点焊驱动控制电路、装置及系统

1.本实用新型涉及电工电子技术领域，尤其涉及一种点焊驱动控制电路、装置及系统。


背景技术：

2.目前，锂电池组广泛应用于电动自行车、汽车以及广大运营车辆，其大多采用众多18650电池进行串并级联组成，形成主要采用镍带焊接的方式进行级联，在镍带焊接时，大中型工业场所一般采用低电压、大电流(数百安培)的直流点焊方式焊接，可以达到焊接牢靠、美观的目的，这种方式也称为电阻点焊。
3.然而，上述电阻点焊的焊锂电池电压多为3.7～4.2v之间，此类电压直接用于焊接，则为电路的控制带来麻烦，甚至可能导致无法实现点焊。
4.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供了一种点焊驱动控制电路、装置及系统，旨在解决现有技术电阻点焊的点焊方式无法有效控制锂电池电压，存在无法实现点焊的风险的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种点焊驱动控制电路，所述点焊驱动控制电路包括：点焊检测模块、驱动控制模块、点焊驱动模块以及点焊模块；
7.所述点焊驱动模块分别与所述驱动控制模块、所述点焊检测模块和所述点焊模块连接；
8.所述点焊检测模块，用于在检测到点焊开始时，控制主控芯片输出pwm信号至所述驱动控制模块；
9.所述驱动控制模块，用于通过所述pwm信号将点焊电源输出的点焊开启电压输入至所述点焊驱动模块；
10.所述点焊驱动模块，用于通过所述点焊开启电压驱动内部并联mos阵列输出工作电流至所述点焊模块；
11.所述点焊模块，用于通过所述工作电流进行焊接。
12.可选地，所述点焊检测模块包括第一电阻、第二电阻以及电容；
13.所述第一电阻的第一端分别与所述点焊模块和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地；
14.所述第二电阻的第二端分别与所述电容的第一端和所述主控芯片连接，所述电容的第二端接地。
15.可选地，所述驱动控制模块包括第三电阻和光耦；
16.所述光耦的发射端正极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与
所述点焊电源连接；
17.所述光耦的发射端负极与所述主控芯片连接；
18.所述光耦的接收端集电极与所述点焊电源连接；
19.所述光耦的接收端发射极与所述点焊驱动模块连接。
20.可选地，所述点焊驱动控制电路还包括工作指示模块；
21.所述工作指示模块分别与所述驱动控制模块和所述点焊驱动模块连接；
22.所述工作指示模块，用于在点亮时，指示所述光耦导通。
23.可选地，所述工作指示模块包括发光二极管、第四电阻和第五电阻；
24.所述发光二极管的阳极分别与所述光耦的接收端发射极、第四电阻的第一端连接以及所述点焊驱动模块连接，所述第四电阻的第二端接地；
25.所述发光二极管的阴极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地。
26.可选地，所述点焊驱动模块包括第六至第九电阻和预设并联mos阵列，所述预设并联mos阵列包括相互并联的第一至第四nmos管；
27.所述第六电阻的第一端与所述光耦的接收端发射极连接，所述第六电阻的第二端与所述第一nmos管的栅极连接，所述第一nmos管的漏极与所述点焊模块连接，所述第一nmos管的源极接地；
28.所述第七电阻的第一端与所述光耦的接收端发射极连接，所述第七电阻的第二端与所述第二nmos管的栅极连接，所述第二nmos管的漏极与所述点焊模块连接，所述第二nmos管的源极接地；
29.所述第八电阻的第一端与所述光耦的接收端发射极连接，所述第八电阻的第二端与所述第三nmos管的栅极连接，所述第三nmos管的漏极与所述点焊模块连接，所述第三nmos管的源极接地；
30.所述第九电阻的第一端与所述光耦的接收端发射极连接，所述第九电阻的第二端与所述第四nmos管的栅极连接，所述第四nmos管的漏极与所述点焊模块连接，所述第四nmos管的源极接地。
31.可选地，所述点焊模块包括第一点焊电阻和第二点焊电阻；
32.所述第一点焊电阻的第一端与供电电源连接，所述第一点焊电阻的第二端在点焊时接入点焊触控装置；
33.所述第二点焊电阻的第一端分别与所述第一至第四nmos管的漏极连接，所述第二点焊电阻的第二端在点焊时接入点焊触控装置。
