适用于带电池的3D打印笔的可切换式同口输出控制电路的制作方法

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打印笔的可切换式同口输出控制电路。

背景技术：

目前市面上的带电池的3d打印笔都是由电池给发热头供电，适配器接入时只会给电池充电而不会直接供给发热头，但是电池给发热头供电时的耗电速度远远大于适配器给电池充电的速度，所以就算一直接入适配器工作，目前市面上带电池的3d打印笔就算一直接上适配器持续工作最终也会将电池的电耗尽，或者先给3d打印笔的电池充电，等电池充完电后在使用。

公开号为cn207889131u的中国实用新型专利公开了一种3d打印笔及供电设备，参见公开文本的说明书及说明书附图可知，该3d打印笔包括打印笔本体1，打印笔本体1包括第一壳体11、第一电气接口12、打印电路13、第一素材入口141、第一素材通道14及打印部15；其中，第一电气接口12用于电性耦接打印电路13及电池2，第一素材入口141、打印部15设置于第一壳体11，且第一素材入口141、第一素材通道14及打印部15依次连通；至少在3d打印笔打印时打印笔本体1与电池2组合为一体，虽然该打印笔通过该方式，不用时刻外接电源而可以直接由内部电能直接供给打印笔工作，书写和打印的自由度得到了提高，增强了3d打印设备的便携性，但电池供电时间有限，一旦电池电量用完就必须对电池进行充电，此时若使用打印笔会，打印笔还是由电池供电，不利于给电池充电，而且也无法长时间使用。

技术实现要素：

为了解决现有的3d打印笔的电池充电时无法长时间使用的问题，本实用新型提供一种适配器供电与电池供电两者之间可切换的适用于3d打印笔的同口输出控制电路。

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打印笔的可切换式同口输出控制电路，包括控制单元，控制单元连接有切换单元，所述切换单元的输入端连接有适配器和电池，切换单元的输出端与3d打印笔发热头电阻丝连接。

在上述技术方案中，作为一种优选的技术方案，所述切换单元包括第一mos管，第一mos管的漏极与适配器正极连接，第一mos管的源极与3d打印笔发热头电阻丝连接，第一mos管的栅极与第二mos管的漏极连接，第二mos管的栅极与第三mos管的栅极连接，第三mos管的漏极与电池正极连接，第三mos管的源极与3d打印笔发热头电阻丝连接。

进一步的，所述第三mos管的栅极与第四mos管的漏极连接，第四mos管的栅极与所述控制单元连接。

在上述技术方案中，所述第二mos管的源极以及第四mos管的源极接地。

作为优选的技术方案，所述第一mos管与所述第四mos管采用p沟道mos管，所述第二mos管与第三mos管采用n沟道mos管。

在上述技术方案中，进一步的，所述适配器输入端连接有信号检测单元，信号检测单元的输出端与控制单元连接。

进一步的，所述信号检测单元包括串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端与适配器正极连接，第一电阻的另一端与所述控制单元连接，第二电阻的一端与所述第一电阻连接，另一端接地。

另外，所述适配器与所述电池之间还连接有充电单元。

在上述技术方案中，所述充电单元包括充电ic，充电ic的输入端与适配器正极连接，充电ic的输出端与电池正极连接。

作为优选的技术方案，所述控制单元是单片机。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：该可切换式同口输出控制电路通过在适配器、电池连接切换单元，切换单元的输出端连接3d打印笔发热头电阻丝，再利用控制单元控制切换单元对于适配器供电或者电池供电进行切换，能够实现适配器直接对3d打印笔发热头电阻丝供电，当适配器接入时自动断开电池给发热头供电，改用适配器直接给发热头供电并持续长时间使用并且同时适配器可以给电池充电的功能效果，本电路优点在于以最低化成本实现功能，并且稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型的框架图；

