CN110932233B - 电动工具及其控制方法 - Google Patents

电动工具及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110932233B
CN110932233B CN201811085428.5A CN201811085428A CN110932233B CN 110932233 B CN110932233 B CN 110932233B CN 201811085428 A CN201811085428 A CN 201811085428A CN 110932233 B CN110932233 B CN 110932233B
Authority
CN
China
Prior art keywords
driving
circuit
power
switch
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811085428.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110932233A (zh
Inventor
杨玉伟
聂红松
段俊雅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Chervon Industry Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Chervon Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Chervon Industry Co Ltd filed Critical Nanjing Chervon Industry Co Ltd
Priority to CN201811085428.5A priority Critical patent/CN110932233B/zh
Publication of CN110932233A publication Critical patent/CN110932233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110932233B publication Critical patent/CN110932233B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0844Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0822Integrated protection, motor control centres
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0838Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements with H-bridge circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电动工具及其控制方法,通过两个支路分别独立控制对驱动电路的供电以及对控制单元的供电。由于上述两支路不经过电动工具主回路,因此流经其的电流较小,不易打火,可采用信号开关进行控制,以避免大电流开关触点因承载过大电流而出现变形、失效的问题。两种支路互补地对电机驱动进行控制,解除电机驱动锁定时,方案健壮性更高,可有效防止元件失效时误解锁,进一步提高电动工具的安全性。

Description

电动工具及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动工具领域,具体涉及一种能够避免开关控制失效的电动工具。
背景技术
角磨、圆锯等电动工具,其工作电流较大,该较大工作电流通常由设置于主回路上的实体开关承载,大电流实体开关的触点容易产生火花,导致触点变形或失效,存在安全隐患。
一种解决方式是将大电流开关替换为信号开关,信号开关不经过电动工具主回路,流经其的电流较小,不易打火。但信号开关通常采用软件方式判断其通断状态,如果软件运行故障的情况下,会造成判断错误,使电动工具误启动、或无法停止运转。
对于角磨、圆锯等电动工具,在使用过程中一旦出现堵转、过载等状况,为避免控制电机运转的驱动电路中的半导体开关元件因承受过高的异常电流而烧毁,需要将电动工具设置进入保护状态,锁定电机驱动。电机驱动被锁定的情况下,需要重新操作开关才能够实现解锁。解锁过程,传统的做法是通过上述软件检测信号开关是否被触动而实现。但这样存在一定的风险。在极端情况,一旦软件锁定失效,电动工具就将变得不受控制,甚至有可能误解锁,造成电动工具不受控地自行运转,产生危险。