34.此外，为实现上述目的，本实用新型还提一种点焊驱动控制装置，所述装置包括如上文所述的点焊驱动控制电路。
35.此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种点焊驱动控制系统，所述系统包括如上文所述的点焊驱动控制装置。
36.本实用新型点焊检测模块在检测到点焊开始时，控制主控芯片输出pwm信号至驱动控制模块，然后驱动控制模块通过所述pwm信号将点焊电源输出的点焊开启电压输入至点焊驱动模块，再然后点焊驱动模块通过所述点焊开启电压驱动预设并联mos阵列输出工作电流至点焊模块，最终点焊模块通过所述工作电流进行焊接。由于本实用新型在检测到
点焊开始时，通过点焊检测模块输出的pwm信号输入点焊开启电压驱动点焊驱动模块中的预设并联mos阵列导通进行焊接，相较于现有技术的点焊方式无法有效控制锂电池电压，存在无法实现点焊的风险，本实用新型上述电路有效控制了点焊开启电压，实现了低压驱动点焊。
附图说明
37.图1为本实用新型点焊驱动控制电路第一实施例的功能模块图；
38.图2为本实用新型点焊驱动控制电路所涉及的电路原理图；
39.图3为本实用新型点焊驱动控制电路第二实施例的功能模块图。
40.附图标号说明：
[0041][0042][0043]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0044]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0045]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例、基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0046]
需要说明的是，在本实用新型实施例中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实
施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0047]
参照图1，图1为本实用新型点焊驱动控制电路第一实施例的功能模块图。
[0048]
如图1所示，本实施例点焊驱动控制电路包括点焊检测模块100、驱动控制模块200、点焊驱动模块300以及点焊模块400，所述点焊驱动模块300分别与所述驱动控制模块200、所述点焊检测模块100和所述点焊模块400连接。
[0049]
需要说明的是，本实施例中所述点焊驱动控制电路还包括用于提供供电电压的供电电源，该电源模块可为锂电池，以实现便携式的目的。
[0050]
所述点焊检测模块100，用于在检测到点焊开始时，控制主控芯片输出pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号至所述驱动控制模块200。
[0051]
需要说明的是，主控芯片可以是具有电压检测功能并且工作电压低的控制芯片，为了便于理解，本实施例的主控芯片以stc8g1k08单片机(以下简称单片机)为例，但并不对本方案进行限定。
[0052]
可理解的是，点焊检测模块100和驱动控制模块200连接同一单片机的相应引脚，以实现pwm信号在点焊检测模块100和驱动控制模块200之间传输。
[0053]
参考图2，图2为本实用新型点焊驱动控制电路所涉及的电路原理图。
[0054]
如图2所示，所述点焊检测模块100包括第一电阻r1、第二电阻r2以及电容c0。
[0055]
其中，所述第一电阻r1的第一端分别与所述点焊模块400和所述第二电阻r2的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端接地。
[0056]
所述第二电阻r2的第二端分别与所述电容c0的第一端和所述主控芯片mcu连接，所述电容c0的第二端接地。
[0057]
在具体实现中，点焊模块400接入焊条时，由于焊条导电的原因，焊条会接通电源电压到第一电阻r1的第一端，此时与第二电阻r2第二端所连接的单片机引脚的电平就会从低变高，当单片机检测到电压变化信号后即可输出pwm信号至所示驱动控制模块200，故而可通过检测该引脚的电平高低即可判断点焊模块400是否接触焊条。
[0058]
