一种负载控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及电气领域，尤其是涉及一种负载控制装置。


背景技术：

2.当今电池供电的电子产品越来越多，很多产品需要对负载情况进行检测并根据负载情况控制负载，特别是带有电机的电子产品，比如筋膜枪。现有技术中大多是在电机接地前加一个阻值很小的采样电阻，通过采样电阻把流过负载的电流信号转化为电压信号，再经过芯片把模拟量的电压转为数字信号，实现根据负载的电流情况控制负载、适应负载运行状态变化的目的。但是，现有技术中，在电流比较大的时候，比如电机堵转，电阻上的功率便会很大，电阻发热厉害，采用的采样电阻封装小了，耐热功率不够容易烧坏，造成负载运行状态检测不准确。选大了，成本太高，电路板上更占位置，电路设计更复杂。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提供一种不需要采样电阻便可检测、控制负载运行状态的负载控制装置。
4.本实用新型提出了一种负载控制装置，包括：电源模块、电源电压检测模块、控制模块以及负载；所述电源模块与所述电源电压检测模块一端、所述负载连接，用于给所述负载供电；所述电源电压检测模块另一端与所述控制模块一端连接，用于检测所述电源模块的输出电压，其中，所述电源模块的输出电压随所述负载的运行状态变化而变化；所述控制模块另一端与所述负载连接，用于根据所述电源模块的输出电压控制所述负载的运行状态。
5.作为优选的是，所述电源电压检测模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；所述第一电阻一端与所述电源模块正极连接，所述第一电阻另一端分别与所述第二电阻一端、所述第三电阻一端连接，所述第二电阻另一端分别与所述电源模块负极、所述第一电容一端连接，所述第三电阻另一端分别与所述第一电容另一端、所述控制模块连接。
6.作为优选的是，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均为贴片电阻。
7.作为优选的是，所述装置还包括调节模块，所述控制模块通过所述调节模块与所述负载连接，用于根据所述控制模块发出的控制信号调节所述负载的运行状态。
8.作为优选的是，所述调节模块包括第四电阻与第一晶体管，所述第四电阻一端与所述控制模块连接，所述第四电阻另一端与所述第一晶体管栅极连接，所述第一晶体管源极与所述电源模块负极连接，所述第一晶体管漏极与所述负载连接。
9.作为优选的是，所述装置还包括泄放模块，所述泄放模块一端与所述电源模块正极连接，所述泄放模块另一端与所述负载连接，用于泄放电路中多余电能。
10.作为优选的是，所述泄放模块包括第一二极管，所述第一二极管阴极分别与所述负载一端、所述电源模块正极连接，所述第一二极管阳极与所述负载另一端连接。
11.作为优选的是，所述负载为负载电机；所述装置还包括转速检测模块，所述转速检测模块设置在所述负载电机表面；所述转速检测模块一端接地，所述转速检测模块另一端与所述控制模块连接，用于检测所述负载电机的转速。
12.作为优选的是，所述转速检测模块包括第一霍尔传感器，所述第一霍尔传感器一端接地，另一端与所述控制模块连接。
13.作为优选的是，所述控制模块为单片机。
14.本实用新型提出了一种负载控制装置，包括：电源模块、电源电压检测模块、控制模块以及负载；所述电源模块与所述电源电压检测模块一端、所述负载连接，用于给所述负载供电；所述电源电压检测模块另一端与所述控制模块一端连接，用于检测所述电源模块的输出电压，其中，所述电源模块的输出电压随所述负载的运行状态变化而变化；所述控制模块另一端与所述负载连接，用于根据所述电源模块的输出电压控制所述负载的运行状态。本实用新型提出的负载控制装置，设置有用于检测电源模块输出电压的电源电压检测模块，利用电源模块的输出电压随负载的运行状态变化而变化的性质，只要通过电源电压检测模块检测电源模块的输出电压，便可得到负载的运行情况，从而根据电源模块的输出电压控制负载的运行，不需要设置电流检测电路，对负载运行状态检测更加准确、电路设计也更加简单。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
16.图1为一个实施例中一种负载控制装置的结构示意图；
17.图2为一个实施例中一种负载控制装置的电路示意图；
18.图3为一个实施例中一种负载控制装置的电路示意图；
