專利名稱：電動除塵機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動除塵機(jī)，特別是涉及電池式電動除塵機(jī)。
背景技術(shù)：
作為通過提高電池式電動除塵機(jī)的電動送風(fēng)機(jī)輸出使吸塵能力提高的方法，一般是使電動送風(fēng)機(jī)的輸入電功率增加。具體來說，變更電動送風(fēng)機(jī)繞組或增加電動送風(fēng)機(jī)輸入電流，或者提高電源電壓，就能增加電動送風(fēng)機(jī)輸入動力。
在電動送風(fēng)機(jī)由整流子電動機(jī)構(gòu)成的情況下，一旦增加輸入電流，就會因接觸整流子的電刷部分碳膜電阻磨損和整流子處電火花等容易損壞電動送風(fēng)機(jī)，難以確保可靠性。
因此，作為增加電動送風(fēng)機(jī)輸入電功率的其它方法，也可考慮提高附加給電動送風(fēng)機(jī)的電源電壓。在電池式電動送風(fēng)機(jī)的情況下，作為提高電源電壓的方法，最簡便的方法是增加電池數(shù)量。但在需要使用高壓的情況下，如只用電池來實(shí)現(xiàn)增加電源電壓，電池就要大型化。為此，為了解決這個問題，有人建議使用升壓轉(zhuǎn)換電路獲得高電壓的方法。這類例子有如特開平8-224198號公報和特開2001-16845號公報所記載的方法。
不過，這種電池式電動除塵機(jī)的重要性能之一是用戶每充一次電后所能使用的時間。但存在問題是，在電動除塵機(jī)上搭載上升壓轉(zhuǎn)換電路后，當(dāng)利用升壓轉(zhuǎn)換電路升壓時，因產(chǎn)生損耗會使每充一次電后所能使用的時間縮短。
特開平8-224198號公報中所公開的發(fā)明是配置有切換裝置的結(jié)構(gòu)，該切換裝置可以把給電動送風(fēng)機(jī)供給電功率的電源切換為商用電源和二次電池中任意之一。并且，當(dāng)從該二次電池給電動送風(fēng)機(jī)供給電功率時，利用升壓轉(zhuǎn)換電路升壓，能驅(qū)動控制交流整流子電動機(jī)。但是，在特開平8-224198號公報中，沒有具體公開電動除塵機(jī)運(yùn)動動作與升壓轉(zhuǎn)換電路動作的關(guān)系，也沒有對此進(jìn)行啟示。因而，在把二次電池作為驅(qū)動源的電動除塵機(jī)中，為了減少充電操作等的麻煩，實(shí)際應(yīng)用中要求盡量抑制電功率消耗且盡可能延長每充一次電后所能使用的時間，對此，在特開平8-224198號公報中并沒有公開對這種要求解決的對策。
與特開平8-224198號公報一樣，在特開2001-16845號公報中，只記載有在電動除塵機(jī)上搭載上升壓轉(zhuǎn)換電路，但沒有具體記載電動除塵機(jī)運(yùn)動動作與升壓轉(zhuǎn)換電路動作的關(guān)系。因此，與特開平8-224198號公報一樣，例如也沒有記載具體針對所要求的解決對策，該要求是指為了減少充電操作等的麻煩，應(yīng)盡量抑制電功率消耗且盡可能延長每充一次電的使用的時間。
特別是，在考慮電動除塵機(jī)使用形態(tài)的情況下，用戶必須常時在消耗電功率最大且吸塵能力最大的狀態(tài)下使用吸塵器。因而，希望提供的電動除塵機(jī)具備盡可能延長每充一次電后所能使用的時間等的功能。
例如，在以直流電源作為驅(qū)動源且搭載有升壓轉(zhuǎn)換電路的電動除塵機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中，必須要考慮例如伴隨升壓轉(zhuǎn)換電路動作的進(jìn)行對電動除塵機(jī)異常的回避、在升壓轉(zhuǎn)換電路動作異常時對電池和各個構(gòu)成電子元件的保護(hù)、升壓轉(zhuǎn)換電路動作時對電動送風(fēng)機(jī)的影響，和升壓轉(zhuǎn)換電路動作與吸塵力的關(guān)系等因素。
但是，在特開平8-224198號公報中，雖然記載有升壓時把升壓電壓從低電壓提高到規(guī)定電壓，但對把直流電源作為驅(qū)動源且搭載有升壓轉(zhuǎn)換電路的電動除塵機(jī)實(shí)際應(yīng)用，沒有公開也沒有啟示其要求事項，例如，伴隨升壓如何降低電功率損耗等。
在特開2001-16845號公報中，也沒有公開這些技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，對把直流電源作為驅(qū)動源且搭載有升壓轉(zhuǎn)換電路的電動除塵機(jī)，能把因搭載上升壓轉(zhuǎn)換電路引起的電功率損耗抑制到必要的最小限度。
本發(fā)明的目的還在于，對把直流電源作為驅(qū)動源且搭載有升壓轉(zhuǎn)換電路的電動除塵機(jī)，能使電動除塵機(jī)小型、輕量化。
本發(fā)明的電動除塵機(jī)，把直流電源作為驅(qū)動源，利用升壓轉(zhuǎn)換電路對供給電動送風(fēng)機(jī)的電壓進(jìn)行升壓動作，從而能提高電動送風(fēng)機(jī)的輸出并提高吸塵能力。本發(fā)明，作為這種電動除塵機(jī)的工作模式，提供的工作模式有對直流電源的輸出電壓升壓并利用給電動送風(fēng)機(jī)供給電功率的電壓轉(zhuǎn)換器使向電動送風(fēng)機(jī)輸入的電功率升壓的工作模式；和利用電壓轉(zhuǎn)換器使向電動送風(fēng)機(jī)輸入的電功率不升壓的模式。這樣，可以只在真正必要場合才使電動送風(fēng)機(jī)的輸入電壓升壓，從而降低因搭載電壓轉(zhuǎn)換器所引起的電功率損耗。
根據(jù)本發(fā)明，能使搭載有電壓轉(zhuǎn)換器的電動除塵機(jī)小型、輕量化，由于設(shè)置有只在需要大吸引能力的場合才使升壓工作模式動作等控制裝置，因此，具有把因搭載電壓轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的電功率損耗抑制到所允許的最不限度的效果本發(fā)明的電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置設(shè)定開關(guān)信號的頻率，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
本發(fā)明的電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置設(shè)定開關(guān)信號的占空因數(shù)，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
本發(fā)明的電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，電壓控制裝置控制開關(guān)信號的頻率，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
本發(fā)明的電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置控制開關(guān)信號的占空因數(shù)，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)外觀的透視圖；圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式中垃圾筒蓋的剖面圖；圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路一例子的電路圖；圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)電壓轉(zhuǎn)換器電路的電路圖；圖5是理論上表示構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換器的電抗器磁通形態(tài)的B-H曲線特性圖；圖6是表示電壓轉(zhuǎn)換器主電路中流動電流、電壓轉(zhuǎn)換器主電路中輸出電壓和脈沖信號的說明圖；圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)電壓變換控制裝置構(gòu)成例的電路圖；圖8是表示脈沖信號和三角波的定時圖；圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)工作模式切換操作部的電路圖；圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)動作控制實(shí)例的一例子說明圖；圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路另一例子的電路圖；圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路又一例子的電路圖；圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路再一例子的電路圖；
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路又一例子的電路圖；圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)動作控制實(shí)例的另一例子說明圖；圖16是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)動作控制實(shí)例的又一例子說明圖；圖17是表示電動除塵機(jī)升壓工作模式起動時動作控制實(shí)例的一例子說明圖；圖18是表示電動除塵機(jī)升壓工作模式停止時動作控制實(shí)例的一例子說明圖；圖19是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路另一例子的電路圖；圖20是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路又一例子的電路圖；圖21是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路再一例子的電路圖；圖22是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)動作控制實(shí)例又一例子的說明圖；圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)動作控制實(shí)例再一例子的說明圖；圖24是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)動作控制實(shí)例又一例子的說明圖；圖25是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)控制電路另一例子的電路圖；圖26是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)電壓轉(zhuǎn)換器電路另一例子電路圖；圖27是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)電壓轉(zhuǎn)換器主電路中流動電流、電壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓和脈沖信號的說明圖；圖28是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)操作部另一例子的正面圖；圖29是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)操作部又一例子的正面圖；圖30是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)工作模式切換操作部又一例子電路圖。
