CN221247262U - 一种便携的笔筒式的电烙铁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携的笔筒式的电烙铁，包括壳体、烙铁头和PCB板，烙铁头活动安装于壳体的前端部，PCB板固定安装于壳体内；MCU芯片U5分别向PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路输出诱骗电压档位配置信号，PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路分别与静电释放保护电路电性连接并与外部电源进行快充协议握手，静电释放保护电路和防反接保护电路分别与电源插接口电性连接，烙铁头与电烙铁加热开关驱动电路电性连接。扩展电烙铁的使用场景，提高便捷性，适配多种快充协议，功率大，升温速度快，焊接效果好，自动休眠与唤醒，延长电烙铁的使用寿命和安全性。

Description

一种便携的笔筒式的电烙铁

技术领域

本实用新型涉及电烙铁技术领域，尤其是涉及一种便携的笔筒式的电烙铁。

背景技术

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接电子元器件与导线等。目前，市面上的在售的电烙铁，常规使用的主要是笔式电烙铁和焊台两种。对比焊台来说，笔式电烙铁优势在于携带方便，不占空间，对于需要外出维修、处理简单硬件问题是最好的选择。

现有的笔式电烙铁的供电方式单一，采用220V交流供电，因此必须要有交流电源的条件下才能使用，使用场景受限，而小部分采用USB供电的电烙铁虽然能够通过充电宝等低压直流电源供电，但不支持市面上的快充协议，导致功率较小，升温速度慢，温度低，焊接效果差，能够使用的焊锡有限，焊接不牢固；现有低压直流的电烙铁往往没有自动休眠功能，若使用者忘记关闭电烙铁的电源，会导致电烙铁长时间干烧，造成烙铁头氧化，发热芯损坏等问题，使电烙铁使用寿命大大减小，严重时可能会给使用者带来生命危险，因此有必要予以改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种便携的笔筒式的电烙铁，扩展电烙铁的使用场景，提高便捷性，适配多种快充协议，功率大，升温速度快，焊接效果好，自动休眠与唤醒，延长电烙铁的使用寿命和安全性。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种便携的笔筒式的电烙铁，包括壳体、烙铁头和PCB板，烙铁头活动安装于壳体的前端部，PCB板固定安装于壳体内，PCB板设置有

用于连接外部电源的电源插接口、

MCU芯片U5、

用于释放静电的静电释放保护电路、

用于防止反接的防反接保护电路、

用于诱骗外部电源通过PD快充协议握手的PD快充电压诱骗电路、

用于诱骗外部电源通过QC快充协议握手的QC快充电压诱骗电路、

用于将防反接保护电路输出的9～20V的电压转换为3.3V电压并分别对MCU芯片U5、PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路供电的DC-DC电源电压转换电路、

用于检测防反接保护电路输出的电压并将输入电压信号输出至MCU芯片U5的输入电压检测电路、

用于开启或停止对烙铁头加热并控制烙铁头温度的电烙铁加热开关驱动电路、

用于检测电烙铁是否静止并向MCU芯片U5输出震动开关信号的震动检测电路；

用于内部供电的VCC_3V3线路、

用于加热供电的VDD_20V线路、

PD快充电压诱骗电路、QC快充电压诱骗电路、MCU芯片U5和震动检测电路的输入端与VCC_3V3线路电连接，DC-DC电源电压转换电路的输出端与VCC_3V3线路电连接，

防反接保护电路的输出端、PD快充电压诱骗电路的检测端、DC-DC电源电压转换电路的输入端和电烙铁加热开关驱动电路的输入端分别与VDD_20V线路电连接，

MCU芯片U5分别与PD快充电压诱骗电路、QC快充电压诱骗电路、DC-DC电源电压转换电路、输入电压检测电路、电烙铁加热开关驱动电路和震动检测电路电性连接，MCU芯片U5分别向PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路输出诱骗电压档位配置信号，PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路分别与静电释放保护电路电性连接并通过静电释放保护电路和电源插接口与外部电源进行快充协议握手，静电释放保护电路和防反接保护电路分别与电源插接口电性连接，烙铁头与电烙铁加热开关驱动电路电性连接。

进一步的技术方案中，电源插接口采用TYPE-C插座J1，

防反接保护电路包括PMOS管Q1、电阻R8、电阻R9、电容C3和电容C8，

PMOS管Q1的漏极与电容C3的第一端分别与TYPE-C插座J1的PD_VBUS端电连接，PMOS管Q1的源极、电阻R9的第二端、电容C8的第二端与VDD_20V线路电连接，电阻R8和电阻R9的第一端分别与PMOS管Q1的栅极电连接，电阻R8的第二端与电容C3的第二端电连接并接地，电容C8的第二端接地。