19.图4为一个实施例中一种负载控制装置的结构示意图；
20.图5为一个实施例中一种负载控制装置的结构示意图；
21.图6为一个实施例中一种负载控制装置的结构示意图；
22.111、电源模块，112、电压检测模块，113负载，114控制模块，115调节模块，116泄放模块，117转速检测模块。
具体实施方式
23.在一个实施例中，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1至6及实施例，对本实用新型所述的一种负载控制装置进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分而不是全部的实施例。为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
24.需要说明的是在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“设
置”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.本实施例所述的负载控制装置，如图1所示，包括电源模块111、电源电压检测模块112、控制模块114以及负载113；电源模块111与电源电压检测模块112一端、负载113连接，用于给负载113供电；电源电压检测模块112另一端与控制模块114一端连接，用于检测电源模块111的输出电压，其中，电源模块111的输出电压随负载113的运行状态变化而变化；控制模块114另一端与负载113连接，用于根据电源模块111的输出电压控制负载113的运行状态。
27.在具体的实施例中，控制模块114为单片机。
28.在具体的实施例中，如图2所示，电源模块111包括电源bt1，电源bt1可以是大容量的锂电池，电源bt1具有正极与负极，即，电源模块111具有正极与负极。
29.在具体的实施例中，如图2所示，电源电压检测模块112包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一电容c1；第一电阻r1一端与电源模块111正极连接，第一电阻r1另一端分别与第二电阻r2一端、第三电阻r3一端连接，第二电阻r2另一端分别与电源模块111负极、第一电容c1一端连接，第三电阻r3另一端分别与第一电容c1另一端、控制模块114连接。
30.在具体的实施例中，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3均为贴片电阻。第一电阻r1为10k、第二电阻r2为2k、第三电阻r3为1k、第一电容c1为100n。在生产上采用贴片电阻，同一批贴片电阻阻值的误差是接近的，刚好可以相互抵消，减小了电阻阻值带来的测量误差。
31.在具体的实施例中，第一电阻r1、第二电阻r2对电源bt1的输出电压进行分压，第三电阻r3对与第三电阻r3另一端连接的单片机起保护作用，第一电容c1起到稳定电压的作用。具体的，电源电压检测模块112的第一电阻r1、第二电阻r2对电源bt1的输出电压进行分压，电源电压检测模块112通过单片机的u_ad接口输出分压后的电压信号给单片机，单片机通过ad转换后将分压后的电压信号转换为数字信号，从而根据所述数字信号进一步计算得到电源bt1的输出电压的电压值。
32.在本实施例中，通过电源电压检测模块112不仅可以对电源电量进行检测，还能利用电源模块111的输出电压随负载113的运行状态变化而变化的特性，实现只通过电源电压检测模块112检测电源模块111的输出电压便可得到负载113的运行情况。从而根据电源模块111的输出电压控制负载113的运行，不需要设置电流检测电路，对负载113运行状态检测更加准确、电路设计也更加简单。
33.在具体的实施例中，如图3所示，电源bt1可以等效为第五电阻r5与理想电源src1串联的等效电路。其中，第五电阻r5为电源bt1的电源内阻，此时电路中存在：
34.v＝v1+v
+
35.结合欧姆定律有：v＝v1+v
+
＝v1+r5×i36.其中，v为理想电源src1的输出电压，v1为电源bt1的电源内阻的分压，v
+
为电源bt1的输出电压，i为流经第五电阻r5的电流。电源bt1容量一定，理想电源src1的输出电压v一定，因为电源bt1容量是很大，在正常工作时候较短时间内，理想电源src1的输出电压v的变
化可以忽略不计。流经第五电阻r5的电流越大，第五电阻r5分压越大，电源bt1输出电压v
+
越小。
