多功能一体化吸尘器驱动系统的制作方法

本实用新型涉及的是一种吸尘器领域的技术，具体是一种多功能一体化吸尘器驱动系统。

背景技术：

随着近年来我国持续快速发展，国内经济文化水平的提高，居民的居住条件不断改善，人们越来越注重生活质量，加上室内装修风格等因素，地毯和木地板应用广泛，因此，人们对于防尘清洁的要求变高，促使对吸尘器的需求也逐渐增强，家用吸尘器也在中国家庭迅速普及。

现有的吸尘器驱动方案除了一块电机控制板之外，另外还要连接一块开关控制板与一块锂电池保护板，不但接线复杂，安装困难，而且浪费空间与资源，对于不同场景应用适应性较差。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出了一种多功能一体化吸尘器驱动系统，整合了不同的控制模组并精简了接线端数量，结构简单，使用方便，并且避免了线材和板材浪费。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：单片机、功率开关驱动单元、地刷电机驱动单元、充电管理单元和状态指示管理单元，其中，所述功率开关驱动单元接收外接开关信号向单片机输出功率开关挡位调整信号，所述单片机与状态指示管理单元相连并输出状态指示信号，所述单片机与地刷电机驱动单元相连并输出地刷电机驱动控制信号，所述单片机与充电管理单元相连并输出电池充电控制信号。

所述功率开关驱动单元包括弱电开关模块和高低功率检测模块，弱电开关模块接收外接开关信号向单片机输出吸尘器电机开关弱电信号，高低功率检测模块接收外接开关信号向单片机输出功率开关挡位电平信号，单片机与控制电机相连并输出吸尘器电机功率控制信号。

所述地刷电机驱动单元包括地刷电机电流检测模块和地刷电机控制模块，地刷电机电流检测模块与单片机相连输出地刷电机电流信号，单片机与地刷控制模块相连并输出地刷电机控制信号。

所述充电管理单元包括充电检测模块和充电控制模块，单片机与充电控制模块相连并输出充电控制信号，外接充电器与充电检测模块相连并输出压降变化信号，充电检测模块与单片机相连并输出充电状态信号。

所述状态指示管理单元包括若干上拉电阻，上拉电阻一端与单片机LED控制口相连，另一端与LED指示灯接线端子相连。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型整合充电管理单元、地刷电机控制电路、吸尘器电机功率调节控制和状态指示控制多种功能一体化；使得吸尘器控制板工作起来效率更高且不再需要其他外接控制电路板，将传统控制方案中的多个复杂接线端精简成只需4个接线端，结构简单，使用方便，避免线材和板材浪费，在提高空间利用效率的同时大大降低生产成本与生产周期，方便吸尘器外壳的设计与安装，使得吸尘器重量更轻，体积更加小巧。

附图说明

图1为实施例1多功能一体化吸尘器驱动系统拓扑结构示意图；

图2为实施例1中单片机引脚结构示意图；

图3为实施例1中功率开关驱动单元电路图；

图4为实施例1中地刷电机驱动单元电路图；

图5a为实施例1中充电器检测电路电路图；

图5b为实施例1中充电器控制电路电路图；

图6为实施例1中状态指示管理单元电路图；

图中：单片机1、功率开关驱动单元2、地刷电机驱动单元3、充电管理单元4、状态指示管理单元5。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：单片机1、功率开关驱动单元2、地刷电机驱动单元3、充电管理单元4和状态指示管理单元5，其中，所述功率开关驱动单元2与单片机1相连输出功率开关挡位调整信号，所述单片机1与状态指示管理单元5相连并输出状态指示信号，所述单片机1与地刷电机驱动单元3相连并输出地刷电机驱动控制信号，所述单片机1与充电管理单元4相连并输出电池充电控制信号。

如图2所示，所述单片机1包括6路PWM输出接口，6个AD检测口，5个LED状态指示灯控制口，一个CHARGER充电控制I/O口，一个DSMOTOR地刷控制I/O口，一个H/L功率开关控制口。

所述功率开关驱动单元2包括弱电开关模块和高低功率检测模块，弱电开关模块接收外接开关信号向单片机输出吸尘器电机开关弱电信号，高低功率检测模块接收外接开关信号向单片机输出功率开关挡位电平信号，单片机与控制电机相连并输出吸尘器电机功率控制信号；高低功率切换模块一端接于单片机1的AD4口用于检测电平信号，另一端H/L、SGND与弱电开关模块中ON/OFF口引出一个3PIN端子用来外接开关；

具体的，如图3所示，所述功率开关驱动单元2包括串联连接的贴片电阻RS2和贴片电阻RS3；

所述贴片电阻RS3的另一端与二极管D5的阴极耦接，所述二极管D5的阳极与贴片电阻RS5一端耦接，贴片电阻RS5的另一端接有待命传感器，所述二极管D5和贴片电阻RS3的连接点通过ON/OFF口接有外接开关，当开关按下时，单片机检测到一个弱电信号，则开始工作；