實(shí)施例根據(jù)圖1至圖30說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式中電動除塵機(jī)外觀的透視圖。在本實(shí)施方式中的電動除塵機(jī)1以下述方式構(gòu)成對著其本體箱2的本體吸入口30，以可自由裝卸方式安裝有軟管5，該軟管5以可自由裝卸方式與作為可伸縮連接管的延長管4連接，延長管4在先端部以可自由裝卸方式配置有吸入體3。在本體箱2內(nèi)，內(nèi)置有電動送風(fēng)機(jī)6和直流電源10(參照圖3)，在該本體箱2的上面，設(shè)置有作為手提裝置的把手8，該把手8從平面觀察成成近似于Y字狀。
在該本體箱2后面略中央部，設(shè)置有充電端子(示圖示)，該充電端子放置在充電臺上，用于給直流電源10供給電功率、給直流電源10充電。
柔性軟管5，其基端部通過帶有園底筒狀集塵盒的集塵罩31(參照圖2)連接到電動送風(fēng)機(jī)6的吸入側(cè)，從而以可自由裝卸方式連接到本體吸入口30上。在該本體箱2的側(cè)板部，穿通設(shè)置多個排氣口32，，這些排氣口32與電動送風(fēng)機(jī)動6連通，且略向前側(cè)方開口。
在軟管5的先端，設(shè)置有作為操作裝置的手持操作部7，且彎曲成近“ㄑ”字狀。該手持操作部7上，在可操作的位置中作為操作部件設(shè)置有供操作者手指操作的操作部9。
如圖2所示，集塵罩31是有底結(jié)構(gòu)，沿著該集塵罩31側(cè)壁配置有集塵罩吸入口34。在該集塵罩31近中央上部，以可自由裝卸方式安裝著過濾器33，該過濾器33是用具有通氣性的網(wǎng)眼材料制成的，并在該集塵罩33的上部設(shè)置有集塵罩排氣口35。該集塵罩排氣口35連接到電動送風(fēng)機(jī)6上。因此，這種結(jié)構(gòu)的集塵罩31通過使電動送風(fēng)機(jī)6動作而使空氣呈龍卷狀(氣旋狀)轉(zhuǎn)動，采用通過離心力使灰塵和空氣分離的活用集塵方式。
另外，作為集塵方式，也可以使用通過紙包的集塵方式。
工作模式切換操作部9兼作電動送風(fēng)機(jī)6的電源開關(guān)，能選定使電動送風(fēng)機(jī)6變成各個不同驅(qū)動狀態(tài)的多種工作模式。具體來說，如圖3所示，從軟管5朝向延長管4依次并列配置有工作模式停止設(shè)定用操作按鈕(停止用開關(guān))9a，工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b，工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c。
控制電路參照圖3-10說明這種結(jié)構(gòu)的電動除塵機(jī)1的對電動送風(fēng)機(jī)6的控制電路的構(gòu)成和其作用。
配置在該本體箱2內(nèi)的電動送風(fēng)機(jī)6通過過作為切換裝置的開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a連接至電源電路上。該電源電路由直流電源10和電壓轉(zhuǎn)換器19構(gòu)成，該直流電源10能通過充電端子(未圖示)進(jìn)行充電，該電壓轉(zhuǎn)換器19把該直流電源10輸出的電壓升壓，并輸送給電動送風(fēng)機(jī)6。該開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a是使線卷中流過電流產(chǎn)生磁場進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換動作的部件，例如，是電磁式繼電器。
在開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a的控制極端子上連接著內(nèi)置于電動除塵機(jī)1內(nèi)的電動除塵機(jī)控制裝置13。該電動除塵機(jī)控制裝置13對電動除塵機(jī)1整體進(jìn)行控制，其構(gòu)成有電動送風(fēng)機(jī)控制器14、電壓轉(zhuǎn)換控制器15、直流電源監(jiān)視器16、存儲器17和計時器18等，且連接有顯示器20、測定直流電源10溫度用的熱敏電阻21、用作二次電池10a的識別器26的電阻R0、電壓轉(zhuǎn)換器輸入電壓檢測部22、電壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓檢測部23等，其中上述顯示器20備有配置在手持操作部7的工作模式切換操作部9和本體箱2上部的多個發(fā)光二極管。該電動除塵機(jī)控制裝置13既可以由多個電路部件和多個微計算機(jī)構(gòu)成，也可以由以一個芯片計算機(jī)為中心構(gòu)成。
在二次電池10a的兩端間，連接著帶有電阻R1和電阻R2的串聯(lián)電路。把電動除塵機(jī)控制裝置13連接到這些電阻R1和電阻R2間的電壓轉(zhuǎn)換器輸入電壓檢測部22上，將電阻R1和電阻R2分壓的電壓加載在電動除塵機(jī)控制裝置13上。
同樣，在電動送風(fēng)機(jī)6的兩端間，連接著帶有電阻R3和電阻R4的串聯(lián)電路。把電動除塵機(jī)控制裝置13連接到電阻R3與電阻R4間的電壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓檢測部23上，將電阻R3和電阻R4分壓的電壓加載在電動除塵機(jī)控制裝置13上。
電動送風(fēng)機(jī)控制器14分別連接到工作模式切換操作部9的工作模式停止設(shè)定用操作按鈕9a、工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b和工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c上，利用這些工作模式停止設(shè)定用操作按鈕9a、工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b和工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c的操作，切換開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a，把由電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓和二次電池10a輸出電壓任一方輸送給電動送風(fēng)機(jī)6。
直流電源供給電功率的直流電源10是由串聯(lián)連接著多個電池的二次電池10a、熱敏電阻21、作為識別器26的電阻R0和恒溫器27等構(gòu)成，該二次電池10a由如鎳鎘(NiCd)電池、鎳氫電池、鋰電池等電池多個串聯(lián)組成。
并且，二次電池10a的正極端子連接到恒溫器27的一端，該恒溫器27的另一端連接到電阻R0的一端。
電壓轉(zhuǎn)換器下面，用圖4說明電動除塵機(jī)1中的對電動送風(fēng)機(jī)6的電壓轉(zhuǎn)換器19的構(gòu)成實(shí)例。電壓轉(zhuǎn)換器19包括具有能量儲存和釋放功能的電抗器等磁性部件50、使用MOSFET、二極晶體管或IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、防止能量逆流的逆流防止部件52(二極管)、容量性阻抗元件的電容53和電壓轉(zhuǎn)換控制器15等。
用作磁性部件50的電抗器主要是由線圈(繞組)和鐵淦氧、粉劑合金、坡莫合金、非晶體合金等磁性材料制成的鐵芯等構(gòu)成的，把鐵芯插進(jìn)線圈中，通過讓電流流過線圈而儲存能量，該能量由開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的導(dǎo)通·截止動作放出。鐵芯的形狀是螺線管狀或半環(huán)形等。
電壓轉(zhuǎn)換控制器15具有設(shè)定、輸出占空因數(shù)的功能，其中該占空因數(shù)由使二次電池10a的輸出電壓升壓的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的動作來定義，即用導(dǎo)通·截止脈沖信號的頻率和導(dǎo)通時間/(導(dǎo)通時間+截止時間)來定義。利用從該電壓轉(zhuǎn)換控制器15輸出的脈沖信號的頻率或占空因數(shù)，調(diào)整電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的輸出電壓(升壓率)。把由電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓對直流電源10的輸出電壓之比稱作電壓率(電壓率＝由電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓/直流電源10的輸出電壓)。把該電壓轉(zhuǎn)換控制器15連接到電動送風(fēng)機(jī)控制器14上，并由電動送風(fēng)機(jī)控制器14進(jìn)行控制。
更詳細(xì)來說，該電壓轉(zhuǎn)換器19具有連接到直流電源10側(cè)的輸入端子Pa、共通端子Pb和連接到電動送風(fēng)機(jī)6側(cè)的輸出端子Pc，并以下述方式構(gòu)成輸入端子Pa連接到磁性部件(電抗器)50的一個端子上，磁性部件(電抗器)50的另一端子與開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的漏極端子連接，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的電源端子與共通端子Pb連接，電壓轉(zhuǎn)換控制器15連接到開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的控制極端子上，電抗器50與開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的連接點(diǎn)和二極管52的陽極端子連接，二極管52的陰極端子與電容53一個端子連接，電容53的另一端子和共通端子Pb連接，把連接著二極管52與電容53的連接點(diǎn)連接到輸出端子Pc上，把使直流電源10的電壓升壓后的電壓輸出給輸出端子Pc與共通端子Pb間。
現(xiàn)在，說明電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓動作。根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換控制器15輸出的脈沖信號，在開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51導(dǎo)通時使電流Is流動，利用電流IL把能量儲存在電抗器50上。隨后，當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換控制器15把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51截止時，儲存在電抗器50中的能量經(jīng)過二極管52，作為電流Id流到電動送風(fēng)機(jī)6側(cè)，給電容53充電。利用由電壓轉(zhuǎn)換控制器15連續(xù)進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的導(dǎo)通·截止，能實(shí)現(xiàn)能量從直流電源10向電抗器50的的反復(fù)儲存和釋放。
在電容53中儲存的能量依靠二極管52并不返回電抗器50側(cè)。另外，用比直流電源10更高的電壓使電容53充電，并供給電動送風(fēng)機(jī)6。