因此,目前急需一种健壮性更高的、能够避免开关控制失效的解除电机驱动锁定的方案,防止误解锁,进一步提高电动工具的安全性。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种解除电机驱动锁定的方法、电路及应用其的电动工具。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
本发明首先提供一种电动工具,包括:壳体;电机,容纳于所述壳体内,所述电机包括定子和转子;解锁开关,设置于所述壳体表面上,供用户按下以使所述电机运转;电机轴,由所述电机的转子驱动;工具附件轴,用于支持并驱动工具附件;传动装置,用于连接所述电机轴至所述工具附件轴;驱动电路,用以驱动所述电机的转子运转;控制单元,用以输出驱动信号控制所述驱动电路工作;电源电路,为所述电机、驱动电路、控制单元供电;其中,所述电动工具包括设置在电源电路与控制单元之间的控制单元电源支路,以及设置在电源电路与驱动电路之间的驱动电路电源支路,所述驱动电路电源支路包括与解锁开关关联的第一信号开关,所述控制单元电源支路包括与解锁开关关联的第二信号开关,当所述解锁开关被按下时,触发所述驱动电路电源支路上的第一信号开关和所述控制单元电源支路上的第二信号开关,使得控制单元得以控制驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转。
可选的,上述电动工具中,所述电动工具还包括功率驱动单元,所述功率驱动单元用以接收所述控制单元输出的驱动信号,根据所述驱动信号控制所述驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路,所述上桥驱动自举电路的输出端连接所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路的驱动脚。
本发明还提供另一种电动工具,包括:电机,所述电机包括定子和转子;以及传动装置,所述传动装置可操作地与所述转子联接,用于驱动所述工具附件以对工件进行作业;驱动电路,用以控制所述电机的转子运转,驱动电路包括上桥开关元件和下桥开关元件;控制单元,用以输出驱动信号以控制所述驱动电路;电源电路,为所述电机、驱动电路、控制单元供电;其中,所述电动工具包括设置在电源电路与控制单元之间的控制单元电源支路,以及设置在电源电路与驱动电路之间的驱动电路电源支路,所述驱动电路电源支路包括第一开关,所述控制单元电源支路包括第二开关,当所述驱动电路电源支路上的第一开关和所述控制单元电源支路上的第二开关都被触发时,使得控制单元得以控制驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转。
可选的,上述的电动工具中,所述第一开关、所述第二开关为信号开关。
可选的,上述的电动工具中,所述第一开关与所述第二开关联动地导通或断开。
可选的,上述的电动工具中,所述电动工具还包括功率驱动单元,所述功率驱动单元用以接收所述控制单元输出的驱动信号,根据所述驱动信号控制所述驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路,所述上桥驱动自举电路的输出端连接所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路的驱动脚。
可选的,上述的电动工具中,所述电动工具还包括功率驱动单元,所述功率驱动单元用以接收所述控制单元输出的驱动信号,根据所述驱动信号控制所述驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路,所述上桥驱动自举电路的输出端连接至所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路的驱动脚;所述上桥驱动自举电路包括有第一储能元件,所述第一储能元件由所述控制单元控制充电,以提供所述驱动电路中上桥开关元件的驱动电压。
可选的,上述的电动工具中,所述控制单元电源支路进一步包括第二储能元件,所述第二储能元件由所述第二信号开关控制,在所述第二信号开关被触发时储能,在撤销对所述第二信号开关的触发时放电,以维持所述控制单元在放电周期内工作,使所述控制单元在放电周期结束后关闭。
可选的,上述电动工具中,所述控制单元包括单片机或微控制器(MCU),ARM芯片(高效能RISC(reduced instruction set computing,精简指令集计算)微处理器,Advanced RISC Machine),DSP芯片(通用数字信号处理器)中的任意一种或组合。
