TWI489763B - 電動工具系統及電源裝置 - Google Patents

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Description

電動工具系統及電源裝置
本發明係有關於一種電動工具系統及一種在該電動工具系統中所提供之電源裝置。
藉由AC電力來驅動在日本專利申請案公開第2009-219428號中所揭露之一些傳統電動工具(諸如割草機)，其中該AC電力係從一AC商業電源直接被供應至該電動工具之AC馬達。
然而，由該AC電力所驅動之割草機具有不良的操作性，因為它們只能在所附電源線所允許之範圍內操作。
另一方面，具有其它在該項技藝中已知之割草機，它們能以從一電池組所供應之DC電力來驅動。然而，當使在此型態之割草機中所提供之馬達啟動時，會有大電流流入該電池組中。此大電流不利地影響該電池組之使用壽命。
有鑑於前面所述，本發明之一目的提供一種可攜式電動工具系統，其能在無法獲得一AC電源之區域中驅動一具有一AC馬達之電動工具。本發明之另一目的提供一種用於該電動工具系統中之電源裝置。
為了達成上述及其它目的，本發明提供一種電動工具系統，其包括：一電動工具，其包括一AC馬達；一可攜式電池組；以及一電源裝置，其轉換一從該可攜式電池組所供應之DC電力成為一AC電力，以供應該AC電力至該AC馬達。
較佳的是，該電動工具進一步包括一觸發開關(trigger switch)。該電源裝置包括：一換流器電路，其轉換從該可攜式電池組所供應之該DC電力成為該AC電力；以及一控制單元，其在操作該觸發裝置時，控制該換流器電路開始將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換成為該AC電力。該控制單元限制要被供應至該AC馬達之該AC電力，直到從操作該觸發開關起已經過一預定時間為止。
較佳的是，在操作該觸發開關後，該控制單元立即限制要被供應至該AC馬達之該AC電力。
較佳的是，該控制單元控制該換流器電路，增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至一目標電力。
較佳的是，該控制單元控制該換流器電路，以步階形式增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至該目標電力，直到從操作該觸發開關起已經過該預定時間為止。
較佳的是，該電源裝置進一步包括：一第一切換元件，其導通/截止以轉換從該可攜式電池組所供應之該DC電力成為一AC電力；以及一整流/平流電路，其轉換該第一切換元件所轉換之該AC電力成為一DC電力。該換流器電路轉換從該整流/平流電路所輸出之該DC電力成為要被供應至該AC馬達之該AC電力。該控制單元藉由改變該第一切換元件之切換工作(switching duty)來控制該換流器電路，以步階形式增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至該目標電力。
較佳的是，該換流器電路進一步包括複數個第二切換元件，其導通/截止，以轉換從該可攜式電池組所供應之該DC電力成為該AC電力。該控制單元藉由改變該複數個第二切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至該目標電力。
較佳的是，當該電池組之電池電壓小於一預定電壓時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
較佳的是，當測定在該電池組中發生過放電(overdischarge)時，該電池組傳送一過放電信號至該控制單元。當從該電池組接收該過放電信號時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
較佳的是，該電源裝置進一步包括一暫停單元，其在一流入該換流器電路之電流超過一預定電流時，強迫暫停該換流器電路而無視於該控制單元。
較佳的是，該電源裝置進一步包括一恢復單元，其在從該暫停單元強迫暫停該換流器電路起已經過一第一預定時間後，該電流下降至低於該預定電流時，中止該換流器電路之強迫暫停。
較佳的是，該電源裝置進一步包括一制止單元，其在從該電流第一次超過該預定電流起已經過一比該第一預定時間長之第二預定時間後，該電流再次超過該預定電流時，制止該恢復單元中止該換流器電路之強迫暫停。
較佳的是，至少當啟動該AC馬達時，該暫停單元操作。
本發明之另一態樣提供一種可連接至一包括一AC馬達及一觸發開關之電動工具的電源裝置。該電源裝置包括：一換流器電路，其轉換一從一可攜式電池組所供應之DC電力成為一AC電力，以供應該AC電力至該AC馬達；以及一控制單元，其在操作該觸發裝置時，控制該換流器電路開始將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換成為該AC電力。該控制單元限制要被供應至該AC馬達之該AC電力，直到從操作該觸發開關起已經過一預定時間為止。
較佳的是，在操作該觸發開關後，該控制單元立即限制要被供應至該AC馬達之該AC電力。
較佳的是，該控制單元控制該換流器電路，增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至一目標電力。
較佳的是，該控制單元控制該換流器電路，以步階形式增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至該目標電力，直到從操作該觸發開關起已經過該預定時間為止。
較佳的是，該電源裝置進一步包括：一第一切換元件，其導通/截止，以轉換從該可攜式電池組所供應之該DC電力成為一AC電力；以及一整流/平流電路，其轉換由該第一切換元件所轉換之該AC電力成為一DC電力。該換流器電路轉換從該整流/平流電路所輸出之該DC電力成為要被供應至該AC馬達之該AC電力。該控制單元藉由改變該第一切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至該目標電力。
較佳的是，該換流器電路進一步包括複數個第二切換元件，其導通/截止以轉換從該可攜式電池組所供應之該DC電力成為該AC電力。該控制單元藉由改變該複數個第二切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式增加要被供應至該AC馬達之該AC電力至該目標電力。
較佳的是，當該電池組之電池電壓小於一預定電壓時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
較佳的是，當測定在該電池組中發生過放電時，該電池組傳送一過放電信號至該控制單元。當從該電池組接收該過放電信號時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
較佳的是，該電源裝置進一步包括一暫停單元，其在一流入該換流器電路之電流超過一預定電流時，強迫暫停該換流器電路而無視於該控制單元。
較佳的是，該電源裝置進一步包括一恢復單元，其在從該暫停單元強迫暫停該換流器電路起已經過一第一預定時間後，該電流下降至低於該預定電流時，中止該換流器電路之強迫暫停。
較佳的是，該電源裝置進一步包括一制止單元，其在從該電流第一次超過該預定電流起已經過一比該第一預定時間長之第二預定時間後，該電流再次超過該預定電流時，制止該恢復單元中止該換流器電路之強迫暫停。
較佳的是，至少當啟動該AC馬達時，該暫停單元操作。
甚至在無法獲得一AC電源之區域中，本發明之電源裝置可驅動一具有一AC馬達之電動工具。
將參考圖1至圖4來描述依據本發明之第一具體例的一電動工具系統及一在該電動工具系統中所提供之電源裝置。
依據該第一具體例之電動工具系統100包括一做為本發明之電源裝置之換流器裝置1、一供應直流(DC)電力之電池組2及一電動工具3。該換流器裝置1轉換來自該電池組2之DC電力成為AC電力及供應此AC電力至一在該電動工具3中所提供之AC馬達31。
在該較佳具體例中，將使用割草機做為該電動工具3，但是本發明之電動工具並非侷限於割草機及可以是另一型態之電動工具(諸如修籬機、圓鋸機、線鋸、研磨機或驅動器)，該電動工具具有一用以以AC電力驅動該工具之觸發開關。
圖1(a)係在連接有該換流器裝置1時之該電動工具3的側視圖。該換流器裝置1經由一鎖閂(未顯示)可拆卸地安裝在該電動工具3上。當操作員握住一在該電動工具3上所提供之手柄5及操作一稍後所述之觸發開關32(見圖2)時，從該電池組2經由該換流器裝置1供應電力至該AC馬達31。
藉由在相對於該電動工具3前進之方向的該電動工具3之前側附近所配置之前輪6及在該電動工具3之後側上所配置之後輪7給予該電動工具3機動性。在該電動工具3之後側上可拆卸地提供一草袋8，以便收集由一在該電動工具3中所提供之旋轉刀片(未顯示)所剪下之草。如圖1(b)所示，該換流器裝置1亦具有一在從該電動工具3移除該換流器裝置1時用以攜帶該換流器裝置1之肩帶1A。
圖2係該換流器裝置1之電路圖。在該較佳具體例中，當操作員操作該電動工具3之觸發開關32時，該換流器裝置1轉換從該電池組2所供應之DC電力成為AC電力及供應此AC電力至該電動工具3之AC馬達31。雖然使該換流器裝置1、該電動工具3及該電池組2彼此可拆卸地連接，但是下面敘述裡假設這些組件已被連接。
該換流器裝置1包括一電池電壓偵測單元11、一電源單元12、一升壓器電路13、一整流/平流電路14、一升壓電壓偵測單元15、一換流器電路16、一電流偵測電阻器17、一PWM信號輸出單元18、一控制單元19、一電力開關偵測二極體10及一觸發偵測單元9。
該電池電壓偵測單元11包括電池電壓偵測電阻器111及112。該等電池電壓偵測電阻器111及112以串聯方式連接於該電池組2之一正端21與一負端22之間，以藉由該等電池電壓偵測電阻器111及112輸出該電池組2之電池電壓的分壓至該控制單元19。圖1所示之電池組2具有用以輸出14.4V額定電壓之4個以串聯方式連接3.6V鋰電池2a。
該電源單元12包括在該電池組2之正端21與該控制單元19間以串聯方式連接之一電力開關121及一固定電壓電路122。該固定電壓電路122包括一3-端調整器122a及防振盪電容器122b及122c。當操作員接通該電力開關121時，該固定電壓電路122轉換從該電池組2所供應之電壓成為一指定DC電壓(例如，5V)及供應此電壓至該控制單元19做為驅動電壓。當操作員切斷該電力開關121時，關閉該整個換流器裝置1，因為該驅動電壓不再供應至該控制單元19。
該升壓器電路13係一變壓器131及一場效電晶體(FET)132所配置而成。該變壓器131包括一一次繞組131a及一二次繞組131b。該一次繞組131a係連接於該電池組2之正端21與負端22間。該FET132係設置在該變壓器131之一次繞組131a與該電池組2之負端22間。該控制單元19輸入一第一PWM信號至該FET 132之閘極，以便使該FET 132接通及切斷。經由該FET 132之接通/切斷，將從該電池組2供應至該變壓器131之一次繞組131a的DC電力轉換成為AC電力。根據該二次繞組131b之匝數對該一次繞組131a之匝數的比率來增強此AC電力之AC電壓，以及從該二次繞組131b輸出該AC電壓。
