CN213342062U - 一种电动工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动工具。包括：电源、操作开关、控制模块、逆变电路及尖峰电压检测模块，所述逆变电路包括多个桥臂，所述多个桥臂分别包括上开关管和下开关管，所述控制模块检测到所述操作开关的断开信号时，控制所述逆变电路的至少两个上开关管或至少两个下开关管以小于百分百的第一占空比导通，进行制动，所述尖峰电压检测模块检测的电压高于内部存储的预设值时，所述控制模块控制所述至少两个上开关管或至少两个下开关管以百分百导通，进行制动。本实用新型专利通过对制动进行控制，可实现缓制动，减小停机噪声，同时能够防止尖峰电压击穿开关管，工具寿命长。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种电动工具，特别涉及一种电动工具的控制领域。
【背景技术】
无刷电动工具通常采用的制动方式有短接制动，将逆变电路的上开关管或下开关管进行导通，使电机定子绕组短路，电机的动能消耗在短接的定子绕组上，无刷电机的动能被快速释放，但市面上的电动工具采用直接刹车的方式，使无刷电机瞬时产生极大地制动力矩，会导致工具的反作用力大，因此在工具停机时，对其进行缓刹车，即重复通断上开关管或下开关管，能够起到缓慢刹车的作用，减小反作用力且工具的噪音也因此会被减小，但是反复的通断开关管，会使绕组两端产生很高的尖峰电压，容易击穿开关管，影响工具寿命。
请参阅于2020年03月13日公告的中国实用新型专利申请第CN210139370U号，其揭示了在开关断开时，控制部使下开关元件的至少一个或上开关元件的至少一个继续导通进行第一制动控制(占空比100％)，在转速达到规定转速以下时，控制上述开关元件反复地导通及断开进行第二制动控制(占空比40％)，直至电机停止，其起初的制动力大，且未对尖峰电压进行控制，容易击穿开关元件，工具寿命短。
因此，有必要设计一种可抑制尖峰电压的电动工具，以解决上述问题。
【实用新型内容】
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种延长寿命的电动工具。
本实用新型解决现有技术问题可采用如下技术方案：包括：电源、壳体、操作开关、安装于所述壳体内的电机及控制电路板，所述控制电路板包括控制模块、连接于所述控制模块与所述电机之间的逆变电路及连接于所述电源之间的尖峰电压检测模块，所述逆变电路包括多个桥臂，所述多个桥臂分别包括上开关管和下开关管，所述操作开关发送开关信号给所述控制模块，所述控制模块存储有预设值，所述控制模块检测到所述操作开关的断开信号时，控制所述逆变电路的至少两个上开关管或至少两个下开关管以小于百分百的第一占空比导通，进行制动，所述尖峰电压检测模块检测的电压高于所述预设值时，所述控制模块控制所述至少两个上开关管或至少两个下开关管以百分百的第二占空比导通，进行制动。
进一步改进方案为：所述尖峰电压检测模块包括连接于所述电源之间的分压电路，所述分压电路包括串联的第一电阻及第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻的连接处连接于所述控制模块，所述控制模块检测尖峰电压。
进一步改进方案为：所述逆变电路包括三个桥臂，所述每个桥臂包括所述上开关管和所述下开关管，制动时，所述控制模块控制三个所述下开关管导通。
进一步改进方案为：所述电机与所述控制模块之间连接有过零检测电路，所述控制模块根据所述过零检测电路检测所述电机转速，所述操作开关断开时，所述电机具有停机转速，所述第一占空比与所述停机转速成正相关。
进一步改进方案为：所述第一占空比为固定的。
进一步改进方案为：所述第一占空比为50％。
进一步改进方案为：所述第一占空比逐渐增加。
进一步改进方案为：所述开关管为MOS管。
进一步改进方案为：所述电机为无刷电机。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：控制模块检测到操作开关的断开信号时，控制逆变电路的至少两个上开关管或至少两个下开关管以小于百分百的第一占空比导通，进行制动，连接于电源之间的尖峰电压检测模块检测的电压高于控制器内部存储的预设值时，所述控制模块控制所述至少两个上开关管或至少两个下开关管以百分百的第二占空比导通，进行制动。通过改变制动信号，使工具进行缓制动，减小停机噪音，同时能够防止尖峰电压击穿开关管，工具寿命长。
【附图说明】
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明:
图1是本实用新型电动工具的整体结构图；
图2是本实用新型电动工具的电路图；
图3是本实用新型第一实施方式的制动控制及尖峰电压的时序图；
图4是本实用新型第二实施方式的制动控制及尖峰电压的时序图。
图中附图标记的含义：
1、壳体 2、电池包 3、操作开关 4、电机 5、控制模块 6、逆变电路 7、尖峰电压检测模块 8、过零检测电路
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
