一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路的制作方法

文档序号:12712691阅读:196来源:国知局

本实用新型属于遥控限流技术领域,具体涉及一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路。



背景技术:

在现有技术中,健身设备的负重通过机械控制,由于机械控制,无法完成远程操控的功能。这使得绝大部分健身运动必须由运动者个人对负重进行调节。而无法做到有教练远程控制。个人运动者的健身专业性较低的情况,无法有效做到正确运动、精确运动。由此产生的受伤和不良运动习惯对于健康伤害明显。因此在采用全新电负载的基础上,引入遥控限流技术,可以使得专业运动指导者可以远程控制各类运动设备的负重与运动者的能量消耗。对于智能运动、专业运动以及运动伤病预防有重大意义。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路,本用于可发电健身单车的无线稳压限流电路采用了稳压器、单片机、无线传输并行的技术方案,通过单片机的片上模数转换器及其外围电路采集稳压输出的电流值及电压值,当稳压输出电压恒定,电流达到限制条件,单片机通过调整稳压芯片工作状态,实现对稳压器输出的控制同时无线系统能够接收无线控制端发送过去的电流限制数据,及时传输到单片机上,更新限制电流条件,从而实现了稳压器的输出电流限制及无线传输限制电流参数。

为实现上述技术方案,本实用新型提供了一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路,包括:电源、第一控制芯片U1、第二控制芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管VT1、电流采集网络P1、电压采集网络P2和无线传输网络P3;所述第一控制芯片U1中的1脚与输入电源相接,2脚并接第一电阻R1、第二电阻R2和三极管VT1的集电极,经第一电阻R1并接在1脚,经第二电阻R2接地;所述第一控制芯片U1的4脚接入三极管VT1的集电极,20脚直接与电流采集网络P1的IP+引脚相接,电流采集网络P1的IP-极直接串接到输出端;所述第二控制芯片U2中的7脚和9脚分别与地和电源相接;所述第二控制芯片U2的13脚串接第三电阻R3后与三极管VT1的基极相接;三级管VT1的射极直接与地相连;所述第二控制芯片U2的14、15、16、17脚分别与无线传输网络P3相接;所述第二控制芯片U2的19脚与电压采集网络P2的VOUT端相接,20脚与电流采集网络P1的VOUT相接。

优选的,所述第一电阻R1并接在第一控制芯片U1的2脚和4脚之间。

优选的,所述第二电阻R2的一侧并接在第一控制芯片U1的2脚和4脚,另一侧接地。

优选的,所述第三电阻R3的一侧接在第二控制芯片U2的13脚,另一侧接在三极管VT1的基极。

优选的,所述所述三极管VT1的基极与第二电阻R2一侧相连,集电极并接在第一控制芯片U1的2脚和4脚,发射极与地相连。

优选的,所述电流采集网络P1的IP+脚与第一控制芯片U1的20脚相连,IP-脚与整个电路的输出相连,VOUT脚与第二控制芯片U2的20脚相连。

优选的,所述电压采集网络P2的VIN脚与整个电路的输出端相连,VOUT脚与第二控制芯片U2的19脚相连。

本用于可发电健身单车的无线稳压限流电路的工作原理是:

此电路是由用于宽电压输入的电流模式同步降压控制器U1及其外围电路、具有SPI和AD采集外设的可编程单片机控制器U2、两个电阻、一个三极管、无线传输网络、电流和电压采集网络组成的宽电压降压稳压无线限流电路。

当输入端VIN有电源输入,第一电阻R1和第二电阻R2组成一个分压电路,A1节点的另一端接入三级管VT1的集电极,开始时三级管工作于截止状态,因此A1节点经电阻分压得到一个使能芯片工作的判决电平,使第一控制芯片U1开始工作,电路输出端VOUT输出稳压后的电压。并接在电路输出端的电压采集网络P2和串接在第一控制芯片U1的20脚输出端的电流采集网络P1将采集到的电路输出的电流电压转换成合适的电压值送入单片机第二控制芯片U2的19脚和20脚使第二控制芯片U2采集到稳压输出的电流和电压参数,控制芯片内已事先编程,内含初始的电流限制条件,通过比较电流采集网络P1输入的相应电流值与事先设置好的电流上限,当电压采集网络P2输入的采集电压值达到预设值,而电流采集网络P1输入的采集电压对应的电流超过控制芯片预设的电流上限值,第二控制芯片U2的13脚会发出高频控制信号,通过第三电阻R3和三极管VT1的基极相连,使三极管VT1工作在高频开关状态,VT1的集电极电平迅速变化,导致第一控制芯片U1工作在使能和失能状态,从而使稳压电路不断工作在开关状态,从而抑制电流爬升,当电压采集网络P2输入的采集电压值达到预设值,而电流采集网络P1输入的采集电压对应的电流未达到控制芯片预先设定的电流上限值,第二控制芯片U2输出低电平,稳压电路正常使能工作。由于第二控制芯片U2的高频控制信号频率较高,使三极管VT1开关频率极快,稳压电路相当于无间断工作,稳压输出的电流电压经采集网络P1和P2将采集电流电压数据送入第二控制芯片U2不断循环判断并发出相应的控制信号,达到限制电流的目的。

同时第二控制芯片U2的14、15、16、17脚通过SPI或串口与无线传输网络P3相连,控制器端经无线传输网络将限制的电流值及相关数据无线传送到单片机系统的第二控制芯片U2中,更新覆盖其初始的电流限制值,当稳压输出电压电流经采集网络转换再送入第二控制芯片U2判断,超过限制值时重复以上过程。