进一步的技术方案中，静电释放保护电路包括ESD器件U2、电容C5和电容C6，ESD器件U2的第一针脚与TYPE-C插座J1的DP_OUT端电连接，ESD器件U2的第三针脚与TYPE-C插座J1的DM_OUT端电连接，ESD器件U2的第四针脚接地，ESD器件U2的第五针脚和电容C6的第一端分别与TYPE-C插座J1的CC1端电连接，ESD器件U2的第六针脚和电容C5的第一端分别与TYPE-C插座J1的CC2端电连接，电容C5和电容C6的第二端分别接地。

进一步的技术方案中，PD快充电压诱骗电路包括PD快充协议受电芯片U3、电容C7和电阻R2，PD快充协议受电芯片U3的VBUS引脚与电阻R2的第二端电连接，电阻R2的第一端与VDD_20V线路电连接，PD快充协议受电芯片U3的VDD引脚和电容C7的第一端与VCC_3V3线路电连接，PD快充协议受电芯片U3的CC1引脚与TYPE-C插座J1的CC1端电连接，PD快充协议受电芯片U3的CC2引脚与TYPE-C插座J1的CC2端电连接，PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚、CFG2引脚和CFG3引脚分别与MCU芯片U5的第26引脚、第27引脚和第28引脚电连接，PD快充协议受电芯片U3的GND引脚接地；

PD快充电压诱骗电路设置有5VPD诱骗档位、9VPD诱骗档位、12VPD诱骗档位、15VPD诱骗档位和20VPD诱骗档位，

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出高电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为5VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为9VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出高电平时，PD快充电压诱骗电路设置为12VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出高电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出高电平时，PD快充电压诱骗电路设置为15VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出高电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为20VPD诱骗档位。

进一步的技术方案中，QC快充电压诱骗电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R6和电阻R7，电阻R3的第一端与VCC_3V3线路电连接，电阻R3的第二端和电阻R6的第一端分别通过模拟开关U10与TYPE-C插座J1的DP_OUT引脚电连接，电阻R6的第二端与MCU芯片U5的第15引脚电连接，电阻R3的第一端与MCU芯片U5的第16引脚电连接，电阻R3的第二端和电阻R7的第一端分别通过模拟开关U11与TYPE-C插座J1的DM_OUT引脚电连接，电阻R7的第二端与MCU芯片U5的第32引脚电连接；

QC快充电压诱骗电路设置有9VQC诱骗档位、12VQC诱骗档位和20VQC诱骗档位，

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为9VQC诱骗档位；

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为12VQC诱骗档位；

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为20VQC诱骗档位。

进一步的技术方案中，输入电压检测电路包括电阻R23和电阻R26，电阻R23的第一端与VDD_20V线路电连接，电阻R23的第二端和电阻R26的第一端分别与电容C26的第一端电连接，电容C26的第一端与MCU芯片U5的第8引脚电连接，电容C26和电阻R26的第二端分别接地。

进一步的技术方案中，DC-DC电源电压转换电路包括DC-DC电源芯片U1、电阻R1、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C38、电容C1、电容C2和电感器L2，电阻R1的第一端与VDD_20V线路电连接，电阻R1的第二端分别与电容C1的第一端、电阻R41的第一端和DC-DC电源芯片U1的IN引脚电连接，电阻R41的第二端与DC-DC电源芯片U1的EN引脚连接，DC-DC电源芯片U1的BST引脚和SW引脚分别与电感器L2的第一端电连接，电感器L2的第二端分别与电阻R42的第一端和电容C2的第一端串联并与VCC_3V3线路电连接，电容C38串联于DC-DC电源芯片U1的BST引脚和电感器L2之间，电阻R43的第一端与电阻R42的第二端电连接，DC-DC电源芯片U1的FB引脚串联于电阻R43与电阻R42之间，电容C1的第二端、DC-DC电源芯片U1的GND引脚、电阻R43的第二端和电容C2的第二端分别接地。

进一步的技术方案中，震动检测电路包括电阻R14、电容C17和震动开关SS2，震动开关SS2的第一端分别与电阻R14的第二端、电容C17的第一端以及MCU芯片U5的第6引脚电连接，电阻R14的第一端与VCC_3V3线路电连接，震动开关SS2和电容C17的第二端分别接地。

进一步的技术方案中，电烙铁加热开关驱动电路包括PMOS管Q4、电阻R44、电阻R37、电阻R38和三极管Q5，PMOS管Q4的源极与VDD_20V线路电连接，PMOS管Q4的栅极与三极管Q5的集电极电连接，PMOS管Q4的漏极与烙铁头电连接，电阻R44串联于PMOS管Q4的栅极与三极管Q5的集电极之间，三极管Q5的基极与MCU芯片U5的PWM-T65端电连接，三极管Q5的发射极接地，电阻R38串联于三极管Q5的基极与MCU芯片U5之间，电阻R37串联于PMOS管Q4的源极与栅极之间。