上述电动工具包括但不限于圆锯、角磨、台锯、电动扳手或电钻。
对于上述的电动工具,其中的所述电机可选择为电机。
本发明还提供一种解除电动工具中电机驱动锁定的电路,包括驱动电路电源支路和控制单元电源支路;所述驱动电路电源支路用于输出电压,以驱动所述驱动电路;所述控制单元电源支路用于输出电压,以维持所述控制单元工作;其中,所述驱动电路电源支路包括有第一信号开关,所述控制单元电源支路包括有第二信号开关;所述驱动电路电源支路、所述控制单元电源支路相互独立;当所述驱动电路电源支路上的第一信号开关和所述控制单元电源支路上的第二信号开关都被触发时,使得所述控制单元得以控制驱动电路工作以驱动所述电动工具运转。
可选的,上述的解除电动工具中电机驱动锁定的电路,其中所述第一信号开关与所述第二信号开关联动地导通或断开。
此外,本发明同时提供一种用于上述电动工具的控制方法,所述电动工具包括驱动电路和控制单元,所述的控制方法包括如下步骤:检测第一开关、第二开关的状态;分别根据所述第一开关与所述第二开关控制所述驱动电路电源支路和所述控制单元电源支路处于工作状态或断电状态。当所述驱动电路电源支路上的第一信号开关和所述控制单元电源支路上的第二信号开关都被触发时,使得所述电动工具运转。
可选的,上述第一开关与所述第二开关由解锁开关联动地触发导通或断开。
可选的,上述第一开关、所述第二开关为信号开关
有益效果
本发明解除电机驱动锁定的方法、电路及应用其的电动工具,通过两个支路分别独立控制对驱动电路的供电以及对控制单元的供电。由于上述两支路不经过电动工具主回路,因此流经其的电流较小,不易打火,可采用信号开关进行控制,以避免大电流开关触点因承载过大电流而出现变形、失效的问题。
本发明中,通过两个独立支路互补地对电机驱动进行控制,解除电机驱动锁定时,方案健壮性更高。这是因为,本发明中,仅在两个信号开关均导通的状态下,才能够使所述控制单元和驱动电路同时工作。仅在两个信号开关均导通的状态下,才能够使所述控制单元控制驱动电路输出开关信号,以驱动所述电机运转。任一信号开关的故障均会阻止驱动电路输出开关信号,进而关闭对电机的驱动。由此,可有效防止电动工具因元件失效而误解锁,进一步提高电动工具的安全性。
进一步,本发明所述解除电机驱动锁定的电路结构简单,各电路模块设计相对独立,仅通过增加两个联动的信号开关即可实现对电动工具的控制。本发明所提供的装置能够应用于绝大多数电动工具。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的电动工具的结构示意图;
图2为本发明第一实施例中的电动工具的电路***示意图;
图3为本发明第一实施例中的电动工具的上桥驱动自举电路的原理图;
图4为本发明第二实施例中的电动工具的结构示意图;
图5为本发明第二实施例中的电动工具的电路***示意图;
图6为本发明第二实施例中的电动工具的控制流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
在本发明的一种实施例中,提供如图1所示的一种电动工具10,包括:壳体11,壳体表面设置有解锁开关UL;电机12,设置于所述壳体11内,包括定子和转子;电机轴(未示出),由所述电机12的转子驱动;护罩14,与所述壳体11连接;输出轴(未示出),设置于所述护罩14内;锯片16,至少部分由所述护罩14覆盖,由所述输出轴驱动;传动装置,用于连接所述电机轴与所述输出轴。
所述电动工具10的运行还需要依赖于电路元件的控制,电路元件安装于PCB电路板上,PCB电路板安装于壳体11内,并与电机12电性连接。参照图2所示,PCB电路板内主要包括有以下模块:控制单元21,用以输出驱动信号控制所述驱动电路22工作;驱动电路22,所述驱动电路22用于输出开关信号,控制所述电机12的转子运转;电源电路23,为所述电机12、驱动电路22、控制单元21供电;还包括:驱动电路电源支路24和控制单元电源支路25。所述控制单元电源支路25设置在电源电路23与控制单元之间,所述驱动电路电源支路24设置在电源电路23与驱动电路22之间。所述驱动电路电源支路24包括与解锁开关UL关联的第一信号开关SW1,所述控制单元电源支路25包括与解锁开关UL关联的第二信号开关SW2,当所述解锁开关UL被按下时,触发所述驱动电路电源支路24上的第一信号开关SW1和所述控制单元电源支路25上的第二信号开关SW2,使得控制单元21得以控制驱动电路22工作以驱动所述电机12的转子运转。在一些实施例中,电机12为无刷电机。
