一种婴童吸发剪控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及理发工具技术领域，具体地，涉及一种婴童电推剪，尤其涉及一种具有吸发功能的婴童电推剪控制电路。


背景技术：

2.现有的电推剪通常采用干电池或可充电电池供电，驱动小型直流马达将旋转运动转换为往复运动，带动剪发刀头剪切头发的基本模式。普通的电推剪由于电池在供电过程中所提供的电量不断减少，输出电压随之不断下降，导致马达输出转矩不稳定。其次，对于婴童来说，普通的电推剪在运行过程中产生的噪音和振动较大，容易引起婴童的烦躁或不安，导致剪发时间较长或无法完成，为了给婴童提供一种较为温柔的剪切动作和较低噪音，因此需要对马达的输出功率加以适当的控制。还有，普通的电推剪在理发时，碎发掉落会影响到后续的清理造成不舒适的体验，本实施例在剪发的同时将碎发吸入储发仓内，避免了这类问题的产生。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足和提升用户使用的体验感，本实用新型的目的在于提供一种婴童吸发剪控制电路，以解决输出功率不稳定和振动及噪音较大的问题，以及在理发过程中同时将碎发吸入储发器内，避免碎发掉落到婴童身上，为后续清洁提供帮助。
4.本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种婴童吸发剪控制电路，包括可充电锂电池10，剪发马达20，剪发马达驱动模块50和mcu处理器模块70以及锂电池保护模块80，还包括吸发马达30和吸发马达驱动模块60，所述mcu处理器70包括用于监测锂电池输出的电压监测端71，用于监测剪发马达电流的电流监测端72，以及用于控制剪发马达驱动模块50的脉冲宽度调节输出端73和用于控制吸发马达驱动模块60的脉冲宽度调节输出端74。
6.进一步地，所述的剪发马达驱动模块40包括：第一场效应管q1、第一电容c1和第一二极管d1以及第十电阻(rt1和rt2)，所述第一电容c1并联于剪发马达20正负两级，所述第一二极管d1负极与剪发马达20正极相接，d1正极与剪发马达20负极相接，所述第一场效应管q1漏极与剪发马达20负极相接，源极通过第十电阻(rt1和rt2)接地，栅极接于mcu处理器70第一输出接口；
7.所述吸发马达驱动模块50包括：第二场效应管q2、第二电容c2和第二二极管d2，所述第二电容c2并联于吸发马达30正负两级，所述第二二极管d2负极与吸发马达30正极相连，d2正极与吸发马达30负极相接，所述第二场效应管q2漏极与吸发马达30负极相接，源极接地，栅极接于mcu处理器70第二输出接口；
8.所述电压监测端71包括：第七电阻r7和第八电阻r8，所述第七电阻r7一端接锂电池10正极，另一端接第八电阻r8以及mcu处理器70第一输入接口，第八电阻r8另一端接地；所述电流监测端72包括：第十电阻(rt1和rt2)和第九电阻r9以及第三电容c3，所述第十电
阻(rt1和rt2并联)的一端与第一场效应管q1漏极和第九电阻r9连接，另一端接地，第九电阻r9与mcu处理器70的第二输入接口连接，同时连接第三电容c3，第三电容c3的另一端接地。
9.优选地，所述婴童吸发剪控制电路还可以包括锂电池保护模块80，它包括：第四电阻r4、第四电容c4、第十一电阻rt3、第五电容c5、第六电阻r6和锂电池保护ic，第四电阻r4一端接于锂电池10正极，另一端与第四电容c4和锂电池保护ic第一输入接口连接，第四电容c4另一端与锂电池10的负极以及锂电池保护ic第二输入接口连接，锂电池保护ic第一输出接口和第二输出接口并联与第十一电阻rt3和第六电阻r6的一端连接，第十一电阻rt3的另一端接地，第六电阻r6的另一端接于mcu处理器70第三输入接口以及第五电容c5的一端，第五电容c5的另一端接地。
10.此外，在上述技术方案的基础上，还可以包括充电控制模块40，该模块包括：充电控制ic、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第五电阻r5以及第三二极管d3，第三二极管d3负极与外部电源正极连接，第三二极管d3正极与第一电阻r1一端以及充电控制ic第一输入接口连接，第一电阻r1另一端与第二电阻r2一端以及mcu处理器70第四输入接口连接，第二电阻r2另一端接地，第三电阻r3一端与充电控制ic第一输入接口连接，另一端与mcu处理器70第五输入接口连接，第五电阻r5一端与充电控制ic第二输入接口连接，另一端与mcu处理器70第三输出接口连接。
