，维持电机恒转速稳定输出，刮胡须顺畅。

Description

一种电动剃须刀控制电路及电动剃须刀

技术领域

本实用新型涉及电动剃须刀技术领域，尤其涉及一种电动剃须刀控制电路及电动剃须刀。

背景技术

目前市面上，简单的电动剃须刀是直接开关驱动MOS管，电机旋转，但是这种方案的弊端在于，当从空载到有负载的时候，电机转速会急速下降，当从有负载到空载的时候，电机转速又会突然间增加，导致转速不稳定，而且随着电池电压下降，电机的转速也随之变化，输出不稳定，刮胡须不顺畅，对皮肤损伤。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种电动剃须刀控制电路及电动剃须刀，用于解决现有技术中当从空载到有负载的时候，电机转速会急速下降，当从有负载到空载的时候，电机转速又会突然间增加，导致转速不稳定，而且随着电池电压下降，电机的转速也随之变化，输出不稳定，刮胡须不顺畅，对皮肤损伤的问题。

本实用新型提出了一种电动剃须刀控制电路，用于控制剃须刀中马达的转速，包括控制电路、充电电路、马达驱动电路、采样电路和电源；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述控制电路电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述电源电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路和所述采样电路依次电连接。

于本实用新型的一实施例中，所述控制电路包括控制芯片U1、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、按键开关KEY1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第三电容C3、第四电容C4和第三接线端子J3；所述第三电容C3和所述第四电容C4的一端均和所述控制芯片U1的VDD引脚相连，另一端均接地；所述控制芯片U1的VDD引脚接所述电源输入端，VSS引脚接地；所述按键开关KEY1的一端和所述控制芯片U1的PA0引脚相连，另一端接地；所述第一发光二极管LED1和所述第二发光二极管LED2的输出端均接地；所述第十三电阻R13的一端连接所述第一发光二极管LED1的输入端，另一端连接所述控制芯片U1的PC2引脚；第十四电阻R14的一端连接所述第二发光二极管LED2的输入端，另一端连接所述控制芯片U1的PC1引脚；所述第三接线端子J3的第一引脚和所述控制芯片U1的PA0引脚相连，第二引脚和所述控制芯片U1的CORD引脚相连，第三引脚和所述电源输入端相连，第四引脚接地。

于本实用新型的一实施例中，所述充电电路包括充电控制芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5和三极管Q1；所述第一电阻R1、所述第三电阻R3和所述第二电容C2的一端接外部高电压；所述第二电阻R2和所述第一电容C1并联后，一端和所述第一电阻R1的另一端相连，另一端接地；所述第四电阻R4的一端、所述第二电容C2的另一端、所述第五电阻R5的一端和所述三极管Q1的发射极均接地，所述第三电阻R3的另一端和所述第四电阻R4的另一端相连后连接所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的集电极和所述控制芯片U1的CORD引脚相连；所述第六电阻R6的一端和所述控制芯片U1的ISET引脚相连；所述第五电阻R5和所述第六电阻R6的另一端均和所述充电控制芯片U2的PROG引脚相连；所述第七电阻R7的一端和所述充电控制芯片U2的VCC引脚相连，另一端和所述充电控制芯片U2的CE引脚相连；所述第五电容C5的一端接所述电源的高压端，另一端接地；所述充电控制芯片U2的EP引脚接地。

于本实用新型的一实施例中，所述马达驱动电路包括马达驱动芯片Q3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第六电容C6；所述马达驱动芯片Q3的D1和D2引脚相连后接所述马达输出端相连；所述第八电阻R8和第九电阻R9并联后，一端和所述马达驱动芯片Q3的S1及S2引脚相连，另一端接地；所述第十二电阻R12的一端和所述马达驱动芯片Q3的S1引脚相连，另一端和所述第六电容C6的一端相连，所述第六电容C6的另一端接地；所述第十电阻R10的一端和所述马达驱动芯片Q3的G1引脚相连，另一端和所述马达驱动芯片Q3的S1引脚相连；所述第十一电阻R11的一端和所述马达驱动芯片Q3的G1引脚相连，另一端和所述控制芯片U1的MTCR引脚相连。

于本实用新型的一实施例中，所述采样电路包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第七电容C7和第八电容C8；所述第七电容C7的一端和所述第十五电阻R15的一端相连，另一端接地；所述第八电容C8的一端和所述第十六电阻R16的一端相连，另一端接地；所述第十五电阻R15的一端和所述第十六电阻R16的一端相连，所述第十八电阻R18的一端和所述第十七电阻R17的一端相连；所述第十五电阻R15的另一端接电源高电压，所述第十八电阻R18的另一端接马达的输出端；所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17的另一端均和所述控制芯片U1的Enable引脚相连。