应理解的是，当单片机没有检测到电压变化时，不会输出pwm信号至所述驱动控制模块200。从而控制电路在不点焊时停止工作，极大低减小了对电池的无限消耗。
[0059]
所述驱动控制模块200，用于通过所述pwm信号将点焊电源输出的点焊开启电压输入至所述点焊驱动模块。
[0060]
需要说明的是，点焊开启电压可为导通点焊驱动模块300中预设并联mos阵列的开启电压。
[0061]
可理解的是，点焊电源及为输出点焊开启电压的电源。由于锂电池的电压较低，如18650锂电池在充满电的情况下也只有4.2v，而nmos管的导通需要较高的电压，如12v，因此，点焊电源与锂电池可为相互独立的电源，也可以是对锂电池输出的电压进行升压而得。
[0062]
如图2所示，所述驱动控制模块200包括第三电阻r3和光耦u1。
[0063]
其中，所述光耦u1的发射端正极1与所述第三电阻r3的第一端连接，所述第三电阻r3的第二端与所述点焊电源连接。
[0064]
所述光耦u1的发射端负极2与所述主控芯片mcu连接。
[0065]
所述光耦u1的接收端集电极3与所述点焊电源连接。
[0066]
所述光耦的接收端发射极4与所述点焊驱动模块300连接。
[0067]
需要说明的是，图2中的vcc是由点焊电源所产生的点焊开启电压。
[0068]
在具体实现中，在光耦u1的发射端负极2接入pwm信号时，光耦u1开启，从而将接在光耦u1接收端集电极3的点焊电源所输出的点焊开启电压接入点焊驱动模块300。
[0069]
应理解的是，单片机输出电压为5v，无法驱动nmos管，通过输出pwm信号开启光耦，从而将点焊开启电压接入nmos管，避免了大电压接入单片机，导致单片机烧坏的情况。
[0070]
所述点焊驱动模块300，用于通过所述点焊开启电压驱动预设并联mos阵列输出工作电流至所述点焊模块。
[0071]
需要说明的是，预设并联mos阵列可由4个低内阻大电流的nmos管并联构建，从而可以增大输出电。
[0072]
为了便于理解，以4n04r8型号的nmos管为例，但并不对本方案进行限定。4n04r8型号的nmos管额定电流为300a，施加的饱和电压vgs大于7v之后，对应的导通电阻就降低到了0.7mω，若电路设计要求电流能承载500a电流，4个nmos管采用并联的方式，平均每个nmos管电流不超过额定值一半，能有效地保护元件，延长使用寿命。
[0073]
可理解的是，本实用新型采用阻焊式点焊，同等电压，电阻越小，电流越大，同时mos管产生的发热量也约大，本实施例所采用的nmos管，如4n04r8，工作温度最高可达175℃，因此需要采取散热措施，如在封装底部设置大面积焊盘、在预设并联mos阵列的顶层和底层进行开窗处理、打大量过孔等，以实现散热。
[0074]
如图2所示，所述点焊驱动模块300包括第六至第九电阻r6～r9和预设并联mos阵列，所述预设并联mos阵列包括相互并联的第一至第四nmos管q1～q4。
[0075]
其中，所述第六电阻r6的第一端与所述光耦u1的接收端发射极3连接，所述第六电阻r6的第二端与所述第一nmos管q1的栅极g连接，所述第一nmos管q1的漏极d与所述点焊模块400连接，所述第一nmos管q1的源极s接地。
[0076]
所述第七电阻r7的第一端与所述光耦u1的接收端发射极3连接，所述第七电阻r7的第二端与所述第二nmos管q2的栅极g连接，所述第二nmos管q2的漏极d与所述点焊模块400连接，所述第二nmos管q2的源极s接地。
[0077]
所述第八电阻r8的第一端与所述光耦u1的接收端发射极3连接，所述第八电阻r8的第二端与所述第三nmos管q3的栅极g连接，所述第三nmos管q3的漏极d与所述点焊模块400连接，所述第三nmos管q3的源极s接地。
[0078]
所述第九电阻r9的第一端与所述光耦u1的接收端发射极3连接，所述第九电阻r9的第二端与所述第四nmos管q4的栅极g连接，所述第四nmos管q4的漏极d与所述点焊模块400连接，所述第四nmos管q4的源极s接地。
[0079]
在具体实现中，光耦u1开启后，点焊开启电压便会通过电阻导通nmos管，产生焊接所需的工作电流。若以4n04r8管为例，则点焊开启电压需大于12v才能导通nmos管，否则，若接入的点焊开启电压小于12v，nmos管未能完全导通，则nmos管内阻大大增加，会导致工作电流过小，无法实现点焊，也可能导致nmos管发热严重，甚至烧坏。
[0080]
