專利名稱：一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源電路，具體提供一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電 源。電動(dòng)螺絲刀電源是將交流市電轉(zhuǎn)換成低壓直流電，供電動(dòng)螺絲刀使用的電 器，選擇不同電壓可以調(diào)節(jié)電動(dòng)螺絲刀的轉(zhuǎn)速。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電動(dòng)螺絲刀電源原理是交流市電輸入變壓器初級(jí)線圈，經(jīng)初次級(jí) 線圈比值關(guān)系在次級(jí)輸出低壓交流電。這種電源變壓器次級(jí)一般有四個(gè)抽頭， 其中一個(gè)抽頭做為基準(zhǔn)零線，另三個(gè)抽頭輸出三組電壓不等的低壓交流電，這 三組電壓經(jīng)一個(gè)三選一撥動(dòng)開關(guān)選擇其中 一組，再輸入由橋式整流器和濾波電 容組成的整流濾波電路，轉(zhuǎn)為低壓直流電供電動(dòng)螺絲刀使用。撥動(dòng)撥動(dòng)開關(guān)可 以得到三組不同的低壓直流電來調(diào)節(jié)電動(dòng)螺絲刀的轉(zhuǎn)速。采用這種結(jié)構(gòu)的電動(dòng) 螺絲刀電源有以下不足之處1、 內(nèi)部采用普通工頻變壓器，變壓器體積大使得電源整體體積大，市面上這種電源的體積一般為90mm* 150mm* 105mm。2、 這種普通工頻變壓器體積大，需要用大量的漆包銅線耗費(fèi)銅資源。3、 不具有短路保護(hù)功能，當(dāng)電源輸出不小心短路時(shí)往往會(huì)使電源過熱燒毀。4、 不具有電機(jī)過載保護(hù)功能，當(dāng)電動(dòng)螺絲刀力矩設(shè)定過大,螺絲旋至緊死 時(shí)如果電動(dòng)螺絲刀仍處于開啟狀態(tài)，這樣電動(dòng)螺絲刀中的電機(jī)就處于通電緊死 狀態(tài)，電機(jī)就有可能燒毀另外電源本身也有可能燒毀。5、 這種結(jié)構(gòu)的電動(dòng)螺絲刀電源一般只有三級(jí)電壓調(diào)節(jié)，不能滿足電動(dòng)螺 絲刀在各種應(yīng)用場(chǎng)合不同轉(zhuǎn)速的需求。6、 采用工頻變壓器沒有穩(wěn)壓措施，輸出電壓隨輸入電壓的波動(dòng)而波動(dòng)， 穩(wěn)定性差。7、 工頻變壓器待機(jī)功耗比較高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是針對(duì)以上不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、 輸出電壓穩(wěn)定的開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源，包括交流市電整流濾波電路A、高頻 變壓器B、開關(guān)管C、控制電路D、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、 次級(jí)整流濾波電路G、輸出取樣反饋電路H，所述控制電路D分別連接交流市 電整流濾波電路A、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、開關(guān)管C、高頻 變壓器B和輸出取樣反饋電路H，所述的高頻變壓器B還連接次級(jí)整流濾波 電路G。所述芯片供電電路E中包括由三極管Q1、電阻R7和二極管D7組成的穩(wěn) 壓電路，所述電阻R7和二極管D7并接在三極管Ql的基極上。所述控制電路D包括過載檢測(cè)電路以及具有延時(shí)的過載、短路保護(hù)電路， 其中過載檢測(cè)電路由電阻R13、 R14、電容C8、電阻R1組成，電阻R1、 R13 和R14串接，所述電容C8并接在電阻R1和R13之間；所述具有延時(shí)的過載、 短路保護(hù)電路由二極管D9、電阻RIO、 R12、電容C5、三極管Q3、電阻R15、 R16組成，電阻R16接光偶U2的3腳與地之間，電阻R15接光偶U2的3腳 與三極管Q3的基極之間，三極管Q3集電極接芯片Ul的2腳，三極管Q3發(fā) 射極接地，電容C5、電阻R12都并接于三極管Q3的集電極與發(fā)射極之間， 二極管D9、電阻R10串聯(lián)再接于芯片Ul的8腳與2腳之間。所述輸出取樣反饋電路H包括可變電阻器R24，所述電阻器R24串接在 電阻R23和電阻R25之間。