一、電機控制與充氣過程管理
充氣泵一般配置有電機驅動氣泵系統,而 MOS 管通過調節電流通斷來掌控電機的運轉狀態。于充氣進程之中,MOS 管對電流實施動態調控,由此能夠精確地調整充氣速度以及氣壓值,有效規避因胎壓異常(過高或過低)所可能引發的安全隱患。眾多充氣寶內置氣壓傳感器,當氣壓達到預先設定的壓力值時,便能借助 MOS 管自動關閉電源,實現足壓即停功能,全方位保障使用的安全性。此外,選用低導通電阻的 MOS 管,可降低電能損耗,在延長電池續航能力方面發揮積極作用,從而滿足多次充氣的使用需求。
二、MOS 管的特性及其在充氣泵中的應用優勢
快速響應特性 :MOSFET 具備極高的開關速度,可達納秒級。以 IRF540N 為例,其開關時間大約為 30 納秒。這一特性確保了在電機高頻啟停的過程中,能夠顯著減少能量損耗,提升充氣泵的整體能效。
低導通損耗優勢 :采用溝道型 MOSFET,如 IRLZ44N,其導通電阻(RDS(on))低至 8 毫歐(數據源自 Infineon 技術手冊)。較低的導通電阻有助于減少發熱現象,進而提升充氣效率,保障充氣泵在長時間運行過程中的穩定性和可靠性。
PWM 調速功能 :借助調節柵極脈沖寬度(通常頻率范圍在 20 千赫茲至 100 千赫茲之間),可精準地控制電機轉速,從而使充氣泵能夠適應多樣化的充氣需求場景。例如,針對輪胎充氣與氣墊床充氣所要求的不同壓力標準,PWM 調速能夠實現精準適配,確保充氣效果符合預期。
三、充氣泵電路圖解析
在典型的充氣泵電路設計中,采用了 boost 壓型 2 串鋰電充電管理電路架構。其工作原理為:將 5 伏輸入電壓進行升壓處理,以為兩串鋰電提供充電電壓。電路中所使用的 8 腳無字芯片,實際上是一款集成了升壓與充電管理功能的一體 IC。在其右側配置有一顆 3.0 伏 LDO(低壓差線性穩壓器),主要功用是為單片機供應穩定的電源電壓。


進一步聚焦于充電電路部分,電路中運用了三顆 MOS 管。其中,位于上方的一顆 MOS 管主要用于控制電機的啟動與停止操作;而位于下方的兩顆 MOS 管則構成了鋰電保護電路中的充電和放電控制管。此外,電路中還設置有大貼片電阻,其主要作用是對輸出電流進行取樣檢測,以便實現對充氣泵輸出功率的精準調控。而在電路的左側配置有一顆二極管,其核心功能在于吸收電機所產生的反電動勢,從而對電路起到有效的保護作用,避免因反電動勢沖擊而導致的電路元件損壞等問題,確保充氣泵電路系統的安全穩定運行。

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