CN102570393A - 锂电池充电钻功率积分保护电路 - Google Patents

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张耀霞
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Abstract

本发明涉及供电电路技术领域，特指锂电池充电钻功率积分保护电路，包括电池、驱动电路模块、控制开关、微处理器、电机，电池、驱动电路模块、控制开关、电机依次相电连接，驱动电路模块与微处理器相连接，电池分别与控制开关、微处理器相连接，控制开关与微处理器输入端相连接，其结构设计简单科学，在不控制通过电机电流的情况下，计算电钻在卡停情况下能工作的最大时间，通过关断电机回路保护电机，同时得到最大的电机工作量，产品使用寿命长。

Description

锂电池充电钻功率积分保护电路
技术领域：
本发明涉及供电电路技术领域，特指锂电池充电钻功率积分保护电路。
背景技术：
目前，锂电池应用在电动工具手电钻上，一般没有对锂电池做电流监测，仅通过检测锂电池电压和温度来保护电池和电机。由于锂电池内阻很低，如果手电钻出现卡钻时，导致立刻无力停止转动，或者卡钻时不停止转动，导致电机烧毁，给使用都造成很***烦，产品使用寿命不长。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供锂电池充电钻功率积分保护电路，其结构设计简单科学，在不控制通过电机电流的情况下，计算电钻在卡停情况下能工作的最大时间，通过关断电机回路保护电机，同时得到最大的电机工作量，产品使用寿命长。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，其包括电池、驱动电路模块、控制开关、微处理器、电机，电池、驱动电路模块、控制开关、电机依次相电连接，驱动电路模块与微处理器相连接，电池分别与控制开关、微处理器相连接，控制开关与微处理器输入端相连接。
所述的驱动电路模块为微处理器提供电流信息，微处理器为驱动电路模块提供开关信号。
本发明有益效果为：电池、驱动电路模块、控制开关、电机依次相电连接，驱动电路模块与微处理器相连接，电池分别与控制开关、微处理器相连接，控制开关与微处理器输入端相连接，在不控制通过电机电流的情况下，计算电钻在卡停情况下能工作的最大时间，通过关断电机回路保护电机，同时得到最大的电机工作量，产品使用寿命长。
附图说明：
图1是本发明的电路工作原理示意图；
图2是本发明的控制流程方框示意图；
图3是本发明控制流程的***运行参数的变化过程示意图。
具体实施方式：
见图1至图3所示：本发明包括电池1、驱动电路模块2、控制开关3、微处理器4、电机5，电池1、驱动电路模块2、控制开关3、电机5依次相电连接，驱动电路模块2与微处理器4相连接，电池1分别与控制开关3、微处理器4相连接，控制开关3与微处理器4输入端相连接。
所述的驱动电路模块2为微处理器4提供电流信息，微处理器4为驱动电路模块2提供开关信号。
控制开关3内部分开两个部分，一个开关对电路供电，并对微处理器4提供电池1的电压信息，另一个由驱动电路模块2供电并由控制开关3控制电机5的转动快慢。
驱动电路模块2包含电流采样电路和大功率场效益管，采样电路由大小为几毫欧的合金电阻采样，经过运算放大器放大，再送到微处理器进行处理，大功率场效应管由微处理器4的开关信号控制，负责供电到控制开关3的控制电机部分。
电池内部含有热敏电阻，通过电阻网络转为有用的电压信息供给微处理器4。
微处理器4是一个八位的高性能带模拟数字转换(ADC)的单片机，负责采样电压、电流和电池温度等信息，经过处理再对驱动电路模块2进行控制。
图2为本发明的流程控制方框示意图：流程控制的思路是结合实际的因数，对电机5的功率Pr在时间上作用在热功率上的积分得到作用在电机5的热功率Ev，并判断其是否超限制。
第一步，当控制开关3启动，开始对电路供电，驱动电路模块2打开对控制开关3、电机5部分的供电。
第二步，微处理器4收集电池1的实时温度Tr和实时电压Vr等信息，并判断是否属于正常范围。如果超出正常范围，***进入锁定状态，驱动电路模块2关断对控制开关3、电机5部分的供电，直到***不供电为止。
如果电池温度Tr和电压Vr正常，微处理器4继续收集电机5的电流信息，得到实时电流值Ir。
微处理器4将电池的实时的电压Vr和实时电流值Ir相乘，得到到达电机的实时功率Pr。
微处理器4通过实时功率Pr和卡钻功率常数Pm的对比，判断电钻是否卡住，卡钻功率常熟Pm是满负荷工作下电转卡住后的最低功率实验平均值。
当实时功率Pr没达到卡钻功率Pm时，电机5处于高速转动的状态，电机5自带的风扇能很好的把电机的热量散发出去，这个能量的平均散耗值定为Ex。作用在电机上的热能定义为Ev。由于作用在电机5上的能力大部分转化为动能，所以电机上的热量Ev没有增加多少，而是减少，减少量为热散耗Ex。所以Ev自身减去Ex得到新的Ev值。经过延时，再循环到第二步。
当实时功率Pr达到卡钻功率Pm时，电机处于极低速转动或者停转状态，电机5自带的风扇也基本不转动，电能少部分转为动能，而大部分转化成电机的热能，其能量Ea约等于Pr与当前***运行周期的时间Ta的乘积，电机的热能Ev的量就增加了Ea那么多，所以Ev自身加上Ea值，得到新的电机的热能值，在进入下一步。
微处理器4接下来比较电机5的热能值Ev是否达到了电，5能承受的最大值Emax，如果电机热能值Ev已经超过Emax，***将进入保护锁定，驱动电路模块2关断对开关控制电机部分的供电，直到***不供电为止。
如果电机5热能值Ev未达到极限值Emax，***将进入延时程序，使每个循环时间都为Ta。再进入第二步开始下一个循环。

Claims (2)

1.锂电池充电钻功率积分保护电路，其包括电池(1)、驱动电路模块(2)、控制开关(3)、微处理器(4)、电机(5)，其特征在于：电池(1)、驱动电路模块(2)、控制开关(3)、电机(5)依次相电连接，驱动电路模块(2)与微处理器(4)相连接，电池(1)分别与控制开关(3)、微处理器(4)相连接，控制开关(3)与微处理器(4)输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的锂电池充电钻功率积分保护电路，其特征在于：所述的驱动电路模块(2)为微处理器(4)提供电流信息，微处理器(4)为驱动电路模块(2)提供开关信号。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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