現(xiàn)在，詳細(xì)說明電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓動作。通過對從電壓轉(zhuǎn)換控制器15輸出的脈沖信號頻率和脈沖信號占空因數(shù)的至少一方進(jìn)行控制，把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51導(dǎo)通期間儲存在電抗器50上能量，在開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51截止期間并不全部釋放，通過在電抗器50殘留能量的狀態(tài)下再次使開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51導(dǎo)通，就能使能量儲存在電抗器50上。這時，電抗器50的鐵芯的磁通的理論形式如圖5所示。圖5明顯可以看出，在開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51導(dǎo)通·截止期間，磁場H和磁通密度B的積不會變?yōu)榱恪?br> 這樣，采用在作為磁性元件的電抗器50上有能量殘留狀態(tài)下反復(fù)進(jìn)行能量的儲存和能量的釋放的方法，由于能提高作為磁性元件的電抗器50的利用率，能減小流過電抗器50的電流峰值，因而，完全可以用小型、輕量的電抗器50充分地滿足要求。結(jié)果，也能使電壓轉(zhuǎn)換器19小型、輕量化，最終使電動除塵機(jī)1小型、輕量化。
另外，圖6示出了這時的電抗器上流動的電流IL的波形。電抗器50上流動的電流IL從不為零的電流值ILa緩慢地增加，開始流動，達(dá)到最大值ILb后，在下一次循環(huán)開始前緩慢減小，變?yōu)椴粸榱愕碾娏髦礗Lc，下次循環(huán)開始時的電流值，是從該電流值ILc開始的。
這樣，通過在作為磁性元件的電抗器50上有能量殘留的狀態(tài)下反復(fù)進(jìn)行能量的儲存和能量的釋放，可使電流連續(xù)經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a流動(電流連續(xù)模式)。
在這種情況下，當(dāng)脈沖信號頻率過低，或者脈沖信號的占空因數(shù)過小時，由于延長了脈沖信號的截止時間，因此，在開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51截止時，會使儲存在電抗器50中的磁能全部釋放完。從而，可預(yù)先根據(jù)電抗器50的電感或B-H曲線特性等磁性特征把握頻率和占空因數(shù)，使電抗器50的能量不會變?yōu)榱恪?br> 通過使電壓轉(zhuǎn)換器19按這種電流連續(xù)模式動作，如圖6所示，既會使升壓后的輸出電壓的電壓波動小，也會基本消除電壓波動引起的電動送風(fēng)機(jī)6的振動。因而，即使使用者一邊握著把手8、一邊手持除塵機(jī)進(jìn)行掃除，也不會感到這種振動所引起的不快感。
下面，參照圖7，對從電壓轉(zhuǎn)換控制器15輸出的脈沖信號頻率和占空因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的具體方法進(jìn)行說明。
在圖7中，通過工作模式切換操作部9的操作，使電壓轉(zhuǎn)換控制器15動作。在這種電壓轉(zhuǎn)換控制器15中，把來自基準(zhǔn)電壓部82和輸入電壓部83的各種信號輸入給誤差放大器81，并把其輸出信號和來自發(fā)振部84發(fā)振的三角波信號輸入給信號比較部85。產(chǎn)生三角波信號發(fā)振的振蕩部84是用現(xiàn)有技術(shù)中已知的。從信號比較部85輸出信號，控制開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的導(dǎo)通·截止。
此時，通過適當(dāng)設(shè)定由發(fā)振部84發(fā)振的三角波信號的頻率，就能控制脈沖信號的頻率；通過適當(dāng)設(shè)定電壓V1和分壓比R5/R6，就能控制脈沖信號的占空因數(shù)。
作為對脈沖信號頻率或占空因數(shù)進(jìn)行控制的方法，也可以利用微機(jī)程序處理來實(shí)現(xiàn)。作為定時圖，圖8表示了微機(jī)中三角波信號與脈沖信號頻率或占空因數(shù)間的關(guān)系。三角波信號利用計時器制作，例如，在上/下計時器模式中，通過設(shè)定計時器值的最大值TCp1，脈沖信號周期Tp(k)變?yōu)門p(k)＝2×TCp1×計時器時標(biāo)(秒)。因而，脈沖信號頻率fp(k)為fp(k)＝1/(2×TCp1×計時器時標(biāo))(Hz)。
接著，對儲存在存儲器17中的設(shè)定值S(k)和計時器值進(jìn)行比較，當(dāng)計時器值大于設(shè)定值S(k)時，脈沖信號變成導(dǎo)通。由此確定脈沖幅PW(k)(秒)，因而，占空因數(shù)Du(k)為Du(k)＝PW(k)/(2×TCp1×計時器時標(biāo))(％)。
所以，通過變更計時器值的最大值TCp1或設(shè)定值S(k)，就能控制脈沖信號頻率fp(k)或占空因數(shù)Du(k)。
因而，如圖7和圖8所示，通過控制脈沖信號頻率或占空因數(shù)的至少一方，就能把經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a流動的電流變?yōu)殡娏鬟B續(xù)模式。
同樣，通過控制脈沖信號頻率或占空因數(shù)的至少一方，就能控制電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率。例如，通過把占空因數(shù)變大就能把升壓率變大，相反，通過把占空因數(shù)變小就能把升壓率變小。
電池識別器下面，對電池識別器進(jìn)行說明。由電動除塵機(jī)控制裝置13檢測流過電阻R0的電流值，電阻R0用作二次電池10a的識別器26，識別出二次電池10a的種類、如電池電壓或容量(安培-小時容量，單位Ah)、電池特征等，對應(yīng)于該識別信息確定電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率。
作為一具體實(shí)例，電壓轉(zhuǎn)換器19在使用輸出電壓持續(xù)性能良好的二次電池10a的情況下，使升壓率增加，而在使用便宜但性能差的二次電池10a的情況下，使升壓率降低。結(jié)果即使是在使用性能不同的二次電池10a的情況下，在每充一次電后所能使用的時間方面，也能獲得同樣的效果。
因而，由于是針對二次電池10a種類、例如鎳鎘(NiCd)電池、鎳氫電池、鋰電池等的電池電壓或容量(安培-小時容量，單位Ah)、電池特性不同的電池，柔軟地驅(qū)動電動送風(fēng)機(jī)6的，所以，能交換直流電源10，使其符合電動除塵機(jī)1的使用目的。此外，即使利用輸出電壓較低的直流電源10，由于是根據(jù)該輸出驅(qū)動送風(fēng)機(jī)6的，所以，能使直流電源10小型、輕量化，降低制造成本。
另外，在所述實(shí)施方式中，是利用裝在直流電源10中的電阻R0識別二次電池10a種類的，但也可以利用其他方式識別電池種類，例如，在二次電池10a上設(shè)置突起等，利用突起的位置或形狀等識別二次電池10a的種類，或者，利用電壓轉(zhuǎn)換器輸入電壓檢測部22檢測直流電源10的輸出電壓，根據(jù)該輸出電壓識別二次電池10a的種類，也能達(dá)到與所述實(shí)施方式相同的作用效果。
電池溫度檢測器另外，在二次電池10a附近，配置有作為檢測該二次電池10a溫度的溫度檢測部件的熱敏電阻21。該熱敏電阻21能根據(jù)二次電池10a溫度變化改變電阻值。作為使用該熱敏電阻21的一實(shí)例，把該熱敏電阻21的兩端先連接到電動除塵機(jī)控制裝置13上，該電動除塵機(jī)控制裝置13利用熱敏電阻21檢測二次電池10a附近的溫度變化，根據(jù)該熱敏電阻21的電阻變化，確定電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率，把工作模式從升壓工作模式切換為非升壓工作模式。具體來說，例如，在電動除塵機(jī)控制裝置13使二次電池10a的溫度從存儲器17中儲存的設(shè)定溫度上升的情況下，電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率下降，減少二次電池10a的輸出電壓，控制二次電池10a的溫度上升。作為溫度檢測部件，除了例示使用熱敏電阻的情形外，也可以使用其他方法，例如，在使用熱電偶的情況下，同樣也能實(shí)現(xiàn)。
由于二次電池10a溫度使放電特性發(fā)生變化，這使升壓率可根據(jù)上述二次電池10a的溫度來變更，由此，可減少相二次電池10a的溫度對于每充一次電的使用的時間的影響度。這樣，不必搭配較大的二次電池10a，能使直流電源10更進(jìn)一步的小型、輕量化。
另外，電動除塵機(jī)控制裝置13分別檢測流過電阻R0的電流值和熱敏電阻21的溫度信息，根據(jù)這些電流值和溫度信息檢測二次電池10a的放電信息，根據(jù)該檢測的放電信息，即殘留在二次電池10a中的容量，確定電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率，并且，能把工作模式從升壓工作模式切換為非升壓工作模式。具體來說，例如，殘留在二次電池10a中的容量比存儲器17等中儲存的設(shè)定值更低的情況下，使電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率下降。
因此，能延遲直流電源10容量的消耗速度，即放電速度。因而，容易調(diào)節(jié)二次電池10a每充一次充電的使用的時間，所以，相對電動除塵機(jī)1充電后的多次使用歷史，能確保延長使用的時間。即使相對使用容量小的二次電10a來說，也能確保延長每充一次電的使用的時間。并且，利用二次電池10a輸出電流的急劇增加，也能防止二次電池10a輸出電壓的急速下降。
作為確定升壓率的定時方法，包括在升壓工作模式時檢測二次電池10a的溫度，根據(jù)該溫度檢測值確定(變更)升壓率的方法，或者，在電動除塵機(jī)1停止時或非升壓工作模式時，檢測二次電池10a的溫度，根據(jù)該溫度檢測值確定隨后升壓工作模式時升壓率的方法。對于升壓率確定來說，把列表數(shù)據(jù)或計算式保存在存儲器17中，根據(jù)此時的溫度信息，確定升壓率。
電動送風(fēng)機(jī)溫度檢測器此外，電動除塵機(jī)控制裝置13利用裝在電動送風(fēng)機(jī)6上的未圖示的作為溫度檢測部件的熱敏電阻，檢測電動送風(fēng)機(jī)6的溫度，根據(jù)被檢測電動送風(fēng)機(jī)6的溫度，確定電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率，同時，把工作模式從升壓工作模式切換為非升壓工作模式。具體來說，例如，電動除塵機(jī)控制裝置13在電動送風(fēng)機(jī)6的溫度上升到高于存儲器17中儲存的設(shè)定溫度時，使電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率下降，減少流過電動送風(fēng)機(jī)6中的電流，抑制溫度上升。
因此，由于抑制了電動送風(fēng)機(jī)6、電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度上升，所以，不會因電動送風(fēng)機(jī)6和電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度導(dǎo)致壽命縮短，也不會降低可靠性。
作為確定升壓率的定時方法，包括在升壓工作模式時檢測電動送風(fēng)機(jī)6的溫度，根據(jù)該溫度檢測值確定(變更)升壓率的方法，或者，在電動除塵機(jī)1停止時或非升壓工作模式時，檢測電動送風(fēng)機(jī)6的溫度，根據(jù)該溫度檢測值確定隨后升壓工作模式時升壓率的方法。對于升壓率確定來說，把列表數(shù)據(jù)或計算式保存在存儲器17中，根據(jù)此時的溫度信息，確定升壓率。