交流市電經(jīng)整流濾波電路A輸出高壓直流電，并加到高頻變壓器B初級(jí) 線圈的一端上，高頻變壓器B初級(jí)線圈的另一端接一開關(guān)管C的輸入端，開 關(guān)管C的輸出端經(jīng)一個(gè)電流取樣電阻接地?？刂齐娐稤輸出PWM (脈寬調(diào) 制)信號(hào)控制開關(guān)管C做開啟關(guān)斷動(dòng)作，使變壓器B的初級(jí)線圈兩端電位高 低變換，變壓器B內(nèi)產(chǎn)生交替變換的磁場(chǎng)，偶合到次級(jí)得到高頻低壓交流電， 再經(jīng)次級(jí)整流濾波電路G得到所需的直流輸出。直流電輸出經(jīng)取樣反饋到控制 電路D來調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比，從而實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定輸出。在取樣電路中加入可調(diào)電阻器從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓無級(jí)連續(xù)可調(diào)。本實(shí)用新型的一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源具有以下特點(diǎn)1、 體積小巧，采用電子元件組成，電源整體體積僅為72mm*122mm*32mm 是傳統(tǒng)電源的1/5。2、 使用高頻變壓器體積小巧，僅為傳統(tǒng)電動(dòng)螺絲刀電源內(nèi)工頻變壓器的 1/10，大大結(jié)省了銅的使用量。3、 在電路中加入短路保護(hù)功能，當(dāng)輸出處于短路時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷輸出，電 源進(jìn)入保護(hù)模式，保護(hù)電源不被燒毀。4、 加入電機(jī)過載保護(hù)功能，電動(dòng)螺絲刀處于過載緊死時(shí)，如果電動(dòng)螺絲 刀仍處于開啟狀態(tài)本電源將關(guān)斷輸出以保護(hù)電動(dòng)機(jī)及本電源。5、 輸出電壓無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)電源只有三級(jí)電壓調(diào)節(jié)，在本電源中實(shí) 現(xiàn)了輸出電壓無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)。6、 輸出電壓穩(wěn)定，電路中有反饋環(huán)節(jié)能使輸出不隨輸入市電的波動(dòng)而波動(dòng)。7、 采用開關(guān)電源電路待機(jī)功耗低。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1為一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不作為對(duì)本實(shí) 用新型的限定。下面給出一個(gè)最佳實(shí)施例如附圖1所示，本實(shí)用新型包括交流市電整流濾波電路A、高頻變壓器B、開關(guān)管C、控制電路D、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、次級(jí)整流 濾波電路G、輸出取樣反饋電路H。交流市電整流電路A，作用是將交流市電整流、濾波輸出高壓直流電供后 面使用。交流市電整流濾波電路A由保險(xiǎn)絲、NTC緩沖器、Dl-D4整流橋以 及濾波電容C1構(gòu)成，也可在交流輸入端加入EMI濾波電路以改善電源的EMI特性。本實(shí)用新型采用高頻變壓器B，其體積僅為工頻變壓器的1/10大大結(jié)省了銅的使用量。高頻變壓器工作在20K-100K左右的高頻段，由初級(jí)線圈、次級(jí) 線圈和供電線圈組成。初級(jí)線圈接整流濾波電路A的直流高壓輸出端。高頻變壓器初級(jí)線圈另一端接開關(guān)管C的漏級(jí)，C源級(jí)通過電流取樣電阻 R14接地，控制端接控制電路D。開關(guān)管C由控制電路D輸出PWM (脈寬調(diào)制)信號(hào)控制其進(jìn)行高頻開啟 關(guān)斷動(dòng)作?？刂齐娐稤由U1控制芯片，以及R1、 R8、 R9、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、 C5、 C6、 C7、 C8、 C9、 D8、 D9、 Q3等外圍元件組 成。