图2是控制单元的电路图；

图3是切换单元的电路图；

图4是信号检测单元的电路图；

图5是充电单元的电路图。

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。

如图1所示，本实用新型提供一种适用于带电池的3d打印笔的可切换式同口输出控制电路，该电路主要包括控制单元10、切换单元20、信号检测单元30以及充电单元40。其中，控制单元10与切换单元20连接，切换单元20的输入端连接有适配器和电池，切换单元20的输出端与3d打印笔发热头电阻丝连接，适配器输入端与信号检测单元30连接，信号检测单元30的输出端与控制单元10连接，适配器与电池之间还连接有充电单元40，下面结合图2-5对各个单元进行具体说明。

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。

如图3所示，切换单元20主要包括4个mos管(q1、q2、q3、q4)，其中mos管q1的漏极与适配器正极连接，mos管q1的源极与3d打印笔发热头电阻丝连接，mos管q1的栅极与mos管q2的漏极连接，mos管q2的栅极与mos管q3的栅极连接，mos管q2的源极接地；mos管q3的漏极与电池正极连接，mos管q3的源极与3d打印笔发热头电阻丝连接，mos管q3的栅极与mos管q4的漏极连接，mos管q4的栅极与单片机的i/0口连接，mos管q4的源极接地。

在本实施例中，mos管q1与mos管q4采用p沟道mos管，mos管q2与mos管q3采用n沟道mos管。

如图4所示，信号检测单元由分压电阻r3和r4组成，r3上拉接适配器输入电压，r4下拉到地(gnd)，由r3和r4分压后的“适配器输入检测信号”输出到单片机。

如图5所示，充电单元的作用是通过适配器给电池充电，具体由充电ic以及外围输入滤波电容c2、输出滤波电容c3和限流电阻r5组成，“适配器正极”接到充电ic的vin引脚，“电池正极”接到充电ic的bat引脚。

充电ic可以是市面上常见的型号，如：ltc4054、ltc4056、me4054、me4056、me4057、lp4054、lp4056、lp4055、lp4060、lp28055、lp28056s、tc4054、tc4056a、tp4054、tp4055、tp4056、yb4054，yb4056等等。

该可切换式同口输出控制电路的工作原理如下：

1、适配器未接入时：

“适配器输入检测信号”由电阻r4下拉为低电平，单片机未检测到适配器接入，单片机的“切换控制信号”输出为高电平，mos管q4的g脚对s脚为正向偏置，mos管q4导通，导致mos管q3的g脚通过mos管q4下拉，对s脚为反向偏置，mos管q3也导通，从而电池输入回路导通。同时，mos管q2的g脚也通过mos管q4下拉，mos管q2的g脚与s脚电平相等，mos管q2截止，mos管q1的g脚通过电阻r1上拉，与s脚电平相等，mos管q1截止，适配器的输入回路断开。此时输出端供电由电池提供。

因适配器未接入，此时充电ic不工作。

2、适配器接入时：

“适配器输入检测信号”由电阻r3上拉为高电平，单片机检测到适配器接入，单片机的“切换控制信号”输出为低电平，mos管q4的g脚与s脚电平相等，mos管q4截止，mos管q3的g脚通过r2上拉，与s脚电平相等，mos管q3也截止，从而电池输入回路断开。同时，mos管q2的g脚也通过电阻r2上拉，mos管q2的g脚对s脚为正向偏置，mos管q2导通，导致mos管q1的g脚通过mos管q2下拉，对s脚为反向偏置，mos管q1也导通，适配器的输入回路导通。此时输出端供电由适配器提供。

同时，充电ic因适配器接入供电，开始经过bat引脚给电池充电。

通过上述的工作原理可知本实用新型提供的技术方案能够实现适配器接入与不接入时在适配器供电和电池供电间的自动切换，并在适配器接入时同时给电池充电，用简单的分立元件，以最低化成本实现当适配器接入时自动断开电池给发热头供电，改用适配器直接给发热头供电并持续长时间使用并且同时适配器可以给电池充电的功能效果，以最低化成本实现功能，并且稳定可靠。

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。