一种筋膜康复枪控制板电路的制作方法

本实用新型涉及康复枪技术领域，特别涉及一种筋膜康复枪控制板电路。

背景技术：

现有的筋膜康复枪控制板采用16v或22v充电控制电路板+电机专用驱动板+功能控制模块板三大部份构成，采用专用充电器充电控制，充电器与充电电量指示系统成本高，且现有直流三相无刷电机驱动均采用了霍尔传感器的方式，电机驱动板板集成在无刷电机上，成本高，装配不便利，上述三套电路系统均需要通过连接线进行连接，连接线数量多，且因手持式设备的结构紧凑，装配也不方便，生产效率不高。

便携式手持按摩枪采用电池组供电，传统设备采用4串或6串电池组做为供电，成本高，体积大，无法小型轻便化；采用直流三相带霍尔无刷电机，成本高，生产制作困难。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种筋膜康复枪控制板电路。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种筋膜康复枪控制板电路，包括一主控系统电路、一充电控制电路、一电机驱动控制电路；所述主控系统电路对应端分别与充电控制电路、电机驱动电路连接；所述充电控制电路连接外部电源，并将外部电源转换成所需电压，分别给主控系统电路、电机驱动控制电路供电，所述主控系统电路输出控制信号，用于控制电机驱动控制电路控制外部电机工作。

较佳地，所述充电控制电路包括升压电路、电压反馈电路、多个差分放大电路、电池组；所述升压电路输入端连接外部电源，所述升压电路输出端经多个差分放大电路分别与电池组、主控系统电路连接；所述电压反馈电路的输入端连接多个差分放大电路其中一差分放大电路的输出端，电压反馈电路的输出端连接升压电路对应的反溃端。

较佳地，所述升压电路包括一l1转换储能电感、一dq1场效应管、一d3二极管、一c8电容、一c9电容、一c10电容、fp5139芯片及其外围电路；所述外部电源分别经l1转换储能电感及fp5139芯片电源端连接，且l1转换储能电感经d3二极管、c8电容、c9电容、c10电容，分别与电压反馈电路、多个差分放大电路对应端电性连接。

较佳地，所述电压反馈电路包括一c4电容、r3电阻、r8电阻；所述c4电容一端分别与d3二极管、r3电阻的一端、c8电容的一端、c9电容的一端、c10电容一端连接，所述c4电容另一端分别与r3电阻另一端、r8电阻一端；所述r8电阻另一端分别与c8电容另一端、c9电容另一端、c10电容另一端连接，所述fp5139芯片的反馈端经r8电阻与多个差分放大电路连接。

较佳地，所述升压电路还包括rc型滤波电路，所述rc型滤波电路包括r1电阻、c3电容、r2电阻、r5电阻、c11电容、c13电容；所述r1电阻一端连接fp5139芯片的pwm信号端，另一端经多个差分放大电路中的一差分放大电路与r2一端连接；所述r2另一端分别与r5电阻、c11电容一端连接；所述r5电阻另一端分别与c13电容、多个差分放大电路中的另一差分放大电路连接；所述c13电容另一端与c11电容另一端连接。

较佳地，所述多个差分放大电路包括第一差分放大电路u2a、第二差分放大电路u2b、第三差分放大电路u2c、第四差分放大电路u2d；所述第四差分放大电路u2d一端对应与c8电容、c9电容、c10电容、fp5139芯片反馈端连接；第四差分放大电路u2d的对应输入端分别与第二差分放大电路u2b、第三差分放大电路u2c的输出端连接；所述第二差分放大电路u2b对应输入端与电池组的p1接口连接；所述第三差分放大电路u2c的对应输入端经r5电阻、r2电阻与第一差分放大电路u2a输端连接，所述第一差分放大电路u2a对应输端经r1电阻与fp5139芯片的pwm信号端连接。

较佳地，所述主控系统电路包括主控电路、显示电路、按键控制开关s1；所述主控电路设为stm80s903k3芯片及其外围电路；该stm80s903k3芯片对应端与显示电路对应端连接；所述按键控制开关s1一端与s1stm80s903k3芯片连接，另一端接地；所述显示电路包括若干个并联设置的led灯，该led数量为六个且为led2-led7，led2-led7为装饰氛围灯，用于做流水、呼吸显示方式，以增加使用时灯灯装饰的美观性。