所述电动工具10还包括功率驱动单元,功率驱动单元用以接收所述控制单元21输出的驱动信号,且根据所述驱动信号控制所述驱动电路22工作以驱动所述电机12的转子运转。所述功率驱动单元可以是集成到控制单元21内部的电路单元或电子部件,也可以是外置于控制单元21,且与控制单元21电连接的电路单元或电子部件。
所述驱动电路电源支路24进一步包括上桥驱动自举电路241,所述上桥驱动自举电路241的输出端连接所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路22的驱动脚。所述的驱动脚为驱动电路中各个开关元件的控制端。
参考图2所示的实施方式,当所述解锁开关UL被按下时,触发所述驱动电路电源支路24上的第一信号开关SW1和所述控制单元电源支路25上的第二信号开关SW2。第一信号开关SW1使得上桥驱动自举电路241工作,周期性地储能或输出高电压,以驱动所述驱动电路22。第二信号开关SW2使得控制单元电源支路25工作,以维持所述控制单元21工作。由此,控制单元21工作,以输出控制信号控制驱动电路22工作,驱动电路22受控制单元21控制输出驱动信号以驱动所述电机12的转子运转。
本实施例中,所述控制单元21可采用专用的控制芯片(例如,MCU,微控制单元,Microcontroller Unit),利用控制芯片内部的功能电路,如功率驱动单元211提升其输出信号的驱动能力。
参考图2所示,作为控制单元电源支路25的一种实现形式,该支路可包括第二储能元件C2,所述第二储能元件C2由所述第二信号开关SW2控制,在所述第二信号开关SW2被触发时储能,在撤销对所述第二信号开关SW2的触发时通过Q管放电,以维持所述控制单元21在放电周期内工作,使所述控制单元21在放电周期结束后关闭。作为一种实现方式,该第二储能元件C2具体可选择为一种电容。该电容的容值可根据控制单元21关闭前所需的刹车控制的时间以及数据存储的时间而确定。
本实施例中的驱动电路22,与所述电机12的三相电极电连接,驱动所述电机12运转。本实施例中的驱动电路22可采用三相开关电路的方式实现,用于根据所述控制单元21,具体,根据所选控制芯片内的功率驱动单元211所输出的驱动信号,驱动电机12的三相电极,以控制所述电机12的转子运转。如图2所示,开关电路包括开关元件VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6,开关元件VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6组成三相桥电路。在此,我们定义VT1、VT2、VT3为各相电桥的上桥开关元件,VT4、VT5、VT6为各相电桥的下桥开关元件。各相桥电路的上桥开关元件和下桥开关元件,例如,上桥开关元件VT1和下桥开关元件VT4与第一相绕组连接,上桥开关元件VT2和下桥开关元件VT5与第二相绕组连接,上桥开关元件VT3和下桥开关元件VT6与第三相绕组连接。开关元件VT1-VT6 以场效应管为例,其栅极端作为开关电路的输入端,分别与功率驱动单元211的输出端电性连接,开关元件的每个漏极或源极分别与电机12的定子绕组电连接。开关元件VT1-VT6依次按照驱动电路22输出的驱动信号改变导通状态,从而改变加载在电机12绕组上的电压的状态,产生交变的磁场,驱动所述电机12转子运转。开关元件VT1-VT6也可相应地选择为IGBT晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)或其他开关元件。
具体而言,以无刷电机为例,上述开关电路为了使无刷电机转动,具有多个驱动状态,在一个驱动状态下无刷电机的定子绕组会对应产生一个磁场,驱动电路22被配置为依据无刷电机的转子转动位置输出相应的驱动信号至开关电路以使开关电路切换驱动状态,从而使定子产生的磁场转动以驱动转子转动,实现对无刷电机的驱动。其中,无刷电机的转子转动位置,在本实施例中可通过电阻R2所采集的无刷电机的母线流经位置估算获得。此外,无刷电机的转子转动位置,还可直接通过设置于无刷电机附近的传感器直接获得。本领域技术人员可知,对于选用有刷电机的场景,驱动电路22以及开关电路的工作方式类似。
作为所述驱动电路电源支路24的一种实现形式,该支路可包括上桥驱动自举电路241,具体地,所述上桥驱动自举电路241可以是如图3所示的一种实施方式,所述上桥驱动自举电路241的输出端连接所述功率驱动单元211的输入端,所述功率驱动单元211的输出端连接所述驱动电路22的驱动脚。所述上桥驱动自举电路包括有第一储能元件C1,所述第一储能元件由所述控制单元21控制,周期性地储能或输出高电压,以驱动所述驱动电路22。第一储能元件C1具体可选择为一种电容、电感或者特殊的二极管等。