11.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
12.针对婴童柔软头发，在植入mcu处理器的软件控制下，mcu采样电池电压和马达输出电流，经过算法运算后，通过脉冲宽度调节输出，以闭环方式控制马达输出功率并使之稳定运行，由此降低振动和噪音，使其适合于婴童的剪发。
13.通过对吸发马达的实时恒压控制，使吸发风力保持稳定，吸发马达在剪发的同时将剪下的碎发吸收存储，便于发屑清理干净，为婴童理发提供了舒适的场景。
14.由于采用恒压输出模式，避免了在电池电压较高时，马达对电能的额外损耗，延长了单次使用的时间，进而延长了锂电池的使用寿命。
附图说明
15.图1为本实用新型的电路模块示意图；
16.图2为本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
18.如图1所示，本实用新型所述的婴童吸发剪控制电路包括可充电锂电池10，剪发马达20，吸发马达30，剪发马达驱动模50，吸发马达驱动模块60，充电控制模块40、锂电池充放电保护模块80和外接电源输入模块90以及mcu处理器模块70。其中锂电池通过锂电池充放电保护模块80向mcu处理器70、剪发马达驱动模块40和吸发马达驱动模块50供电。mcu处理器70包括锂电池输出电压监测端71、剪发马达电流监测端72、剪发马达脉冲宽度调节输出端73和吸发马达脉冲宽度调节输出端74。
19.mcu处理器70通过充电控制模块40监控外部输入电源90的电压，通过锂电池保护
模块80监控锂电池10的充电电流，以闭环控制的方式调节充电模块40的脉冲宽度来实现先恒流后恒压的锂电池充电模式，在锂电池10充电完成后，由充电模块40将信号反馈给mcu处理器70，mcu处理器70向充电模块40发出停止充电的信号，并通过指示灯反馈给用户。
20.mcu处理器70通过剪发马达驱动模块50控制剪发马达20运行，通过吸发马达驱动模块60控制吸发马达30运行，同时采集剪发马达电流监测端72的电流信号和电压监测端71的锂电池电压信号；mcu处理器70将采集到的电流和电压数据，经嵌入其内部的软件算法进行运算后，分别对剪发马达驱动模块50和吸发马达驱动模块60进行脉冲宽度调节，做到实时闭环调整和控制，使剪发马达20和吸发马达30分别在预设的电压范围内平稳运行。
21.在接收电流信号的过程中，mcu处理器70依据预设在软件内的电流值图表，通过剪发马达脉冲宽度输出端73输出pwm信号，控制剪发马达驱动模块50调整输出电压，进而调整剪发马达20的转速和转矩，达到以不同的转速和转矩应对不同负载的目的。在剪发负载较大的情况下输出较大的转矩，在空载情况下调低转速和转矩，有效地降低振动和噪音。
22.本实施例中，当外接充电电源90的电压超过产品预设的安全充电电压范围存在安全隐患时，mcu处理器70根据所检测到的充电电压，控制充电控制模块40断开充电，同时通过信号指示灯的快速闪烁提醒用户充电电压异常需要更换充电适配器，以保护产品的使用安全。
23.此外本实施例中，还设置了锂电池充放电保护模块80，为锂电池提供二次保护，即可以避免过充造成锂电池鼓包或烧毁，也可以避免锂电池过放造成锂电池使用寿命缩短。
24.本实施例中，mcu处理器70选用fmd的adc系列单片机，其自身具备三路pwm调节功能，同时具备多路adc采样功能，当然也可以根据产品扩展功能的不同，选择其它系列或品牌具有多路pwm输出调节功能的单片机。
25.图2所示，m1是剪发马达20，与之并联的第一电容c1用于消除直流马达换向器引起的信号干扰，第一二极管d1用于泄放直流马达运行过程中的反电势，u1是mcu处理器70，其第一输出接口(u1第6管脚)，该管脚输出不同的脉冲宽度波形以驱动第一场效应管q1，进而调整和控制剪发马达m1的运行。通过剪发马达m1的电流在第十电阻(rt1和rt2并联)上产生压降，通过mcu处理器70第二输入接口(u1第9管脚，adc采样电路输入端)对剪发马达m1的电流信号进行采样；通过mcu处理器70第一输入接口(u1第12管脚，adc采样电路输入端)对锂电池的电压进行采样，通过软件运算形成完整的运行数据。
