适用于带电池的3D打印笔的开关式功耗控制装置的制作方法

适用于带电池的3d打印笔的开关式功耗控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印笔领域，特别涉及一种适用于带电池的3d打印笔的开关式功耗控制装置。


背景技术：

2.目前市面上的带电池的3d打印笔都带有机械开关，当不使用时需要断开机械开关，产品才能达到低功耗，以减小电池电量损耗，但是机械开关存在体积大占用产品空间，增加成本等问题，而目前越来越多的3d打印笔都往小型化方向设计，需要取消机械开关，但是取消机械开关，产品的功耗比较大，长时间放置会把电池电量耗完从而损坏电池。


技术实现要素：

3.为了解决现有的3d打印笔取消机械开关，产品的功耗比较大的问题，本实用新型提供低功耗的适用于带电池的3d打印笔的开关式功耗控制装置。
4.为了是现实上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种适用于带电池的3d打印笔的开关式功耗控制装置，包括控制单元、功耗开关电路、电压检测电路以及按键检测电路；所述功耗开关电路包括mos管，所述mos管栅极与所述控制单元连接，所述mos管的源极与电池负极共地；所述电压检测电路的输入端与电池连接，所述电压检测电路的输出端与所述控制单元连接，所述电压检测电路的控制端与所述mos管的漏极连接；所述按键检测电路的输入端与电池连接，所述按键检测电路的输出端与所述控制单元连接，所述按键检测电路的控制端与所述mos管的漏极连接。
5.可选的，所述电压检测电路包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻；所述第二分压电阻的一端与所述第一分压电阻连接，另一端与所述mos管的漏极连接；所述第一分压电阻和第二分压电阻之间连接有第一滤波电容，电池的电压信号经过所述第一分压电阻和第二分压电阻分压后再经过第一滤波电容传输到所述控制单元。
6.可选的，所述按键检测电路包括多个并联的按键，按键的一端与所述控制单元连接，按键的另一端与电池连接，相邻的按键之间连接有分压电阻，所述分压电阻的一端与所述mos管的漏极连接。
7.在上述技术方案的基础上，进一步的，所述按键与所述控制单元之间还连接有滤波电路，所述滤波电路包括第二滤波电容以及与之并联的下拉电阻，第二滤波电容的一端与所述按键连接，另一端接地。
8.可选的，该开关式功耗控制装置还包括温度检测电路，所述温度检测电路的输入端与电池连接，输出端与所述控制单元连接，所述温度检测电路的控制端与所述mos管的漏极连接。
9.可选的，所述温度检测电路包括热敏电阻，所述热敏电阻的一端经上拉电阻与电池连接，另一端与所述mos管的漏极连接。
10.优选的，所述mos管采用n沟道mos管。
11.可选的，所述控制单元是单片机。
12.本实用新型相对于现有技术的有益效果是：该开关式功耗控制装置采用简单的分立元件通过功耗开关电路实现当关机不使用时，可以控制产品耗电的电路部分回路断开，以最低化成本实现当开机时功耗开关电路可以正常工作，关机时断功耗开关电路，大大降低电池电量损耗的效果，以最低化成本实现功能，并且稳定可靠。
附图说明
13.图1是本实用新型的框架图；
14.图2是控制单元的电路图；
15.图3是功耗的开关电路的电路图；
16.图4是电压检测电路的电路图；
17.图5是按键检测电路的电路图；
18.图6是温度检测电路的电路图。
具体实施方式
19.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、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示，本实用新型提供一种适用于带电池的3d打印笔的开关式功耗控制装置，包括控制单元10、功耗开关电路20、电压检测电路30、按键检测电路40以及温度检测电路50；电压检测电路30的输入端与电池60连接，电压检测电路30的输出端与控制单元10连接；按键检测电路40的输入端与电池60连接，按键检测电路40的输出端与控制单元10连接，下面结合图2-6对各个部分进行具体说明。