其中，Rll、 C7組成工作頻率設(shè)定電路，R11接于U1的8腳和4腳之間， C7接于U1的4腳與地之間，C6接于U1的3、 4腳之間。R13、 R14、 C8、 Rl組成過載檢測(cè)電路，R14上的取樣信號(hào)經(jīng)R13、 C8組成的濾波網(wǎng)絡(luò)輸?shù)経l 的3腳，Ul再根據(jù)3腳電位判斷是否過載并限制電源的功率輸出。D9、 RIO、 R12、 C5、 Q3、 R15、 R16組成保護(hù)電路，保護(hù)電路即電源輸出過載或被短路 時(shí)立即關(guān)斷電源輸出直到解除為止，但在電動(dòng)螺絲刀力矩設(shè)定過大旋動(dòng)較大螺 絲時(shí)，螺絲被旋到緊但還未緊實(shí)時(shí)，電動(dòng)螺絲刀中的電機(jī)處于緊死狀態(tài)，此時(shí) 電機(jī)已過載相當(dāng)于短路，此時(shí)如果立即啟動(dòng)保護(hù)，那么螺絲就末緊結(jié)實(shí)，所以 在過載、短路保護(hù)電路中加入延遲功能，在發(fā)生過載或短路時(shí)電源仍以過載檢 測(cè)電路所限制的功率輸出直到2-3秒鐘后關(guān)斷，這樣電動(dòng)螺絲刀就有足夠的力 將螺絲旋至緊實(shí)，又不會(huì)使電源和電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過載或短路而損壞。在保護(hù)電路 中，當(dāng)輸出過載或短路時(shí)光偶U2第4腳到第3腳的電流為0或接近于0，那 么R16上的電位就為0，此電位經(jīng)R15控制Q3關(guān)斷，U1第8腳輸出的5V電 壓經(jīng)D9、 R10給C5充電抬高U1第2腳的電位使U1關(guān)斷電源工作進(jìn)入打嗝 模式(打嗝模式間斷的極短時(shí)間的工作，來檢測(cè)輸出是否還過載或短路)， R12起放電作用R12遠(yuǎn)大于R10， R12參數(shù)決定打嗝的間隔，當(dāng)輸出過載或短 路解除時(shí)龜源立即恢復(fù)工作。Ul的6腳輸出PWM信號(hào)經(jīng)R8、 D8、 R9組成 的電路接至開關(guān)管C控制開關(guān)管C作高頻開關(guān)動(dòng)作。芯片供電電路E由R2、 R3、 R4、 R6、 R7、 D6、 D7、 C3、 C4、 Ql和高 頻變壓器B供電繞組組成。R2、 R3、 R4串聯(lián)接于整流濾波后的高壓直流電與 Ul芯片的7腳之間為芯片提供起動(dòng)電流。高頻變壓器B的供電繞組以及R6、D6、 C4組成的電路在電源工作時(shí)為Ul供電，由于本電源輸出電壓從十幾伏 到三十幾伏連續(xù)可調(diào)的，所以高頻變壓器B供電繞組輸出電壓也會(huì)隨之變化， 所以再在供電電路中加入由Ql、 C3、 D7、 R7組成的穩(wěn)壓電路為芯片提供不 超過其工作范圍的電壓。由R5、 C2、 D5構(gòu)成浪涌電壓吸收電路F，浪涌電壓吸收電路F并接在變 壓器B的初級(jí)繞組兩端。次級(jí)整流濾波電路G由D10、 CIO、 R17、 Cll、 C12、 Ll、 C13、 R18組 成。高頻變壓器B次級(jí)輸出經(jīng)D10整流成直流再經(jīng)C11、 C12、 Ll、 C13濾波 電路得到平穩(wěn)的直流輸出。CIO、 R17串聯(lián)再并接于D10兩端防止自激震蕩。輸出取樣反饋電路H由Dll、 R19、 D12、 R20、 R21、 R22、 U2、 U3、 C14、 R23、 R25、 R26以及可變電阻器R24構(gòu)成，在本電源中加入輸出取樣反饋電 路H使輸出電壓能夠穩(wěn)定在某一設(shè)定值。R23、 R24、 R25、 R26為取樣電阻， 調(diào)節(jié)取樣電阻的阻值可以使本電源得到不同的輸出電壓，故R24使用可變電阻 器，調(diào)節(jié)可變電阻器R24的阻值可使電源得到連續(xù)可調(diào)的輸出。此取樣電路得 到的取樣信號(hào)經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片U3放大再經(jīng)光偶偶和到芯片Ul的1腳，Ul再 根據(jù)1腳的信號(hào)輸出不同占空比的PWM信號(hào)控制開關(guān)管C工作，從而使本電 源得到不同電壓不同功率的電力輸出。