进一步的技术方案中，电烙铁还设置有紧固螺帽、防滑套、锁紧螺母、显示屏、加热冠簧和控制按键，锁紧螺母固定安装于壳体的前端部，烙铁头通过紧固螺帽固定安装于壳体的前端部，紧固螺帽与锁紧螺母螺纹连接，防滑套套设于壳体，显示屏和控制按键分别设置于壳体内，显示屏分别与MCU芯片U5和VCC_3V3线路电连接，控制按键与MCU芯片U5电连接，加热冠簧设置于PCB板的前端，烙铁头的后端部插入壳体内并与加热冠簧连接，加热冠簧与电烙铁加热开关驱动电路电连接。

采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：通过PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路对PD快充协议和QC快充协议同时进行支持，扩大供电兼容范围，增加电烙铁的功率，使其升温更快，温度更高；供电方案更为丰富与自由，使用者可根据自身拥有供电条件，选择符合输入电压范围要求的电源，为电烙铁供电使用，提高电烙铁的便携性；通过防反接保护电路和静电释放保护电路对电烙铁的电路进行保护，防止因使用者的误操作接反电源的正负极而导致电烙铁的损坏，防止静电击穿电子元件，降低电烙铁的故障率，延长使用寿命；通过震动检测电路对电烙铁的静止与否进行检测，自动对电烙铁进行休眠与唤醒，避免因电烙铁长时间干烧对烙铁自身的损坏与其带来的潜在风险，提高了电烙铁的使用寿命与安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的分解图；

图3是本实用新型的电路框图；

图4是本实用新型的防反接保护电路的电路图；

图5是本实用新型的静电释放保护电路的电路图；

图6是本实用新型的TYPE-C插座J1的电路图；

图7是本实用新型的PD快充电压诱骗电路的电路图；

图8是本实用新型的QC快充电压诱骗电路的电路图；

图9是本实用新型的输入电压检测电路的电路图；

图10是本实用新型的DC-DC电源电压转换电路的电路图；

图11是本实用新型的震动检测电路的电路图；

图12是本实用新型的电烙铁加热开关驱动电路的电路图；

图13是本实用新型的MCU芯片U5的电路图。

图中：

1壳体、2烙铁头、3PCB板、4电源插接口、5紧固螺帽、6防滑套、7锁紧螺母、8显示屏、9加热冠簧、10控制按键、11硅胶连体按键。

具体实施方式

以下仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。

一种便携的笔筒式的电烙铁，如图1至图13所示，包括壳体1、烙铁头2和PCB板3，烙铁头2活动安装于壳体1的前端部，PCB板3固定安装于壳体1内，PCB板3设置有用于连接外部电源的电源插接口4、MCU芯片U5、用于释放静电的静电释放保护电路、用于防止反接的防反接保护电路、用于诱骗外部电源通过PD快充协议握手的PD快充电压诱骗电路、用于诱骗外部电源通过QC快充协议握手的QC快充电压诱骗电路、用于将防反接保护电路输出的9～20V的电压转换为3.3V电压并分别对MCU芯片U5、PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路供电的DC-DC电源电压转换电路、用于检测防反接保护电路输出的电压并将输入电压信号输出至MCU芯片U5的输入电压检测电路、用于开启或停止对烙铁头2加热并控制烙铁头2温度的电烙铁加热开关驱动电路、用于检测电烙铁是否静止并向MCU芯片U5输出震动开关信号的震动检测电路；用于内部供电的VCC_3V3线路、用于加热供电的VDD_20V线路、PD快充电压诱骗电路、QC快充电压诱骗电路、MCU芯片U5和震动检测电路的输入端与VCC_3V3线路电连接，DC-DC电源电压转换电路的输出端与VCC_3V3线路电连接，防反接保护电路的输出端、PD快充电压诱骗电路的检测端、DC-DC电源电压转换电路的输入端和电烙铁加热开关驱动电路的输入端分别与VDD_20V线路电连接，MCU芯片U5分别与PD快充电压诱骗电路、QC快充电压诱骗电路、DC-DC电源电压转换电路、输入电压检测电路、电烙铁加热开关驱动电路和震动检测电路电性连接，MCU芯片U5分别向PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路输出诱骗电压档位配置信号，PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路分别与静电释放保护电路电性连接并通过静电释放保护电路和电源插接口4与外部电源进行快充协议握手，静电释放保护电路和防反接保护电路分别与电源插接口4电性连接，烙铁头2与电烙铁加热开关驱动电路电性连接。