21.如图2所述，在本实施例中，控制单元10采用单片机，单片机可以是市面上通用的单片机型号，如：东软载波的hr7p系列，es7p系列，新唐的n76e系列，松瀚sn8p系列，合泰ht66f系列，意法(st)stm8s系列，stm32系列等等，其外围电路为现有技术手段，故在本实施例中就不在赘述，在此需要说明的是，虽然在本实施例中，控制单元10采用的是单片机，但本实用新型的保护范围不局限于此，其他类型的能够实现控制功能的单元或模块也在本实用新型的保护范围内，例如嵌入式处理器，plc等等。
22.如图3所示，功耗开关电路包括mos管q1，mos管q1的栅极(g极)连接有下拉电阻r1。mos管q1的漏极(d极)与负极(gnd_in)连接。mos管q1的源极(s极)与电池负极共地(gnd)。“功耗控制开关信号”由单片机的数字输出io口提供。在本实施例中，mos管q1采用n沟道mos管。
23.如图4所示，电压检测电路30串联的第一分压电阻r3和第二分压电阻r4，第一分压电阻r3上接电池正极，第二分压电阻r4下拉到地(gnd)。第一分压电r3阻和第二分压电阻r4之间连接有第一滤波电容c2，电池的电压信号经过第一分压电阻r3和第二分压电阻r4分压后再经过第一滤波电容c2传输到单片机。
24.如图5所示，按键检测电路40由分压电阻r6、r7、r8和r9，以及按键k1、k2、k3，还有
下拉电阻r10，滤波电容c3组成，r6一端接电池正极，经r7、r8、r9，r9一端接功耗开关电路负极(gnd_in)，k1一端接到r6和r7之间，k2一端接到r7和r8之间，k3一端接到r8和r9之间，k1、k2、k3一端共同接到“按键检测信号”端，“按键检测信号”经下拉电阻r10分压和滤波电容c3滤波后输出到单片机。
25.如图6所示，温度检测电路50由上拉电阻r11和下拉的热敏电阻(ntc)以及滤波电容c4组成，由r11和ntc分压后的“温度检测信号”经滤波电容c4滤波后输出到单片机。
26.该开关式功耗控制装置的工作原理如下：
27.1、开机正常工作时：
28.单片机的“功耗开关控制信号”输出高电平，n-mosfet(q1)的g脚对s脚为正向偏置，q1导通，从而使功耗开关电路负极(gnd_in)和电池负极(gnd)导通，功耗开关电路导通。电池经过由“电池电压检测电路”的r3和r4，“按键检测电路”的r6、r7、r8和r9，以及“温度检测电路”的r11和ntc组成的分压电路对地(gnd)耗电。
29.此时“按键检测信号”单片机引脚为模拟输入，检测模拟电压信号。
30.2、关机进入低功耗时：
31.单片机的“功耗开关控制信号”输出低电平，n-mosfet(q1)的g脚与s脚电平相等，q1截止，从而使功耗开关电路负极(gnd_in)和电池负极(gnd)断开，功耗开关电路断开，由“电池电压检测电路”的r3和r4，“按键检测电路”的r6、r7、r8和r9，以及“温度检测电路”的r11和ntc组成的分压电路对地(gnd)耗电为0。
32.此时“按键检测信号”单片机引脚为带中断功能的数字输入，检测数字电平信号。
33.3、由开机转为关机时：
34.按下k1键，k1导通，因功耗开关电路负极(gnd_in)和电池负极(gnd)导通，下拉电阻r10经k1和r6、r7、r8和r9组成的分压电路连接，导致单片机的“按键检测信号”引脚电压发生变化，单片机内程序确认为关机信号，单片机的“功耗开关控制信号”输出低电平，进入第2条的“关机进入低功耗”模式。
35.4、由关机转为开机时：
36.按下k1键，k1导通，因功耗开关电路负极(gnd_in)和电池负极(gnd)断开，单片机的“按键检测信号”引脚经由k1的电阻r6上拉到电池电压，单片机内程序确认为开机信号，单片机的“功耗开关控制信号”输出高电平，进入第1条的“开机正常工作”模式。
37.该开关式功耗控制装置实现当关机不使用时，可以控制产品耗电的电路部分回路断开，进入很低的功耗，达到减小电池电量损耗的效果，当开机的时候耗电的电路部分回路导通，产品又能正常工作，本电路优点在于以最低化成本实现功能，并且稳定可靠。
38.以上所述仅为本实用新型的实施方式，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。