26.图中m2是吸发马达30，与之并联的第二电容c2用于消除直流马达换向器引起的信号干扰，第二二极管d2用于泄放直流马达运行过程中的反电势；mcu处理器70第二输出接口(u1第5管脚)，通过输出不同的脉冲宽度波形来驱动场效应管q2，进而调整和控制吸发马达m2的运行。
27.mcu处理器70第一输入接口(u1的第12管脚，adc采样电路输入端)输入的采样信号是第七电阻r7和第八电阻r8两个高精度电阻的分压值，通过软件中的算法运算获得实时的锂电池电压数据。
28.图中u1第2管脚连接婴童吸发剪的开关控制按键sw，用于控制婴童吸发剪的开机或关机，u1第3管脚和第4管脚分别接led2和led1两个指示灯，通过这两个指示灯的独立点亮、闪烁和组合闪烁等状态，实现婴童吸发剪的各种人机交互界面，诸如：开机点亮、电池低电压闪烁提醒、充电闪烁指示、适配器电压超限等，此处不再一一描述。
29.在充电状态下，通过mcu处理器70第三输入接口(u1第11管脚，adc采样电路输入端)，对第十一电阻rt3电阻进行采样，可实时获得婴童吸发剪的充电电压值，通过mcu处理器70第三输出接口(u1的第7管脚)控制充电控制ic(u2)的开启充电或关闭充电，通过muc处理器70第五输入接口(u1的第管8脚)接收充电控制ic的充电完成或充电中的状态信号。
30.mcu处理器70第四输入接口(u1第管13脚)也是adc采样电路输入端，通过对r1和r2两个高精度电阻的分压值数据采样，以及经过软件中的算法运算，获得实时的外部适配器输入接口pow 和pow-的电压值，当输入电压超过软件预先设定的安全充电值后，u1通过第7管脚输出开关信号，控制充电控制ic(u2)切断充电电路，同时通过分别连接u1第3管脚和第4管脚的两个指示灯的快速轮闪指示，来提醒用户所用适配器电压不符合要求，避免因为错用适配器造成产品损坏或意外事故的发生。
31.由于本婴童吸发剪使用锂电池供电，为了避免因mcu处理器70损坏或在其它元件电子元件失效的情况下，造成电路短路或充电电流过大以至于产生大热量等危险现象发生，锂电池保护ic(即图中u3)在电路中起到二次保护的预防作用，可以在外部元件失效的状态下对锂电池的输出电路进行断电保护。
32.本实施例的完整使用过程包括两个部分：一是对锂电池进行充电，二是作为理发剪的使用，分别简述如下：
33.锂电池充电过程：当适配器电压从pow 和pow-接口输入后，二极管d3作为防止电源反接的元件串联在回路中，u1的第13脚通过adc采样电路对r1和r2两个高精度电阻的分压值进行采样，在经过运算判断到适配器电压符合设定要求后，u1通过第7管脚，给出充电信号，控制u2充电控制ic进行工作，u1第4脚控制led1进行闪烁指示，告知用户进入充电状态；在充电过程中，u1的第11管脚通过adc采样电路，对充电电流在rt3转换的电压信号进行采样，通过软件运算来防止充电电流超过锂电池标准要求的最大限值；同时u1的第13管脚按软件内的毫秒级时间间隔，对适配器电压进行监控，防止电压突变。u1的第8管脚处于等待充电控制ic充电完成信号的状态，在锂电池充电完成收到信号后，u1的第7管脚控制u2充电控制ic停止充电，并将第4管脚的指示灯转为常亮，提醒用户产品充电工作已经完成。
34.理发剪的使用过程：当用户按下sw开关，mcu处理器u1的第2管脚得到开机信号，通过第12管脚的adc采样电路对r7和r8两个高精度电阻的分压值进行采样，得到当前电池电压值；mcu处理器u1的根据预先设定的脉冲宽度，通过第6管脚控制场效应管q1接通刀头马达m1的电路，启动刀头马达的平稳运行；同时第3管脚输出高电平点亮工作指示灯led2，指示已经开机运行，在刀头马达m1开启0.5s后mcu处理器u1通过第5管脚输出恒定的脉冲宽度来驱动场效应管q2，控制马达m2的平稳运行，在理发剪使用过程中，mcu处理器u1第9管脚adc采样电路采样刀头马达m1的运行电流，通过第12管脚采样锂电池电压值，再经过mcu处理器u1的算法运算后，根据负载的不同调节脉冲宽度来闭环控制刀头马达m1运行速度和输出力矩，使产品降低振动和噪音，达到婴童使用的效果。
35.当用户再次按下sw开关，mcu处理器u1的第2管脚收到关机信号，mcu处理器u1的第6管脚输出低电平，断开场效应管q1从而使刀头马达m1停止；mcu处理器u1的第5管脚输出低电平，断开场效应管q2从而使吸发马达m2停止，mcu处理器u1的第3管脚输出低电平熄灭工作指示灯led2，提示完成关机操作。