電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度檢測器另外，電動除塵機(jī)控制裝置13，利用安裝在電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的基板上、磁性部件50、開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、逆流防止部件52和電容53等上的未圖示的溫度檢測部件的熱敏電阻，檢測電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度，根據(jù)被檢測電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度，確定電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率，同時，把工作模式從升壓工作模式切換為非升壓工作模式。具體來說，例如，電動除塵機(jī)控制裝置13在電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度上升到高于存儲器17中儲存的設(shè)定溫度時，使電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率下降。
因此，由于減少了流過電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a中的電流，抑制了電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度上升，所以，不會使電抗器等的磁性部件50、MOSFET、使用二極晶體管或IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、防止能量逆流的逆流防止部件(二極管)52、容量性阻抗元件的電容53等的壽命縮短，也不會降低可靠性。從而，能提高電動除塵機(jī)1的可靠性和壽命。
此外，由于能防止開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、二極管52、電抗器50和電容53等構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的各部件的溫度上升，所以能減小各部件的電流容量。最終能使各部件小型、輕量化。
作為確定升壓率的定時方法，包括在升壓工作模式時檢測電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度，根據(jù)該溫度檢測值確定(變更)升壓率的方法，或者，在電動除塵機(jī)1停止時或非升壓工作模式時，檢測電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的溫度，根據(jù)該溫度檢測值確定隨后升壓工作模式時升壓率的方法。對于升壓率確定來說，是把列表數(shù)據(jù)或計算式保存在存儲器17中，根據(jù)此時的溫度信息，確定升壓率。
所上所述，由于能利用安裝在電動除塵機(jī)本體箱2內(nèi)部的溫度檢測部件檢測直流電源10、電動送風(fēng)機(jī)6和電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a等的溫度，并根據(jù)該檢測值確定(變更)升壓率，因此，能抑制二次電池10a每充一次電后所能使用的時間的變動，確保使用的時間的延長，防止壽命的縮短，也能防止可靠性的下降等。另外，在電動除塵機(jī)本體箱2內(nèi)以外的地方，檢測內(nèi)置于吸入體3內(nèi)的底板用電動送風(fēng)機(jī)(示圖示)的溫度，也能防止該溫度上升所引起壽命縮短或可靠性降低，還能使電動除塵機(jī)1的可靠性提高。
計時器下面說明計時器18的使用形式實(shí)施例。作為使用計時器18的一例實(shí)施例，電動除塵機(jī)控制裝置13在升壓工作模式時，測定電動送風(fēng)機(jī)6的驅(qū)動時間，當(dāng)該驅(qū)動時間經(jīng)過存儲器17中儲存的設(shè)定時間時，使電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率下降，并從升壓工作模式切換成非升壓工作模式。測定非升壓工作模式時驅(qū)動電動送風(fēng)機(jī)6的時間，根據(jù)該驅(qū)動時間，確定隨后升壓工作模式時的升壓率。關(guān)于升壓率的確定方法，是記憶在存儲器17中。因此，在二次電池10a的消耗電功率大的升壓工作模式中，能抑制電動送風(fēng)機(jī)6、電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a和直流電源10各自的溫度上升。
所以，能抑制電動送風(fēng)機(jī)6和電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的壽命的縮短，并防止可靠性下降；也能抑制因二次電池10a的放電特性變化所引起每充一次電后所能使用的時間的變動。因此，提高了電動除塵機(jī)1的可靠性，容易確保二次電池10a每充一次電后所能使用的時間。
另外，由于能防止由開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、二極管52、電抗器50和電容53等構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的各部件的溫度上升，所以，能把各部件電流容量變小。最終能使各部件小型、輕量化。
此外，作為定時器18使用形式的另一例子，可以是在升壓工作模式的連續(xù)運(yùn)動時間超過存儲器17儲存的設(shè)定時間時，非升壓工作模式或停止模式狀態(tài)經(jīng)過時間超過存儲器17儲存的設(shè)定時間后，如果電動除塵機(jī)1內(nèi)的溫度不下降，則再次進(jìn)行不能升壓工作模式下使電動除塵機(jī)1運(yùn)行等動作。從而，同樣能提高電動除塵機(jī)1的可靠性，同時，能使各部件小型、輕量化。
另外，在升壓工作模式連續(xù)運(yùn)動時間超過存儲器17等儲存的設(shè)定時間時，通過把動作形態(tài)自動切換成非升壓工作模式，能使操作者很好地識別出升壓工作模式時需要較大電功率的情況，抑制直流電源10不必要的電功率消耗，可以不縮短二次電10a每充一次電后所能使用的時間。
此外，作為定時器18使用形式的又一例子，電動除塵機(jī)控制裝置13，可以根據(jù)電動除塵機(jī)1升壓工作模式時和非升壓工作模式時測定的電動送風(fēng)機(jī)6的驅(qū)動時間信息，推斷二次電池10a中殘留的容量，確定隨后升壓工作模式時的升壓率。例如，在驅(qū)動時間比存儲器17等中儲存的設(shè)定值長的情況下，推斷為二次電池10a中殘留容量很少，使電壓轉(zhuǎn)換器19的升壓率下降。因此，能很容易地調(diào)節(jié)二次電池10a每充一次電后所能使用的時間。從而，即使二次電池10a充電后的電動除塵機(jī)1的使用歷史多樣，也能確保使用的時間。對于升壓率確定來說，是把列表數(shù)據(jù)或計算式保存在存儲器17中，根據(jù)此時的溫度信息，確定升壓率。
另外，作為定時器18使用形式的再一例子，可以是測定充電后的經(jīng)過時間，根據(jù)該經(jīng)過時間推斷二次電池10a的放電狀態(tài)，再確定隨后升壓工作模式時的升壓率。升壓率的確定的方法與上述相同。
工作模式切換操作部下面，參照圖9，對工作模式切換操作部9的具體結(jié)構(gòu)和作用進(jìn)行說明。
電動除塵機(jī)控制裝置13內(nèi)，使基準(zhǔn)電壓Vs的分壓值對應(yīng)于工作模式切換操作部9的操作狀態(tài)進(jìn)行變化，這種變動分壓值是通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC108轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后由電壓讀取器109讀取的。
作為使基準(zhǔn)電壓Vs的分壓值對應(yīng)于工作模式切換操作部9的操作狀態(tài)進(jìn)行變化的電路(變壓電路)，以下述方式構(gòu)成不斷把在電阻R10和電阻R11間能檢測的電壓輸入給ADC108，在工作模式切換操作部9中設(shè)置有操作工作模式切換操作部9的各操作按鈕9a、9b、9c以便能進(jìn)行切換的開關(guān)110a、110b和110c，根據(jù)這些開關(guān)110a、110b和110c的切換狀態(tài)，把電阻值不同的電阻R12、R13和R14并聯(lián)在電阻R11上。
另外，在電動除塵機(jī)控制裝置13內(nèi)設(shè)置的存儲器17中，儲存有與通過工作模式切換操作部9對工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b的操作、由電壓讀取器109讀取的電壓值相對應(yīng)的控制程序或控制值。
另外，在存儲器17中，儲存有與通過工作模式切換操作部9對工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c的操作、由電壓讀取器109讀取的電壓值相對應(yīng)的控制程序或控制值。
這樣，工作模式切換操作部9能選擇設(shè)定多個電壓，工作模式切換操作部9設(shè)定的電壓由電壓讀取器109讀出，根據(jù)讀出的該電壓，切換多種電動除塵機(jī)工作模式。因此，不用增加工作模式切換操作部9和ADC108的信號線，就能低成本地實(shí)現(xiàn)工作模式的附加。
動作現(xiàn)在，參照附圖10，對本實(shí)施方式中電動除塵機(jī)1運(yùn)動動作和電壓轉(zhuǎn)換器19的動作進(jìn)行說明。
在停止?fàn)顟B(tài)的電動除塵機(jī)1中，在時間T0時操作工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b，進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a切換到直流電源10側(cè)的動作，將二次電池10a的輸出電壓輸送給電動送風(fēng)機(jī)6，使電動除塵機(jī)1在弱輸出狀態(tài)下運(yùn)動。
隨后，在時間T1時操作工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c，進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a切換到電壓轉(zhuǎn)換器19側(cè)的動作，同時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51輸出脈沖信號，電壓轉(zhuǎn)換器19動作，把該電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓輸送給電動送風(fēng)機(jī)6，使電動除塵機(jī)1在強(qiáng)輸出狀態(tài)下運(yùn)動。這種強(qiáng)工作模式是電動除塵機(jī)1預(yù)備的工作模式中最大輸出的工作模式，這種模式電動除塵機(jī)1的吸塵能力最高，并且，二次電池10a的耗電量也最大。
另外，開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的開關(guān)轉(zhuǎn)換動作控制處理和開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51共同構(gòu)成切換裝置，可切換直流電源10的輸出電壓和電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓的任一方。
