交直流电源控制装置、具有该装置的工具机及吸尘器的制作方法

文档序号:11179921阅读:758来源:国知局
交直流电源控制装置、具有该装置的工具机及吸尘器的制造方法

本发明涉及一种交直流电源控制装置、具有该装置的工具机及吸尘器。



背景技术:

目前市场上的一些交流或直流工具机,比如交流吸尘器或直流吸尘器,通常需要设置很长的电源线,因为其需要清洁的面积比较大,而交流插座又有限,因此给用户带来操作上的困扰;而直流吸尘器虽然不需要设置很长的电源线,但是受制于目前的电池包容量有限,可以持续工作的时间相对较短。

另外,后续出现的交直流两用工具机可以解决上述问题,比如交直流两用吸尘器或交直流园艺工具等,但目前市面上的交直流两用工具机对交流电压与直流电池包的电压都有严格的限制,严重限制了这项技术的推广与使用。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷,提供一种交直流电源控制装置、具有该装置的工具机及吸尘器,其可以实现交流和直流的自动切换且能自动调节电源电压的大小。

为实现上述发明目的,本发明主要采用了如下技术方案:一种交直流电源控制装置,用于控制交流电源和直流电源给交直流通用负载供电,所述交直流电源控制装置包括交流电压检测电路、交流受控电路、直流电压检测电路、直流受控电路和控制电路,

所述交流电压检测电路分别与所述交流电源和所述控制电路连接,用于在检测到交流电压时输出第一检测信号至所述控制电路;

所述直流电压检测电路分别与所述直流电源和所述控制电路连接,用于在检测到直流电压时输出第二检测信号至所述控制电路;

所述控制电路还与所述交流受控电路和所述直流受控电路连接,用于根据所述第一检测信号和所述第二检测信号产生第一控制信号或者第二控制信号,所述第一控制信号输出至所述交流受控电路,所述第二控制信号输出至所述直流受控电路;

所述交流受控电路连接在所述交流电源和所述交直流通用负载之间,用于在接收到所述第一控制信号时导通,以使所述交流电源给所述交直流通用负载供电;

所述直流受控电路连接在所述直流电源和所述交直流通用负载之间,用于在接收到所述第二控制信号时导通,以使所述直流电源给所述交直流通用负载供电。

此外,本发明还提出如下附属技术方案:

所述交流电压检测电路还用于检测所述交流电压的大小,并且输出至所述控制电路;所述控制电路还用于根据所述交流电压的大小产生第一调节信号,并且输出至所述交流受控电路;所述交流受控电路还用于根据所述第一调节信号将所述交流电源的电压转换为第一预设电压,以给所述交直流通用负载供电。

所述直流电压检测电路还用于检测所述直流电压的大小,并且输出至所述控制电路;所述控制电路还用于根据所述直流电压的大小产生第二调节信号,并且输出至所述直流受控电路;所述直流受控电路还用于根据所述第二调节信号将所述直流电源的电压转换为第二预设电压,以给所述交直流通用负载供电。

所述交直流电源控制装置还包括交流变压电路,所述交流变压电路连接于所述交流电源和所述控制电路之间,用于将所述交流电源的电压转换为所述控制电路的工作电压。

所述交直流电源控制装置还包括直流电压变压电路,所述直流变压电路连接于所述直流电源和所述控制电路之间,用于将所述直流电源的电压转换为所述控制电路的工作电压。

所述交流电压检测电路包括第一电阻r16及第二电阻r17,其中,所述第一电阻r16一端与所述交流电源的第一极连接,另一端分别与所述第二电阻r17的一端、所述控制电路的第一检测信号输入端连接;所述第二电阻r17另一端与所述交流电源的第二极连接,且同时接地。

所述直流电压检测电路包括第三电阻r14及第四电阻r15,其中,所述第三电阻r14一端与所述直流电源的第一极连接,另一端分别与所述第四电阻r15的一端、所述控制电路的第二检测信号输入端连接;所述第四电阻r15的另一端与所述直流电源的第二极连接,且同时接地。