上桥驱动自举电路241实现方式如下:上桥驱动自举电路241的DRB、 DRS两个引脚与控制单元21电连接,具体地,与功率驱动单元211电连接。控制单元21通过控制下桥开关元件的导通或关断,对储能元件C进行充电或放电。储能元件C通过DRB、 DRS两个引脚以及功率驱动单元211提供给上桥开关元件的控制电压相对下桥开关元件控制电压更高的电压。
第一储能元件C1的选择可根据电源电路23的输出电压以及驱动电路22的驱动电压而决定,保证驱动电路22能够被控制单元21驱动。上桥驱动自举电路241的控制端N电连接至驱动电路22中每相上桥开关元件和下桥开关元件的公共端。
在一些具体的实施方式中, 上桥驱动自举电路241包括控制端、输入端和输出端。所述的上桥驱动自举电路241的输入端电连接至12V电源。所述的12V电源来自电源电路23的输出。上桥驱动自举电路241通过信号开关SW1与电源电路23实现电连接或断开电连接。
上桥驱动自举电路的输出端,电连接至功率驱动单元211,以通过所述功率驱动单元提供所述驱动电路22的所述上桥开关元件的电压;所述上桥驱动自举电路241的输出端包括第一输出端DRB和第二输出端DRS。
第一储能元件C1电连接在所述第一输出端DRB和第二输出端DRS之间,并且所述第一储能元件C1的一端电连接至上桥驱动自举电路241的输入端,另一端通过电连接至上桥驱动自举电路的控制端N;第一储能元件C1通过上桥驱动自举电路241的控制端N电连接至所述驱动电路22的上桥开关元件和下桥开关元件之间的公共端。
具体地,上桥自举驱动电路的两个输出端DRB和DRS,其对应的电连接到功率控制单元21,具体地,电连接至功率驱动单元211的DRB和DRS 这两个端口或引脚上。
功率驱动单元211包括信号输出端,信号输出端包括上桥驱动信号端以及下桥驱动信号端,其中上桥驱动信号端与驱动电路22的上桥开关元件的控制端电连接,下桥驱动信号端与下桥开关元件的控制端电连接。所述的上桥驱动信号端在做输出驱动时的信号高为引脚DRB上的电压,信号低为DRS上的电压。
具体电路实现方式如下:由于上桥自举驱动电路的储能元件C1的一端电连接至12V电源(也即是通过信号开关SW1,另一端通过控制端电连接至上桥开关元件和下桥开关元件之间的公共端),电源电路23可通过控制单元21控制下桥驱动开关导通或关断来对储能元件C进行周期性地充电。控制单元21的功率驱动单元211与上桥自举驱动电路的第一输出端DRB和第二输出端DRS电连接,储能元件C的两端电压可通过功率驱动单元311的上桥驱动信号端为上桥开关元件提供高电压和低电压,以实现对驱动电路22中上桥驱动开关的驱动。在本实施例中,所述的上桥驱动自举电路包括三个如图3所示的电路,每个上桥驱动自举电路对应一相桥电路。每个上桥驱动自举电路的连接方式和协同工作方式如上所述。
以场效应管为例,驱动电路22中各个上桥驱动开关的栅极电压电连接至功率驱动单元311中对应的上桥驱动信号端,当上桥驱动信号端信号为高电压信号时,上桥驱动开关导通,从而实现对驱动电路22中上桥驱动开关的驱动。
本实施例中电动工具的供电电源,具体可选择为电池包17,电池包17配合相应的电源电路23,如DC-DC转换芯片,为所述电机12、驱动电路电源支路23、控制单元电源支路25供电。本领域技术人员应当理解,供电电源并不限于使用电池包的场景,还可通过市电、交流电源,配合相应的整流、滤波和调压电路,实现对各电路元件的供电。
上述的电动工具10,由于两个信号开关无需承载电源输出的大电流,因此,可解决电流过大对开关触点的损伤。因而,上述的电机驱动解锁方案尤其适合应用于使用蜗轮蜗杆作为传动装置的电动工具,如圆锯。使用蜗轮蜗杆的电动工具,由于其机械结构需更大扭矩才能够被有效驱动,因此,其电路主回路上电流能够达到50A~100A,现有的开关解锁电路极易在这种电流输出条件下而损毁失效。采用本方案能够解决开关失效的问题。
在本发明的另一种实施方式中,提供图4所示的一种电动工具40。以角磨为例,包括:壳体41;电机42,设置于所述壳体内,包括定子和转子;电机轴43,由所述电机的转子驱动;护罩44,与所述壳体41连接;输出轴45,设置于所述护罩44内;作业装置,如角磨的打磨盘46,至少部分由所述护罩44覆盖,由所述输出轴45驱动;传动装置47,用于连接所述电机轴43与所述输出轴45。所述传动装置47包括但不限于涡轮、蜗杆、齿轮箱等。