進(jìn)一步來說，根據(jù)本實(shí)施方式，操作工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c時，把電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6。因而，非升壓工作模式是在電動除塵機(jī)1的稱為弱、強(qiáng)工作模式中的弱工作模式的情況下設(shè)定的；升壓工作模式是在電動除塵機(jī)1的稱為弱、強(qiáng)工作模式中的強(qiáng)工作模式的情況下設(shè)定的。這就意味著，工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b具有選擇非升壓工作模式的操作部功能，工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c具有選擇升壓工作模式的操作部功能。另外，工作模式停止設(shè)定用按鈕9a具有使電動送風(fēng)機(jī)6的轉(zhuǎn)動驅(qū)動停止的停止用操作部功能。
此外，在根據(jù)圖10的所述說明中，按順序舉例說明了從停止?fàn)顟B(tài)開始順次操作工作模式弱運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9b和工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c，從而例示了從非升壓工作模式切換為升壓工作模式，不過，在停止?fàn)顟B(tài)中突然操作工作模式強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定用操作按鈕9c時，也能從停止?fàn)顟B(tài)直接變?yōu)樯龎哼\(yùn)動狀態(tài)。
這樣，可以預(yù)先準(zhǔn)備把直流電源10的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的非升壓工作模式；和把通過電壓轉(zhuǎn)換器19對直流電源10的輸出電壓升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的升壓工作模式，并且通過設(shè)置切換這些工作模式的切換裝置，和設(shè)置操作該切換裝置的工作模式切換操作部，使用者本人就能直接進(jìn)行切換。
在電動除塵機(jī)1中，例如，在必須要有較大吸塵能力的情況下，為了增大電動送風(fēng)機(jī)的輸出，要使用大容量的電池，或者，必須利用本發(fā)明上述說明的電壓轉(zhuǎn)換器把電源電壓升壓。
使用大容量電池的方法，不足之處是，雖然是直接根據(jù)電池驅(qū)動電動送風(fēng)機(jī)的，電源電路自身電功率損失不大，但由于電池尺寸和重量變大，最終會使電動除塵機(jī)大型化，使用時或手持運(yùn)動時等不方便。另外，在不必需要這么大吸塵能力的情況下，由于常要把大電池搭配在電動除塵機(jī)上，也會造成與上述同樣的障礙。
另一方面，在用電壓轉(zhuǎn)換器把電源電壓升壓的情況下，由于構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換器電路的部件等會使電功率損失，與直接用電池驅(qū)動的情況相比，不足之處是不得不浪費(fèi)電功率。不過，與電池容量大型化的情況相比，特點(diǎn)在于能大幅度使電源部小型、輕量化。
在由電壓轉(zhuǎn)換器對電池電壓升壓的情況下，使電壓轉(zhuǎn)換器常時動作時，即使在使用者不需要高吸塵能力的場合，使用電壓轉(zhuǎn)換器會由變壓電路使電功率損耗，會縮短電池的使用的時間。在電池為二次電池的情況下，也會縮短每充一次電后所能使用的時間。
通過分析上述要素，調(diào)整電動除塵機(jī)特有的使用形態(tài)即，使用者需要的吸塵能力程度或充一次電的使用的時間延長的程度，能讓使用者直接選擇電動除塵機(jī)的工作模式的構(gòu)成，要有由使用者確定效果大小的功能，。
即，如本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，作為電動送風(fēng)機(jī)輸出控制裝置，配置有由電池本身的輸出電壓驅(qū)動電動送風(fēng)機(jī)(非升壓工作模式)的部件，和由電壓轉(zhuǎn)換器升壓的輸出電壓驅(qū)動電動送風(fēng)機(jī)(升壓工作模式)的部件；前者在不需要太大吸塵能力的情況下使用，或者在想延長電池的使用的時間(使用二次電池時每充一次電后所能使用的時間)的情況下使用；后者在需要高吸塵能力的情況下使用；還設(shè)置有切換裝置，該切換裝置能對這些輸出控制部件隨時進(jìn)行切換；從而，使用者能可根據(jù)使用者的多種狀況，選擇工作模式。
因而，利用這種結(jié)構(gòu)能使電動除塵機(jī)小型、輕量化，同時，能只在需要高吸塵能力的場合中使升壓工作模式動作，所以，利用電壓轉(zhuǎn)換器能把電功率損耗控制在必須的最小程度。
以本發(fā)明直流電源作為驅(qū)動源的電動除塵機(jī)的使用形式為例的無繩型電動除塵機(jī)是特小型、輕量化的，因具有只在必要時才使用升壓工作模式的這個便利性，而特別優(yōu)選。
控制電路的另一構(gòu)成實(shí)例下面，用圖11對電動除塵機(jī)1的電動送風(fēng)機(jī)6的另一控制電路進(jìn)行說明。在圖11所示的控制電路中，把開關(guān)轉(zhuǎn)換器12b配置在電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的前級，與圖3所示的控制電路不同。該開關(guān)轉(zhuǎn)換器12b進(jìn)行與圖3所示控制電路中開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a相同的動作。即，開關(guān)轉(zhuǎn)換器12b具有作為切換裝置的功能。
控制電路的又一構(gòu)成實(shí)例下面，用圖12對電動除塵機(jī)1的電動送風(fēng)機(jī)6的又一控制電路進(jìn)行說明。在圖12所示的控制電路中，替換開關(guān)轉(zhuǎn)換器12a，配置有作為替換裝置的二個開關(guān)轉(zhuǎn)換器，即開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25。電動送風(fēng)機(jī)6通過開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a連接到電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a上，并通過開關(guān)轉(zhuǎn)換器25連接到直流電源10上。這樣，由電動送風(fēng)機(jī)控制器14對開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，切換電動送風(fēng)機(jī)6的輸入源。不言而喻，這些開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25不僅可以用MOSFET、晶體管或IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換元件來實(shí)現(xiàn)，也可以用所述電磁式繼電器等開關(guān)轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)。不過，由于MOSFET、晶體管或IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換元件比電磁式繼電器更能在低電功率下高速進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，所以，作開關(guān)轉(zhuǎn)換部件，在電池式電動除塵機(jī)中非常適用。
在圖12所示的控制電路中，即使在電動送風(fēng)機(jī)6出現(xiàn)故障的不良情況下，由于利用開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25能把電動送風(fēng)機(jī)6從電路中隔離，例如，在電動送風(fēng)機(jī)6發(fā)生短路故障時，由于能防止大電流流動，所以能保護(hù)直流電源10和電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a。
控制電路的又一構(gòu)成實(shí)例下面，用圖13對電動除塵機(jī)1的電動送風(fēng)機(jī)6的又一控制電路進(jìn)行說明。該控制電路與圖12所示控制電路不同之處在于，直流電源10和電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a是通過開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b連接的。因而，由電動送風(fēng)機(jī)控制器14對開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，切換電動送風(fēng)機(jī)6的輸入源。
在圖13所示的控制電路中，如果在不使用電動除塵機(jī)1時把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b斷開，在電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a中就不會有無效電流流動，減少無效電功率的消耗。即使在直流電源10出現(xiàn)故障的不良情況下，由于利用開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25能把直流電源10從電路中隔離，所以能保護(hù)電動送風(fēng)機(jī)6和電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a。
控制電路的又一構(gòu)成實(shí)例下面，用圖14說明電動除塵機(jī)1中的電動送風(fēng)機(jī)6的又一控制電路。該控制電路適用把圖4所示的電壓轉(zhuǎn)換器19用作圖12所示的控制電路中的電壓轉(zhuǎn)換器19。并且，在工作模式切換操作部9中增加了一種操作按鈕。
參照圖15，對圖14所示的控制電路中的、操作工作模式切換操作部9內(nèi)的弱用操作按鈕9e、中用操作按鈕9f和強(qiáng)用操作按鈕9g時的電動除塵機(jī)1的動作，和用作切換裝置的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25的動作進(jìn)行詳細(xì)說明對停止?fàn)顟B(tài)的電動除塵機(jī)1，首先操作弱用操作按鈕9e，使導(dǎo)通·截止信號從電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出，根據(jù)該信號反復(fù)進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器25的導(dǎo)通·截止動作，從電動送風(fēng)機(jī)6開始轉(zhuǎn)動的零輸出至預(yù)定弱工作模式輸出W4，電動除塵機(jī)1的輸出上升。電動送風(fēng)機(jī)6的輸出能由脈沖信號的占空因數(shù)等進(jìn)行調(diào)節(jié)。
當(dāng)從這種狀態(tài)操作中用操作按鈕9f時，由電動送風(fēng)機(jī)控制器14使比弱工作模式時更大占空因數(shù)的脈沖信號輸出，根據(jù)該信號反復(fù)進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器25的導(dǎo)通·截止動作，在達(dá)到預(yù)定的中工作模式輸出W6前，電動除塵機(jī)1的輸出上升。
這樣，在操作弱用操作按鈕9e或中用操作按鈕9f時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51沒有動作，因而，不會把電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6。