所述交流受控电路包括第一电阻r18、光电耦合器u2、第二电阻r19、第三电阻r1和可控硅bta12,其中,所述第一电阻r18一端与所述控制电路的所述第一控制信号输出端连接,另一端与所述光电耦合器u2的输入端正极连接;所述光电耦合器u2的输入端负极接地,输出端第一极通过所述第二电阻r19与所述交流电源的第一极连接,输出端第二极通过所述第三电阻r1与所述可控硅bta12的门极连接;所述可控硅bta12的第一极与所述交流电源的第二极连接,所述可控硅bta12的第二极与所述交直流通用负载连接。

所述直流受控电路包括第一三极管q5、第二三极管qb9、电阻r2和mos管q2;其中,所述第一三极管q5基极分别与所述控制电路的所述第二控制信号输出端、所述第二三极管qb9的基极连接,所述第一三极管q5的集电极与电源正极vcc连接,所述第一三极管q5的发射极分别与所述第二三极管qb9的发射极、所述电阻的一端连接;所述第二三极管qb9的集电极接地;所述电阻r2的另一端与所述mos管的栅极连接;所述mos管q2的源极与所述直流电源的负极连接,所述mos管q2的漏极与所述交直流通用负载连接。

进一步地,本发明还提供了一种具有上述技术方案中所述的交直流电源控制装置的工具机,所述工具机包括壳体和交直流通用负载,所述交直流通用负载收容在所述壳体内。

进一步地,本发明还提供了一种交直流电源的控制方法,用于控制交流电源和直流电源给交直流通用负载供电,所述控制方法包括如下步骤:

检测电源是否为交流;

若检测电源为交流,则使所述交流电源给所述交直流通用负载供电,并且调节所述交流电源的电压至适用于所述通用负载的第一预设值;以及

若检测电源为直流,则使所述直流电源给所述交直流通用负载供电,并且调节所述直流电源的电压至适用于所述通用负载的第二预设值。

进一步地,本发明还提供了一种交直流两用吸尘器,包括:

壳体;

交流电源接口;

直流电源接口;

收容在所述壳体内的串激电机;以及

交直流电源控制装置,用于控制由交流电源接口接入的交流电源和由直流电源接口接入的直流电源给所述串激电机供电,所述交直流电源控制装置包括交流电压检测电路、交流受控电路、直流电压检测电路、直流受控电路和控制电路,

所述交流电压检测电路分别与所述交流电源接口和所述控制电路连接,用于在检测到交流电压时输出第一检测信号至所述控制电路;

所述直流电压检测电路分别与所述直流电源接口和所述控制电路连接,用于在检测到直流电压时输出第二检测信号至所述控制电路;

所述控制电路还与所述交流受控电路和所述直流受控电路连接,用于根据所述第一检测信号和所述第二检测信号产生第一控制信号或者第二控制信号,所述第一控制信号输出至所述交流受控电路,所述第二控制信号输出至所述直流受控电路;

所述交流受控电路连接在所述交流电源接口和所述串激电机之间,用于在接收到所述第一控制信号时导通,以使由所述交流电源接口接入的交流电源给所述串激电机供电;

所述直流受控电路连接在所述直流电源接口和所述串激电机之间,用于在接收到所述第二控制信号时导通,以使由所述直流电源接口接入的直流电源给所述串激电机供电。

作为附属技术方案,所述交流电压检测电路还用于检测所述交流电压的大小,并且输出至所述控制电路;所述控制电路还用于根据所述交流电压的大小产生第一调节信号,并且输出至所述交流受控电路;所述交流受控电路还用于根据所述第一调节信号将所述交流电源的电压转换为第一预设电压,以给所述串激电机供电。

作为附属技术方案,所述直流电压检测电路还用于检测所述直流电压的大小,并且输出至所述控制电路;所述控制电路还用于根据所述直流电压的大小产生第二调节信号,并且输出至所述直流受控电路;所述直流受控电路还用于根据所述第二调节信号将所述直流电源的电压转换为第二预设电压,以给所述串激电机供电。