該整流/平流電路14係由整流二極體141及142及一平流電容器143所配置而成。經由此配置，該整流/平流電路14轉換由該變壓器131所增強之AC電壓至DC電壓(例如，140V)。
該升壓電壓偵測單元15包括電阻器151及152，其以串聯方式連接成用以藉由該等電阻器151及152輸出從該整流/平流電路14所輸出之DC電壓(在該平流電容器143處之電壓；例如，141V)的分壓至該控制單元19。
該換流器電路16係由4個FET 161-164所配置而成。該等FET 161及162係以串聯方式連接，以及該等FET 163及164係以串聯方式連接，且此兩對FET以並聯方式連接至該平流電容器143。更具體地，該FET 161之汲極連接至該等整流二極體141及142之陰極，而該FET 161之源極連接至該FET 162之汲極。同樣地，該FET 163之汲極連接至該等整流二極體141及142之陰極，而該FET 163之源極連接至該FET 164之汲極。
該換流器電路16亦包括連接至該電動工具3之AC馬達31之輸出端165及166。該FET 161之源極及該FET 162之汲極連接至該輸出端165，而該FET 163之源極及該FET 164之汲極連接至該輸出端166。該PWM信號輸出單元18 輸出第二PWM信號至該等FET 161-164之閘極，以便接通及切斷該等FET 161-164。經由該等FET 161-164之接通及切斷，該換流器電路16轉換從該整流/平流電路14所輸出之DC電力成為AC電力及供應此AC電力至該電動工具3(該AC馬達31)。
該電流偵測電阻器17係連接於該FET 162(FET 164)之源極與該電池組2之負極22間。該電流偵測電阻器17在高電壓側上之端子亦連接至該控制單元19。以此配置，該控制單元19可根據該電流偵測電阻器17所偵測之電壓來測定流至該AC馬達31之電流。
該電力開關偵測二極體10之陽極連接至該電力開關121之低電壓側，而其陰極經由該輸出端165連接至該電動工具3之AC馬達31。以此配置，當該電力開關121接通時，將該電池組2之電池電壓施加至該AC馬達31。再者，因為該電力開關偵測二極體10之陰極亦連接至該FET 161之源極，所以當該FET 161導通時，將從該整流/平流電路14所輸出之升壓電壓施加至該AC馬達31。
包括該電力開關偵測二極體10之電路構成一旁通電路，以便在該電力開關121接通時，施加該電池電壓至該AC馬達31。更具體地，該旁通電路係連接至該電力開關121之低電壓側及經由該電力開關偵測二極體10及該觸發開關32連接至該AC馬達31之電路。換句話說，該電池組2經由 該旁通電路連接至該觸發開關32之一端。
該觸發偵測單元9在該AC馬達31(特別是該輸出端166)與該FET 164之源極(更特別的是接地)間以並聯方式連接至該FET 164。該觸發偵測單元9係由以串聯方式連接之電阻器91及92所配置而成。當操作該觸發開關32時，將該電池組2之電池電壓經由該旁通電路、該觸發開關32及該AC馬達31施加至該觸發偵測單元9。該施加電壓係以該等電阻器91及92來分壓及輸出至該控制單元19做為一觸發偵測信號。當輸入該觸發偵測信號時，該控制單元19實施該升壓器電路13及該換流器電路16之控制。
注意到，當該電力開關121切斷時，沒有將該電池電壓施加至該AC馬達31。因此，當沒有驅動該換流器裝置1時，抑制在該電池組2中之電力的不必要消耗。
在該較佳具體例中，該旁通電路連接至該FET 161之源極，以及該觸發偵測單元9以並聯方式連接至該FET 164。然而，取而代之，該旁通電路可以連接至該FET 163之源極，而該觸發偵測單元9以並聯方式連接至該FET 162。
該控制單元19根據該升壓電壓偵測單元15所偵測之升壓電壓輸出該第一PWM信號至該FET 132之閘極，以便從該變壓器131之二次側所輸出之AC電壓具有期望的有效電壓(例如，141V)。該控制單元19亦經由該PWM信號輸出單元18輸出該等第二PWM信號至該等FET 161-164之閘極， 以便輸出至該AC馬達31之AC電壓具有期望的有效電壓(例如，100V)。在該較佳具體例中，將該等FET 161及164視為一組(以下，稱為“第一組”)，而將該等FET 162及163視為另一組(以下，稱為“第二組”)，以及為了在100%之工作週期下輪流使該第一及第二組導通及截止，該控制單元19該等第二PWM信號。
該控制單元19亦根據該電池電壓偵測單元11所偵測之電池電壓來測定是否在該電池組2中發生過放電。更具體地，當該電池電壓偵測單元11所偵測之電池電壓小於一指定過放電電壓時，該控制單元19測定過放電已發生在該電池組2中及輸出該等第一及第二PWM信號，以便暫停輸出至該AC馬達31。亦即，該控制單元19暫停該等第一及第二PWM信號之輸出。
該電池組2進一步設有一內建保護電路或微電腦及具有自我偵測過放電及輸出一過放電信號至該控制單元19之功能。當該控制單元19從該電池組2經由一信號端LD接收一過放電信號時，該控制單元19輸出該等第一及第二PWM信號，以便暫停輸出至該AC馬達31。亦即，該控制單元19暫停該等第一及第二PWM信號之輸出。此構造可防止這樣的過放電而使該電池組2之壽命縮短。
當啟動該AC馬達31時，該較佳具體例之控制單元19進一步調整AC輸出之工作週期，以便以步階形式增加該換流 器裝置1之輸出至一期望值。亦即，該控制單元19輸出該等第二PWM信號，以便限制AC電壓至該AC馬達31之供應。
接下來，將描述一藉由該控制單元19所實施之要設定AC輸出之工作週期的程序，同時參考圖3之流程圖及圖4中之輸出電壓的時序圖。
當接通該電力開關121，同時在該換流器裝置1上安裝該電池組2時，或者當在該換流器裝置1上安裝該電池組2，同時該電力開關121處於接通狀態時，該控制單元19開始圖3之流程圖中所示之程序。當接通該電力開關121時，該固定電壓電路122從該電池組2之電池電壓產生一用以驅動該控制單元19之驅動電壓。
在圖3之流程圖的S101中，該控制單元19測定是否從該觸發偵測單元9輸入一觸發偵測信號。亦即，該控制單元19測定是否經由包括該電力開關偵測二極體10之該旁通電路施加該電池組2之電池電壓至該觸發偵測單元9。如果輸入一觸發偵測信號(S101：是)，則該控制單元19測定該觸發開關32係接通的。於是，在S102中，該控制單元19輸出用以使該FET 132導通及截止之該第一PWM信號至該FET 132之閘極，以啟動該變壓器131之升壓效應。
在S103中，該控制單元19根據該升壓電壓偵測單元15所偵測之電壓來測定是否該升壓電壓大於一目標電壓(在該 較佳具體例中，140V)。如果該升壓電壓大於該目標電壓(S103：是)，則在S105中，該控制單元19輸出具有一減少工作週期之該第一PWM信號至該FET 132之閘極。然而，如果該升壓電壓小於或等於該目標電壓(S103：否)，則在S104中，該控制單元19輸出具有一增加工作週期之該第一PWM信號至該FET 132之閘極。
接下來，該控制單元19設定AC輸出之工作週期。對於此設定，在S106中，該控制單元19先測定是否已設定一軟啟動結束旗標(end-of-soft-start)。因為在稍後描述之S111前沒有設定該軟啟動結束旗標，所以在S106中之測定對於第一次操作將總是“否”。
在S107中，該控制單元19測定是否一消逝時間t=0。因為在S107之第一次測定中t=0(S107：是)，所以在S108中，該控制單元19設定一AC輸出工作週期D至一初始值D0及改變t至t1。另一方面，因為t在第二次及後續測定中不是0(S107：否)，所以在S109中，該控制單元19藉由增加該AC輸出工作週期D只有△D來實施一軟啟動。在該較佳具體例中，設定△D(該工作週期之增加速率△D/△t)至33-100間之數值(%/sec)。換句話說，該控制單元19控制該工作週期，以便該FET導通之時間τ在圖4之輸出電壓中所表示之指定間隔T內逐漸地增加。
在S110中，該控制單元19測定是否該AC輸出工作週期 D大於或等於一指定工作週期Dr。如果該AC輸出工作週期D大於或等於該指定工作週期Dr(S110，是)，則該控制單元19測定該換流器裝置1之輸出已達到一穩定狀態，在S111中結束該軟啟動，以及前進至S112。在此，該指定工作週期Dr對應於該目標電壓。在該較佳具體例中，設定該指定工作週期Dr至100%，但是不限於此數值。
然而，如果該AC輸出工作週期D小於該指定工作週期Dr(S110，否)，則該控制單元19測定該換流器裝置1之輸出尚未達到一穩定狀態及直接前進至S112。
在S112中，該控制單元19輸出用以使該等FET 161-164接通及切斷之該等第二PWM信號至該換流器電路16，以便供應一AC電力至該AC馬達31。從該PWM信號輸出單元18特別輸出該等第二PWM信號至該等FET 161-164之閘極。
在S113中，該電池電壓偵測單元11偵測該電池電壓，以及在S114中，該控制單元19測定是否該電池電壓偵測單元11所偵測之電壓小於一指定過放電電壓。如果該偵測電池電壓小於該指定過放電電壓(S114：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於一過放電狀態中。於是，在S115中，該控制單元19輸出用以切斷該FET 132及該等FET 161-164之第一及第二PWM信號，以便暫停該升壓器電路13及該換流器電路16之操作，藉此暫停從該電池組2供應電壓。
然而，如果該電池電壓大於或等於該過放電電壓(S114：否)，則在S116中，該控制單元19測定是否從該電池組2輸入一過放電信號。當已輸入一過放電信號(S116：是)時，則在S115中，該控制單元19依據在該電池電壓小於該指定過放電電壓(S114：是)時所述之同一程序暫停該升壓器電路13及該換流器電路16之操作。
然而，如果沒有輸入一過放電信號(S116：否)，則在S117中，該控制單元19再次測定是否已從該觸發偵測單元9輸入一觸發偵測信號。如果已輸入一觸發偵測信號(S117：是)，則該控制單元19返回至S103及重複上述操作。經由此程序，輸出電壓及輸出電流如圖4所示變動，以及當該AC輸出工作週期D超過該指定工作週期Dr(S110：是)及接著暫停該軟啟動操作時，該控制單元19測定輸出已達到一穩定狀態。另一方面，如果沒有輸入一觸發偵測信號(S117：否)，則在S115中，該控制單元19暫停該升壓器電路13及該換流器電路16之操作。
如上所述，當啟動該AC馬達31時，依據該較佳具體例之換流器裝置1設定該AC輸出工作週期及輸出第二PWM信號，以便如圖4之增加工作週期區域所示，以步階形式增加該換流器裝置1之輸出至一目標值。於是，該換流器裝置1之有效輸出隨著該PWM信號之增加而一起增加。因為如圖4中之輸出電流所示，流經該電池組2及該AC馬達31之電流亦逐漸地增加，所以當啟動該電動工具3時，此方法可防止大電流流入該電池組2，其電流可減少該電池組2之壽命。此方法同時防止大電流流至該換流器電路16及特別是該等FET 161-164，藉此減少對該換流器電路16之任何不利影響。