當(dāng)從這種狀態(tài)操作強(qiáng)用操作按鈕9g時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器25斷開，隨后，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a導(dǎo)通，并且，由電壓轉(zhuǎn)換控制器15把脈沖信號輸出給開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51，由此電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a動作，由此，把二次電池10a的輸出電壓經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a升壓后施加給電動送風(fēng)機(jī)6。從而，把電壓轉(zhuǎn)換器19的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6，在達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)工作模式輸出W8前，電動送風(fēng)機(jī)6的輸出上升。這種輸出為W8的強(qiáng)輸出工作模式是電動除塵機(jī)1中預(yù)備的工作模式中最大輸出的工作模式，這種模式下電動除塵機(jī)1中的吸塵能力最高。
另外，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25的開關(guān)轉(zhuǎn)換動作控制處理和開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25共同構(gòu)成切換裝置，可切換直流電源10的輸出電壓和電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓的任一方。
進(jìn)一步來說，根據(jù)本實(shí)施方式，操作強(qiáng)用操作按鈕9g時，把電壓轉(zhuǎn)換器19的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6。因而，非升壓工作模式是在電動除塵機(jī)1的稱為弱、中、強(qiáng)的一般工作模式中的弱工作模式或中工作模式的情況下設(shè)定的；升壓工作模式是在電動除塵機(jī)1的稱為弱、中、強(qiáng)的一般工作模式中的強(qiáng)工作模式的情況下設(shè)定的。這就意味著，弱運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕9e和中運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕9f具有選擇非升壓工作模式的操作部功能，強(qiáng)運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕9g具有選擇升壓工作模式的操作部功能。另外，停止用按鈕9d具有使電動送風(fēng)機(jī)6轉(zhuǎn)動驅(qū)動停止的停止用操作部功能。
此外，在根據(jù)圖15的所述說明中，按順序舉例說明了從停止?fàn)顟B(tài)開始操作弱用操作按鈕9e、中用操作按鈕9f和強(qiáng)用操作按鈕9g，從而例示了從非升壓工作模式切換為升壓工作模式，不過，在停止?fàn)顟B(tài)中突然操作強(qiáng)用操作按鈕9g后，也能從停止?fàn)顟B(tài)直接變?yōu)樯龎汗ぷ髂Ｊ健?br> 下面，參照圖16，對操作圖14所示的控制電路中工作模式切換操作部9時的電動除塵機(jī)1的另一動作例進(jìn)行詳細(xì)說明。在該例中，中工作模式的開關(guān)轉(zhuǎn)換器25的動作與圖15所示動作不同。在圖15所示動作例中，中工作模式時，根據(jù)從電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出的導(dǎo)通·截止信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換器25反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通·截止動作。而在圖16所示的動作例中，中工作模式時，從電動送風(fēng)機(jī)控制器14常時輸出導(dǎo)通(占空因數(shù)為100％)的脈沖信號，根據(jù)該信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換器25常時進(jìn)行導(dǎo)通動作。但無論那一種，都不能把導(dǎo)通信號輸出給開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51，不能使電壓轉(zhuǎn)換器19動作。
開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a是直接控制電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓向所述電動送風(fēng)機(jī)的供給的部件。在這種開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a的升壓工作模式中動作狀態(tài)有兩種形式，一種形式是反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通·截止的動作狀態(tài)，另一種形式是保持常時導(dǎo)通的動作狀態(tài)。圖15所示動作例與圖16所示動作例的共同點(diǎn)在于，升壓工作模式時根據(jù)電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出的信號，能使開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a常時處于導(dǎo)通狀態(tài)。
在圖14所示控制電路中，升壓工作模式時，當(dāng)把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a變?yōu)閷?dǎo)通·截止動作狀態(tài)時，因開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51也處于反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通·截止動作狀態(tài)，向電動送風(fēng)機(jī)6的輸入電壓波動變大，這是振動或噪聲產(chǎn)生的原因。因此，通過把升壓工作模式時開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a的動作狀態(tài)控制為常時導(dǎo)通狀，就能制成使用者易于使用的電動除塵機(jī)。
升壓工作模式開始動作下面，參照圖17對圖14所示控制電路中升壓工作模式開始動作的順序進(jìn)行說明。在圖15和圖16所示動作例中，升壓工作模式開始動作時，把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a的開關(guān)轉(zhuǎn)換開始動作控制為早于開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的開關(guān)轉(zhuǎn)換開始動作。通過進(jìn)行這種控制，就能在經(jīng)過非升壓工作模式后轉(zhuǎn)移至升壓工作模式中。這樣，由于電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a在無負(fù)載狀態(tài)下不動作，不會陷入電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的電壓異常高的不穩(wěn)定狀態(tài)，能安全穩(wěn)定地進(jìn)行動作。
另外，在向電動送風(fēng)機(jī)6輸送的電功率變化時，由該變化所引起會產(chǎn)生電動送風(fēng)機(jī)6的振動或噪聲。這種振動，特別是在使用者手持把手8進(jìn)行掃除時，會給使用者帶來不快感。但是，借助在經(jīng)過非升壓工作模式后轉(zhuǎn)移到升壓工作模式的順序，向電動送風(fēng)機(jī)6輸入的電功率會階段性地變大。這樣，由于緩和升壓工作模式開始時向電動送風(fēng)機(jī)6的輸入電功率變化的程度，因而能減少電動送風(fēng)機(jī)6的振動和噪聲等。
此外，如圖2所示，在依靠使空氣龍卷狀轉(zhuǎn)動的離心力分離灰塵和空氣的集塵方式的情況下，當(dāng)電動除塵機(jī)1在運(yùn)動開始時把大的電功率迅速輸給電動送風(fēng)機(jī)6時，垃圾箱13內(nèi)的氣流混亂，分離灰塵與空氣的效果變?nèi)?，還有一個問題是，垃圾箱內(nèi)集積灰塵上揚(yáng)，加速了過濾器33的污染。但是，借助在經(jīng)過非升壓工作模式后轉(zhuǎn)移到升壓工作模式的順序，就會使向電動送風(fēng)機(jī)6輸入的電功率階段性地變大，這些問題就不會那么嚴(yán)重。
此外，用上述方法組合控制使升壓率緩緩上升時，效果會更好。
升壓工作模式停止動作下面，參照圖18，對圖14所示控制電路中升壓工作模式停止動作的順序進(jìn)行說明。如圖18所示，即使在升壓工作模式停止時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的開關(guān)轉(zhuǎn)換停止動作也早于開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a的開關(guān)轉(zhuǎn)換停止動作。借助于這種升壓工作模式的停止后經(jīng)過非升壓工作模式的順序，電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a在無負(fù)載狀態(tài)下不動作，所以，不會陷入電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的電壓異常高的不穩(wěn)定狀態(tài)，能安全穩(wěn)定地進(jìn)行動作。
控制電路的另一構(gòu)成實(shí)施下面，用圖19說明電動除塵機(jī)1中對電動送風(fēng)機(jī)6的另一控制電路。該控制電路中，作為圖13所示的控制電路電壓轉(zhuǎn)換器19也適用于圖4所示電壓轉(zhuǎn)換器19。圖19中所示的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b是能直接控制電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓向電動送風(fēng)機(jī)6的供給的部件，進(jìn)行與圖14所示開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a同樣的動作，這樣，電動除塵機(jī)1進(jìn)行圖15和圖16所示的動作。但是，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b也具用作為切換裝置的功能。
另外，在圖19所示的控制電路中，在升壓工作模式時，當(dāng)把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b變?yōu)閷?dǎo)通·截止動作狀態(tài)時，產(chǎn)生電壓轉(zhuǎn)換器19的輸入電壓變?yōu)榱愕亩〞r。這樣，供給開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的脈沖信號占空因數(shù)變動大，變換電壓動作不穩(wěn)定。因此，要把升壓工作模式中開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b的動作狀態(tài)常時控制為導(dǎo)通狀態(tài)。