较佳地，所述电机驱动电路包括第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路；所述第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路均包括电平转换电路、开关电路，所述电平转换电路的对应输入端均与s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接，所述电平转换电路对应的输出端均与开关电路输入端连接，所述开关电路输出端与外部电机连接，且电平转换电路、开关电路电源端均与电池组连接。

较佳地，所述电平转换电路均包括r51电阻、r49电阻、r40电阻、q8场效应管组成的电路；所述q8场效应管的栅极经r49电阻与s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接，所述q8场效应管的漏极经r40电阻与电池连接，且与对应的开关电路的输入端连接，所述r51电阻连接q8场效应管的栅极与源极之间。

较佳地，所述开关电路均包括r63电阻、q2场效应管、q5金氧半场效晶体管；所述q2场效应管的栅极均与对应的s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接，所述q2场效应管漏极均与电池组连接，所述q2场效应管漏极均与q5金氧半场效晶体管对应输出端连接，所述q5金氧半场效晶体管对应输入端均与s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：本技术方案采用了5v电源充电方式及3串电池组为系统供电电源设计，方便了用户充电时不需要找专用充电器充电的问题，仅需采用手机充电器，移动充电宝及计算机usb输出口及其它任何5v电源系统充电，极大的方便了使用的灵活性与安全性。减轻了电池组重量，缩小了电池组体积；采用了整个电路系统集成在一片pcba上实现所有功能，减少了部件间的线缆连接，降低了生产制造及元器件成本，元件数量得到有效控制，可以生产出更小尺寸的pcba；由于电池与电路板尺寸的减小，使应用产品体积可以做到现有同类型类产品一半以下尺寸及重量，充电器的简化，使用者使用产品更加方便，无须专用充电器即可方便实现充电，这几点的简化设计在成本上得到了有效的控制，使产品更具有市场竞争力。

附图说明

图1为本实用新型模块示意图；

图2为本实用新型主控系统电路原理图；

图3为本实用新型充电控制电路原理图；

图4为图3局部示意图一；

图5为图3局部示意图二；

图6为本实用新型电机驱动控制电路原理图；

图7为图6局部示意图一；

图8为图6局部示意图二；

图9为图6局部示意图三。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步说明。

参照图1至图9，本实用新型提供一种筋膜康复枪控制板电路，包括一主控系统电路10、一充电控制电路20、一电机驱动控制电路30；所述充电控制电路20连接外部电源，并将外部电源转换成所需电压，分别给主控系统电路10、电机驱动控制电路30供电，所述主控系统电路10输出控制信号，用于控制电机驱动控制电路20控制外部电机工作。

所述充电控制电路20包括升压电路201、电压反馈电路202、多个差分放大电路203、电池组；所述升压电路201输入端连接外部电源，所述升压电路201输出端经多个差分放大电路203分别与电池组、主控系统电路连接；所述电压反馈电路的输入端连接多个差分放大电路其中一差分放大电路的输出端，电压反馈电路的输出端连接升压电路对应的反溃端。

所述升压电路201包括一l1转换储能电感、一dq1场效应管、一d3二极管、一c8电容、一c9电容、一c10电容、fp5139芯片及其外围电路；所述外部电源分别经l1转换储能电感及fp5139芯片电源端连接，且l1转换储能电感经d3二极管、c8电容、c9电容、c10电容，分别与电压反馈电路202、多个差分放大电路203对应端电性连接。

所述电压反馈202电路包括一c4电容、r3电阻、r8电阻；所述c4电容一端分别与d3二极管、r3电阻的一端、c8电容的一端、c9电容的一端、c10电容一端连接，所述c4电容另一端分别与r3电阻另一端、r8电阻一端；所述r8电阻另一端分别与c8电容另一端、c9电容另一端、c10电容另一端连接，所述fp5139芯片的反馈端经r8电阻与多个差分放大电路203连接。

所述升压电路201还包括rc型滤波电路，所述rc型滤波电路包括r1电阻、c3电容、r2电阻、r5电阻、c11电容、c13电容；所述r1电阻一端连接fp5139芯片的pwm信号端，另一端经多个差分放大电路203中的一差分放大电路与r2一端连接；所述r2另一端分别与r5电阻、c11电容一端连接；所述r5电阻另一端分别与c13电容、多个差分放大电路中的另一差分放大电路连接；所述c13电容另一端与c11电容另一端连接。