相比于现有技术,本发明所提供的交直流电源控制装置及其控制方法,用于控制交流电源和直流电源给交直流通用负载供电,其包括交流电压检测电路、交流受控电路、直流电压检测电路、直流受控电路以及控制电路,以此来达成如下优势:首先,可以实现交直流两用工具机的交直流自动切换,可以让用户在有和没有交流电源的地方都可以持续使用机器;其次,可以实现自动调节电压,可以使用户在不同电压的环境中实现无缝切换至合适的预设电压,而无需担忧电源电压的问题;另外,对电池包的使用也没有要求,用户可以使用现有的任意电压的直流电池包来驱动工具机,提供了使用上的极大便利,也节约了重新购买电池包的成本。

附图说明

图1是对应于本发明交直流电源控制装置的电路模块图。

图2是图1中交流电压检测电路图。

图3是图1中直流电压检测电路图。

图4是图1中交流受控电路、直流受控电路以及通用负载之间的连接电路图。

图5是图1中交直流电源控制装置的主程序控制流程图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

参照图1,对应于本发明较佳实施例的交直流电源控制装置,用于控制交流电源1和直流电源3(即电池包)给交直流通用负载5(即电机组件)供电,适用于交直流两用的工具机(图未示)上,比如交直流两用吸尘器或交直流两用园艺工具等。通常工具机包括壳体、交流电源接口、电池包、收容在所述壳体内的通用负载5,在交直流两用吸尘器中,该通用负载5可以为串激电机,其包括具有励磁绕组的定子和具有电枢绕组的转子,所述励磁绕组和电枢绕组串联。上述交直流电源控制装置可适用于上述交直流两用工具机上。

在一个实施例中,所述交直流电源控制装置包括交流电压检测电路2、交流受控电路4、直流电压检测电路6、直流受控电路8和控制电路10。

进一步参照图2,交流电压检测电路2分别与交流电源1和控制电路10连接,用于检测交流电压的大小,并且在检测到交流电压时输出第一检测信号至所述控制电路10。该交流电压检测电路2包括第一电阻r16及第二电阻r17,其中,所述第一电阻r16一端与所述交流电源1的第一极l连接,另一端分别与所述第二电阻r17的一端和所述控制电路10的第一检测信号输入端p1连接;所述第二电阻r17另一端与所述交流电源1的第二极n连接,且同时接地。

上述交流受控电路4连接在交流电源1和交直流通用负载5之间,用于在接收到所述第一控制信号时导通,以使所述交流电源1给所述交直流通用5负载供电。具体地,如图4所示,所述交流受控电路4包括第一电阻r18、光电耦合器u2、第二电阻r19、第三电阻r1和可控硅bta12,其中,所述第一电阻r18一端与所述控制电路10的所述第一控制信号输出端p3连接,另一端与所述光电耦合器u2的输入端正极连接;所述光电耦合器u2的输入端负极接地,输出端第一极通过所述第二电阻r19与所述交流电源1的第一极l连接,输出端第二极通过所述第三电阻r1与所述可控硅bta12的门极连接;所述可控硅bta12的第一极与所述交流电源1的第二极n连接,所述可控硅bta12的第二极与所述交直流通用负载5连接。进一步地,所述可控硅bta12的第二极与所述交直流通用负载5的电源输入端的一端连接,所述交直流通用负载5的电源输入端的另一端与所述交流电源13的第一极l连接。

参照图3,上述直流电压检测电路6分别与所述直流电源3和所述控制电路10连接,用于检测所述直流电压的大小并且在检测到直流电压时输出第二检测信号至所述控制电路10。具体地,所述直流电压检测电路6包括第三电阻r14及第四电阻r15,其中,所述第三电阻r14一端与所述直流电源3的正极连接,另一端分别与所述第四电阻r15的一端、所述控制电路10的第二检测信号输入端p2连接;所述第四电阻r15的另一端与所述直流电源3的负极连接,且同时接地。

所述直流受控电路8连接在所述直流电源3和所述交直流通用负载5之间,用于在接收到所述第二控制信号时导通,以使所述直流电源3给所述交直流通用负载5供电。具体地,如图4所示,所述直流受控电路8包括第一三极管q5、第二三极管qb9、电阻r2和mos管q2;其中,所述第一三极管q5基极分别与所述控制电路10的所述第二调节信号输出端p4、所述第二三极管qb9的基极连接,所述第一三极管q5的集电极与电源正极vcc连接,所述第一三极管q5的发射极分别与所述第二三极管qb9的发射极、所述电阻r2的一端连接;所述第二三极管qb9的集电极接地;所述电阻r2的另一端与所述mos管q2的栅极连接;所述mos管q2的源极与所述直流电源3的负极连接,所述mos管q2的漏极与所述交直流通用负载5连接。进一步地,所述mos管q2的漏极与所述交直流通用负载5的电源输入端的一端连接,所述交直流通用负载5的电源输入端的另一端与所述直流电源3的正极连接。

所述控制电路10还分别与所述交流受控电路4和所述直流受控电路8连接,用于根据所述第一检测信号和所述第二检测信号产生第一控制信号或者第二控制信号,所述第一控制信号输出至所述交流受控电路4,所述第二控制信号输出至所述直流受控电路8。作为优选的实施方式,当所述控制电路10仅接收到所述第一检测信号或者同时接收到所述第一检测信号和所述第二检测信号时,产生所述第一控制信号;当所述控制电路10仅接收到所述第二检测信号时,产生所述第二控制信号;当所述控制电路既未接收到所述第一检测信号,又未接收到所述第二检测信号时,不产生所述第一控制信号或者第二控制信号。

此外,一方面,所述控制电路10还通过上述交流电压检测电路2来检测交流电压并根据交流电压的大小产生第一调节信号,并且将第一调节信号输出至所述交流受控电路4;然后所述交流受控电路4根据所述第一调节信号将所述交流电源1的电压转换为第一预设电压,以给所述交直流通用负载5供电;另一方面,所述控制电路10同时亦通过上述直流电压检测电路6来检测直流电压并根据直流电压的大小产生第二调节信号,并且将第二调节信号输出至所述直流受控电路8;然后所述直流受控电路8根据所述第二调节信号将所述直流电源3的电压转换为第二预设电压,以给所述交直流通用负载5供电。对于本领域一般技艺人士而言,上述控制电路10通过现有技术中的惯常设计即可,故在此省略其详细电路构造的描述。

上述交直流电源控制装置还包括交流变压电路7和直流变压电路9。交流变压电路7连接于交流电源1和控制电路10之间,用于将所述交流电源1的电压转换为控制电路10的工作电压,其中交流变压电路7经过变压后的输出端(图未示)与控制电路10的输入端(图未示)相连。所述直流变压电路9连接于所述直流电源3和所述控制电路10之间,用于将所述直流电源3的电压转换为所述控制电路10的工作电压,其中直流变压电路9经过变压后的输出端(图未示)亦与控制电路10的输入端相连。可见,对于本领域一般技艺人士而言,上述交、直流变压电路7、9通过现有技术中的惯常设计即可实现,故在此省略其详细电路构造的描述。

在另一实施例中,本发明还提供了一种具有上述技术方案中所述的交直流电源控制装置的工具机,所述工具机包括壳体和交直流通用负载,所述交直流通用负载收容在所述壳体内。

在又一实施例中,本发明还提供了一种交直流两用吸尘器,包括:壳体、交流电源接口、直流电源接口、收容在所述壳体内的串激电机以及交直流电源控制装置。其中所述串激电机包括具有励磁绕组的定子和具有电枢绕组的转子,所述励磁绕组和电枢绕组串联。

所述交直流电源控制装置用于控制由交流电源接口接入的交流电源和由直流电源接口接入的直流电源给所述串激电机供电。具体地,所述交直流电源控制装置包括交流电压检测电路、交流受控电路、直流电压检测电路、直流受控电路和控制电路。

所述交流电压检测电路分别与所述交流电源接口和所述控制电路连接,用于在检测到交流电压时输出第一检测信号至所述控制电路。

所述直流电压检测电路分别与所述直流电源接口和所述控制电路连接,用于在检测到直流电压时输出第二检测信号至所述控制电路。

所述控制电路还与所述交流受控电路和所述直流受控电路连接,用于根据所述第一检测信号和所述第二检测信号产生第一控制信号或者第二控制信号,所述第一控制信号输出至所述交流受控电路,所述第二控制信号输出至所述直流受控电路。

所述交流受控电路连接在所述交流电源接口和所述串激电机之间,用于在接收到所述第一控制信号时导通,以使由所述交流电源接口接入的交流电源给所述串激电机供电。

所述直流受控电路连接在所述直流电源接口和所述串激电机之间,用于在接收到所述第二控制信号时导通,以使由所述直流电源接口接入的直流电源给所述串激电机供电。

其中,所述交流电压检测电路还用于检测所述交流电压的大小,并且输出至所述控制电路;所述控制电路还用于根据所述交流电压的大小产生第一调节信号,并且输出至所述交流受控电路;所述交流受控电路还用于根据所述第一调节信号将所述交流电源的电压转换为第一预设电压,以给所述交直流通用负载供电。

其中,所述直流电压检测电路还用于检测所述直流电压的大小,并且输出至所述控制电路;所述控制电路还用于根据所述直流电压的大小产生第二调节信号,并且输出至所述直流受控电路;所述直流受控电路还用于根据所述第二调节信号将所述直流电源的电压转换为第二预设电压,以给所述交直流通用负载供电。

在又一实施例中,本发明还提供了一种交直流电源的控制方法,用于控制交流电源和直流电源给交直流通用负载供电,所述控制方法包括如下步骤:检测电源是否为交流;若检测电源为交流,则使所述交流电源给所述交直流通用负载供电,并且调节所述交流电源的电压至适用于所述通用负载的第一预设值;以及若检测电源为直流,则使所述直流电源给所述交直流通用负载供电,并且调节所述直流电源的电压至适用于所述通用负载的第二预设值。具体地,参照图5,所示为本发明交直流电源控制装置的主程序控制流程图,其控制方法大致如下:在交直流两用工具机使用时,交流电源1通过交流变压电路7或直流电源3通过直流变压电路9给机器上电,在机器初始化后进入主程序,然后控制电路10根据收到交流电压检测电路2发出的第一检测信号或直流电压检测电路6发出的第二检测信号来判断是否为交流,若电源是交流,控制电路10则发出第一控制信号和第一调节信号给交流受控电路4、以及发出第二控制信号给直流受控电路8,其中,第一控制信号将交流受控电路4的可控硅bta12导通;第一调节信号则由控制电路10所设置的交流电压频率检测子程序发出并自动控制可控硅bta12的斩波比例,将经过通用负载5的电压调节至第一预设电压;而第二控制信号则使得直流受控电路8关闭mos管q2;若电源为非交流,控制电路10亦发出另一种第一控制信号给交流受控电路4、以及发出另一种第二控制信号和另一种第二调节信号给直流受控电路8,该第一控制信号使得交流受控电路4关闭其可控硅bta12,而直流受控电路8则根据第二控制信号来开通mos管q2;第二调节信号则由控制电路10所设置的直流电压检测子程序发出并自动调节mos管q2的开通比例,使得经过通用负载5的电压调节至第二预设电压。

综上所述,本发明所提供的交直流电源控制装置及其控制方法,其至少具有如下优势:首先,可以实现交直流两用工具机的交直流自动切换,可以让用户在有和没有交流电源的地方都可以持续使用机器;其次,可以实现自动调节电压,可以使用户在不同电压的环境中实现无缝切换至合适的预设电压,而无需担忧电源电压的问题;另外,对电池包的使用也没有要求,用户可以使用现有的任意电压的直流电池包来驱动工具机,提供了使用上的极大便利,也节约了重新购买电池包的成本。

需要指出的是,上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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