此外，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25的開關(guān)轉(zhuǎn)換動作控制處理與開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51、開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b和開關(guān)轉(zhuǎn)換器25共同構(gòu)成切換裝置，可切換直流電源10的輸出電壓和電壓轉(zhuǎn)換器19的輸出電壓的任一方。
升壓工作模式開始動作下面，參照圖17對圖19所示控制電路的升壓工作模式的開始動作的順序進(jìn)行說明。在圖15和圖16所示的動作例中，升壓工作模式開始動作時，把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a的開關(guān)轉(zhuǎn)換開始動作控制為早于開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的開關(guān)轉(zhuǎn)換開始動作。通過進(jìn)行這種控制，就能在經(jīng)過非升壓工作模式后移至升壓工作模式中。這樣，由于消除了電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a在輸入電壓變?yōu)榱銧顟B(tài)下動作的定時，且因能避免向開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的脈沖信號占空因數(shù)不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以電壓轉(zhuǎn)換器19能安全、穩(wěn)定地動作。
另外，在向電動送風(fēng)機(jī)6輸送的電功率變化時，該變化會引起電動送風(fēng)機(jī)6的振動或噪聲。這種振動，特別是在使用者手持把手8進(jìn)行掃除時，使用者會有不快感。但是，借助于經(jīng)過非升壓工作模式后轉(zhuǎn)移到升壓工作模式的順序，向電動送風(fēng)機(jī)6輸入的電功率階段性地變大。這樣，由于能使升壓工作模式開始時向電動送風(fēng)機(jī)6的輸入電功率變化的程度得以緩和，因此，能減少電動送風(fēng)機(jī)6的振動或噪聲。
此外，如圖2所示，在依靠使空氣龍卷狀轉(zhuǎn)動的離心力分離灰塵和空氣的集塵方式的情況下，當(dāng)電動除塵機(jī)1在運(yùn)動開始時把電功率迅速輸給電動送風(fēng)機(jī)6時，垃圾箱13內(nèi)的氣流混亂，分離灰塵與空氣的效果變?nèi)酰€有一個問題是，垃圾箱內(nèi)集積灰塵上揚(yáng)，加速了過濾器33的污染。但是，借助經(jīng)過非升壓工作模式后轉(zhuǎn)移到升壓工作模式的順序，能使向電動送風(fēng)機(jī)6輸入的電功率階段性地變大，不會使這些問題嚴(yán)重。
升壓工作模式停止動作下面，參照圖18，對圖19所示控制電路的升壓工作模式停止動作的順序進(jìn)行說明。如圖18所示，即使在升壓工作模式停止時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的開關(guān)轉(zhuǎn)換停止動作也早于開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b的開關(guān)轉(zhuǎn)換停止動作。因為借助于這種升壓工作模式停止后經(jīng)過非升壓工作模式的順序，消除了電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a在輸入電壓為零狀態(tài)下動作的定時，因此，能避免供給開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的脈沖信號占空因數(shù)不穩(wěn)定的狀態(tài)，從而使電壓轉(zhuǎn)換器19能安全、穩(wěn)定地進(jìn)行動作。
控制電路的再一構(gòu)成例下面，用圖20說明電動除塵機(jī)1的對電動送風(fēng)機(jī)6的再一控制電路。如圖20所示，把對開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51進(jìn)行脈沖控制的電壓轉(zhuǎn)換控制器15和對開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b進(jìn)行控制的電動送風(fēng)機(jī)控制器14用各自的電源驅(qū)動分離，能從電動送風(fēng)機(jī)6側(cè)給電壓轉(zhuǎn)換控制器用驅(qū)動電源60供給比開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b更大的電壓。
采取這種結(jié)構(gòu)，由于開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b不限定為導(dǎo)通狀態(tài)，電壓轉(zhuǎn)換器19就不動作，因此，很容易設(shè)定圖17所示的升壓工作模式的開始動作的順序。這樣，由于電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a不處在輸入電壓為零狀態(tài)下的動作時間，因此，能避免向開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的脈沖信號占空因數(shù)不穩(wěn)定的狀態(tài)，使電壓轉(zhuǎn)換器19能安全穩(wěn)定地進(jìn)行動作。另外，在該控制電路中，升壓工作模式時的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b能進(jìn)行常時導(dǎo)通的控制。
此外，因電壓轉(zhuǎn)換控制器用驅(qū)動電源60配置在比開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b更近電動送風(fēng)機(jī)6側(cè)，如果不用電動除塵機(jī)1時斷開開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24b，就不會無效消耗電壓轉(zhuǎn)換控制器用驅(qū)動電源60處的電功率。這樣就能有效地使用二次電池10a上所充電的電功率。
控制電路的又一構(gòu)成例下面，用圖21說明電動除塵機(jī)1的對電動送風(fēng)機(jī)6的又一控制電路。
在圖21所示的控制電路中，作為開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)，在電動送風(fēng)機(jī)6的低壓側(cè)設(shè)置有用作切換裝置的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58，沒有設(shè)置直接連接直流電源10和電動送風(fēng)機(jī)6的旁通經(jīng)路。不言而喻，這種開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58不僅可以用MOSFET、晶體管或IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換元件來實(shí)現(xiàn)，也可以用所述電磁式繼電器等開關(guān)轉(zhuǎn)換部件來實(shí)現(xiàn)。不過，由于MOSFET、晶體管或IGBT等半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換元件比電磁式繼電器更能在低電功率下高速進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，所以，在電池式電動除塵機(jī)中非常適用作開關(guān)轉(zhuǎn)換部件。
結(jié)合圖22，詳細(xì)說明該圖21所示的控制電路的工作模式切換操作部9中的弱用操作按鈕9e、中用操作按鈕9f和強(qiáng)用操作按鈕9g時電動除塵機(jī)1的動作，和開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51和開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58的動作。
在停止?fàn)顟B(tài)的電動除塵機(jī)1中，當(dāng)首先操作弱用操作按鈕9e時，使導(dǎo)通·截止信號從電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出，根據(jù)該信號反復(fù)進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58的各個導(dǎo)通·截止動作，電動送風(fēng)機(jī)6開始轉(zhuǎn)動，從零輸出至預(yù)定弱工作模式輸出W34，電動除塵機(jī)1的輸出上升。
當(dāng)從這種狀態(tài)操作中用操作按鈕9f時，由電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出大導(dǎo)通時間比例比弱工作模式時更大的信號，根據(jù)該信號反復(fù)進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58的導(dǎo)通·截止動作，在達(dá)到預(yù)定的中工作模式輸出W36前，電動除塵機(jī)1的輸出上升。
這樣，在操作弱用操作按鈕9e或中用操作按鈕9f時，電壓轉(zhuǎn)換器19不動作，因而，不會將經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6。
另外，當(dāng)從這種狀態(tài)操作強(qiáng)用操作按鈕9g時，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58保持原樣，由電壓轉(zhuǎn)換控制器15把脈沖控制信號輸出給開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51，由此使電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a動作，把二次電池10a的輸出電壓經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a升壓后施加給電動送風(fēng)機(jī)6。從而，把電壓轉(zhuǎn)換器19的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6，在達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)工作模式輸出W38前，電動送風(fēng)機(jī)6的輸出上升。這種輸出W38的強(qiáng)輸出工作模式是在電動除塵機(jī)1中預(yù)備的工作模式中的最大輸出工作模式，這種模式時消耗的電功率最大，吸塵能力也最高。
另外，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58與圖17所示的升壓工作模式起動時的順序和圖18所示升壓工作模式結(jié)束時的順序中的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)24a的動作同樣，能獲得相同的效果。