藉由在該較佳具體例之電動工具系統中連接該電池組2及該換流器裝置1至該電動工具3，可在不具有可用AC電力之區域中驅動該電動工具3及因而，可在操作期間自由地移動該電動工具3。
藉由在啟動時抑制流入該AC馬達31之電流量，該電動工具系統可在啟動時減少對該電池組2及該換流器裝置1所施加之負荷量。因此，甚至當在該較佳具體例之電動工具系統中使用一具有低放電容量之可攜式電池組，以便成為小型且緊密時，可使用該電池組來啟動在啟動時傾向於產生大的連續電流之電動工具，其包括像圓鋸機、除草機及割草機之旋轉大直徑刀片的電動工具及像修籬機之具有彼此靠著滑動之複數個刀片的電動工具。
在該較佳具體例中，藉由改變該第二PWM信號，以步階形式增加該換流器裝置1之輸出至一目標值，但是可以藉由修改該第一PWM信號來取代，以步階形式增加該換流器裝置1之輸出。在後者情況中，藉由逐漸地增加該第一PWM信號(該FET 132)，同時固定該第二PWM信號(100%工作週期)，以逐漸地增加該平流電容器143之電壓。此方法可防止大電流流至該電池組2、該換流器電路16及該升壓器電路13，以及可減少對該電動工具系統100之組件的影響。亦可逐漸地增加該第一及第二PWM信號。
雖然將該較佳具體例中之電池組2描述成一具有14.4V之電池電壓的鋰電池組，但是該換流器裝置1可以配置成選擇性地連接至具有不同類型或電壓之複數個電池組。在此情況中，對於電動工具之類型及使用可以準備不同的電池組。於是，該電動工具系統可藉由根據所使用之電池組的類型修改該軟啟動控制，實施合適控制，以抑制該電池組之電力消耗。
雖然具有許多類型之電動工具，但是以100V之AC電源來驅動一種類型之電動工具。在此情況中，無視於該類型之電池組及電動工具，該電動工具系統可藉由根據連接至該換流器裝置1之該類型的電池組或電動工具實施該升壓器電路13及換流器電路16之軟啟動控制，以便該換流器裝置1之輸出穩定地保持在100V，以防止大電流流入該電池組及該電動工具。在此方式中，可避免該電動工具系統之電池組壽命的減少。
例如，可以提供該電池組具有關於電池電壓、類型等之資訊的識別手段(例如，一電阻器)。該控制單元19可藉由讀取該識別手段之電阻值來測定被連接至該換流器裝置1之電池組的類型，以及根據該經識別電池組，可修改該軟啟動控制程序(接通及切斷該FET 132以及修改該等FET 161-164之工作週期的增加速率之方法)。同樣地，該控制單元19亦可測定被連接至該換流器裝置1之電動工具的類型及可根據此偵測類型修改該軟啟動控制程序。
注意到，當使用一100V以外之AC電壓時，諸如，當在一不是日本之國家中使用一AC電源時，應該朝那個電壓執行軟啟動控制。
當從一不同於該電動工具系統中之電池組2的電源供應電壓時，該電動工具系統亦可減少對該電源及該換流器電路16之不利影響。
再者，在該第一具體例中，設定對應於該目標電壓之工作週期Dr至100%，而無視於該觸發開關32之操作量。然而，依據該觸發開關32之操作量來改變該工作週期Dr(例如，如果該觸發開關32之操作量係最大操作量的50%，則設定該工作週期Dr至50%)。在此情況中，亦可依據該觸發開關32之操作量來改變該工作增加週期(例如，如果該觸發開關32之操作量係最大操作量之50%，則設定該工作增加週期至圖4所示之工作增加週期的一半)。
在圖3之流程圖中，可以進一步實施一過電流偵測。具體地，當由該電流偵測電阻器17所偵測之電流已超過一預定電流時，該控制單元19暫停該升壓式電路13及該換流器電路16之操作。以此構造，可防止因該過電流所產生之 熱而毀損該電池組2、該AC馬達31以及該等FET 132及161-164。
接下來，將參考圖5至7來描述依據本發明之第二具體例的換流器裝置1。
圖5係依據該第二具體例之換流器裝置1的電路圖。除了刪去該電力開關偵測二極體10及該觸發偵測單元9之外，依據該第二具體例之換流器電路1具有相同於圖2所示之第一具體例的換流器裝置1的配置。
雖然該電動工具3係配置成以一合適範圍內之電壓來操作，但是對該電動工具3(AC馬達31)所供應之電壓可能因在使用期間該電池電壓之減少而減少或因在過載狀況期間之電壓的減少而減少。因此，供應在該合適範圍外之電壓至該電動工具3的結果是，被連接至該換流器裝置1之該電動工具3可能故障。
因此，如圖6之時序圖所述，當由該升壓器電路13所提升之電壓(由該升壓電壓偵測單元15所偵測之在該平流電容器143上的電壓)係在一上限(在該較佳具體例中，155V)與一下限(在該較佳具體例中，127V)所界定之範圍外時，依據該第二具體例之控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19在此情況中暫停該一及第二PWM信號之輸出。
在此，將參考圖7之流程圖來描述依據該第二具體例由該控制單元19所實施之用以暫停對該AC馬達31之輸出的控制程序。當接通該電力開關121，同時在該換流器裝置1上安裝該電池組2時，或者當在該換流器裝置1上安裝該電池組2，同時該電力開關121處於接通狀態時，該控制單元19開始圖7之程序。當接通該電力開關121時，該固定電壓電路122從該電池組2之電池電壓產生一用以驅動該控制單元19之驅動電壓。
在圖7之流程圖的S201中，該控制單元19輸出該第一PWM信號至該FET 132之閘極，以便從該變壓器131之二次側輸出之AC電壓具有該期望有效電壓(例如，141V)。在S202中，該控制單元19根據由該升壓電壓偵測單元15所偵測之電壓來測定是否由該變壓器131所提升之有效電壓大於該目標電壓。
如果該升壓電壓大於該目標電壓(S202：是)，則在S203中，該控制單元19減少該FET 132之工作週期。當該升壓電壓小於該目標電壓(S202：否)，則在S204中，該控制單元19增加該FET 132之工作週期。
在S205中，該控制單元19根據由該電池電壓偵測單元11所偵測之電壓來測定是否該電池組2之電池電壓小於一指定過放電電壓。如果該電池電壓小於該指定過放電電壓(S205：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於一過放電狀態中。於是，在S211中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。結果，關閉該升壓器電路13及該換流器電路16之操作，藉以暫停從該換流器裝置1至該AC馬達31之輸出。
然而，如果該電池組2之電池電壓大於或等於該指定過放電電壓(S205：否)，則在S206中，該控制單元19測定是否從該電池組2經由該LD端輸入一過放電信號。如果輸入一過放電信號(S206：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於一過放電狀態中。於是，在S211中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。
如果沒有輸入一過放電信號(S206：否)，則在S207中，該控制單元19測定是否該升壓電壓大於一指定上限(在該較佳具體例中，155V)。如果該升壓電壓大於該指定上限(S207：是)，則在S208中，該控制單元19測定是否該升壓電壓大於該指定上限之狀態已持續0.5秒以上。如果該高升壓電壓已持續有此時間(S208：是)，則在S211中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號。
如果當該升壓電壓持續保持高於該指定上限時，使用一電動工具，則該電動工具之馬達將以大於該額定值之速度旋轉。藉由如果該升壓電壓之狀態持續一指定時間以上，則暫停對該馬達之輸出，該換流器裝置1可防止對該電動工具之損壞。該換流器裝置1同時可防止對在該換流器裝置1中之組件(諸如在該換流器電路16中之FET)的損壞。雖然在正常操作期間該升壓電壓很少上升至該指定上限以上，但是萬一負責用以控制該升壓電壓之該控制單元19或升壓電壓偵測單元15受損，此型態之控制程序可有效地保護該換流器裝置1。
在一些情況中，該電壓將因雜訊等而暫時上升或下降。暫停對該AC馬達31之輸出甚至在這些情況中可能造成該電動工具3故障。因此，只有當該升壓電壓持續保持比該指定上限高有至少0.5秒時，才在該較佳具體例中暫停對該AC馬達31之輸出。
另一方面，如果該升壓電壓小於或等於該指定上限(S207：否)，或者如果該升壓電壓在大於該指定上限之狀態中沒有持續保持0.5秒或更久時(S208：否)，則在S209中，該控制單元19測定是否該升壓電壓小於一指下限(在該較佳具體例中，127V)。如果該升壓電壓小於該下限(S209：是)，則在S210中，該控制單元19測定是否該升壓電壓在小於該指定下限之狀態中已持續3.0秒或更久。如果該升壓電壓在此狀態中已持續該指定時間(S210：是)，則在S211中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號。
另一方面，如果該升壓電壓大於或等於該指定下限(S209：否)，或者如果該升壓電壓在小於該指定下限之狀態中沒有持續保持3.0秒或更久(S210：否)，則該控制單元19返回至S201。
如上所述，當由該升壓器電路13所提升之電壓(由該升壓電壓偵測單元15所偵測之電壓)落在由一上限(155V)及一下限(127V)所界定之指定範圍外時，依據該較佳具體例之換流器裝置1暫停對該AC馬達31之輸出。因此，該換流器裝置1可防止在供應在該合適範圍外之電壓時所造成之電子設備的故障。
再者，只有當該偵測電壓在該指定範圍外已持續保持有一指定時間或更久時，該換流器裝置1暫停對該AC馬達31之輸出。因此，當該電壓因雜訊等而暫時上升或下降時，該換流器裝置1可防止對該AC馬達31之輸出的暫停。
雖然該換流器裝置1在上述較佳具體例中係配置成輸出用以暫停該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號，但是該換流器裝置1可以配置成只輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該等PWM信號中之一。具體地，該換流器裝置1可藉由暫停該第一PWM信號及該等第二PWM信號中之一的輸出而暫停對該AC馬達31之輸出。然而，暫停第一及第二PWM信號兩者之輸出，可抑制在該電池組2中之電力消耗。
在上述較佳具體例中，可分別使用155V及127V做為該指定範圍之上限及下限，但是該指定範圍並非侷限於這些邊界。
再者，在上述較佳具體例中連接至該換流器裝置1之該電池組2係一14.4V鋰電池組，但是除了那些壓緊鋰電池之外，該換流器裝置1還可以配置成連接至不同類型之電池組(諸如，由鎳鎘電池或鎳氫電池所配置而成的電池組)，或者該換流器裝置1可以配置成連接至具有不同電池電壓之複數個電池組。
另外，可以在該流程圖中之任何位置實施或可以並行實施用以在S201-S204中控制該升壓電壓、用以在S205-S206中偵測過放電及用以在S207-S210中控制輸出之暫停的步驟。
該換流器裝置1亦可儲存一表示因該升壓器電路13所提升之電壓是在該指定範圍外而造成對該AC馬達31之輸出的暫停之次數的計數值，以及可以顯示此暫停輸出之歷史記錄。此外，該換流器裝置1可以配置成在已暫停對該AC馬達31之輸出有一指定次數以上時，通知使用者該電池組2已到達它的使用壽命之終點。