本電動(dòng)螺絲刀電源的工作過程接通市電，交流市電經(jīng)交流市電整流電路 A整流為直流電后再經(jīng)R2、 R3、 R4給C3充電，當(dāng)C3充電到一定值時(shí)C3向 芯片Ul放電，芯片Ul啟動(dòng)并輸出PWM信號(hào)控制開關(guān)管作高頻開關(guān)動(dòng)作， 高頻變壓器初級(jí)線圈兩端電壓就隨開關(guān)管動(dòng)作而高低變換，高頻變壓器內(nèi)產(chǎn)生 交替變換的磁場(chǎng)，偶合到供電繞組和次級(jí)繞組，供電繞組輸出電流經(jīng)整流穩(wěn)壓 后為芯片U1供電維持芯片繼續(xù)工作。次級(jí)繞組輸出電流經(jīng)次級(jí)整流濾波電路 G得到所需的直流輸出。通過對(duì)輸出電壓進(jìn)行取樣并反饋到芯片U1，芯片U1 再調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比來使輸出電壓穩(wěn)定在所設(shè)定的值。輸出電壓取樣電 路中加入可變電阻器就能設(shè)定不同的輸出電壓。本設(shè)計(jì)方案也可應(yīng)用于其它類 似電動(dòng)工具上。以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源，包括交流市電整流濾波電路A、高頻變壓器B、開關(guān)管C、控制電路D、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、次級(jí)整流濾波電路G、輸出取樣反饋電路H，其特征在于，所述控制電路D分別連接交流市電整流濾波電路A、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、開關(guān)管C、高頻變壓器B和輸出取樣反饋電路H，所述的高頻變壓器B還連接次級(jí)整流濾波電路G。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源，其特征在 于，所述芯片供電電路E中包括由三極管Q1、電阻R7和二極管D7組成的穩(wěn) 壓電路，所述電阻R7和二極管D7并接在三極管Q1的基極上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源，其特征在 于，所述控制電路D包括過載檢測(cè)電路以及具有延時(shí)的過載、短路保護(hù)電路， 其中過載檢測(cè)電路由電阻R13、 R14、電容C8、電阻R1組成，電阻R1、 R13 和R14串接，所述電容C8并接在電阻R1和R13之間；所述具有延時(shí)的過載、 短路保護(hù)電路由二極管D9、電阻RIO、 R12、電容C5、三極管Q3、電阻R15、 R16組成，電阻R16接光偶U2的3腳與地之間，電阻R15接光偶U2的3腳 與三極管Q3的基極之間，三極管Q3集電極接芯片Ul的2腳，三極管Q3發(fā) 射極接地，電容C5、電阻R12都并接于三極管Q3的集電極與發(fā)射極之間， 二極管D9、電阻R10串聯(lián)再接于芯片Ul的8腳與2腳之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源，其特征在 于，所述輸出取樣反饋電路H包括可變電阻器R24，所述電阻器R24串接在 電阻R23和電阻R25之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電源電路，具體提供一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源。其結(jié)構(gòu)包括交流市電整流濾波電路A、高頻變壓器B、開關(guān)管C、控制電路D、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、次級(jí)整流濾波電路G、輸出取樣反饋電路H，所述控制電路D分別連接交流市電整流濾波電路A、芯片供電電路E、浪涌電壓吸收電路F、開關(guān)管C、高頻變壓器B和輸出取樣反饋電路H，所述的高頻變壓器B還連接次級(jí)整流濾波電路G。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種開關(guān)電源式的電動(dòng)螺絲刀電源，具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、輸出電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/335GK201171186SQ20082007934
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者陳恩臨 申請(qǐng)人:陳恩臨