传统的电烙铁需要使用220V的交流电进行供电，导致其便捷性降低，而现有的采用低压直流供电的电烙铁功率小，不支持快充协议，升温速度慢，温度低，焊接效果不好，而本实用新型通过PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路对PD快充协议和QC快充协议同时进行支持，扩大供电兼容范围，增加电烙铁的功率，使其升温更快，温度更高；供电方案更为丰富与自由，使用者可根据自身拥有供电条件，选择符合输入电压范围要求的电源，为电烙铁供电使用，提高电烙铁的便携性；通过防反接保护电路和静电释放保护电路对电烙铁的电路进行保护，防止因使用者的误操作接反电源的正负极而导致电烙铁的损坏，防止静电击穿电子元件，降低电烙铁的故障率，延长使用寿命；通过震动检测电路对电烙铁的静止与否进行检测，自动对电烙铁进行休眠与唤醒，避免因电烙铁长时间干烧对烙铁自身的损坏与其带来的潜在风险，提高了电烙铁的使用寿命与安全性。

具体地，如图4所示，电源插接口4采用TYPE-C插座J1，防反接保护电路包括PMOS管Q1、电阻R8、电阻R9、电容C3和电容C8，PMOS管Q1的漏极与电容C3的第一端分别与TYPE-C插座J1的PD_VBUS端电连接，PMOS管Q1的源极、电阻R9的第二端、电容C8的第二端与VDD_20V线路电连接，电阻R8和电阻R9的第一端分别与PMOS管Q1的栅极电连接，电阻R8的第二端与电容C3的第二端电连接并接地，电容C8的第二端接地。PMOS管Q1的栅极的输入电压即为源极经过电阻R8和电阻R9后的电压，即为VDD_20V*R8/(R8+R9)。本实施例中，PMOS管Q1的型号选用7409B，PD_VBUS端电压选用+20V的供电电压，电阻R8的阻值为10KΩ，电阻R9的阻值为15KΩ。在直流电源正确接入20V供电后，PMOS管Q1的漏极接入20V电压，经过PMOS管Q1内部二极管的导通与1.2V压降后，得到PMOS管Q1的源极电压为18.8V，再经过电阻R8和电阻R9的分压，得到PMOS管Q1的栅极电压为18.8V*10K/(10K+15K)＝7.52V，即此时PMOS管Q1的栅源电压小于导通阈值3V，使PMOS管Q1处于导通状态，而此时PMOS管Q1的漏源电压小于导通压降，PMOS管Q1中的二极管截止，从而PMOS管Q1的漏极输入的20V电压完整地从PMOS管Q1的源极输出20V到VDD_20V线路中。而在直流电源被反接接入后，PMOS管Q1的漏源电压小于二极管导通压降1.5V，PMOS管Q1中的二极管处于截止状态，电流无法从VDD_20V线路流向PD_VBUS端，PMOS管Q1截止，从而起到防反接与保护后级电路的作用，提高了电烙铁的安全性。

具体地，如图5所示，静电释放保护电路包括ESD器件U2、电容C5和电容C6，ESD器件U2的第一针脚与TYPE-C插座J1的DP_OUT端电连接，ESD器件U2的第三针脚与TYPE-C插座J1的DM_OUT端电连接，ESD器件U2的第四针脚接地，ESD器件U2的第五针脚和电容C6的第一端分别与TYPE-C插座J1的CC1端电连接，ESD器件U2的第六针脚和电容C5的第一端分别与TYPE-C插座J1的CC2端电连接，电容C5和电容C6的第二端分别接地。防止静电干扰损坏数据通信线路，保障通信协议正常交互，提高稳定性。

具体地，如图7所示，PD快充电压诱骗电路包括PD快充协议受电芯片U3、电容C7和电阻R2，PD快充协议受电芯片U3的VBUS引脚与电阻R2的第二端电连接，电阻R2的第一端与VDD_20V线路电连接，PD快充协议受电芯片U3的VDD引脚和电容C7的第一端与VCC_3V3线路电连接，PD快充协议受电芯片U3的CC1引脚与TYPE-C插座J1的CC1端电连接，PD快充协议受电芯片U3的CC2引脚与TYPE-C插座J1的CC2端电连接，形成PD快充协议通讯总线路，对外部输入电源进行PD快充协议通信，从而诱骗所需要的快充电压，PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚、CFG2引脚和CFG3引脚分别与MCU芯片U5的第26引脚、第27引脚和第28引脚电连接，PD快充协议受电芯片U3的GND引脚接地；PD快充电压诱骗电路设置有5VPD诱骗档位、9VPD诱骗档位、12VPD诱骗档位、15VPD诱骗档位和20VPD诱骗档位，

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出高电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为5VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为9VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出高电平时，PD快充电压诱骗电路设置为12VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出高电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出高电平时，PD快充电压诱骗电路设置为15VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出高电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为20VPD诱骗档位。

本实施例中，PD快充协议受电芯片U3的型号选用CH224K，MCU芯片U5的型号选用AT32F415KBU7-4，当PD快充协议受电芯片U3与外部输入电源完成PD快充协议通信握手，则TYPE-C插座J1的电源输入电压会诱骗升压为MCU芯片U5所配置的快充电压。若PD快充协议通信未能完成握手，则TYPE-C插座J1的PD_VBUS端的输入电压将会保持原电压不变。PD快充电压诱骗电路通过多个PD诱骗档位适配不同外部输入电源，支持PD2.0和PD3.0快充协议，兼容性高。