在圖7之流程圖中，可以進一步實施一過電流偵測。具體地，當該電流偵測電阻器17所偵測之電流已超過一預定電流時，該控制單元19暫停該升壓器電路13及該換流器電路 16之操作。以此構造，可防止因該過電流所產生之熱而毀損該電池組2、該AC馬達31及該等FET 132及161-164。
接下來，將參考圖8至10來描述依據本發明之第三具體例的換流器裝置1。
圖8係依據該第三具體例之換流器裝置1的電路圖。除了依據該第三具體例之換流器裝置1亦設有一換流器電路關閉單元(暫停單元)20之外，圖8所示之電路具有相同於圖5所示之電路的配置。
該換流器電路關閉單元20包括一參考電流輸入單元201、一偵測電流輸入單元202、一比較器電路203及一關閉電路204。
該參考電流輸入單元201係由電阻器201a及201b所配置而成。該等電阻器201a及201b從該3-端調整器122a所輸出之指定DC電壓實施分壓，以及該參考電流輸入單元201輸出此電壓至該比較器電路203做為一參考電流。設定該等電阻器201a及201b成用以以一過電流臨界值產生一參考電流的數值。
該偵測電流輸入單元202包括電阻器202a-202c及一運算放大器202d。該偵測電流輸入單元202放大由該電流偵測電阻器17所偵測之電流(電壓)及輸出此電流至該比較器電路203做為一偵測電流。
該比較器電路203包括一運算放大器203a、一二極體203b、一放電電阻器203c及一電容器203d。該比較器電路203做為一差動放大器電路。
該運算放大器203a比較該輸入參考電流與該偵測電流、當該偵測電流沒有大於該參考電流時，輸出一低位準信號及當該偵測電流大於該參考電流時，輸出一高位準信號。當輸出一高位準信號時，亦即，當流入該換流器裝置1之電流大於該過電流臨界值時，經由該二極體203b將電荷累積在該電容器203d中。
該關閉電路204包括二極體204a及204b以及一FET 204c。該等二極體204a及204b之陽極分別連接至將該第二PWM信號從該控制單元19輸出至該PWM信號輸出單元18之線路(具體地，將該第二PWM信號輸出至該等FET 162及164之閘極的線路)。該等二極體204a及204b之陰極連接至該FET 204c之汲極。該FET 204c之閘極連接至該二極體203b之陰極，而其源極連接至接地。
以此構造，當該電容器203d已累積至少一指定電荷時，導通該FET 204c。當該FET 204c導通時，期望被輸出至該等FET 162及164之閘極的該等第二PWM信號經由該FET 204c流至接地。於是，截止該等FET 162及164，以及強迫關閉該換流器電路16。因為在此方式中當流入該換流器裝置1之電流大於該過電流臨界值時，關閉該換流器電路16，所以該換流器裝置1可防止在該換流器裝置1中(具體地，在該換流器電路16之FET 161及164中)之故障。
當關閉該換流器電路16時，該控制單元19不再經由該電流偵測電阻器17偵測到電流(電壓)；亦即，從由該電流偵測電阻器17所偵測之電流減少了。因此，將該運算放大器203a之輸出切換至低位準，以及經由並接至該二極體203b之該放電電阻器203c排放在該電容器203d中所累積之電壓。因為再次截止該FET 204c，所以結果，在去除該過電流後，取消該換流器電路16之強迫關閉。因此，該二極體203b、該放電電阻器203c及該電容器203d等構成一恢復單元。
然而，如圖9(a)所述，在啟動時，一足夠大而成為過電流之啟動電流流入該換流器裝置1中。因此，如果因該啟動電流而關閉該換流器電路16，則將不可能啟動該換流器裝置1。
如圖9(b)所示，依據該第三具體例之換流器裝置1重複要暫停該換流器電路16及要在該AC馬達31停下來旋轉前取消此停機之操作，藉此限制對該AC馬達31之AC電壓的供應。經由此配置，依據該較佳具體例之換流器裝置1可在啟動時防止過電流，同時完成軟啟動。
接下來，將參考圖10中之流程圖來描述依據該較佳具體例之軟啟動程序。
當接通該電力開關121，同時在該換流器裝置1上安裝該電池組2時，或者當在該換流器裝置1上安裝該電池組2，同時該電力開關121處於接通狀態時，該控制單元19開始圖10中之程序。當接通該電力開關121時，該固定電壓電路122從該電池組2之電池電壓產生一用以驅動該控制單元19之驅動電壓。
在圖10之流程圖的S301中，該控制單元19輸出該第一PWM信號至該FET 132之閘極，以便從該變壓器131之二次側輸出之AC電壓具有該期望有效電壓(例如，141V)。在S302中，該控制單元19根據由該升壓電壓偵測單元15所偵測之電壓來測定是否由該變壓器131所提升之有效電壓大於該目標電壓。
如果該升壓電壓大於該目標電壓(S302：是)，則在S303中，該控制單元19減少該FET 132之工作週期。當該升壓電壓小於或等於該目標電壓(S302：否)，則在S304中，該控制單元19增加該FET 132之工作週期。
在S305中，該控制單元19根據由該電池電壓偵測單元11所偵測之電壓來測定是否該電池組2之電池電壓小於一指定過放電電壓。如果該電池電壓小於該指定過放電電壓(S305：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於一過放電狀態中。於是，在S309中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。結果，關閉該升壓器電路13及該換流器電路16之操作，藉此暫停從該換流器裝置1至該AC馬達31之輸出。
然而，如果該電池組2之電池電壓大於或等於該指定過放電電壓(S305：否)，則在S306中，該控制單元19測定是否從該電池組2經由該LD端輸入一過放電信號。如果輸入一過放電信號(S306：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於一過放電狀態中。於是，在S309中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。
如果沒有輸入一過放電信號(S306：否)，則使用該換流器電路關閉單元20實施軟啟動控制。
具體地，如果流入該換流器裝置1之電流大於一過電流臨界值(S307：是)，則在S308中，藉由該關閉電路204強迫關閉至該等FET 162及164之該第二PWM信號有一指定時間，以及接著，返回至S301。為了啟動該換流器裝置1，該指定時間必需是在關閉該換流器電路16後及在該AC馬達31停止旋轉前所消逝之時間的長度。在該較佳具體例中，設定該指定時間為0.5毫秒。
經由此控制操作，當啟動該換流器裝置1時，電流之大小如圖9(b)所示變化，而該AC馬達31之旋轉速度如圖9(c)所示變化。在高負載期間，電流之大小如圖9(d)所示變化。
如上所述，當流入該換流器裝置1之電流大於一過電流臨界值時，依據該較佳具體例之換流器裝置1強迫暫停該換流器電路16，而無視於該控制單元19。於是，此方法可可靠地防止在該換流器電路16中(具體地，在該等FET 161及164中)之故障。同時，該方法可可靠地防止過電流流入該電池組2，該電流會減少該電池組2之壽命。
因為該較佳具體例之換流器裝置1亦在該AC馬達31因該暫停換流器電路16而停止旋轉前中止該換流器電路16之強迫停機，所以該換流器裝置1可實施一軟啟動，同時在啟動期間防止過電流。。
藉由在啟動時抑制流入該AC馬達31之電流量，該電動工具系統可在啟動時減少對該電池組2及該換流器裝置1所施加之負荷量。因此，甚至當在該較佳具體例之電動工具系統中使用一具有低放電容量之可攜式電池組，以便成為小型且緊密時，可使用該電池組來啟動在啟動時傾向於產生大的連續電流之電動工具，其包括像圓鋸機、除草機及割草機之旋轉大直徑刀片的電動工具及像修籬機之具有彼此靠著滑動之複數個刀片的電動工具。
雖然在上述較佳具體例中該換流器裝置1係配置成輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號，但是該換流器裝置1可以配置成只輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該等PWM信號中之一。
在上述較佳具體例中，當流入該換流器裝置1之電流大於一過電流臨界值時，該換流器裝置1重複要關閉該換流器電路16及再啟動該換流器電路16(取消該換流器電路16之強迫關閉狀態)之操作。然而，此型態之控制程序在高負載狀態期間係浪費電力，因為去除過電流之可能性係低的。因此，當在最初關閉該換流器電路16後，流入該換流器裝置1之電流保持高於該過電流臨界值有一指定時間時，較佳的是跳過用以再啟動該換流器電路16之操作。
在此情況中，該等二極體204a及204b之陰極例如可連接至該控制單元19。當流入該換流器裝置1之電流大於該過電流臨界值(導通該FET 204c)時，輸入低位準信號(0V)至該控制單元19中。當輸入該低位準信號時，該控制單元19可識別出該換流器電路16被強迫暫停。
再者，該換流器裝置1可以配置成用以儲存跳過該再啟動操作之次數及可以顯示該等跳過再啟動操作之歷史記錄給使用者。另外，當該等跳過再啟動操作之次數超過一指定值時，該換流器裝置1可以通知使用者，該電池組2已到達其使用壽命之終點。
在上述第三具體例中，該換流器電路關閉單元20強迫關閉該換流器電路16，而無視於該控制單元19，但是該換流器電路關閉單元20可以藉由根據經由該電流偵測電阻器17所偵測之電流切斷該等FET 162及164而強迫關閉該換流器電路16。在另一情況中，該換流器電路關閉單元20可以同時切斷所有的FET。
再者，在上述較佳具體例中連接至該換流器裝置1之該電池組2係一14.4V鋰電池組，但是除了那些壓緊鋰電池之外，該換流器裝置1還可以配置成連接至不同類型之電池組(諸如，由鎳鎘電池或鎳氫電池所配置而成的電池組)，或者該換流器裝置1可以配置成連接至具有不同電池電壓之複數個電池組。
另外，可以在該流程圖中之任何位置實施或可以並行實施在圖10之流程圖中用以在S301-S304中控制該升壓電壓、用以在S305-S306中偵測過放電及用以在S307中偵測過電流之步驟。
接下來，將參考圖11至13來描述依據本發明之第四具體例的換流器裝置1。
圖11係依據該第四具體例之換流器裝置1的電路圖。除了一溫度偵測單元30之外，圖11之電路圖具有相同於圖5之電路圖的配置。
該溫度偵測單元30包括一鄰近該FET 132所配置之電熱調節器30a及一與該電熱調節器30a以串聯方式連接之電阻器30b。該電熱調節器30a及該電阻器30b對從該3-端調整器122a所輸出之指定電壓實施分壓，以及該溫度偵測單元30輸出該分壓至該控制單元19做為一溫度信號。
因為FET容易受過電流所損壞，所以用以保護FET之方法是在流入該電流偵測電阻器17之電流超過一指定過電流臨界值時，關閉該FET 132。然而，即使該偵測電流沒有超過該過電流臨界值，如果該電流保持在一指定位準以上有一延長期間，則FET仍然有可能受損。此外，即使流至該等FET之電流太小而無法造成損壞，但是該等FET仍然會受熱所損壞。
因此，當以該電流偵測電阻器17所偵測之電流太高時及當由該溫度偵測單元30所偵測之溫度太高時，依據該第四具體例之換流器裝置1可制止該FET 132導通/截止。