所述点焊模块400，用于通过所述工作电流进行焊接。
[0081]
如图2所示，所述点焊模块400包括第一点焊电阻r10和第二点焊电阻r11。
[0082]
其中，所述第一点焊电阻r10的第一端与供电电源vcc-b连接，所述第一点焊电阻r10的第二端在点焊时接入点焊触控装置。
[0083]
所述第二点焊电阻r11的第一端分别与所述第一至第四nmos管的漏极d连接，所述第二点焊电阻r11的第二端在点焊时接入点焊触控装置。
[0084]
需要说明的是，点焊触控装置可为在点焊时连接点焊模块400与焊条的连接装置，如点焊笔。
[0085]
可理解的是，供电电源用于提供供电电压，通过点焊电阻连接焊条与nmos管，形成回路，该供电电源可为锂电池。
[0086]
在具体实现中，第一点焊电阻r10和第二点焊电阻r11通过点焊触控装置连接焊条，接通供电电源到nmos管的d端，此时单片机检测到电压从低变高，输出pwm信号控制nmos管导通，产生点焊电流进行焊接。
[0087]
本实施例点焊检测模块在检测到点焊开始时，控制主控芯片输出pwm信号至驱动控制模块，然后驱动控制模块通过所述pwm信号将点焊电源输出的点焊开启电压输入至点焊驱动模块，再然后点焊驱动模块通过所述点焊开启电压驱动预设并联mos阵列输出工作电流至点焊模块，最终点焊模块通过所述工作电流进行焊接。由于本实用新型在检测到点焊开始时，通过点焊检测模块输出的pwm信号输入点焊开启电压驱动点焊驱动模块中的预设并联mos阵列导通进行焊接，相较于现有技术的点焊方式无法有效控制锂电池电压，存在无法实现点焊的风险，本实用新型上述电路有效控制了点焊开启电压，实现了低压驱动点焊。
[0088]
基于上述第一实施例，提出本实用新型点焊驱动控制电路的第二实施例，参照图3，图3为本实用新型点焊驱动控制电路第二实施例的功能模块图。
[0089]
如图3所示，所述点焊驱动控制电路还包括工作指示模块500，所述工作指示模块500分别与所述驱动控制模块200和所述点焊驱动模块300连接。
[0090]
所述工作指示模块500，用于在点亮时，指示所述光耦导通。
[0091]
需要说明的是，为了判断光耦是否导通，提高点焊驱动控制电路的可控性，故而可引入工作指示模块500。
[0092]
如图2所示，所述工作指示模块包括发光二极管l1、第四电阻r4和第五电阻r5。
[0093]
其中，所述发光二极管l1的阳极分别与所述光耦u1的接收端发射极3、第四电阻r4的第一端连接以及所述点焊驱动模块200连接，所述第四电阻r4的第二端接地。
[0094]
所述发光二极管l1的阴极与所述第五电阻r5的第一端连接，所述第五电阻r5的第二端接地。
[0095]
在具体实现中，当光耦u1导通时，点焊指示模块即可接入点焊开启电压，发光二极管l1点亮，以指示此时光耦导通，当未进行点焊时，光耦u1不导通，发光二极管l1熄灭。
[0096]
可理解的是，本实施例通过工作指示模块中发光二极管的灯光效果能直观的观察当前光耦的工作状态，有效提高了电路的可控性。
[0097]
此外，为实现上述目的，本实用新型还提一种点焊驱动控制装置，所述装置包括上述实施例中的点焊驱动控制电路。
[0098]
本实用新型点焊驱动控制装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各实施例，此处不再赘述。
[0099]
此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种点焊驱动控制系统，所述系统包括上述点焊驱动控制装置。
[0100]
本实用新型点焊驱动控制系统的其他实施例或具体实现方式可参照上述各实施例，此处不再赘述。
[0101]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0102]
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0103]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。
[0104]
以上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，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。