请参阅图1和图2所示，为本实用新型涉及一种电动工具，包括壳体1、连接于所述壳体1的电池包2、安装于所述壳体1上的操作开关3、安装于所述壳体1内的电机4及控制电路板，所述电池包2作为电源给所述电动工具供电，所述控制电路板包括控制模块5、连接于所述控制模块5与所述电机4之间的逆变电路6及连接于所述电源之间的尖峰电压检测模块7，所述逆变电路6包括多个桥臂，所述多个桥臂分别包括上开关管和下开关管，所述操作开关3电连接于所述控制模块5，所述控制模块5接收到所述操作开关3的断开信号时，控制所述逆变电路6的至少两个上开关管或至少两个下开关管以小于百分百的第一占空比导通，进行制动，且所述尖峰电压检测模块7检测的电压高于所述控制模块5内部存储的预设值时，所述控制模块5控制所述逆变电路6的至少两个上开关管或至少两个下开关管以百分百的第二占空比导通，进行制动。
请参阅图2所示，为本实用新型电动工具的电路图，所述逆变电路6包括连接于电源正负极之间的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂，所述第一桥臂由串联连接的第一开关管Q1(也称上开关)和第四开关管Q4(也称下开关)组成；所述第二桥臂由串联连接的第二开关管Q2(也称上开关)和第五开关管Q5(也称下开关)组成；所述第三桥臂由串联连接的第三开关管Q3(也称上开关)和第六开关管Q6(也称下开关)组成，所述每一上开关管及下开关管分别反向并联有二极管D1～D6；所述电机4为无刷电机，所述无刷电机包括第一相绕组U、第二相绕组V和第三相绕组W，所述每相绕组首尾相连，且每相绕组分别有一端引出连接所述第一桥臂的中点、所述第二桥臂的中点及所述第三桥臂的中点，当然，所述电机4的绕组也可以为星形连接。同时，所述电机4的三相绕组与所述控制模块5之间连接有过零检测电路8，所述控制模块5根据所述过零检测电路8检测所述电机4转速。所述尖峰电压检测模块7包括连接于所述电源之间的分压电路，所述分压电路包括串联的第一电阻R1及第二电阻R2，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的连接处连接于所述控制模块5，所述控制模块5检测尖峰电压。
请参阅图3所示，为本实用新型第一实施方式的制动控制及尖峰电压的时序图，所述电机4在所述操作开关3断开时，具有停机转速，当所述操作开关3在t0时断开，所述控制模块5检测到所述操作开关3的断开信号，首先，控制模块5使所述逆变电路6的六个开关管断开，并开始进行制动，所述控制模块5内部存储有不同转速对应的占空比，所述第一占空比与所述停机转速成正相关，即所述停机转速高，所述第一占空比高，所述停机转速低，所述第一占空比低，所述控制模块5控制三个下开关管Q4、Q5、Q6以小于百分百的第一占空比进行导通，所述下开关管Q4、Q5、Q6通过所述第一占空比进行反复的通断可实现所述电机4的缓慢制动，本实施方式的第一占空比固定为50％。由于所述下开关管Q4、Q5、Q6反复的通断，且电机绕组的电流不能突变，在断开所述下开关管Q4、Q5、Q6时，电机绕组两端形成很高的感应电动势，容易导致开关管击穿，因此，所述控制模块5内部还存储有预设值U1，所述控制模块5通过检测所述第二电阻R2的分压值与所述预设值U1进行比较，该电压值与电机绕组两端的感应电动势成正比例，所述感应电动势高，该电压值高，当在t1时刻，当所述电压U2达到所述预设值U1，所述控制模块5控制三个所述下开关管Q4、Q5、Q6以100％的占空比进行制动，此时，所述电机4的三相绕组通过三个所述下开关管Q4、Q5、Q6形成的短路回路消耗能量，从而实现快速制动，同时，绕组两端的电压被拉低，可防止开关管被击穿。本实施方式中，由于所述开关管的耐压值为40V，所以感应电动势设为35V，即对应的所述预设值U1设为27V。当然制动时也可以使上开关管的两个或三个导通进行制动，或使下开关管的两个导通进行制动，该控制既能够实现缓慢制动、减小工具噪音，又能防止尖峰电压击穿开关管，提高工具寿命。
如图4所示，为本实用新型第二实施方式的制动控制及尖峰电压的时序图，当所述操作开关3在t0时断开，所述控制模块5使所述逆变电路6的六个开关管断开，并开始进行制动，所述第一占空比逐渐增加，所述控制模块5检测电机转速使上开关管维持断开，反复的通断所述三个下开关管Q4、Q5、Q6，所述电机4开始缓慢制动，当然，所述第一占空比也可逐渐减小，当在t1时刻，所述尖峰电压检测模块7检测的电压达到所述预设值U1，所述控制模块5控制三个所述下开关管Q4、Q5、Q6以100％的占空比进行制动，实现快速制动，该控制既能够实现缓慢制动、减小工具噪音，又能防止尖峰电压击穿开关管，提高工具寿命。
本实用新型的控制模块5检测到操作开关3的断开信号时，控制逆变电路6的至少两个上开关管或至少两个下开关管以小于百分百的第一占空比导通，进行制动，连接于电源之间的尖峰电压检测模块7检测的电压高于控制器内部存储的预设值时，所述控制模块5控制所述至少两个上开关管或至少两个下开关管以百分百的第二占空比导通，进行制动。通过改变制动信号，使工具进行缓制动，减小停机噪音，同时能够防止尖峰电压击穿开关管，工具寿命长。
本实用新型不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本实用新型原理和范畴的前提下，本实用新型的电动工具还有其他很多的替代方案。本实用新型的保护范围以权利要求书的内容为准。