所述电动工具40的运行还需要依赖于电路元件的控制。电路元件安装于PCB电路板上,PCB电路板48安装于壳体41内,并与电机42电性连接。参照图5所示,PCB电路板内主要包括有以下模块:控制单元51,用于输出驱动信号,驱动信号经功率驱动单元56缓冲后输出至驱动电路52以控制驱动电路52;功率驱动单元56用于提高控制单元51输出的驱动信号的带载能力;驱动电路52,所述驱动电路52用于输出开关信号,控制所述电机42的转子运转;电源电路53,为所述电机42、驱动电路52、控制单元51供电;还包括:驱动电路电源支路54和控制单元电源支路55。所述控制单元电源支路55设置在电源电路53与控制单元51之间,所述驱动电路电源支路54设置在电源电路53与驱动电路52之间。所述驱动电路电源支路54包括第一开关SW3,所述控制单元电源支路55包括第二开关SW4,当所述驱动电路电源支路54上的第一开关SW3和所述控制单元电源支路55上的第二开关SW4均被触发时,使得控制单元51得以控制驱动电路52工作以驱动所述电机42的转子运转。
所述驱动电路电源支路54进一步包括上桥驱动自举电路541,所述上桥驱动自举电路541的输出端连接所述功率驱动单元56的输入端,所述功率驱动单元56的输出端连接所述驱动电路22的驱动脚。
其中,所述功率驱动电路56也可采用设置在控制单元芯片内部的片内驱动电路实现。
所述的电动工具40中,第一开关SW3或第二开关SW4可选择为实体开关,在一个较佳的实施例中,可选择为信号开关。信号开关可通过机械结构,如,解锁开关UL或解锁机构或电动工具40的主开关,联动地被触发。第一开关SW3或第二开关SW4都被触发后,控制单元51以及上桥自举电路541均获得电压供给,开始工作。
上桥驱动自举电路541的电路构成及其协同工作方式与上一实施例相同,此处不再赘述。
对于上述的电动工具,其中的所述电机具体可选用无刷电机。无刷电机的电机轴连传动装置,通过传动装置驱动作业装置运转。具体,作业装置包括但不限于电钻的钻头,角磨的磨片,往复锯的抬刀机构、锯条,圆锯的锯片,抛光机的海绵或抛光盘,螺丝批的螺丝头,扳手的螺旋槽、冲击机构,搅拌机的搅拌棒,等。
上述电动工具包括但不限于圆锯、角磨、台锯、电动扳手或电钻。电动工具机械结构部分无需改动,仅在其PCB电路板上增加上述硬件电路结构即可。硬件电路内具体元件参数,本领域技术人员可根据具体电动工具的参数进行相应选择。
此外,针对上述的解除电动工具中电机驱动锁定的技术,本发明还对应提出一种解除电动工具中电机驱动锁定的方法,参考图6所示流程图,该方法包括以下步骤:
S1:检测第一信号开关、第二信号开关的状态;
S2:根据第一信号开关与第二信号开关的状态,分别控制驱动电路电源支路和控制单元电源支路处于工作状态或断电状态;
S3:当驱动电路电源支路上的第一信号开关和控制单元电源支路上的第二信号开关都被触发时,使电动工具运转。
上述方法中,通过设置相互独立的至少两支路,分别以两个开关的通断状态,控制对控制单元的供电以及对驱动电路的供电。由此,使得控制单元与驱动电路所形成的驱动信号只有当两个开关均被触发时才能够有效地输出至电机,驱动电机运转。
由于控制单元、驱动电路以及电机之间串联的连接方式,可简单地以硬件方式控制对控制单元的供电以及对驱动电路的供电,由此实现“与”的逻辑。即,仅在两开关均被触发时才能够解除对电机的锁定,驱动电机运转。任意开关故障均将使相应的电路单元断电,由此,关闭对电机的驱动信号。
这种双通道的解锁方式,能够在任意检测电路失效时保持电动工具处于锁定状态、避免误解锁。双通道的两种检测方式形成互补,解除电机驱动锁定时,方案的健壮性更高,可有效防止元件失效时误解锁,进一步提高电动工具的安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动工具,包括:
壳体;
电机,容纳于所述壳体内,所述电机包括定子和转子;
解锁开关,设置于所述壳体表面上,供用户按下以使所述电机运转;
电机轴,由所述电机的转子驱动;
工具附件轴,用于支持并驱动工具附件;
传动装置,用于连接所述电机轴至所述工具附件轴;
驱动电路,用以驱动所述电机的转子运转;
控制单元,用以输出驱动信号控制所述驱动电路工作;
电源电路,为所述电机、驱动电路、控制单元供电;
其特征在于,所述电动工具包括设置在电源电路与控制单元之间的控制单元电源支路,以及设置在电源电路与驱动电路之间的驱动电路电源支路,所述驱动电路电源支路包括与解锁开关关联的第一信号开关,所述控制单元电源支路包括与解锁开关关联的第二信号开关,当所述解锁开关被按下时,触发所述驱动电路电源支路上的第一信号开关和所述控制单元电源支路上的第二信号开关,使得控制单元得以控制驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;所述第一信号开关与所述第二信号开关联动地导通或断开。
2.如权利要求1所述的电动工具,其特征在于,所述电动工具还包括功率驱动单元,所述功率驱动单元用以接收所述控制单元输出的驱动信号,根据所述驱动信号控制所述驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;