圖12係顯示用以測定是否制止該FET 132導通/截止之依據該較佳具體例的準則之表格。如圖12所示，在該較佳具體例中設定該過電流臨界值至10A。如果10A或更大之電流流入該換流器裝置1有0.5秒或更久，則該換流器裝置1制止該FET 132導通/截止(亦即，使FET 132截止)。甚至當流入該換流器裝置1之電流小於10A之過電流臨界值時(諸如，當至少8A且小於10A之電流流入該換流器裝置1有至少1.0秒時、當至少6A且小於8A之電流流入該換流器裝置1有至少3.0秒時及當至少5A且小於6A之電流流入該換流器裝置1有至少5.0秒時)，該換流器裝置1亦制止該FET 132導通/截止。換句話說，該換流器裝置1根據流入該換流器裝置1之電流的數值來修改使該FET 132導通/截止之週期的長度；當該電流增加時，縮短使該FET 132導通/截止之週期。
甚至當流經該換流器裝置1之電流係小於5A，但是至少4A，當該FET 132之溫度保持在100-120度範圍內有至少5.0秒、當該FET 132之溫度保持在80-100度範圍內有至少10.0秒及當該FET 132之溫度保持在60-80度範圍內有至少20.0秒時，該換流器裝置1亦制止該FET 132導通/截止。此配置可適當地防止該FET 132之故障。在此方式中，當流入該換流器裝置1之電流較小時，該換流器裝置1根據該FET 132之溫度改變該FET 132導通/截止之週期的長度；當該溫度增加時，該換流器裝置1減少該FET 132導通/截止之週期。
因為當該電流值小於4A時，該FET 132之溫度非常不可能大大地上升，所以該換流器裝置1在此情況中依據正常操作週期性地使該FET 132導通及截止。當該電流值大於或等於4A，但是小於5A(假設該FET 132之溫度低於60度)時，該換流器裝置1依據正常操作亦週期性地使該FET 132導通及截止，因為該FET 132在此情況中將不可能受損。
接下來，將參考圖13之流程圖來描述依據該第四具體例由該控制單元19所實施之用以暫停對該AC馬達31之輸出的控制程序
當接通該電力開關121，同時在該換流器裝置1上安裝該電池組2時，或者當在該換流器裝置1上安裝該電池組2，同時該電力開關121處於接通狀態時，該控制單元19開始圖13之程序。當接通該電力開關121時，該固定電壓電路122從該電池組2之電池電壓產生一用以驅動該控制單元19之驅動電壓。
在圖13之流程圖的S401中，該控制單元19輸出該第一PWM信號至該FET 132之閘極，以便從該變壓器131之二次側輸出之AC電壓具有該期望有效電壓(例如，141V)。在S402中，該控制單元19根據由該升壓電壓偵測單元15所偵測之電壓來測定是否由該變壓器131所提升之有效電壓大於該目標電壓。
如果該升壓電壓大於該目標電壓(S402：是)，則在S403中，該控制單元19減少該FET 132之工作週期。當該升壓電壓小於或等於該目標電壓(S402：否)，則在S404中，該控制單元19增加該FET 132之工作週期。
在S405中，該控制單元19根據由該電池電壓偵測單元11所偵測之電壓來測定是否該電池組2之電池電壓小於一指定過放電電壓。如果該電池電壓小於該指定過放電電壓(S405：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於過放電狀態中。於是，在S408中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。結果，關閉該升壓器電路13及該換流器電路16之操作，藉此暫停從該換流器裝置1至該AC馬達31之輸出。
然而，如果該電池組2之電池電壓大於或等於該指定過放電電壓(S405：否)，則在S406中，該控制單元19測定是否從該電池組2經由該LD端輸入一過放電信號。如果輸入一過放電信號(S406：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於過放電狀態中。於是，在S408中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。
如果沒有輸入一過放電信號(S406：否)，則在S407中，該控制單元19測定是否由該電流偵測電阻器17所偵測之電流及由該溫度偵測單元30所偵測之溫度滿足圖12所示之測定準則。當符合該測定準則(S407：是)時，在S408中，該控制單元19截止該FET 132。具體地，該控制單元19輸出一用以制止該FET 132導通之第一PWM信號。
然而，如果沒有符合該測定準則(S407：否)，則該控制單元19返回至S401。
如上所述，依據該第四具體例之換流器裝置1根據由該電流偵測電阻器17所偵測之電流及由該溫度偵測單元30所偵測之溫度來切斷該FET 132(亦即，制止該FET 132導通/截止)。因此，當該電動工具3具有一高負載時，該換流器裝置1可適當地防止該FET 132故障。
如圖12所示，在根據由該電流偵測電阻器17所偵測之電流及該溫度偵測單元30所偵測之溫度來制止該FET 132導通/截止前，該換流器裝置1改變一打開/關閉信號持續期間(可允許持續期間)。於是，當該電動工具3具有一高負載時，該換流器裝置1可適當地防止該FET 132故障。
如圖12所示，當由該電流偵測電阻器17所偵測之電流超過5A時，該換流器裝置1無視由該溫度偵測單元30所偵測之溫度來測定是否截止該FET 132。於是，當該電動工具3具有一高負載時，該換流器裝置1可適當地防止該FET 132故障。
雖然該換流器裝置1在上述較佳具體例中係配置成輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號，但是該換流器裝置1可以配置成只輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該等PWM信號中之一。
雖然在上述較佳具體例中該電熱調節器30a係配置成相鄰於該FET 132，但是該電熱調節器30a可以配置成相鄰於該等FET 161-164來取代。在此情況中，該換流器裝置1可以根據由該電流偵測電阻器17所偵測之電流及由該溫度偵測單元30所偵測之溫度使用該第二PWM來切斷該等FET 161-164。
另外，在上述較佳具體例中連接至該換流器裝置1之該電池組2係一14.4V鋰電池組，但是除了那些壓緊鋰電池之外，該換流器裝置1還可以配置成連接至不同類型之電池組(諸如，由鎳鎘電池或鎳氫電池所配置而成的電池組)，或者該換流器裝置1可以配置成連接至具有不同電池電壓之複數個電池組。
再者，可以在該流程圖中之任何位置實施或可以並行實施在圖13之流程圖中所述之用以在S401-S404中控制該升壓電壓、用以在S405-S406中偵測過放電及用以在S407中控制輸出之暫停的程序。
該換流器裝置1亦可儲存一表示對該AC馬達31之輸出的暫停之次數的計數值，以及可以顯示此暫停輸出之歷史記錄。此外，該換流器裝置1可以配置成在已暫停對該AC馬達31之輸出有一指定次數以上時，通知使用者該電池組2已到達它的使用壽命之終點。
接下來，將參考圖14及15來描述依據本發明之第五具體例的換流器裝置1。
圖14係依據本發明之第五具體例的換流器裝置1之電路圖。除了該電池組2及該電源單元12的結構之外，圖14之電路圖具有相同於圖5之電路圖的配置。
在該第五具體例中，該電池組2進一步包括一具有對應於該電池組2之特性的電阻值之第一電池特性測定電阻器23及一電池特性輸出端24。可在該換流器裝置1上安裝具有不同特性之電池組2。在本具體例中，該電池特性包括電池2a之並聯數目、額定電壓及該等電池2a之類型，但是不限於這些範例。
除了該電動開關121及該固定電壓電路122之外，在該第五具體例中之電源單元12還包括一第二電池特性測定電阻器123。該第二電池特性測定電阻器123經由該電池特性輸出端24連接於該3-端調整器122a及該電池組2之負端22與該負端22之間。該第二電池特性測定電阻器123及該第一電池特性測定電阻器23對一從該3-端調整器122a所輸出之指定電壓實施分壓(在該較佳具體例中，5V)，以及輸出此分壓至該控制單元19。因為該第一電池特性測定電阻器23之電阻值依據該電池組2之特性係不同的，所以該控制單元19可根據從該電源單元12所輸入之分壓來測定該電池組2之特性及可輸出一識別這些特性(該電池類型)之識別信號。
雖然在該較佳具體例中具有不同特性之電池組2可連接至該換流器裝置1，但是會有因試圖要從所有電池組2汲取相同量之電力而可能大大地降低電池組2之壽命及輸出效率的風險。例如，當試圖從一具有以單串聯連接之電池的電池組2汲取相同於從一具有以兩個並列串聯連接之電池的電池組2汲取之電流時，流入前者之電流係流入後者之電流的兩倍，因而可能減少以單串聯之電池所配置而成之該電池組2的使用壽命。再者，因為該電池組2之額定電流依據它的類型而所不同，所以基於相同理由可能減少該電池組2之使用壽命。
通常，設定一變壓器之該二次繞組之匝數對該一次繞組之匝數的比率至一在施加一指定電壓時可獲得最大轉換效率之數值。因此，當一具有不同於此指定電壓之額定電壓的電池組2連接至該換流器裝置1時，該變壓器131之轉換效率可能大大地下降。此效率之下降可能造成在該換流器裝置1中之溫度的上升，此需要一冷卻風扇等，因而增加該換流器裝置1之尺寸。
於是，依據該較佳具體例之換流器裝置1根據一從該電池特性輸出端24(第一電池特性測定電阻器23)獲得之電池特性識別信號來控制從該換流器裝置1輸出至該AC馬達31之電壓。具體地，該換流器裝置1輸出第一及第二PWM信號，以制止該FET 132及該等FET 161-164導通/截止。
接下來，將參考圖15之流程圖來描述藉由依據該第五具體例之控制單元19所實施之用以暫停對該AC馬達31之輸出的控制程序。
當接通該電力開關121，同時在該換流器裝置1上安裝該電池組2時，或者當在該換流器裝置1上安裝該電池組2，同時該電力開關121處於接通狀態時，該控制單元19開始圖15之程序。當接通該電力開關121時，該固定電壓電路122從該電池組2之電池電壓產生一用以驅動該控制單元19之驅動電壓。
依據該較佳具體例之換流器裝置1具有一適用於從一具有14.4V之額定電壓及3.0Ah之額定容量的電池組2(以並聯方式連接之兩串電池)供應電力之配置。
在圖15之流程圖的S501中，該控制單元19偵測從該第一電池特性測定電阻器23及該第二電池特性測定電阻器123所接收之該電池特性識別信號。在S502中，該控制單元19根據該電池特性識別信號測定是否連接至該換流器裝置1之該電池組2的額定電壓係14.4V。
如果該電池組2不是14.4V，但是例如是一18V電池組(S502：否)，則在S510中，該控制單元19輸出用以防止電力從該換流器裝置1輸出至該AC馬達31之該第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出，藉此暫停該升壓器電路13及該換流器電路16之操作及中斷從該換流器裝置1至該AC馬達31之輸出。