所述贴片电阻RS2和贴片电阻RS3的连接点与贴片电阻RS4一端、PNP三极管Q200的基极分别耦接，PNP三极管Q200的发射极与贴片电阻RS2的另一端均接于B+端口，所述PNP三极管Q200的集电极分别与贴片电阻RS6一端、二极管D7的阳极耦接，贴片电阻RS6另一端与贴片电阻RS7一端耦接，所述贴片电阻RS7另一端通过接信号地，所述贴片电阻RS7并联连接有电容C18，所述贴片电阻RS6和贴片电阻RS7的连接点与电压传感器压降变化检测接口耦接，所述二极管D7的阴极与NPN三极管Q203的集电极耦接，NPN三极管Q203的基极、发射极与贴片电阻R3的两端耦接，所述NPN三极管Q203的基极与稳压二极管D8的阴极耦接，稳压二极管D8的阳极接信号地，贴片电阻R3与NPN三极管Q203连接点接有12V电压，所述贴片电阻R3另一端与贴片电阻R2的一端耦接，贴片电阻R2另一端与二极管D200阴极耦接，二极管D200的阳极接于CR+端口；所述二极管D7和NPN三极管Q203的连接点、二极管D200和贴片电阻R2的连接点连通，所述贴片电阻R3和贴片电阻R2的连接点、NPN三极管Q203和稳压二极管D8的连接点连通；

所述贴片电阻RS4另一端与NPN三极管Q201的漏极耦接，NPN三极管Q201的栅极和源极耦接于贴片电阻RS8两端，NPN三极管Q201的栅极和贴片电阻RS8的连接点与贴片电阻RS9的一端耦接，所述贴片电阻RS9的另一端接有待命控制器。

所述地刷电机驱动单元3包括地刷电机电流检测模块和地刷电机控制模块，地刷电流检测模块接于单片机1的AD7口并输出地刷电流信号，地刷电机控制模块一端引出2PIN端子接地刷电机的正负极、另一端接于单片机1的I/O口；

具体的，如图4所示，所述地刷电机驱动单元3包括依次串联连接的贴片电阻RS19、贴片电阻RS20、贴片电阻RS1和贴片电阻RS21，所述贴片电阻RS19的另一端接有地刷电机控制开关，所述贴片电阻RS20和贴片电阻RS1一端接于信号地，所述贴片电阻RS19和贴片电阻RS20的连接点、贴片电阻RS1和贴片电阻RS21的连接点分别与一增强型NMOS的栅极、源极耦接，所述增强型NMOS的漏极与二极管D4的阳极耦接，所述二极管D4并联连接有电容C15且所述二极管的阳极耦接地刷电机的负极、阴极耦接地刷电机的正极，所述贴片电阻RS21的另一端耦接有电容C20，所述电容C20的另一端接信号地，所述贴片电阻RS21与电容C20的连接点接有地刷电机压降变化检测接口。

所述充电管理单元4包括充电器检测电路和充电器控制电路，充电检测模块一端接于单片机1的AD0口输出充电时的压降变化情况、另一端通过CR+端口与SGND引出2PIN端子接于外接充电器正负极，充电控制模块一端接于单片机1的I/O口、另一端接于锂电池CB+口给锂电池充电；

具体的，如图5a所示，所述充电器检测电路4包括贴片电阻RS12、贴片电阻RS13和贴片电阻RS14，所述贴片电阻RS12和贴片电阻RS13串联连接，所述贴片电阻RS14耦接于贴片电阻RS12和贴片电阻RS13的连接点，所述贴片电阻RS12的另一端通过CR+端耦接于充电线正极，所述贴片电阻RS13并联连接有贴片电容C5且贴片电阻RS13另一端接信号地，所述贴片电阻RS14另一端接充电器压降变化检测接口；

如图5b所示，所述充电器控制电路包括贴片电阻RS15、贴片电阻RS16、贴片电阻RS17、贴片电阻RS18、增强型PMOS、NPN三极管Q11、二极管D9和二极管D13；

所述二极管D9和二极管D13并联连接，所述二极管D9和二极管D13的阴极接于锂电池CB+口，所述二极管D9和二极管D13的阳极耦接于增强型PMOS的漏极，所述贴片电阻RS15耦接于增强型PMOS的源极和栅极之间，且所述贴片电阻RS15和贴片电阻RS16串联连接，所述贴片电阻RS15的另一端通过CR+端耦接于充电线正极，所述贴片电阻RS16的另一端与NPN三极管Q11的集电极耦接，所述贴片电阻RS18耦接于NPN三极管Q11的基极和发射极之间，且所述贴片电阻RS18与贴片电阻RS17串联连接，所述贴片电阻RS17的另一端接有外接控制开关，所述NPN三极管Q11的发射极接信号地。

如图6所示，所述状态指示管理单元5包括5个470欧姆的上拉电阻，所述上拉电阻RS26、RS27、RS28、RS29、RS30一端接至单片机1的LED控制口，另一端接一个6PIN接线端子。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。