本实用新型提供的一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路的有益效果在于:与现有技术相比,现有技术的限流通常只能限制固定电流,通过一个简单的采集系统,通过修改硬件相关参数,可判断电流大小和固定的上限值,以达到一个固定的电流限制;或通过稳后端接入特定电流限制电路,通过调节电路上的可调电阻实现电流限制的目的。而本发明所阐述的无线限流技术采用了稳压器加单片机加无线传输的方案,通过单片机的片上模数转换器及其外围电路采集稳压输出的电流值及电压值,当稳压输出电压恒定,电流达到限制条件,单片机通过调整稳压芯片工作状态,实现对稳压器输出的控制,同时无线系统能够接收无线控制端发送过去的电流限制数据,及时传输到单片机上,更新限制电流条件,从而实现了稳压器的输出电流限制及无线传输限制电流参数。解决了以往限流电路限流值不可调、限流值不可以远程调节的问题。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本实用新型的保护范围。

实施例:一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路。

稳压限流器通常是利用单片机系统及其外围电路进行数据采集,由单片机判断数据是否超过限制条件,当超过限制条件,单片机控制稳压电路关闭工作。同时,利用单片机SPI与无线电路与控制器通讯,无线控制器通过单片机与简单电路构成控制模块,用于给稳压限流系统进行限流值的设定。

参照图1所示,一种用于可发电健身单车的无线稳压限流电路,包括:电源、第一控制芯片U1、第二控制芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管VT1、电流采集网络P1、电压采集网络P2和无线传输网络P3;所述第一控制芯片U1中的1脚与输入电源相接,2脚并接第一电阻R1、第二电阻R2和三极管VT1的集电极,经第一电阻R1并接在1脚,经第二电阻R2接地;所述第一控制芯片U1的4脚接入三极管VT1的集电极,20脚直接与电流采集网络P1的IP+引脚相接,电流采集网络P1的IP-极直接串接到输出端;所述第二控制芯片U2中的7脚和9脚分别与地和电源相接;所述第二控制芯片U2的13脚串接第三电阻R3后与三极管VT1的基极相接;三级管VT1的射极直接与地相连;所述第二控制芯片U2的14、15、16、17脚分别与无线传输网络P3相接;所述第二控制芯片U2的19脚与电压采集网络P2的VOUT端相接,20脚与电流采集网络P1的VOUT相接。

参照图1所示,所述第一电阻R1并接在第一控制芯片U1的2脚和4脚之间;所述第二电阻R2的一侧并接在第一控制芯片U1的2脚和4脚,另一侧接地;所述第三电阻R3的一侧接在第二控制芯片U2的13脚,另一侧接在三极管VT1的基极;所述所述三极管VT1的基极与第二电阻R2一侧相连,集电极并接在第一控制芯片U1的2脚和4脚,发射极与地相连;所述电流采集网络P1的IP+脚与第一控制芯片U1的20脚相连,IP-脚与整个电路的输出相连,VOUT脚与第二控制芯片U2的20脚相连;所述电压采集网络P2的VIN脚与整个电路的输出端相连,VOUT脚与第二控制芯片U2的19脚相连。

本用于可发电健身单车的无线稳压限流电路的工作原理是:本用于可发电健身单车的无线稳压限流电路是由用于宽电压输入的电流模式同步降压控制器U1及其外围电路(图1中略)、具有SPI和AD采集外设的可编程单片机控制器U2、两个电阻、一个三极管、无线传输网络、电流和电压采集网络组成的宽电压降压稳压无线限流电路。

当输入端VIN有电源输入,第一电阻R1和第二电阻R2组成一个分压电路,A1节点的另一端接入三级管VT1的集电极,开始时三级管工作于截止状态,因此A1节点经电阻分压得到一个使能芯片工作的判决电平,使第一控制芯片U1开始工作,电路输出端VOUT输出稳压后的电压。并接在电路输出端的电压采集网络P2和串接在第一控制芯片U1的20脚输出端的电流采集网络P1将采集到的电路输出的电流电压转换成合适的电压值送入单片机第二控制芯片U2的19脚和20脚使第二控制芯片U2采集到稳压输出的电流和电压参数,控制芯片内已事先编程,内含初始的电流限制条件,通过比较电流采集网络P1输入的相应电流值与事先设置好的电流上限,当电压采集网络P2输入的采集电压值达到预设值,而电流采集网络P1输入的采集电压对应的电流超过控制芯片预设的电流上限值,第二控制芯片U2的13脚会发出高频控制信号,通过第三电阻R3和三极管VT1的基极相连,使三极管VT1工作在高频开关状态,VT1的集电极电平迅速变化,导致第一控制芯片U1工作在使能和失能状态,从而使稳压电路不断工作在开关状态,从而抑制电流爬升,当电压采集网络P2输入的采集电压值达到预设值,而电流采集网络P1输入的采集电压对应的电流未达到控制芯片预先设定的电流上限值,第二控制芯片U2输出低电平,稳压电路正常使能工作。由于第二控制芯片U2的高频控制信号频率较高,使三极管VT1开关频率极快,稳压电路相当于无间断工作,稳压输出的电流电压经采集网络P1和P2将采集电流电压数据送入第二控制芯片U2不断循环判断并发出相应的控制信号,,达到限制电流的目的。

同时第二控制芯片U2的14、15、16、17脚通过SPI或串口与无线传输网络P3相连,控制器端(图中未画出)经无线传输网络将限制的电流值及相关数据无线传送到单片机系统的第二控制芯片U2中,更新覆盖其初始的电流限制值,当稳压输出电压电流经采集网络转换再送入第二控制芯片U2判断,超过限制值时重复以上过程。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已,但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容,所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改,都落入本实用新型保护的范围。

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