如上所述，當連接至該換流器裝置1之該電池組2具有14.4V之額定電壓時，設定該變壓器131具有最佳電力效率。因為如果連接一18.0V電池組，則減少輸出效率，所以可能無法獲得期望的輸出。因此，此操作適用以在這樣的情況中中斷對該AC馬達31之輸出。
然而，當該連接電池組2具有14.4V之額定電壓(S502：是)時，在S503中，該控制單元19根據該電池特性識別信號測定是否該電池組2具有3.0Ah之額定容量。
如果該電池組2不具有3.0Ah之額定容量(S503：否)，則在S510中，該控制單元19輸出用以制止從該換流器裝置1輸出電力至該AC馬達31之該第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。
如上所述，該換流器裝置1係配置用以達成對具有3.0Ah之額定容量的電池組(以兩個並列串聯方式連接之電池)之最佳使用。當該連接電池組具有1.5Ah之額定容量(由一單串聯之電池所配置而成)時，在試圖汲取相同於該連接電池組具有3.0Ah之額定容量時的電力時，將產生一為流入一具有兩個並列串聯之電池的電池組之電流的大小之兩倍的電流。此大電流會縮短該電池組之壽命及可能損壞該FET 132。
然而，當連接至該換流器裝置1之該電池組2具有3.0Ah之額定容量(S503：是)時，該控制單元19開始對該AC馬達31輸出電力，因為該連接電池組2適用於該較佳具體例之換流器裝置1。
具體地，在S504中，該控制單元19輸出該第一PWM信號至該FET 132之閘極，以便從該變壓器131之二次側所輸出之AC電力具有該期望有效電力(例如，141V)。在S505中，該控制單元19根據由該升壓電壓偵測單元15所偵測之電壓來測定是否由該變壓器131所提升之有效電壓大於該目標電壓。
如果該升壓電壓大於該目標電壓(S505：是)，則在S506中，該控制單元19減少該FET 132之工作週期。當該升壓電壓小於或等於該目標電壓(S505：否)，則在S507中，該控制單元19增加該FET 132之工作週期
在S508中，該控制單元19根據由該電池電壓偵測單元11所偵測之電壓來測定是否該電池組2之電池電壓小於一指定過放電電壓。如果該電池電壓小於該指定過放電電壓(S508：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於過放電狀態中。於是，在S510中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。結果，關閉該升壓器電路13及該換流器電路16之操作，藉此暫停從該換流器裝置1至該AC馬達31之輸出。
然而，如果該電池組2之電池電壓大於或等於該指定過放電電壓，(S508：否)，則在S509中，該控制單元19測定是否從該電池組2經由該LD端輸入一過放電信號。如果輸入一過放電信號(S509：是)，則該控制單元19測定該電池組2處於過放電狀態中。於是，在S510中，該控制單元19輸出用以暫停對該AC馬達31之輸出的該第一及第二PWM信號。具體地，該控制單元19暫停該第一及第二PWM信號之輸出。
然而，如果沒有輸入一過放電信號(S510：否)，則該控制單元19返回至S501。
如上所述，該較佳具體例之換流器裝置1依據從該第一電池特性測定電阻器23所獲得之該電池特性識別信號暫停該升壓器電路13及該換流器電路16之操作。因此，當一電池組2不適用於所連接之該換流器裝置1時，該換流器裝置1可防止該電池組2之使用壽命及輸出效率之大大減少。
例如，當一由一單串聯之電池所配置而成之電池組2連接至該換流器裝置1時，上述換流器裝置1之結構可避免該電池組2之使用壽命的減少。
當一不同於該指定類型之電池組2連接至該換流器裝置1時，上述換流器裝置1之配置亦可避免該電池組2之使用壽命的減少。
當連接至該換流器裝置1之該電池組2不具有該指定額定電壓(例如，18V)時，具有上述配置之該換流器裝置1亦可防止該變壓器131之轉換效率的下降。
在上述較佳具體例中，該換流器裝置1依據從該第一電池特性測定電阻器23所獲得之該電池特性識別信號制止該FET 132及該等FET 161及164導通/截止。然而，該換流器裝置1可以配置成只制止該FET 132及該等FET 161-164中之一導通/截止來取代。
依據該較佳具體例之換流器裝置1使用在該電池組2中所配置之第一電池特性測定電阻器23及在該換流器裝置1中所配置之第二電池特性測定電阻器123來測定連接至該換流器裝置1之電池組2的類型。然而，倘若該換流器裝置1可在該換流器裝置1所支援及不支援之電池組間做辨別，該換流器裝置1並非侷限於此測定方法。
例如，該換流器裝置1可以配置成根據一連接該電池組至該換流器裝置1之識別端的存在來測定由該換流器裝置1所支援之電池組，其中支援具有一不同於充電/放電端之端子(一識別端)之電池組，而不支援不具有一識別端之那些電池組。在另一情況中，依據類型可能不同地塑造電池與換流器裝置之連接器(用以連接換流器裝置至電池組之零件)，以致於無法將在機械方面不能再用之電池組安裝(連接)至該換流器裝置。
再者，在上述較佳具體例中連接至該換流器裝置1之該電池組2係一14.4V鋰電池組，但是除了那些壓緊鋰電池之外，該換流器裝置1還可以配置成依據不同類型之電池組(例如，由鎳鎘電池或鎳氫電池所配置而成的電池組)來制止輸出，或者可以配置成支援具有不同電壓(例如，18V)之電池組。
另外，可以在該流程圖中之任何位置實施或可以並行實施在圖15之流程圖中用以在S504-S507中控制該升壓電壓及用以在S508-S509中偵測過放電之程序。
在圖15之流程圖中，可以進一步實施一過電流偵測。具體地，當由該電流偵測電阻器17所偵測之電流已超過一預定電流時，該控制單元19暫停該升壓器電路13及該換流器電路16之操作。以此構造，可防止因該過電流所產生之熱而損壞該電池組2、該AC馬達32及該等FET 132及161-164。
雖然已參考該等具體例來詳細描述本發明，但是熟習該項技藝者將明顯易知，在不脫離本發明之精神下可以實施各種變更及修改。
例如，亦可以以組合方式使用在該第一至第五具體例所述之程序。例如，可以藉由組合在該第一或第三具體例中所述之軟啟動與在該第二、第四及第五具體例中用以暫停輸出之控制程序中之一或全部，進一步改善該換流器裝置1之可靠性。
1．．．換流器裝置
1A．．．肩帶
2．．．電池組
2a．．．鋰電池
3．．．電動工具
5．．．手柄
6．．．前輪
7．．．後輪
8．．．草袋
9．．．觸發偵測單元
10．．．電力開關偵測二極體
11．．．電池電壓偵測單元
12．．．電源單元
13．．．升壓器電路
14．．．整流/平流電路
15．．．升壓電壓偵測單元
16．．．換流器電路
17．．．電流偵測電阻器
18．．．PWM信號輸出單元
19．．．控制單元
20．．．換流器電路關閉單元(暫停單元)
21．．．正端
22．．．負端
23．．．第一電池特性測定電阻器
24．．．電池特性輸出端
30．．．溫度偵測單元
30a．．．電熱調節器
30b．．．電阻器
31．．．AC馬達
32．．．觸發開關
91．．．電阻器
92．．．電阻器
100．．．電動工具系統
111．．．電池電壓偵測電阻器
112．．．電池電壓偵測電阻器
121．．．電力開關
122．．．固定電壓電路
122a．．．3-端調整器
122b．．．防振盪電容器
122c．．．防振盪電容器
123．．．第二電池特性測定電阻器
131．．．變壓器
131a．．．一次繞組
131b．．．二次繞組
132．．．場效電晶體(FET)
141．．．整流二極體
142．．．整流二極體
143．．．平流電容器
151．．．電阻器
152．．．電阻器
161．．．FET
162．．．FET
163．．．FET
164．．．FET
165．．．輸出
166．．．輸出
201．．．參考電流輸入單元
201a．．．電阻器
201b．．．電阻器
202．．．偵測電流輸入單元
202a．．．電阻器
202b．．．電阻器
202c．．．電阻器
202d．．．運算放大器
203．．．比較器電路
203a．．．運算放大器
203b．．．二極體
203c．．．放電電阻器
203d．．．電容器
204．．．關閉電路
204a．．．二極體
204b．．．二極體
204c．．．FET
LD．．．信號端
圖1(a)係依據本發明之第一具體例的裝備有一換流器裝置之割草機的側視圖。
圖1(b)係在從該割草機移除後之依據該第一具體例的換流器裝置之說明圖。
圖2係依據該第一具體例之換流器裝置及割草機的電路圖。
圖3係描述依據該第一具體例在一用以控制被施加至該 割草機中之AC馬達的電壓之程序中的步驟之流程圖。
圖4係顯示依據該第一具體例之換流器的輸出電壓相對於時間之時序圖。
圖5係依據本發明之第二具體例的換流器裝置之電路圖。
圖6係描述依據該第二具體例之一暫停來自該換流器裝置之輸出的程序之時序圖。
圖7係描述依據該第二具體例在一用以暫停來自該換流器裝置之輸出的程序中之步驟的流程圖。
圖8係依據本發明之第三具體例的換流器裝置之電路圖。
圖9(a)係描述一啟動電流之時序圖。
圖9(b)係描述依據該第三具體例在啟動該割草機之馬達時電流如何改變之時序圖。
圖9(c)係描述依據該第三具體例在啟動期間馬達速度之變化的時序圖。
圖9(d)係描述依據該第三具體例在高負載期間電流之變化的時序圖。
圖10係描述依據該第三具體例在一暫停該換流器裝置的程序中之步驟的流程圖。
圖11係依據本發明之第四具體例的換流器裝置之電路圖。
圖12係顯示在該第四具體例中用以制止FET導通之過載測定準則的表格。
圖13係描述依據該第四具體例在一暫停來自該換流器裝置之輸出的程序中之步驟的流程圖。
圖14係依據本發明之第五具體例的換流器裝置之電路圖。
圖15係描述依據該第五具體例在一用以制止來自該換流器裝置之輸出的程序中之步驟的流程圖。
1．．．換流器裝置
2．．．電池組
3．．．電動工具
5．．．手柄
6．．．前輪
7．．．後輪
8．．．草袋
31．．．AC馬達
100．．．電動工具系統

Claims (24)

  1. 一種電動工具系統，包括：一電動工具，其包括一由AC電力信號控制之AC馬達及一觸發開關；一可攜式電池組；一電源裝置，其包括一換流器電路，適用於將一從該可攜式電池組所供應之一DC電力轉換為一AC電力，以供應該AC電力至該AC馬達；以及一控制單元，其適用於控制該換流器電路，在該觸發開關導通時開始轉換該DC電力，其中，該控制單元適用於在該觸發開關導通時開始供應一小於一目標電力之第一AC電力至該AC馬達，該控制單元適用於限制要被供應至該AC馬達之該AC電力，使得該AC電力不會達到該目標電力直到從該觸發開關導通起已經過一預定時間為止，以及該控制單元適用於控制該換流器電路，使要被供應至該AC馬達之該AC電力在一預定時間期間從該第一AC電力增加至該目標電力，無論該觸發開關持續被導通時該觸發開關之操作量如何。
  2. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，該AC馬達能夠藉由一從該電動工具系統之外部供應至該電動工具系統之AC電力來操作。
  3. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，在該觸發開關導通後，該控制單元立即限制要被供應至該AC馬達之該AC電力。
