四驅(qū)智能車供電電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種四驅(qū)智能車供電電源，用于四驅(qū)智能車穩(wěn)壓供電。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷飛速的發(fā)展，機(jī)器人的制造已經(jīng)到達(dá)高度自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)， 智能機(jī)器人在當(dāng)今社會(huì)的應(yīng)用越來越廣泛。四驅(qū)智能車作為一種小型的機(jī)器人，它的應(yīng)用 前景和價(jià)值是不可估量的。倘若四驅(qū)智能車作為一種產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)甚至生產(chǎn)，一定會(huì)在市 場(chǎng)上產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益。例如：現(xiàn)有技術(shù)中的玩具車越來越趨向智能化，同時(shí)也深受兒童 們的青睞。從普通的玩具車到比賽或科研用的MCU智能小車，從能夠語音識(shí)別的智能車到 可W進(jìn)行圖像處理的智能車，可W預(yù)見未來全智能機(jī)器人的應(yīng)用將更加廣泛。目前普通的 無線遙控車用不了多久很容易損壞，電池十分不耐用，供電電路板經(jīng)常性失靈，運(yùn)是很多用 戶甚至制造商遇到的共同問題。所W，作為智能車的動(dòng)力供應(yīng)電路模塊的設(shè)計(jì)，即電源供電 電路的設(shè)計(jì)，成為至關(guān)重要的一步。電源模塊關(guān)系到機(jī)器人是否穩(wěn)定的運(yùn)行。目前，基本上 日常應(yīng)用的電源部分主要分為兩類：一類為開關(guān)型穩(wěn)壓電源電路，另一類為線性穩(wěn)壓電源 電路?？傮w的來說，智能車采用集成=端穩(wěn)壓忍片。由于開關(guān)型穩(wěn)壓電路如果設(shè)計(jì)不好或 者電容電感不匹配，會(huì)造成負(fù)載能力差、輸出夾雜高頻諧波、紋波大等問題，運(yùn)會(huì)影響智能 車的模擬部分電路的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種四驅(qū)智能車供電電源，采用線性穩(wěn)壓忍片，進(jìn) 行智能車電源穩(wěn)定供電，該電源的線性穩(wěn)壓電路輸出電壓比輸入電壓低、輸出紋波小、電路 簡(jiǎn)單；同時(shí)具備工作產(chǎn)生的噪聲低、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
[0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是： 陽0化]四驅(qū)智能車供電電源，包括電池模塊、電源供電管理模塊，電池模塊連接電源供電 管理模塊，電源供電管理模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧⑴摍C(jī)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?br>[0006] 所述電池模塊包括至少一個(gè)儀儒電池。 陽007] 所述電源供電管理模塊包括供電電源端口、供電電源端口的V+端連接電容Cl一 端，供電電源端口的V-端連接電容Cl另一端并接地，Cl一端連接引線接口VBAT，所述引線 接口VBAT用于驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。所述供電電源端口的V+端連接電阻Rl-端，電阻Rl另一 端連接發(fā)光二極管LEDl的陽極，發(fā)光二極管LEDl的陰極接地。所述供電電源端口的V+端 連接二極管Dl陽極，二極管Dl陰極連接電容C3 -端，電容C3 -端、電容C3另一端均連接 穩(wěn)壓忍片Ul。電容巧一端、電容巧另一端連接穩(wěn)壓忍片Ul，電容巧一端構(gòu)成5V穩(wěn)壓電 源引線接口VCC。 陽00引所述電容Cl兩端并聯(lián)有電容C2,電容Cl比電容C2的容量大。所述電容Cl為電 解電容。
[0009] 所述電容巧兩端并聯(lián)有電容C4,電容巧比電容C4的容量大。
[0010] 所述穩(wěn)壓忍片Ul為L(zhǎng)M2940-5型穩(wěn)壓忍片。 W11] 所述供電電源端口為BT供電電源端口。
[0012] 所述5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧糜贛CU最小系統(tǒng)、傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)板上的IC忍片、人機(jī)交換 部分、無線通信部分、編碼器部分供電。
[0013] 本實(shí)用新型四驅(qū)智能車供電電源，技術(shù)效果如下：
[0014] 1)、采用了線性穩(wěn)壓忍片LM2940-5搭建成的5V穩(wěn)壓電路來給運(yùn)些模塊供電，不僅 能夠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，而且各個(gè)模塊不會(huì)互相干擾，整個(gè)電路簡(jiǎn)單實(shí)用。
[0015] 2)、電解電容Cl的代用主要考慮耐壓和濾波，耐壓過低可能會(huì)擊穿，耐壓高則不 會(huì)影響，尤其智能車在運(yùn)行過程中驅(qū)動(dòng)部分耗電量最大，在電機(jī)工作時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池瞬間電 壓下降，采用電解電容，不僅保證了直流電機(jī)供壓的持續(xù)性和穩(wěn)定性轉(zhuǎn)速，而且還可W接受 今后發(fā)展需求更大的電池容量規(guī)格，延長(zhǎng)了機(jī)器人或小車的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。