所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路,所述上桥驱动自举电路的输出端连接所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路的驱动脚。
3.一种电动工具,包括:
电机,所述电机包括定子和转子;以及
传动装置,所述传动装置可操作地与所述转子联接,用于驱动所述工具附件以对工件进行作业;
驱动电路,用以控制所述电机的转子运转;所述驱动电路包括上桥开关元件和下桥开关元件;
控制单元,用以输出驱动信号以控制所述驱动电路;
电源电路,为所述电机、驱动电路、控制单元供电;
其特征在于,
所述电动工具包括设置在电源电路与控制单元之间的控制单元电源支路,以及设置在电源电路与驱动电路之间的驱动电路电源支路,所述驱动电路电源支路包括第一开关,所述控制单元电源支路包括第二开关,当所述驱动电路电源支路上的第一开关和所述控制单元电源支路上的第二开关都被触发时,使得控制单元得以控制驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;所述第一开关和所述第二开关为信号开关;所述第一开关与所述第二开关联动地导通或断开。
4.如权利要求3所述的电动工具,其特征在于,所述电动工具还包括功率驱动单元,所述功率驱动单元用以接收所述控制单元输出的驱动信号,根据所述驱动信号控制所述驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;
所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路,所述上桥驱动自举电路的输出端连接所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路的驱动脚。
5.如权利要求3所述的电动工具,其特征在于,所述电动工具还包括功率驱动单元,所述功率驱动单元用以接收所述控制单元输出的驱动信号,根据所述驱动信号控制所述驱动电路工作以驱动所述电机的转子运转;
所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路,所述上桥驱动自举电路的输出端连接至所述功率驱动单元的输入端,所述功率驱动单元的输出端连接所述驱动电路的驱动脚;所述上桥驱动自举电路包括有第一储能元件,所述第一储能元件由所述控制单元控制充电,以提供所述驱动电路中上桥开关元件的驱动电压。
6.如权利要求3所述的电动工具,其特征在于,所述控制单元电源支路进一步包括第二储能元件,所述第二储能元件由所述第二开关控制,在所述第二开关被触发时储能,在撤销对所述第二开关的触发时放电,以维持所述控制单元在放电周期内工作。
7.一种用于权利要求3所述的电动工具的控制方法,所述电动工具包括驱动电路和控制单元,其特征在于,
所述控制方法包括如下步骤:
检测所述第一开关、第二开关的状态;
分别根据所述第一开关与所述第二开关控制所述驱动电路电源支路和所述控制单元电源支路处于工作状态或断电状态;所述第一开关、所述第二开关为信号开关;所述第一开关与所述第二开关由解锁开关联动地触发导通或断开。
CN201811085428.5A 2018-09-18 2018-09-18 电动工具及其控制方法 Active CN110932233B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811085428.5A CN110932233B (zh) 2018-09-18 2018-09-18 电动工具及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811085428.5A CN110932233B (zh) 2018-09-18 2018-09-18 电动工具及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110932233A CN110932233A (zh) 2020-03-27
CN110932233B true CN110932233B (zh) 2022-08-02

Family