具体地，如图8所示，QC快充电压诱骗电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R6和电阻R7，电阻R3的第一端与VCC_3V3线路电连接，电阻R3的第二端和电阻R6的第一端分别通过模拟开关U10与TYPE-C插座J1的DP_OUT引脚电连接，形成DP_SET线路，电阻R6的第二端与MCU芯片U5的第15引脚电连接，形成QC_VSET_DP线路，电阻R3的第一端与MCU芯片U5的第16引脚电连接，形成QC_PWR_DM线路，电阻R3的第二端和电阻R7的第一端分别通过模拟开关U11与TYPE-C插座J1的DM_OUT引脚电连接，形成DM_SET线路，电阻R7的第二端与MCU芯片U5的第32引脚电连接，形成QC_VSET_DM线路；DP_SET线路与DM_SET线路分别通过模拟开关U10和模拟开关U11切换后与TYPE-C插座J1的DP_OUT引脚和DM_OUT引脚电连接，形成QC2.0快充协议通信线路，

DP_SET线路的电压为(3.3V-QC_VSET_DP)*R6/(R4+R6)，DM_OUT引脚的电压为(QC_PWR_DM-QC_VSET_DM)*R7/(R3+R7)。

QC快充电压诱骗电路设置有9VQC诱骗档位、12VQC诱骗档位和20VQC诱骗档位，MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为9VQC诱骗档位；

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为12VQC诱骗档位；

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为20VQC诱骗档位。

若外部电源输入设备若支持QC2.0快充协议，则当接收到DP_SET线路和DM_SET线路的协议信号后，TYPE-C插座J1的电源输入电压会诱骗升压为MCU芯片U5所配置的QC快充电压。若外部电源输入端不支持QC2.0快充协议，则TYPE-C插座J1的PD_VBUS端的输入电压将会保持原电压不变。QC快充电压诱骗电路通过多个PD诱骗档位适配不同外部输入电源，支持QC2.0快冲协议，进一步提高兼容性。

具体地，如图9所示，输入电压检测电路包括电阻R23和电阻R26，电阻R23的第一端与VDD_20V线路电连接，电阻R23的第二端和电阻R26的第一端分别与电容C26的第一端电连接，电容C26的第一端与MCU芯片U5的第8引脚电连接，形成VCC_FB测量线路，电容C26和电阻R26的第二端分别接地。MCU芯片U5通过VCC_FB测量线路上的电压，结合电阻R23与电阻R26的分压电路设计，则可以得到VDD_20V线路中的输入电压值，即VDD_20V＝VCC_FB*(R23+R26)/R26。MCU芯片U5通过该输入电压检测电路来完成控制PD快充协议与QC快充协议的电压诱骗工作。MCU芯片U5在上电后通过对PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路的配置，PD快充电压诱骗电路从20VPD诱骗档位到5VPD诱骗档位逐次切换，QC快充电压诱骗电路则从20VQC诱骗档位到9VQC诱骗档位逐次切换，每个档位在1秒内未能识别到输入电压上升的趋势，则切换到下一个档位，直到切换到5VPD诱骗档位或9VQC诱骗档位才结束电压诱骗。若在各个诱骗档位期间检测到输入电压升压到对应的诱骗电压，则保持当前PD与QC快充协议配置。若诱骗结束后为5VPD诱骗档位或9VQC诱骗档位，则检测当前输入电压，若输入电压大于等于9V，则电烙铁继续工作；若输入电压小于9V，则电烙铁进入低电压保护模式，并提示使用者更换输入电源，使用者能够清楚且直观的了解电烙铁的供电情况，便于排查故障，使电烙铁发挥最大的工作效率。

具体地，如图10所示，DC-DC电源电压转换电路包括DC-DC电源芯片U1、电阻R1、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C38、电容C1、电容C2和电感器L2，电阻R1的第一端与VDD_20V线路电连接，电阻R1的第二端分别与电容C1的第一端、电阻R41的第一端和DC-DC电源芯片U1的IN引脚电连接，电阻R41的第二端与DC-DC电源芯片U1的EN引脚连接，DC-DC电源芯片U1的BST引脚和SW引脚分别与电感器L2的第一端电连接，电感器L2的第二端分别与电阻R42的第一端和电容C2的第一端串联并与VCC_3V3线路电连接，电容C38串联于DC-DC电源芯片U1的BST引脚和电感器L2之间，电阻R43的第一端与电阻R42的第二端电连接，DC-DC电源芯片U1的FB引脚串联于电阻R43与电阻R42之间，电容C1的第二端、DC-DC电源芯片U1的GND引脚、电阻R43的第二端和电容C2的第二端分别接地。DC-DC电源芯片U1的输入电压范围较广，可支持4.7～30V的电压输入范围，只要符合产品要求正常工作输入电压范围9～20V的电源，都可作为电烙铁的电源方案选择，提高电源方案选择上的灵活性。使用者可根据自身拥有供电条件，选择符合输入电压范围要求的电源，为电烙铁供电使用，提高电烙铁的便携性。同时DC-DC电源芯片U1最高电压输入可达30V，可以在30V电压输入范围内避免使用者误操作接入超出要求输入电压范围，而造成后级电路损坏的问题，提高了电烙铁的使用寿命与安全性。