37.在本实施例中，以负载113为筋膜枪电机举例，电机不工作时，流经筋膜枪电机的电流为0a，流经第五电阻r5的电流为0a，第五电阻r5不分压，电源bt1的输出电压v
+
为理想电源src1的输出电压v。筋膜枪电机启动并空转时，此时流经筋膜枪电机的电流为0.3a左右，流经第五电阻r5的电流不为0，第五电阻r5分压，电源bt1的输出电压v
+
产生微弱的下降，同时单片机检测到输出电压v
+
产生微弱的下降。当筋膜枪作用在人体时，随着用户操作的变化，对筋膜枪电机产生不同的阻力，筋膜枪电机开始堵转，流经筋膜枪电机的电流会发生突变。具体的，筋膜枪电机受到的阻力不同，流经筋膜枪电机的电流便会不同，能够从空转的0.3a左右突变到堵转的5a左右。此时，便随着流经筋膜枪电机的电流骤变，流经第五电阻r5的电流也会骤变，第五电阻r5分压变大，导致电源bt1的输出电压v
+
骤减，单片机检测到电源bt1的输出电压v
+
骤减，便可以迅速的调整输出的pwm脉冲信号的占空比，从而迅速的对筋膜枪电机进行控制，以迅速响应用户操作。
38.在本实施例中，相比于利用反馈的脉冲加上输出的pwm脉宽，通过算法计算对电机进行控制的产品，本实用新型通过电源电压检测模块112获取电源bt1的输出电压，单片机直接根据电源bt1的输出电压直接控制负载113的运行状态，不需要更多的计算，对单片机芯片要求低、开发的难度较低，能够大大降低开发成本。
39.在具体的实施例中，如图4所示，装置还包括调节模块115，控制模块114通过调节模块115与负载113连接，用于根据控制模块114发出的控制信号调节负载113的运行状态。
40.在具体的实施例中，如图2所示，调节模块115包括第四电阻r4与第一晶体管q1，第四电阻r4一端与控制模块114连接，第四电阻r4另一端与第一晶体管q1栅极连接，第一晶体管q1源极与电源模块111负极连接，第一晶体管q1漏极与负载113连接。
41.在本实施例中，第四电阻r4一端与单片机的pwm输出端连接；第一晶体管q1为场效应晶体管，具体的为n沟道场效应晶体管。
42.在本实施例中，第一晶体管q1能够快速的响应单片机输出的pwm信号，使得单片机能够快速、及时的调节负载113的运行状态。
43.在具体的实施例中，如图5所示，装置还包括泄放模块116，泄放模块116一端与电源模块111正极连接，泄放模块116另一端与负载113连接，用于泄放电路中多余电能。
44.在本实施例中，如图2所示，泄放模块116包括第一二极管d1，第一二极管d1阴极分别与负载113一端、电源模块111正极连接，第一二极管d1阳极与负载113另一端连接。
45.在本实施例中，负载113为负载电机，在第一晶体管q1关闭的瞬间，第一二极管d1可以对负载电机线圈产生的反向电压进行泄放，从而避免反向电压对电路的元器件造成损坏。
46.在具体的实施例中，负载113为负载电机；如图6所示，所述装置还包括转速检测模块117，转速检测模块117设置在负载电机表面；转速检测模块117一端接地，转速检测模块117另一端与控制模块114连接，用于检测负载电机的转速。
47.在具体的实施例中，如图2所示，转速检测模块117包括第一霍尔传感器h1，第一霍尔传感器h1一端接地，另一端与控制模块114连接。
48.在本实施例中，第一霍尔传感器h1可以根据转速产生变化而生成脉冲信号，并给
到单片机。单片机可以根据第一霍尔传感器h1发送的脉冲信号判断负载电机的运行速度是否达到要调节到的目标速度，若没有达到调节到的目标速度，则对负载电机的速度进行再次调节，直至达到目标速度。
49.本实用新型提出的负载113控制装置，设置有用于检测电源模块111输出电压的电源电压检测模块112，利用电源模块111的输出电压随负载113的运行状态变化而变化的性质，只要通过电源电压检测模块112检测电源模块111的输出电压，便可得到负载113的运行情况，从而根据电源模块111的输出电压控制负载113的运行，不需要设置电流检测电路，对负载113运行状态检测更加准确、电路设计也更加简单。同时，本实用新型提出的负载113控制装置通过电源电压检测模块112获取电源bt1的输出电压，单片机直接根据电源bt1的输出电压直接控制负载113的运行状态，不需要更多的计算，相比于利用反馈的脉冲加上输出的pwm脉宽，通过算法计算对电机进行控制的产品，本实用新型对单片机芯片要求低、开发的难度较低，能够大大降低开发成本。
50.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。