[0016] 3)、在電源輸入部分，大容量電容Cl與小容量電容C2進(jìn)行并聯(lián)，前者消除低頻干 擾，后者消除高頻干擾，并聯(lián)在一起的主要目的為了濾波，提供一個(gè)抗干擾、穩(wěn)定性強(qiáng)的濾 波電路。
[0017] 4)、大容量電容巧與小容量電容C4的并聯(lián)電路，前者消除低頻干擾，后者消除高 頻干擾，把兩種電容并聯(lián)起來的電路工作效果更好，不僅可W取長(zhǎng)補(bǔ)短，而且整個(gè)電路組合 是個(gè)濾波電路，抗干擾能力強(qiáng)，5V穩(wěn)壓的效果最好。
[0018] 5)、本實(shí)用新型四驅(qū)智能車供電電源，具備線性穩(wěn)壓電路輸出電壓比輸入電壓低， 輸出紋波小，電路簡(jiǎn)單，工作產(chǎn)生的噪聲低、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實(shí)用新型電源的模塊連接示意圖；
[0020] 圖2是本實(shí)用新型電源的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[OOW 如圖1、圖2所示，四驅(qū)智能車供電電源，包括電池模塊、電源供電管理模塊，電池 模塊連接電源供電管理模塊，電源供電管理模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧⑴摍C(jī)穩(wěn)壓 單元。
[0022] 電池模塊采用單只電池電壓為1. 2V、且電池上標(biāo)有Ni-Cd的儀儒電池?；跇?biāo)準(zhǔn) 智能車供電系統(tǒng)本技術(shù)采用7. 2V_2000mAh_Ni-Cd供電，即需要六個(gè)儀儒電池。
[0023] 電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元直接用7. 2V電池直接供電。
[0024] 所述5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧糜贛CU最小系統(tǒng)、傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)板上的IC忍片、人機(jī)交換 部分、無線通信部分、編碼器部分供電。采用了線性穩(wěn)壓忍片LM2940-5搭建成的5V穩(wěn)壓?jiǎn)?元來給運(yùn)些部分供電，不僅能夠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，而且各個(gè)模塊不會(huì)互相干擾，整個(gè)電 路簡(jiǎn)單實(shí)用。
[00巧]由于轉(zhuǎn)向艙機(jī)易燒壞，一般將艙機(jī)穩(wěn)壓?jiǎn)卧敵稣{(diào)在5. 5V~6V范圍內(nèi)較合適。
[0026] 本實(shí)用新型四驅(qū)智能車供電電源，采用的電路包括濾波電路和穩(wěn)壓電路。其具體 電路如圖2所示：
[0027] 電氣元件的參數(shù)如下：供電電源端口為BT供電電源端口，BT供電電源端口輸入電 壓：7. 2V;電阻Rl:2.化Q;電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5分別為lOOOuF/ieV、 0.luF、0.luF、0.luF、1000uF/10V;線性穩(wěn)壓忍片LM2940-5,二極管DU型號(hào)為 10DDA10)，發(fā) 光二極管LEDl(型號(hào)為邸R3338S)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)7. 2V供電引線接口 ：VBAT，5V穩(wěn)壓電源供 電引線接口：VCC。
[0028] 供電電源端口的V+端連接電容Cl一端，供電電源端口的V-端連接電容Cl另一 端并接地，Cl一端連接引線接口VBAT，所述引線接口VBAT用于驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。
[0029] 所述供電電源端口的V+端連接電阻Rl-端，電阻Rl另一端連接發(fā)光二極管LEDl 的陽極，發(fā)光二極管LEDl的陰極接地。
[0030] 所述供電電源端口的V+端連接二極管Dl陽極，二極管Dl陰極連接電容C3-端， 電容C3 -端、電容C3另一端均連接穩(wěn)壓忍片Ul。
[0031] 電容巧一端、電容巧另一端連接穩(wěn)壓忍片Ul，電容巧一端構(gòu)成5V穩(wěn)壓電源引線 接日VCC。
[0032] 所述電容Cl兩端并聯(lián)有電容C2,電容Cl比電容C2的容量大。所述電容Cl為電 解電容。
[0033] 所述電容巧兩端并聯(lián)有電容C4,電容巧比電容C4的容量大。
[0034] 所述穩(wěn)壓忍片Ul為L(zhǎng)M2940-5型穩(wěn)壓忍片。
[0035] 當(dāng)智能車接入7. 2V的電池后，按下啟動(dòng)開關(guān)，電路開始工作。引線接口VBAT提供 前后左右四個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓，供電電壓等于電池BT電壓，電路正常工作時(shí)對(duì)電解電容 Cl進(jìn)行充電且兩端電壓不能突變。
[0036] 當(dāng)智能車電路接通電源時(shí)，為了能夠直接判斷電池是否正常，從正極V+端、線路 馨上接入了電阻Rl和發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)接地電路，電阻Rl主要限流，W免電流過高超 過發(fā)光二極管LEDl的電流上限，W致燒壞LEDl燈，所W，當(dāng)電源滿電或有足夠的電量時(shí)，按 下開關(guān)后，LEDl見；否則，LEDl不見。