具体地，如图11所示，震动检测电路包括电阻R14、电容C17和震动开关SS2，震动开关SS2的第一端分别与电阻R14的第二端、电容C17的第一端以及MCU芯片U5的第6引脚电连接，形成SS_FB线路，电阻R14的第一端与VCC_3V3线路电连接，震动开关SS2和电容C17的第二端分别接地。震动检测电路通过震动开关SS2检测电烙铁静止与否，从而判断使用者是否操作电烙铁，震动开关SS2将检测到的结果通过SS_FB线路告知MCU芯片U5，并且还作为唤醒信号将处于休眠状态下的MCU芯片U5唤醒回到工作模式中。电烙铁处于静止状态下时，此时震动开关SS2处于默认的关闭状态，SS_FB线路经过连接电阻R14到VCC_3V3线路，电阻R14为上拉电阻，MCU芯片U5接受到的输入信号处于高电平状态。当电烙铁被拿起使用时，震动开关SS2由于电烙铁的震动而连续在开启与关闭两种状态间切换，震动开关SS2处于关闭状态时，会将SS_FB线路与GND连接，MCU芯片U5接受到的输入信号变为低电平。当震动开关SS2处于开启与关闭状态间切换时，MCU芯片U5接收到的信号也不断在高低点平间切换，即可作为识别电烙铁被使用中的信号，从而将处于休眠状态下的MCU芯片U5唤醒回到工作模式中。基于此唤醒功能，MCU芯片U5在识别到电烙铁未被使用一定时间后，会控制电烙铁进入休眠模式，关闭对烙铁头的加热功能，使烙铁头逐渐降到常温状态，避免因电烙铁长时间干烧对烙铁自身的损坏与带来的潜在风险，提高了电烙铁的安全性；同时降低自身功耗以减少对外部电源输入的消耗。

具体地，如图12所示，电烙铁加热开关驱动电路包括PMOS管Q4、电阻R44、电阻R37、电阻R38和三极管Q5，PMOS管Q4的源极与VDD_20V线路电连接，PMOS管Q4的栅极与三极管Q5的集电极电连接，PMOS管Q4的漏极与烙铁头2电连接，电阻R44串联于PMOS管Q4的栅极与三极管Q5的集电极之间，三极管Q5的基极与MCU芯片U5的PWM-T65端电连接，三极管Q5的发射极接地，电阻R38串联于三极管Q5的基极与MCU芯片U5之间，MCU芯片U5与电阻R38之间连接形成PWM_T65线路，电阻R37串联于PMOS管Q4的源极与栅极之间。MCU芯片U5由8MHz晶振Y1时钟输入分频出10Hz频率的PWM(Pulse-Width Modulation脉冲宽度调制)信号到PWM_T65线路，通过控制PWM信号的占空比来控制PMOS管Q4的导通与截止时间，以实现对烙铁头2的温度进行控制。

当MCU芯片U5向PWM_T65线路输出高电平时，三极管Q5导通，使电阻R44与GND连接，经过电阻R37和电阻R44的分压电路，PMOS管Q4的栅源电压小于导通阈值，PMOS管Q4导通，VDD_20V线路的电流流向烙铁头2，从而对烙铁头2的加热芯供电，以实现对烙铁头2加热。当MCU芯片U5向PWM_T65线路输出高电平时，三极管Q5截止，PMOS管Q4的漏极与栅极的电压相等，PMOS管Q4的栅源电压大于导通阈值，PMOS管Q4截止，导致线路VDD_20V的电流无法流向烙铁头2，从而停止烙铁头2的加热。结合对烙铁头2温度检测作为反馈信号输入到MCU芯片U5中，再作用到MCU芯片U5对输出PWM信号的占空比的控制中，即可实现对烙铁头温度闭环控制的目的。