  4. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，該控制單元控制該換流器電路，以步階形式使要被供應至該AC馬達之該AC電力從該第一AC電力增加至該目標電力，直到從操作該觸發開關起已經過該預定時間為止。
  5. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，該電源裝置進一步包括：一第一切換元件，其導通/截止，以將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換為一AC電力；以及一整流/平流電路，其將由該第一切換元件所轉換之該AC電力轉換為一DC電力，其中，該換流器電路將從該整流/平流電路所輸出之該DC電力轉換為要被供應至該AC馬達之該AC電力，以及其中該控制單元藉由改變該第一切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式使要被供應至該AC馬達之該AC電力從該第一AC電力增加至該目標電力。
  6. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，該換流器電路進一步包括複數個第二切換元件，其導通/截止，以將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換為該AC電力，以及 其中該控制單元藉由改變該複數個第二切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式使要被供應至該AC馬達之該AC電力增加至該目標電力。
  7. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，當該電池組之電池電壓小於一預定電壓時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
  8. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，當測定在該電池組中發生過放電時，該電池組傳送一過放電信號至該控制單元，以及其中當從該電池組接收該過放電信號時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
  9. 如申請專利範圍第1項之電動工具系統，其中，該電源裝置進一步包括一暫停單元，其在一流入該換流器電路之電流超過一預定電流時，無視於該控制單元而強迫暫停該換流器電路。
  10. 如申請專利範圍第9項之電動工具系統，其中，該電源裝置進一步包括一恢復單元，其在從該暫停單元強迫暫停該換流器電路起已經過一第一預定時間後，該電流下降至低於該預定電流時，中止該換流器電路之強迫暫停。
  11. 如申請專利範圍第10項之電動工具系統，其中，該電源裝置進一步包括一制止單元，其在從該電流第一次超過該預定電流起已經過一比該第一預定時間長之第二預定時間 後，該電流再次超過該預定電流時，防止該恢復單元中止該換流器電路之強迫暫停。
  12. 如申請專利範圍第9項之電動工具系統，其中，至少當啟動該AC馬達時，該暫停單元操作。
  13. 一種電源裝置，其可連接至一包括一由AC電力信號所控制之AC馬達及一觸發開關之電動工具，該電源裝置包括：一換流器電路，其適用於將一從一可攜式電池組所供應之DC電力轉換為一AC電力，以供應該AC電力至該AC馬達；以及一控制單元，其適用於控制該換流器電路，在該觸發開關導通時開始將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換為該AC電力，其中，該控制單元適用於在該觸發開關導通時開始供應一小於一目標電力之第一AC電力至該AC馬達，該控制單元適用於限制要被供應至該AC馬達之該AC電力，使得該AC電力不會達到該目標電力直到從該觸發開關導通起已經過一預定時間為止，以及該控制單元適用於控制該換流器電路，使要被供應至該AC馬達之該AC電力在該預定時間期間從該第一AC電力增加至該目標電力，無論該觸發開關持續被導通時該觸發開關之操作量如何。
  14. 如申請專利範圍第13項之電源裝置，其中，在該觸發開關導通後，該控制單元立即限制要被供應至該AC馬達之該AC電力。
  15. 如申請專利範圍第13項之電源裝置，其中，該AC馬達能夠藉由一從該電動工具系統之外部供應至該電動工具系統之AC電力來操作。
  16. 如申請專利範圍第14項之電源裝置，其中，該控制單元控制該換流器電路，以步階形式使要被供應至該AC馬達之該AC電力從該第一AC電力增加至該目標電力，直到從操作該觸發開關起已經過該預定時間為止。
  17. 如申請專利範圍第14項之電源裝置，其中，該電源裝置進一步包括：一第一切換元件，其導通/截止，以將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換為一AC電力；以及一整流/平流電路，其將由該第一切換元件所轉換之該AC電力轉換為一DC電力，其中該換流器電路將從該整流/平流電路所輸出之該DC電力轉換為要被供應至該AC馬達之該AC電力，以及其中該控制單元藉由改變該第一切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式使要被供應至該AC馬達之該AC電力從該第一AC電力增加至該目標電力。
  18. 如申請專利範圍第14項之電源裝置，其中，該換流器 電路進一步包括複數個第二切換元件，其導通/截止，以將從該可攜式電池組所供應之該DC電力轉換為該AC電力，以及其中該控制單元藉由改變該複數個第二切換元件之切換工作來控制該換流器電路，以步階形式使要被供應至該AC馬達之該AC電力從該第一AC電力增加至該目標電力。
  19. 如申請專利範圍第13項之電源裝置，其中，當該電池組之電池電壓小於一預定電壓時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
  20. 如申請專利範圍第13項之電源裝置，其中，當測定在該電池組中發生過放電時，該電池組傳送一過放電信號至該控制單元，以及其中當從該電池組接收該過放電信號時，該控制單元防止該AC電力被供應至該AC馬達。
  21. 如申請專利範圍第13項之電源裝置，進一步包括一暫停單元，其在一流入該換流器電路之電流超過一預定電流時，無視於該控制單元而強迫暫停該換流器電路。
  22. 如申請專利範圍第21項之電源裝置，進一步包括一恢復單元，其在從該暫停單元強迫暫停該換流器電路起已經過一第一預定時間後，該電流下降至低於該預定電流時，中止該換流器電路之強迫暫停。
  23. 如申請專利範圍第22項之電源裝置，進一步包括一制 止單元，其在從該電流第一次超過該預定電流起已經過一比該第一預定時間長之第二預定時間後，該電流再次超過該預定電流時，防止該恢復單元中止該換流器電路之強迫暫停。
  24. 如申請專利範圍第21項之電源裝置，其中，至少當啟動該AC馬達時，該暫停單元操作。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2115849A4 (en) * 2007-02-26 2015-12-23 Black & Decker Inc PORTABLE POWER
JP2014023271A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Hitachi Koki Co Ltd 電源装置
WO2015061370A1 (en) 2013-10-21 2015-04-30 Milwaukee Electric Tool Corporation Adapter for power tool devices
JP6210429B2 (ja) * 2013-11-27 2017-10-11 日立工機株式会社 電動工具
US9817673B2 (en) * 2015-03-03 2017-11-14 Intel Corporation Technologies for fast low-power startup of a computing device
WO2017094414A1 (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 日立工機株式会社 電動工具
CN107153166A (zh) * 2016-03-04 2017-09-12 南京德朔实业有限公司 电动工具***
EP3299127A1 (en) 2016-06-24 2018-03-28 Black & Decker Inc. Control scheme for operating cordless power tool based on battery temperature
EP4379904A3 (en) 2016-12-16 2024-07-03 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack interface
CN212485397U (zh) 2017-03-24 2021-02-05 米沃奇电动工具公司 电池组和电气组合
TWM578899U (zh) * 2017-06-30 2019-06-01 美商米沃奇電子工具公司 電氣組合、動力工具系統、電動馬達總成、電動馬達、電池組以及馬達總成
RU2768911C2 (ru) * 2017-08-29 2022-03-25 Нв Бекаэрт Са Станция для сварки и шлифования проволоки
US11456697B2 (en) * 2017-11-24 2022-09-27 Delta Electronics India Private Limited Solar pumping system and a method for operating solar pumping system
CN209403053U (zh) * 2017-12-08 2019-09-20 苏州宝时得电动工具有限公司 自移动设备及***
EP4000382A3 (en) 2017-12-28 2022-10-26 Nanjing Chervon Industry Co., Ltd. Electric riding lawn mower
CA3028803A1 (en) 2018-01-03 2019-07-03 Sung Ub Moon Energy storage systems with multiple matrix energy flow control and programmable charging and discharging options
CN110460269B (zh) * 2018-05-03 2021-08-27 南京德朔实业有限公司 电动工具
US11489477B2 (en) * 2018-06-15 2022-11-01 Mirka Oy Semi-symmetric switching