[0037] 二極管Dl和穩(wěn)壓忍片LM2940-5的1引腳進(jìn)行串聯(lián)接入到正極V+段、線路囊后， 根據(jù)二極管的單相導(dǎo)通性，如果出現(xiàn)電池的正負(fù)極反接情況，此時(shí)二極管Dl不導(dǎo)通，則不 會(huì)對(duì)穩(wěn)壓忍片LM2940-5產(chǎn)生影響。
[0038] 對(duì)于單片機(jī)MCU來說，單片機(jī)本身功耗低，但是就5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，它?duì)供電輸出 電源VCC(巧V)要求較高。經(jīng)過試驗(yàn)比對(duì)線性穩(wěn)壓忍片LM2940-5的性能較優(yōu)，具有輸出電 壓相對(duì)恒定，壓降較低，工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。最小系統(tǒng)MCU及其他忍片等部分的供電容易受 其他模塊的干擾，為了進(jìn)一步提高穩(wěn)定性，在忍片LM2940-5的1引腳處前端并聯(lián)了電容C3 來消除高頻干擾，忍片2引腳處直接接零電位，忍片3引腳處接入輸出電源部分VCC(WV)D 大容量電容巧與小容量電容C4的并聯(lián)電路，前者消除低頻干擾，后者消除高頻干擾，把兩 種電容并聯(lián)起來的電路工作效果更好，不僅可W取長(zhǎng)補(bǔ)短，而且整個(gè)電路組合是個(gè)濾波電 路，抗干擾能力強(qiáng)，5V穩(wěn)壓的效果最好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 四驅(qū)智能車供電電源，包括電池模塊、電源供電管理模塊，其特征在于，電池模塊連 接電源供電管理模塊，電源供電管理模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒍鏅C(jī)穩(wěn)壓?jiǎn)卧? 所述電池模塊包括至少一個(gè)鎳鎘電池；所述電源供電管理模塊包括供電電源端口，供 電電源端口的V+端連接電容C1 一端，供電電源端口的V-端連接電容C1另一端并接地，C1 一端連接引線接口VBAT，所述引線接口VBAT用于驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)；所述供電電源端口的V+ 端連接電阻R1-端，電阻R1另一端連接發(fā)光二極管LED1的陽極，發(fā)光二極管LED1的陰極 接地；所述供電電源端口的V+端連接二極管D1陽極，二極管D1陰極連接電容C3 -端，電 容C3 -端、電容C3另一端均連接穩(wěn)壓芯片U1 ;電容C5 -端、電容C5另一端連接穩(wěn)壓芯片 U1，電容C5 -端構(gòu)成5V穩(wěn)壓電源引線接口VCC。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述四驅(qū)智能車供電電源，其特征在于，所述電容C1兩端并聯(lián)有電 容C2,電容C1比電容C2的容量大。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述四驅(qū)智能車供電電源，其特征在于，所述電容C1為電解電容。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述四驅(qū)智能車供電電源，其特征在于，所述電容C5兩端并聯(lián)有電 容C4,電容C5比電容C4的容量大。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述四驅(qū)智能車供電電源，其特征在于，所述穩(wěn)壓芯片U1為 LM2940-5型穩(wěn)壓芯片。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述四驅(qū)智能車供電電源，其特征在于，所述供電電源端口為BT供 電電源端口。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述四驅(qū)智能車供電電源，其特征在于，所述5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧糜贛CU 最小系統(tǒng)、傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)板上的1C芯片、人機(jī)交換部分、無線通信部分、編碼器部分供 電。
【專利摘要】四驅(qū)智能車供電電源，包括電池模塊、電源供電管理模塊，電池模塊連接電源供電管理模塊，電源供電管理模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、5V穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒍鏅C(jī)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?。本?shí)用新型一種四驅(qū)智能車供電電源，采用線性穩(wěn)壓芯片，進(jìn)行智能車電源穩(wěn)定供電，該電源的線性穩(wěn)壓電路輸出電壓比輸入電壓低、輸出紋波小、電路簡(jiǎn)單；同時(shí)具備工作產(chǎn)生的噪聲低、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號(hào)】CN205039607
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520864058
【發(fā)明人】王毅, 劉溪, 魯月娥, 張?chǎng)?
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日