具体地，如图1和图2所示，电烙铁还设置有紧固螺帽5、防滑套6、锁紧螺母7、显示屏8、加热冠簧9和控制按键10，锁紧螺母7固定安装于壳体1的前端部，烙铁头2通过紧固螺帽5固定安装于壳体1的前端部，紧固螺帽5与锁紧螺母7螺纹连接，防滑套6套设于壳体1，显示屏8和控制按键10分别设置于壳体1内，显示屏8分别与MCU芯片U5和VCC_3V3线路电连接，控制按键10与MCU芯片U5电连接，加热冠簧9设置于PCB板3的前端，烙铁头2的后端部插入壳体1内并与加热冠簧9连接，加热冠簧9与电烙铁加热开关驱动电路电连接。PCB板3上安装有两个控制按键10，控制按键10分别控制升温和降温，控制按键10还套设有硅胶连体按键11，硅胶连体按键11凸出于壳体1，优化控制按键10的按压手感，通过紧固螺帽5和锁紧螺母7固定烙铁头2，便于对烙铁头2进行更换，使用更加便捷。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种便携的笔筒式的电烙铁，包括壳体(1)、烙铁头(2)和PCB板(3)，烙铁头(2)活动安装于壳体(1)的前端部，PCB板(3)固定安装于壳体(1)内，其特征在于：PCB板(3)设置有

用于连接外部电源的电源插接口(4)、

MCU芯片U5、

用于释放静电的静电释放保护电路、

用于防止反接的防反接保护电路、

用于诱骗外部电源通过PD快充协议握手的PD快充电压诱骗电路、

用于诱骗外部电源通过QC快充协议握手的QC快充电压诱骗电路、

用于将防反接保护电路输出的9～20V的电压转换为3.3V电压并分别对MCU芯片U5、PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路供电的DC-DC电源电压转换电路、

用于检测防反接保护电路输出的电压并将输入电压信号输出至MCU芯片U5的输入电压检测电路、

用于开启或停止对烙铁头(2)加热并控制烙铁头(2)温度的电烙铁加热开关驱动电路、

用于检测电烙铁是否静止并向MCU芯片U5输出震动开关信号的震动检测电路；

用于内部供电的VCC_3V3线路、

用于加热供电的VDD_20V线路、

PD快充电压诱骗电路、QC快充电压诱骗电路、MCU芯片U5和震动检测电路的输入端与VCC_3V3线路电连接，DC-DC电源电压转换电路的输出端与VCC_3V3线路电连接，

防反接保护电路的输出端、PD快充电压诱骗电路的检测端、DC-DC电源电压转换电路的输入端和电烙铁加热开关驱动电路的输入端分别与VDD_20V线路电连接，

MCU芯片U5分别与PD快充电压诱骗电路、QC快充电压诱骗电路、DC-DC电源电压转换电路、输入电压检测电路、电烙铁加热开关驱动电路和震动检测电路电性连接，MCU芯片U5分别向PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路输出诱骗电压档位配置信号，PD快充电压诱骗电路和QC快充电压诱骗电路分别与静电释放保护电路电性连接并通过静电释放保护电路和电源插接口(4)与外部电源进行快充协议握手，静电释放保护电路和防反接保护电路分别与电源插接口(4)电性连接，烙铁头(2)与电烙铁加热开关驱动电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述电源插接口(4)采用TYPE-C插座J1，

所述防反接保护电路包括PMOS管Q1、电阻R8、电阻R9、电容C3和电容C8，

PMOS管Q1的漏极与电容C3的第一端分别与TYPE-C插座J1的PD_VBUS端电连接，PMOS管Q1的源极、电阻R9的第二端、电容C8的第二端与所述VDD_20V线路电连接，电阻R8和电阻R9的第一端分别与PMOS管Q1的栅极电连接，电阻R8的第二端与电容C3的第二端电连接并接地，电容C8的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述静电释放保护电路包括ESD器件U2、电容C5和电容C6，ESD器件U2的第一针脚与所述TYPE-C插座J1的DP_OUT端电连接，ESD器件U2的第三针脚与TYPE-C插座J1的DM_OUT端电连接，ESD器件U2的第四针脚接地，ESD器件U2的第五针脚和电容C6的第一端分别与TYPE-C插座J1的CC1端电连接，ESD器件U2的第六针脚和电容C5的第一端分别与TYPE-C插座J1的CC2端电连接，电容C5和电容C6的第二端分别接地。

4.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述PD快充电压诱骗电路包括PD快充协议受电芯片U3、电容C7和电阻R2，PD快充协议受电芯片U3的VBUS引脚与电阻R2的第二端电连接，电阻R2的第一端与所述VDD_20V线路电连接，PD快充协议受电芯片U3的VDD引脚和电容C7的第一端与所述VCC_3V3线路电连接，PD快充协议受电芯片U3的CC1引脚与所述TYPE-C插座J1的CC1端电连接，PD快充协议受电芯片U3的CC2引脚与TYPE-C插座J1的CC2端电连接，PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚、CFG2引脚和CFG3引脚分别与所述MCU芯片U5的第26引脚、第27引脚和第28引脚电连接，PD快充协议受电芯片U3的GND引脚接地；