所述多个差分放大电路203包括第一差分放大电路u2a、第二差分放大电路u2b、第三差分放大电路u2c、第四差分放大电路u2d；所述第四差分放大电路u2d一端对应与c8电容、c9电容、c10电容、fp5139芯片反馈端连接；第四差分放大电路u2d的对应输入端分别与第二差分放大电路u2b、第三差分放大电路u2c的输出端连接；所述第二差分放大电路u2b对应输入端与电池组的p1接口连接；所述第三差分放大电路u2c的对应输入端经r5电阻、r2电阻与第一差分放大电路u2a输端连接，所述第一差分放大电路u2a对应输端经r1电阻与fp5139芯片的pwm信号端连接。

所述主控系统电路10包括主控电路、显示电路、按键控制开关s1；所述主控电路设为s1stm80s903k3芯片及其外围电路；该stm80s903k3芯片对应端与显示电路对应端连接；所述按键控制开关s1一端与s1stm80s903k3芯片连接，另一端接地；所述显示电路包括若干个并联设置的led灯，该led数量为六个且为led2-led7，led2-led7为装饰氛围灯，用于做流水、呼吸显示方式，以增加使用时灯灯装饰的美观性。

所述电机驱动电路30包括第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路；所述第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路均包括电平转换电路、开关电路，所述电平转换电路的对应输入端均与s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接，所述电平转换电路对应的输出端均与开关电路输入端连接，所述开关电路输出端与外部电机连接，且电平转换电路、开关电路电源端均与电池组连接。

所述电平转换电路均包括r51电阻、r49电阻、r40电阻、q8场效应管组成的电路；所述q8场效应管的栅极经r49电阻与s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接，所述q8场效应管的漏极经r40电阻与电池连接，且与对应的开关电路的输入端连接，所述r51电阻连接q8场效应管的栅极与源极之间。

所述开关电路均包括r63电阻、q2场效应管、q5金氧半场效晶体管；所述q2场效应管的栅极均与对应的s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接，所述q2场效应管漏极均与电池组连接，所述q2场效应管漏极均与q5金氧半场效晶体管对应输出端连接，所述q5金氧半场效晶体管对应输入端均与s1stm80s903k3芯片对应的输出端连接。

所述q2场效应管型号为dyp3035l；所述q5金氧半场效晶体管型号为2418e；所述q8场效应管型号为2n7002。

所述主控系统电路为单片机微控制器件系统，系统包括按键，显示，电流电压采集，pwm信号送出控制功能；通过充电控制电路20采集到的电压信号控制充电电流，通过检测vbat电池电压值来判断电池电量多少，并送到显示模块显示出来，s1为功能按键控制，s1可实现电机的转速控制，电量查看控制，开关机控制等功能。

led2-led7为装饰氛围灯，用于做流水，呼吸等显示方式，以增加使用时灯灯装饰的美观性。

所述充电控制单元电路，采用5v输入，升压到12.6v恒流恒压给电池组组充电，工作原理描述如下：

p1为充电器输入端，p2为电池组接口，u2为充电电路pwm发生器主控制fp5139芯片，dq1为充电电路功率开关mosfet管，l1为dc/dc转换储能电，工作原理为：

p1接入5v手机充电电源后，fp5139芯片u2上电工作，u2fp5139芯片发出pwm驱动q1工作，由l1转换储能电感、dq1场效应管、d3二极管、c8电容、c9电容、c10电容为主要部件构成的升压电路将5v升压到12.6v经p2给电池组充电，c4电容、r3电阻、r8电阻为电压反馈器件，当输出电压过高时经c4电容、r3电阻、r8电阻反馈给fp5139芯片u2，fp5139芯片u2将调节pwm给输出电压降低，实现恒压输出；

u2a为基准电压产生电路，由主控系统电路10单片机送过来的占空比可调pwm信号给u2a1：1电压跟随放大增加驱动能力后送由r1电阻、c3电阻、r2电阻、r5电阻、c11电容、c13电容构成的rc型滤波电路将pwm方波信号滤成直流电压信号送u2c进行电流放大后做为电流比较基准电压；u2b构成的差放放大电路对r12采集的电流信号进行放大后送至u2d，与u2c送来的基准电压进行比较，如果电流过大，则u2b送出的电压会高出u2c送出的基准电压信号，此时u2d会翻送出高电平经d5二极管送到fp5139芯片u2第1脚fb控制端，fp5139芯片u2控制dq1场效应管使输出电压降低，从而r12电阻上电流下降，r12电阻电流下降则u2b输出电压下降，而u2a送出基准电压不变，则u2d会输出低电平，此时fp5139芯片u2第一脚就不受u2d的控制，从而构成一闭环反馈电路，实现恒流控制。