FR3092713B1 (fr) * 2019-02-11 2021-06-25 Alstom Transp Tech Procédé et système de protection d’un circuit d’alimentation électrique
JP7193403B2 (ja) 2019-03-29 2022-12-20 株式会社マキタ 電源供給装置、電動作業機システム
CN114902551A (zh) 2019-12-10 2022-08-12 米沃奇电动工具公司 动力工具的可选择的电流限制
CN113131831A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 南京德朔实业有限公司 电动工具与电动工具控制方式的切换方法
USD1009790S1 (en) 2020-03-19 2024-01-02 Milwaukee Electric Tool Corporation Single battery pack inverter
CN115483731A (zh) * 2021-06-16 2022-12-16 苏州宝时得电动工具有限公司 供电***、工作***、充电***以及工作方法
CN218998877U (zh) * 2021-06-25 2023-05-12 南京泉峰科技有限公司 骑乘式割草机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050127862A1 (en) * 2000-12-06 2005-06-16 Glasgow Kevin L. Power tool and motor controller
US20070108941A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-17 Matsushita Electric Works, Ltd. Rechargeable battery pack for a power tool
US20080304199A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Black & Decker Inc. Software-implemented overcurrent protection embedded in a battery pack
EP2039479A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-25 Hitachi Koki CO., LTD. Power tool
JP2009219428A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Hitachi Koki Co Ltd 芝刈機

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3809975A (en) 1973-01-22 1974-05-07 J Bartels Motor speed control apparatus for an electrically powered vehicle
DE2334013C3 (de) * 1973-07-04 1982-10-07 Metabowerke KG Closs, Rauch & Schnizler, 7440 Nürtingen Elektromotorisch angetriebene und mit einer Drehzahlregel- oder Steuerelektronik ausgerüstete Hans- oder Schlagbohrmaschine
CH644478A5 (fr) * 1981-12-18 1984-07-31 Cerac Inst Sa Procede et moyens pour alimenter en energie electrique un outil portatif.
GB8812292D0 (en) * 1988-05-24 1988-06-29 Black & Decker Inc Improvements in/relating to power tools
JPH0522837A (ja) 1991-07-09 1993-01-29 Honda Motor Co Ltd 携帯用電源装置
US5625539A (en) * 1994-05-30 1997-04-29 Sharp Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling a DC to AC inverter system by a plurality of pulse-width modulated pulse trains
JPH09285184A (ja) 1996-04-05 1997-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータの制御装置
JPH11289102A (ja) 1998-04-02 1999-10-19 Canon Inc 太陽光発電システムの電力制御装置
JP2000333473A (ja) 1999-05-24 2000-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 系統連系インバータ装置
JP2002199791A (ja) 2000-12-27 2002-07-12 Nippon Densan Corp 電流検出回路及びこれを備えたモータ制御装置
US20020134811A1 (en) * 2001-01-29 2002-09-26 Senco Products, Inc. Multi-mode power tool utilizing attachment
CN1159833C (zh) * 2002-04-12 2004-07-28 武汉普天通信设备集团有限公司 单次高频功率变换带动态预负载正弦波逆变电路
JP3956895B2 (ja) 2003-05-19 2007-08-08 松下電工株式会社 漏電検出装置
US7646155B2 (en) * 2003-04-30 2010-01-12 Balck & Decker Inc. Generic motor control system
JP2004343884A (ja) 2003-05-15 2004-12-02 Makita Corp 三相モータ駆動回路と駆動方法
US7204322B2 (en) * 2003-07-31 2007-04-17 Makita Corporation Power tool having pneumatic vibration dampening
US7318768B2 (en) * 2004-04-13 2008-01-15 Black & Decker Inc. Low profile electric sander
US7088066B2 (en) * 2004-06-21 2006-08-08 Thor Power Corp. Automatic output power limiting electrical device
US7298101B2 (en) * 2005-02-28 2007-11-20 Panint Electronic Ltd. Continuously variable frequency swinging armature motor and drive
JP4487836B2 (ja) * 2005-04-20 2010-06-23 日立工機株式会社 電動工具
US7821217B2 (en) * 2006-05-22 2010-10-26 Black & Decker Inc. Electronically commutated motor and control system employing phase angle control of phase current
JP5039369B2 (ja) 2006-12-06 2012-10-03 日立アプライアンス株式会社 冷凍装置及び冷凍装置に用いられるインバータ装置
JP5217222B2 (ja) * 2007-04-18 2013-06-19 マックス株式会社 電動工具
JP5242974B2 (ja) 2007-08-24 2013-07-24 株式会社マキタ 電動工具
JP2009284735A (ja) 2008-05-26 2009-12-03 Toyota Motor Corp 車両用電力供給装置
JP2010170779A (ja) 2009-01-21 2010-08-05 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック及び工具システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050127862A1 (en) * 2000-12-06 2005-06-16 Glasgow Kevin L. Power tool and motor controller
US20070108941A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-17 Matsushita Electric Works, Ltd. Rechargeable battery pack for a power tool
US20080304199A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Black & Decker Inc. Software-implemented overcurrent protection embedded in a battery pack
EP2039479A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-25 Hitachi Koki CO., LTD. Power tool
JP2009219428A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Hitachi Koki Co Ltd 芝刈機

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Publication number Publication date
WO2012056700A3 (en) 2013-06-06
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US20140015451A1 (en) 2014-01-16

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