PD快充电压诱骗电路设置有5VPD诱骗档位、9VPD诱骗档位、12VPD诱骗档位、15VPD诱骗档位和20VPD诱骗档位，

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出高电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为5VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为9VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出低电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出高电平时，PD快充电压诱骗电路设置为12VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出高电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出高电平时，PD快充电压诱骗电路设置为15VPD诱骗档位；

当MCU芯片U5的第26引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG1引脚输出低电平、MCU芯片U5的第27引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG2引脚输出高电平、MCU芯片U5的第28引脚向PD快充协议受电芯片U3的CFG3引脚输出低电平时，PD快充电压诱骗电路设置为20VPD诱骗档位。

5.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述QC快充电压诱骗电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R6和电阻R7，电阻R3的第一端与所述VCC_3V3线路电连接，电阻R3的第二端和电阻R6的第一端分别通过模拟开关U10与所述TYPE-C插座J1的DP_OUT引脚电连接，电阻R6的第二端与所述MCU芯片U5的第15引脚电连接，电阻R3的第一端与MCU芯片U5的第16引脚电连接，电阻R3的第二端和电阻R7的第一端分别通过模拟开关U11与TYPE-C插座J1的DM_OUT引脚电连接，电阻R7的第二端与MCU芯片U5的第32引脚电连接；

QC快充电压诱骗电路设置有9VQC诱骗档位、12VQC诱骗档位和20VQC诱骗档位，

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为9VQC诱骗档位；

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出0V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为12VQC诱骗档位；

MCU芯片U5的第15引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第16引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压、MCU芯片U5的第32引脚向QC快充电压诱骗电路输出3.3V电压时，QC快充电压诱骗电路设置为20VQC诱骗档位。

6.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述输入电压检测电路包括电阻R23和电阻R26，电阻R23的第一端与所述VDD_20V线路电连接，电阻R23的第二端和电阻R26的第一端分别与电容C26的第一端电连接，电容C26的第一端与所述MCU芯片U5的第8引脚电连接，电容C26和电阻R26的第二端分别接地。

7.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述DC-DC电源电压转换电路包括DC-DC电源芯片U1、电阻R1、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电容C38、电容C1、电容C2和电感器L2，电阻R1的第一端与所述VDD_20V线路电连接，电阻R1的第二端分别与电容C1的第一端、电阻R41的第一端和DC-DC电源芯片U1的IN引脚电连接，电阻R41的第二端与DC-DC电源芯片U1的EN引脚连接，DC-DC电源芯片U1的BST引脚和SW引脚分别与电感器L2的第一端电连接，电感器L2的第二端分别与电阻R42的第一端和电容C2的第一端串联并与所述VCC_3V3线路电连接，电容C38串联于DC-DC电源芯片U1的BST引脚和电感器L2之间，电阻R43的第一端与电阻R42的第二端电连接，DC-DC电源芯片U1的FB引脚串联于电阻R43与电阻R42之间，电容C1的第二端、DC-DC电源芯片U1的GND引脚、电阻R43的第二端和电容C2的第二端分别接地。

8.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述震动检测电路包括电阻R14、电容C17和震动开关SS2，震动开关SS2的第一端分别与电阻R14的第二端、电容C17的第一端以及所述MCU芯片U5的第6引脚电连接，电阻R14的第一端与所述VCC_3V3线路电连接，震动开关SS2和电容C17的第二端分别接地。

9.根据权利要求2所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述电烙铁加热开关驱动电路包括PMOS管Q4、电阻R44、电阻R37、电阻R38和三极管Q5，PMOS管Q4的源极与所述VDD_20V线路电连接，PMOS管Q4的栅极与三极管Q5的集电极电连接，PMOS管Q4的漏极与所述烙铁头(2)电连接，电阻R44串联于PMOS管Q4的栅极与三极管Q5的集电极之间，三极管Q5的基极与所述MCU芯片U5的PWM-T65端电连接，三极管Q5的发射极接地，电阻R38串联于三极管Q5的基极与MCU芯片U5之间，电阻R37串联于PMOS管Q4的源极与栅极之间。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种便携的笔筒式的电烙铁，其特征在于：所述电烙铁还设置有紧固螺帽(5)、防滑套(6)、锁紧螺母(7)、显示屏(8)、加热冠簧(9)和控制按键(10)，锁紧螺母(7)固定安装于所述壳体(1)的前端部，所述烙铁头(2)通过紧固螺帽(5)固定安装于壳体(1)的前端部，紧固螺帽(5)与锁紧螺母(7)螺纹连接，防滑套(6)套设于壳体(1)，显示屏(8)和控制按键(10)分别设置于壳体(1)内，显示屏(8)分别与所述MCU芯片U5和所述VCC_3V3线路电连接，控制按键(10)与MCU芯片U5电连接，加热冠簧(9)设置于所述PCB板(3)的前端，烙铁头(2)的后端部插入壳体(1)内并与加热冠簧(9)连接，加热冠簧(9)与所述电烙铁加热开关驱动电路电连接。