输入5v端的功率检测原理：

接入5v电源后，r4电阻、r6电阻构成的分压电路产生一中断信号chg_int送主控系统单片机，检测到有充电适配器接入后，主控则发送pwm信号从4％占空比开始逐级增加，当增加到chg_int中断电平消失时，则认为电流过载，记录下此时pwm宽度，重新往回调pwm占空比，直至chg_int再次出现，此时再往回调减小50ma充电电流，锁定pwm占空比，实现充电适配器功率自动识别，充电过程中实时侦测chg_int中断信号，以避免充电电流过载而无法正常充电。

电机驱动电路，工作原理如下：

主控制系统电路10单片机发来的pwm信号经电平转换电路的q8场效应管对应进行电平转换驱动q2场效应管与直接驱动q5金氧半场效晶体管经过p3电机接口驱动直流三相无刷电机，由于采用了无霍尔传感器检测控制方式，经r46电阻、r50电阻、r57电阻与其它阻容回路构成相电压检测电路送主控板单片机电路采集，通过pwm控制检测相电流过零点相位进行预估电机位置程序算法，从而实现无霍尔起动，r37为母线电流采集电阻经r35送主控单片机检测母线电流，防止电机失调时电流过大而损坏部件。

本申请的技术关键创新体现为以下几点：

采用5v电源给产品充电，可以实现手机充电适配器，充电宝，pc计算机及其它任何5v电源做为充电器使用；

采用单板系统设计，所有功能仅需一颗单片机主控即可实现所有功能，将传统电池组用法串16v或6串22v的方式设计为三串12v的方式，极大的减少了电池组尺寸，使整体产品体积小型轻便化，采用三串电池，可选择6颗电芯或三颗电芯的方式，成本控制更灵活，更有竞争力，制造出来的应用产品更符合人体工学及使用便利；

取消传统产品专用充电器的方式，改用5v充电接口，充电功率自动适应及自动限制最大充电功率，本设计利用现有手机充电器直接给产品充电的方式，充电器功率会自动识别自动调节充电功率大小，即可使用个人手机充电系统充电，也可使用共享手机充电系统充电，真正意义上做到可以随身携带，无需考虑充电不方便问题；

三相直流无刷电机采用无霍尔检测方式，电机只需要引出一条电机uvw三相线，无霍尔检测线，电机上无需安装霍尔检测电路板或电机驱动板；

电机由24v型改为12v型，在磁钢材料与铜线及生产效率上成本得到有效降低控制；

电池组保护电路也可设计到pcba上集成；

整体电路系统采用一片电路板实现，这片电路板上包含了充电管理，显示管理，按键管理，电机驱动控制全部功能；整个电路系统上只需要一个microusb或type-c或dc充电接口，一个电池组接口，一个电机引线接口总共三个连接端口，极大的简化生产与装配，进一步减小应用尺寸，使产品可以更加小型轻便化；

提高机器自动化生产作业，降低产品材料成本，节约人工成本，提升产品品质；

可实现全smt贴片工艺生产控制板，成本更低，品质更好，减少工人数量，更加高效环保。

本实用新型硬件替代方案，主要体现在如下几点：

充电接口可有多种选择方式，如美国苹果公司的苹果接口、type-c接口、常规usb接口、通过专用转接线与手机充电器连接的其它各种接口等(例如usb转dc口系列)；

电路板根据应用产品的外形可实现不同的pcba外观；

电池可采用3串多并的方式增加容量或选择不同类型的电池组做成3串应用而改变电池组形状；

显示模块可采用各种标准或定制显示方式；

按键可采用一个或多个的应用方式；

驱动电机的功率可根据产品不同而不同；

电池组保护电路可选择不同的设计方案集成到pcba上；

电路板上的丝印符号可以根据不同的产品编号及电池组的形状做相应的位置及尺寸调整；

电路板的油墨可以根据实现应用做相应的颜色调整；

电路板上元器件位置区域可以根据不同的电池组的形状做相应的位置及尺寸调整；

电路板上的功率线引出位置可以根据不同的电池组的形状做相应的位置及尺寸调整；

电路板上的接插件座子可由不同的形状选用设计；

现有同类型产品方案多个电路板构成的模块，也可能实现整合成一个电路板模块的方式；

现有同类型产品方案也可能采用无霍尔检测的控制方式实现。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。