Claims (9)
1.一种电动工具，包括：电源、壳体、操作开关、安装于所述壳体内的电机及控制电路板，所述控制电路板包括控制模块、连接于所述控制模块与所述电机之间的逆变电路及连接于所述电源之间的尖峰电压检测模块，所述逆变电路包括多个桥臂，所述多个桥臂分别包括上开关管和下开关管，所述操作开关发送开关信号给所述控制模块；其特征在于：所述控制模块存储有预设值，所述控制模块检测到所述操作开关的断开信号时，控制所述逆变电路的至少两个上开关管或至少两个下开关管以小于百分百的第一占空比导通，进行制动，所述尖峰电压检测模块检测的电压高于所述预设值时，所述控制模块控制所述至少两个上开关管或至少两个下开关管以百分百的第二占空比导通，进行制动。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述尖峰电压检测模块包括连接于所述电源之间的分压电路，所述分压电路包括串联的第一电阻及第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻的连接处连接于所述控制模块，所述控制模块检测尖峰电压。
3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述逆变电路包括三个桥臂，所述每个桥臂包括所述上开关管和所述下开关管，制动时，所述控制模块控制三个所述下开关管导通。
4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述电机与所述控制模块之间连接有过零检测电路，所述控制模块根据所述过零检测电路检测所述电机转速，所述操作开关断开时，所述电机具有停机转速，所述第一占空比与所述停机转速成正相关。
5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：所述第一占空比为固定的。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于：所述第一占空比为50％。
7.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：所述第一占空比逐渐增加。
8.根据权利要求6或7所述的电动工具，其特征在于：所述开关管为MOS管。
9.根据权利要求6或7所述的电动工具，其特征在于：所述电机为无刷电机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022197037.1U CN213342062U (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种电动工具 |
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| CN202022197037.1U CN213342062U (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种电动工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213342062U true CN213342062U (zh) | 2021-06-01 |
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ID=76069137
Family Applications (1)
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| CN202022197037.1U Active CN213342062U (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种电动工具 |
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| CN (1) | CN213342062U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024016536A1 (zh) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 江苏东成工具科技有限公司 | 无刷直流电机刹车***及方法 |
| WO2024093817A1 (zh) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | 江苏东成工具科技有限公司 | 一种刹车控制方法、控制装置及计算机可读介质 |
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2020
- 2020-09-29 CN CN202022197037.1U patent/CN213342062U/zh active Active
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