ID=69855810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811085428.5A Active CN110932233B (zh) 2018-09-18 2018-09-18 电动工具及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110932233B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595033B (zh) * 2021-07-06 2024-06-21 昂宝电子(上海)有限公司 用于开关动作识别和异常上电识别的电路及方法
CN115580200B (zh) * 2021-07-06 2024-04-26 南京泉峰科技有限公司 电动工具及其驱动控制电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876323A (zh) * 2005-05-13 2006-12-13 布莱克和戴克公司 角磨
CN205141982U (zh) * 2015-11-12 2016-04-06 温州亿科电子有限公司 一种基于分立元器件的h桥驱动自举电路
CN106559025A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 德昌电机(深圳)有限公司 电动工具及其电机驱动***

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876323A (zh) * 2005-05-13 2006-12-13 布莱克和戴克公司 角磨
CN106559025A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 德昌电机(深圳)有限公司 电动工具及其电机驱动***
CN205141982U (zh) * 2015-11-12 2016-04-06 温州亿科电子有限公司 一种基于分立元器件的h桥驱动自举电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN110932233A (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8587230B2 (en) Method and system for prevention of motor reversal
CN110932233B (zh) 电动工具及其控制方法
US10717138B2 (en) Power tool
CN110434791B (zh) 冲击螺丝批以及电动工具
US11511387B2 (en) Electric tool
EP3666482B1 (en) Circular saw
US20200282508A1 (en) Power tool
US11938605B2 (en) Electric tool
CN113054887A (zh) 一种电动工具的过压保护电路、方法以及电动工具
CN110900502B (zh) 冲击扳手以及电动工具
US20190245464A1 (en) Power Tool and Control Method Thereof
US11223315B2 (en) Power tool
CN113224987B (zh) 一种电动工具的开机自检方法和电动工具
CN115580200B (zh) 电动工具及其驱动控制电路
CN114257157B (zh) 电动工具及其控制方法
JP2022072353A (ja) 電気機器
CN118264158A (zh) 电动工具及其控制方法
KR200202498Y1 (ko) 그라인더의 안전 장치
JP2024079479A (ja) 作業機
CN116961517A (zh) 电动工具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 211106 No. 529, 159, Jiangjun Avenue, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu Province

Applicant after: Nanjing Quanfeng Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 529, Jiangjun Avenue, Jiangning Economic and Technological Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province

Applicant before: NANJING CHERVON INDUSTRY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant