一种用于多电池包割草机的主开关控制电路的制作方法

本发明涉及控制电路领域，具体的说是一种用于多电池包割草机的主开关控制电路。

背景技术：

在电动工具方面，锂电池凭借着其在诸多方面卓越的性能，得到了越来越广泛的运用。电动割草机作为园林绿化机械的一种，在城市街心花园、街道绿化带以及家庭庭院等绿地的修剪、整理工作中有着广泛的运用。

受限于单电池包割草机的续航能力，双电池割草机越来越受到青睐。目前主流的双电池包割草机的主开关控制为手动切换电池包。在割草过程中，当一组电池包电量放完后，需要用户停止割草工作，手动切换到另外一组电池包后才能继续工作。这种方式在用户体验上存在一些不足。自动切换电池包方式可以在一组电池包电量放完后自动切换到另外一组电池包，无需用户额外的操作。但目前自动切换方式的主开关控制电路还是空白。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种用于多电池包割草机的主开关控制电路。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于多电池包割草机的主开关控制电路，包括主开关、驱动控制电路、与电池包相同数量的电池包控制开关模块和预充电电路；

所述预充电电路的一端与多个电池包的正极一一对应连接，预充电电路的另一端连接主开关；

所述每个电池包控制开关模块与一个预充电电路并联连接，每个电池包控制开关模块的控制端连接所述驱动控制电路的一路控制信号；

所述多个电池包的负极均连接主开关和所述驱动控制电路的电源负极；

所述主开关连接所述驱动控制电路的电源正极。

所述预充电电路包括串联的钳位二极管和限流电阻。

所述钳位二极管由多个钳位二极管并联构成，所述限流电阻由多个电阻并联构成。

所述预充电电路包括多个并联结构，每个并联结构为串联的钳位二极管和限流电阻。

所述主开关为单刀单掷开关、单刀双掷开关、双刀双掷开关中的任一项。

所述电池包控制开关模块为继电器、mosfet、三极管、电子开关中的任一项。

所述电池包控制开关模块为若干个继电器、mosfet、三极管或电子开关的并联结构。

所述驱动控制电路包括mcu、电压检测电路和若干个驱动电路；

所述驱动电路的数量与所述电池包的数量相同，用于根据mcu的输出信号输出控制信号，所述控制信号连接所述电池包控制开关模块的控制端；

所述电压检测电路包括两个分压电阻和一个mosfet晶体管，两个分压电阻的一端分别连接所述mosfet晶体管的源极和漏极，另一端分别连接电源正极端口和电源负极端口；所述mosfet晶体管的栅极连接所述mcu的一个输出端，根据所述mcu的输出控制两个分压电阻的连接和断开。

所述电池包控制开关模块为继电器时，所述控制电路包括三极管、第一三极管驱动电阻、第二三极管驱动电阻和续流二极管；

所述三极管的基极连接所述第一三极管驱动电阻的一端和所述第二三极管驱动电阻的一端，发射极连接所述第二三极管驱动电阻的另一端和所述驱动控制电路的电源负极，集电极连接所述继电器的线圈一端；

所述第一三极管驱动电阻的另一端连接mcu；

所述续流二极管的正极连接所述继电器的线圈一端，负极连接所述继电器的线圈另一端。

所述电池包控制开关模块为mosfet时，所述控制电路包括第一驱动电阻、第二驱动电阻、三极管、第一三极管驱动电阻和第二三极管驱动电阻；

所述第一驱动电阻的一端连接电池包的正极和mosfet的源极，另一端连接第二驱动电阻和mosfet的栅极；

所述第二驱动电阻的另一端连接所述三极管的集电极；

所述三极管的发射极连接所述驱动控制电路的电源负极和所述第一三极管驱动电阻的一端，基极连接所述第二三极管驱动电阻的一端和所述第一三极管驱动电阻的另一端；

所述第二三极管驱动电阻的另一端连接所述mcu。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.主开关控制电路，更安全可靠；

2.自动切换电池包方式，无需额外操作，使用时更加方便；

3.不只局限于双电池包切换，可实现n组电池包切换。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明一个实施例的整体电路原理图；

图3为第一电池包控制开关模块是继电器时的第一驱动电路结构图；

图4为第二电池包控制开关模块是p-mosfet时的第二驱动电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种用于多电池包割草机的主开关控制电路，包括主开关、驱动控制电路、与电池包相同数量的电池包控制开关模块和预充电电路；所述预充电电路的一端与多个电池包的正极一一对应连接，预充电电路的另一端连接主开关；所述每个电池包控制开关模块与一个预充电电路并联连接，每个电池包控制开关模块的控制端连接所述驱动控制电路的一路控制输出；所述多个电池包的负极均连接主开关和所述驱动控制电路的电源负极；所述主开关连接所述驱动控制电路的电源正极。

以双电池为例，本发明的一个实施例如图2所示。本实施例的控制对象为两个：第一电池包(batterypack1)和第二电池包(batterypack2)。所述实施例包括：第一预充电电路(串联的钳位二极管d1和限流电阻r1)、第二预充电电路(串联的钳位二极管d2和限流电阻r2)、第一电池包控制开关模块(s1)、第二电池包控制开关模块(s2)、主开关(s3)和驱动控制电路(controller)。第一电池包的正极连接第一预充电电路和第一电池包控制开关模块的并联结构的一端；第二电池包的正极连接第二预充电电路和第二电池包控制开关模块的并联结构的一端。第一预充电电路和第一电池包控制开关模块的并联结构的另一端与第二预充电电路和第二电池包控制开关模块的并联结构的另一端连接，且连接主开关的1号端。第一电池包的负极和第二电池包的负极连接主开关的3号端和驱动控制电路的负极。主开关的2和4号端连接驱动控制电路的正极。第一电池包控制开关模块连接驱动控制电路的一路控制输出；第二电池包控制开关模块连接驱动控制电路的另一路控制输出。

第一预充电电路中，钳位二极管d1表示多个并联的钳位二极管，限流电阻r1表示并联的多个电阻；或，第一预充电电路包括多个并联结构，每个并联结构为串联的钳位二极管和限流电阻。

同理，第二预充电电路中，钳位二极管d2表示多个并联的钳位二极管，限流电阻r2表示并联的多个电阻；或，第一预充电电路包括多个并联结构，每个并联结构为串联的钳位二极管和限流电阻。

主开关s3可以是单刀单掷、单刀双掷、双刀双掷式的开关。

第一电池包控制开关模块和第二电池包控制开关模块的形式可以是继电器、mosfet、三极管，也可以是任何形式的电子开关。第一电池包控制开关模块可以是若干个开关的并联结构。第二电池包控制开关模块可以是若干个开关的并联结构。

驱动控制电路至少包含输入电源正极p+、电源负极p-、mcu、电压检测电路和若干个驱动电路。所述驱动电路的数量与所述电池包的数量相同，在本实施例中，驱动电路为第一驱动电路driver1和第二驱动电路driver2，输出第一控制信号ctl1、第二控制信号ctl2。所述电压检测电路包括分压电阻r3、r4和mosfet晶体管q1，其中mosfet晶体管q1连接mcu的一个输出端，当该输出端输出高电平时，mosfet晶体管q1导通，并使分压电阻r3、r4连接；当该输出端输出低电平时，mosfet晶体管q1截止，并使分压电阻r3、r4断开，以减小驱动控制电路停止工作时的漏电流。

需要注意的是，第一电池包控制开关模块和第二电池包控制开关模块为不同形式的开关结构时，驱动电路的结构也有所不同。

如图3所示，当第一电池包控制开关模块s1是继电器时，对应的第一控制电路至少包含三极管q2，三极管驱动电阻r5、r6，续流二极管d4。mcu的输出信号o1为高电平时，q2导通，使继电器s1吸合，进而使b1+与b+连接；mcu的输出信号o1为低电平时，q2截止，使继电器释放，使b1+与b+断开。同理，当第二电池包控制开关模块s2是继电器时，对应的第二控制电路也具有相同的结构。

如图4所示，当第二电池包控制开关模块s2是p-mosfet时，其对应的第二驱动控制电路至少包含驱动电阻r7、r8，三极管q3，三极管驱动电阻r9、r10。mcu的输出信号o2为高电平时，三极管q3导通，r8与p-连接，mosfet栅极电压是b2+通过r7、r8分压的电压，p-mosfet导通，使b2+与b+连接；mcu的输出信号o2为低电平时，三极管q3截止，r8与p-断开，p-mosfet栅极电压是b2+电压，p-mosfet截止，使b2+与b+断开。同理，当第一电池包控制开关模块s1是p-mosfet时，对应的第一控制电路也具有相同的结构。

以实施例为基础，阐述本发明的工作原理：未按下主开关s3前，第一电池包控制开关模块s1、第二电池包控制开关模块s2都处于断开状态，两个电池包的正极均与驱动控制电路断开。主开关s3按下后，第一电池包通过第一预充电电路，第二电池包通过第二预充电电路给驱动控制电路充电，使驱动控制电路开始工作。驱动控制电路中的mcu通过信号o1控制第一驱动电路工作，输出第一控制信号ctl1打开第一电池包控制开关模块s1，使第一电池包的正极b1+与驱动控制电路的正极p+连接，此时使用第一电池包放电；驱动控制电路的mcu通过电压检测电路实时监测电压，当第一电池包电量不足时，驱动控制电路中的mcu通过信号o1控制第一驱动电路停止工作，不输出第一控制信号ctl1，断开第一电池包控制开关模块s1。同时，驱动控制电路中的mcu通过信号o2控制第二驱动电路工作，输出第二控制信号ctl2合上第二电池包控制开关s2，使第二电池包的正极b1+与驱动控制电路的正极p+断开的同时使第二电池包的正极b2+与驱动控制电路的正极p+连接，此时使用第二电池包放电。松开主开关s3后，通过s3将驱动控制电路的正极p+与驱动控制电路负极p-连接，将储存在驱动控制电路的电量快速放掉，驱动控制电路停止工作，控制信号ctl1、ctl2停止输出，电池包控制开关模块s1、s2处于断开状态。