于本实用新型的一实施例中，还包括电池保护芯片；所述电池保护芯片内置高精度电压检测电路和延迟电路。

本实用新型还提供了一种电动剃须刀，包括上所述的电动剃须刀控制电路。

本实用新型的电动剃须刀控制电路及电动剃须刀，具有以下优点：

用PWM控制马达驱动IC，采集电机电压，使用PID算法控制输出PWM，实现对电机的恒压控制，由于电机在恒压情况下，转速恒定，从而实现对电机的恒转速控制。在负载变化和电池电压变化的情况下，能够迅速动态响应，维持电机恒转速稳定输出，刮胡须顺畅。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1显示为本实用新型中电动剃须刀控制电路的结构示意图。

图2显示为图1中控制电路的电路结构示意图。

图3显示为图1中充电电路的电路结构示意图。

图4显示为图1中马达驱动电路的电路结构示意图。

图5显示为图1中采样电路的电路结构示意图。

图6显示为图1中电池保护芯片的电路结构示意图。

具体实施方式

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。

如图1所示，图1显示为本实用新型中电动剃须刀控制电路的结构示意图。本实用新型提供了一种电动剃须刀控制电路，用于控制剃须刀中马达的转速，包括控制电路、充电电路、马达驱动电路、采样电路和电源；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述控制电路电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述电源电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路和所述采样电路依次电连接。

如图2所示，图2显示为图1中控制电路的电路结构示意图。所述控制电路包括控制芯片U1、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、按键开关KEY1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第三电容C3、第四电容C4和第三接线端子J3；所述第三电容C3和所述第四电容C4的一端均和所述控制芯片U1的VDD引脚相连，另一端均接地；所述控制芯片U1的VDD引脚接所述电源输入端，VSS引脚接地；所述按键开关KEY1的一端和所述控制芯片U1的PA0引脚相连，另一端接地；所述第一发光二极管LED1和所述第二发光二极管LED2的输出端均接地；所述第十三电阻R13的一端连接所述第一发光二极管LED1的输入端，另一端连接所述控制芯片U1的PC2引脚；第十四电阻R14的一端连接所述第二发光二极管LED2的输入端，另一端连接所述控制芯片U1的PC1引脚；所述第三接线端子J3的第一引脚和所述控制芯片U1的PA0引脚相连，第二引脚和所述控制芯片U1的CORD引脚相连，第三引脚和所述电源输入端相连，第四引脚接地。控制芯片U1采用合泰芯片HT66F004 16NSOP，AD型单片机，内部带基准，可直接电池供电。单片机主要功能，充电检测，电量管理，按键检测，指示灯控制，PID运算，马达控制。输入部分：充电电压检测，充电检测，电机电压检测，电池电压检测，按键检测。输出部分：LED灯指示，充电使能和充电电流控制，PWM控制马达。

如图3所示，图3显示为图1中充电电路的电路结构示意图。所述充电电路包括充电控制芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5和三极管Q1；所述第一电阻R1、所述第三电阻R3和所述第二电容C2的一端接外部高电压；所述第二电阻R2和所述第一电容C1并联后，一端和所述第一电阻R1的另一端相连，另一端接地；所述第四电阻R4的一端、所述第二电容C2的另一端、所述第五电阻R5的一端和所述三极管Q1的发射极均接地，所述第三电阻R3的另一端和所述第四电阻R4的另一端相连后连接所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的集电极和所述控制芯片U1的CORD引脚相连；所述第六电阻R6的一端和所述控制芯片U1的ISET引脚相连；所述第五电阻R5和所述第六电阻R6的另一端均和所述充电控制芯片U2的PROG引脚相连；所述第七电阻R7的一端和所述充电控制芯片U2的VCC引脚相连，另一端和所述充电控制芯片U2的CE引脚相连；所述第五电容C5的一端接所述电源的高压端，另一端接地；所述充电控制芯片U2的EP引脚接地。剃须刀的供电为锂电池，需要对电池充电，充电部分电路用于对锂电测的充电管理，并且LED灯指示，充电控制芯片U2为TP4056，可以控制充电对锂电池充电，该芯片拥有高达1000mA的可编程充电电流，无需MOSFET、检测电阻器或隔离二极管，恒定电流/恒定电压操作，并具有在无过热危险的情况下实现充电最大化的热调节功能；可以用于电池电量检测的充电电流监控器输出；能够自动再充电，而且充电状态双输出、无电池和故障状态显示，能够2.9V涓流充电，同时软启动限制了浪涌电流。能够检测输入电压，过压则不充电，芯片第8脚可以控制充电使能，CORD用于检测充电线插入，ISET可以设置充电电流大小，芯片第6脚，第7脚用于检测是充电状态。

如图4所示，图4显示为图1中马达驱动电路的电路结构示意图。所述马达驱动电路包括马达驱动芯片Q3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第六电容C6；所述马达驱动芯片Q3的D1和D2引脚相连后接所述马达输出端相连；所述第八电阻R8和第九电阻R9并联后，一端和所述马达驱动芯片Q3的S1及S2引脚相连，另一端接地；所述第十二电阻R12的一端和所述马达驱动芯片Q3的S1引脚相连，另一端和所述第六电容C6的一端相连，所述第六电容C6的另一端接地；所述第十电阻R10的一端和所述马达驱动芯片Q3的G1引脚相连，另一端和所述马达驱动芯片Q3的S1引脚相连；所述第十一电阻R11的一端和所述马达驱动芯片Q3的G1引脚相连，另一端和所述控制芯片U1的MTCR引脚相连。

马达正端直接接电池，负端接马达驱动芯片8205A，PWM控制MOS管8205A，AD3采集马达电流，可以实现对马达短路保护和堵转保护。8205A为双N通道的场效应管。AD3接单片机HT66F004 AD转换口，当MOS管导通的时候，电流会流通马达，MOS管，采样电阻R8 R9，单片机通过AD采样电阻R8 R9处的电压，就会计算出流过马达的电流，当马达堵转的时候，马达的电阻会减小，电流增大，R8 R9端的反馈电压增大，当电流超过2.5A，AD3处的电压高于0.125V，判断堵转，持续堵转3S以上，PWM输出0，停机保护，当电流超过6A的时候，判断为电机短路，需要立刻停机，检测持续10ms，PWM输出0，停机保护。

如图5所示，图5显示为图1中采样电路的电路结构示意图。所述采样电路包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第七电容C7和第八电容C8；所述第七电容C7的一端和所述第十五电阻R15的一端相连，另一端接地；所述第八电容C8的一端和所述第十六电阻R16的一端相连，另一端接地；所述第十五电阻R15的一端和所述第十六电阻R16的一端相连，所述第十八电阻R18的一端和所述第十七电阻R17的一端相连；所述第十五电阻R15的另一端接电源高电压，所述第十八电阻R18的另一端接马达的输出端；所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17的另一端均和所述控制芯片U1的Enable引脚相连。AD1采集马达正极电池的电压，AD4采集电池负端电压，差值为是马达电压，Enable工作时候为低，关机时候为高，实现低功耗，防止漏电。

如图6所示，图6显示为图1中电池保护芯片的电路结构示意图。还包括电池保护芯片；所述电池保护芯片内置高精度电压检测电路和延迟电路。电池保护芯片能够实现过流，短路，过温等保护功能。本实施例中芯片型号为XB5352，能够对锂电池进行保护，XB5352包含内部功率MOSFET，高精度电压检测电路和延迟电路，具有电池应用所需要的所有保护功能，包括过充电，过放电，过流和负载短路等，特点如下：反向充电连接保护，电池单元反向连接保护，过温保护，过充电电流保护，两步检测过充电流，充电器检测功能，OV电池充电功能，且符合RoHS标准且不含铅(Pb)。

工作时，采集电机正极和负极两端电压，差值便是电机的电压。PWM驱动电机，占空比可调，可直接控制马达两端电压，马达端电压和和转速成线性关系，从而控制马达转速。通过计算电机电压和设定电压之前的差值，形成负反馈，控制PWM占空比输出量大小，采用PID算法，实现对电机的恒转速控制。PWM控制马达驱动芯片，驱动芯片是双N_MOS管，PWM输出量控制马达的端的电压，电压和转速是正比关系。在负载变化和电池电压变化的情况下，能够迅速动态响应，维持电机恒转速稳定输出，刮胡须顺畅。PWM控制马达驱动芯片，驱动芯片是双N_MOS管结构，PWM输出量控制马达的端的电压，从而控制转速。根据给定电机电压r(t)与实际电机电压输出值y(t)构成偏差：e(t)＝r(t)-y(t)。将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量，对受控对象进行控制。其控制规律如下：比例环节(P)：即时成比例地反应控制系统的电压偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小误差。当偏差e＝0时，控制作用也为0。积分环节(I)：对误差进行累计，消除静差，提高系统的无差度。微分环节(D)：反映电压偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号值变太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。通过引入比例，积分，微分环节，通过实验得出适合的参数，能够保证系统转速稳定和快速的响应。

本实用新型一种电动剃须刀，包括上述的电动剃须刀控制电路。其结构和原理与上述内容相同，在此就不一一赘述。

本实用新型提供的电动剃须刀控制电路及电动剃须刀，用PWM控制马达驱动IC，采集电机电压，使用PID算法控制输出PWM，实现对电机的恒压控制，由于电机在恒压情况下，转速恒定，从而实现对电机的恒转速控制。在负载变化和电池电压变化的情况下，能够迅速动态响应，维持电机恒转速稳定输出，刮胡须顺畅。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动剃须刀控制电路，用于控制剃须刀中马达的转速，其特征在于，包括控制电路、充电电路、马达驱动电路、采样电路和电源；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述控制电路电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路、所述采样电路分别和所述电源电连接；所述充电电路、所述马达驱动电路和所述采样电路依次电连接。

2.根据权利要求1所述的电动剃须刀控制电路，其特征在于，所述控制电路包括控制芯片U1、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、按键开关KEY1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第三电容C3、第四电容C4和第三接线端子J3；

所述第三电容C3和所述第四电容C4的一端均和所述控制芯片U1的VDD引脚相连，另一端均接地；所述控制芯片U1的VDD引脚接所述电源输入端，VSS引脚接地；所述按键开关KEY1的一端和所述控制芯片U1的PA0引脚相连，另一端接地；所述第一发光二极管LED1和所述第二发光二极管LED2的输出端均接地；所述第十三电阻R13的一端连接所述第一发光二极管LED1的输入端，另一端连接所述控制芯片U1的PC2引脚；第十四电阻R14的一端连接所述第二发光二极管LED2的输入端，另一端连接所述控制芯片U1的PC1引脚；所述第三接线端子J3的第一引脚和所述控制芯片U1的PA0引脚相连，第二引脚和所述控制芯片U1的CORD引脚相连，第三引脚和所述电源输入端相连，第四引脚接地。

3.根据权利要求2所述的电动剃须刀控制电路，其特征在于，所述充电电路包括充电控制芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5和三极管Q1；

所述第一电阻R1、所述第三电阻R3和所述第二电容C2的一端接外部高电压；所述第二电阻R2和所述第一电容C1并联后，一端和所述第一电阻R1的另一端相连，另一端接地；所述第四电阻R4的一端、所述第二电容C2的另一端、所述第五电阻R5的一端和所述三极管Q1的发射极均接地，所述第三电阻R3的另一端和所述第四电阻R4的另一端相连后连接所述三极管Q1的基极；所述三极管Q1的集电极和所述控制芯片U1的CORD引脚相连；所述第六电阻R6的一端和所述控制芯片U1的ISET引脚相连；所述第五电阻R5和所述第六电阻R6的另一端均和所述充电控制芯片U2的PROG引脚相连；所述第七电阻R7的一端和所述充电控制芯片U2的VCC引脚相连，另一端和所述充电控制芯片U2的CE引脚相连；所述第五电容C5的一端接所述电源的高压端，另一端接地；所述充电控制芯片U2的EP引脚接地。

4.根据权利要求2所述的电动剃须刀控制电路，其特征在于，所述马达驱动电路包括马达驱动芯片Q3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第六电容C6；

所述马达驱动芯片Q3的D1和D2引脚相连后接所述马达输出端相连；所述第八电阻R8和第九电阻R9并联后，一端和所述马达驱动芯片Q3的S1及S2引脚相连，另一端接地；所述第十二电阻R12的一端和所述马达驱动芯片Q3的S1引脚相连，另一端和所述第六电容C6的一端相连，所述第六电容C6的另一端接地；所述第十电阻R10的一端和所述马达驱动芯片Q3的G1引脚相连，另一端和所述马达驱动芯片Q3的S1引脚相连；所述第十一电阻R11的一端和所述马达驱动芯片Q3的G1引脚相连，另一端和所述控制芯片U1的MTCR引脚相连。

5.根据权利要求2所述的电动剃须刀控制电路，其特征在于，所述采样电路包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第七电容C7和第八电容C8；

所述第七电容C7的一端和所述第十五电阻R15的一端相连，另一端接地；所述第八电容C8的一端和所述第十六电阻R16的一端相连，另一端接地；所述第十五电阻R15的一端和所述第十六电阻R16的一端相连，所述第十八电阻R18的一端和所述第十七电阻R17的一端相连；所述第十五电阻R15的另一端接电源高电压，所述第十八电阻R18的另一端接马达的输出端；所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17的另一端均和所述控制芯片U1的Enable引脚相连。

6.根据权利要求1所述的电动剃须刀控制电路，其特征在于，还包括电池保护芯片；所述电池保护芯片内置高精度电压检测电路和延迟电路。

7.一种电动剃须刀，其特征在于，包括权利要求1或6任一项所述的电动剃须刀控制电路。