下面，參照圖23，對操作圖21所示的控制電路的工作模式切換操作部9時的電動除塵機(jī)1的另一例的動作進(jìn)行詳細(xì)說明。在該例子中，強(qiáng)工作模式的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58的動作與圖22例示的動作不同。在圖22所示動作例中，強(qiáng)工作模式時，根據(jù)從電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出的導(dǎo)通·截止信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通·截止動作。另一方面，在圖23所示的例子中，強(qiáng)工作模式時，從電動送風(fēng)機(jī)控制器14常時輸出導(dǎo)通(占空因數(shù)為100％)的脈沖信號，根據(jù)該信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58常時進(jìn)行各個導(dǎo)通動作。
下面，參照圖24，對操作圖21所示的控制電路的工作模式切換操作部9時的電動除塵機(jī)1的另一例的動作進(jìn)行詳細(xì)說明。在該例子中，中工作模式的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58的動作與圖23所示的動作不同。在圖23所示的動作例中，中工作模式時，根據(jù)從電動送風(fēng)機(jī)控制器14輸出的導(dǎo)通·截止信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58反復(fù)進(jìn)行各個導(dǎo)通·截止動作。另一方面，在圖24所示的例子中，中工作模式時，從電動送風(fēng)機(jī)控制器14常時輸出導(dǎo)通(占空因數(shù)為100％)的脈沖信號，根據(jù)該信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58常時進(jìn)行各個導(dǎo)通動作。但無論那一種，都不能把導(dǎo)通信號輸出給開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51，不能使電壓轉(zhuǎn)換器19動作。
如上述圖22-圖24所示的動作例，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51中的開關(guān)轉(zhuǎn)換動作控制處理與開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51共同構(gòu)成切換裝置，可切換直流電源10的輸出電壓和電壓轉(zhuǎn)換器19的輸出電壓的任一方。
在這種控制電路中，利用一個開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的動作，就能切換非升壓工作模式和升壓工作模式。因而，與圖14或圖19所示的控制電路的具有電壓轉(zhuǎn)換器主電路19a的旁通經(jīng)路的結(jié)構(gòu)相比，減少了開關(guān)轉(zhuǎn)換器的數(shù)目，簡化了切換裝置的構(gòu)成，能使電動除塵機(jī)1小型、輕量化。
另外，在圖21所示的控制電路中，開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58雖是直接控制電壓轉(zhuǎn)換器19升壓的輸出電壓向所述電動送風(fēng)機(jī)的供給的部件，但在升壓工作模式時，當(dāng)這種開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58變成導(dǎo)通·截止動作狀態(tài)時，因開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51也處于反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通·截止動作狀態(tài)，向電動送風(fēng)機(jī)6輸入的電壓波動變大，這是振動或噪聲產(chǎn)生的原因。因此，如圖23與圖24所示的動作例，作為升壓工作模式時的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(A)58的動作狀態(tài)，控制為常時導(dǎo)通狀，就能減少電動送風(fēng)機(jī)6的振動或噪聲。另外，因能消除開關(guān)轉(zhuǎn)換器動作帶來的電功率損失，能延長電池的使用的時間。
電壓轉(zhuǎn)換器的另一構(gòu)成例下面，參照圖26，說明電動除塵機(jī)1的對電動送風(fēng)機(jī)6的電壓轉(zhuǎn)換器另一構(gòu)成例。在該實(shí)施方式的電壓轉(zhuǎn)換器90中，作為磁性部件使用具有一次線圈92a、二次線圈92b的變壓器92。該變壓器92的一次線圈92a和二次線圈92b是反向連接的。
更詳細(xì)來說，這種電壓轉(zhuǎn)換器90具有連接到直流電源10上的輸入端子Pa和輸入共通端子Pd，和連接到電動送風(fēng)機(jī)6側(cè)的輸出端子Pc和輸出共通端子Pe；并以述方式構(gòu)成輸入端子端子Pa與變壓器92的一次線圈92a的一端子相連，變壓器92的一次線圈92a的另一端子與開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的漏極端子相連接，把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的漏極端子與輸入共通端子Pd相連接，對著開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51的控制端子連接電壓轉(zhuǎn)換控制器15的輸出側(cè)，把變壓器92的二次線圈92b的一端子連接到二極管52的陽極端子上，把二極管52的陰極端子與電容53的一端子相連接，把電容53的另一端子與變壓器92的二次線圈92b另一端子相連接，把二極管52和電容53的連接點(diǎn)連接到輸出端子Pc上，把電容53與變壓器92的二次線圈92b的連接點(diǎn)連接到輸出共通端子Pe上，直流電源10的電壓經(jīng)過升壓后的輸出電壓，在輸出端子Pc與輸出共通端子Pe間輸出。
下面說明這種電壓轉(zhuǎn)換器90的升壓動作。當(dāng)根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換控制器15輸出的脈沖信號把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時，電流IT1流動，在變壓器92上儲存能量。這時，由于變壓器92中的一次線圈92a和二次線圈92b反向連接，因此，使電流不能通過二極管52流入二次側(cè)。
隨后，當(dāng)由電壓轉(zhuǎn)換控制器15把開關(guān)轉(zhuǎn)換器(Q)51變?yōu)閿嚅_狀態(tài)時，因變壓器92線圈上產(chǎn)生逆向電壓使電位反向，在變壓器92上儲存的能量經(jīng)過二極管52，作為電流IT2釋放到二次線圈92b側(cè)(電動送風(fēng)機(jī)6側(cè))。電容53充上比直流電源10更高的電壓，供給電動送風(fēng)機(jī)6。
在這種構(gòu)成中，通過控制從電壓轉(zhuǎn)換控制器15輸出脈沖信號的至少頻率或占空因數(shù)，變?yōu)樵诖判圆考淖儔浩?2上殘存能量的狀態(tài)下儲存能量的電流連續(xù)狀態(tài)。這時，變壓器92的一次線圈92a、二次線圈92b上各自流動的電流波形電流IT1與電流IT2如圖27所示。這樣，在電壓轉(zhuǎn)換器主電路90a中電流IT1和電流IT2變?yōu)檫B續(xù)流動的電流連續(xù)狀態(tài)。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式情況下，也能獲得與圖4所示電壓轉(zhuǎn)換器19同樣的作用、效果。
工作模式切換操作部下面，根據(jù)圖28說明本發(fā)明工作模式切換操作部的另一構(gòu)成例。圖28是表示工作模式切換操作部72一例的正面圖。
本實(shí)施方式中的工作模式切換操作部71除了配置有停止設(shè)定用操作按鈕71a、弱運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71b、中運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71c外，還配置有動力運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71d，這些操作按鈕71a、71b、71c和71d順次并列配置成一列。在由這些操作按鈕71a、71b、71c、71d設(shè)定的工作模式中，由弱運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71b和中運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71c設(shè)定的[弱]和[中]工作模式，是不把電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的非升壓工作模式。與此相反，由動力運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71d設(shè)定的動力工作模式，是把電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的升壓工作模式。因此，與中工作模式相比，動力工作模式的直流電源10的消費(fèi)電功率大，電動送風(fēng)機(jī)6的輸出大，吸塵能力高。
這就是說，在本實(shí)施方式中，弱運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71b和中運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71c具有選擇非升壓工作模式的操作部的功能；動力運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71d具有選擇升壓工作模式的操作部的功能；工作模式切換操作部71具有選擇對非升壓工作模式和升壓工作模式進(jìn)行切換的切換操作部的功能。在此，，在本實(shí)施方式中，可以把動力運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71d與用于指定電動送風(fēng)機(jī)6驅(qū)動力強(qiáng)弱的普通操作按鈕71b、71c分別設(shè)置成不同的操作按鈕形狀。
因此，在本實(shí)施方式中，能顯示出容易讓使用者區(qū)分使電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90動作的操作按鈕71d(升壓工作模式用操作部)和使電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90不動作的按鈕71b、71c(非升壓工作模式用操作部)的優(yōu)點(diǎn)。
在此，為了使使用者更容易明確升壓工作模式是把電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的模式；也為了使使用者更容易意識到，操作按鈕9d是使直流電源10的消耗電功率變大、電動送風(fēng)機(jī)6處于最大工作模式、吸塵能力達(dá)到最大水平的操作按鈕，作為具體方式，有以下措施(1)分別設(shè)置把電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的操作按鈕71d和把直流電源10的輸出電壓直接供給電動送風(fēng)機(jī)6的操作按鈕71b和71c。
(2)將電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的操作按鈕71d的表示文字，全都使用[強(qiáng)]、[動力]形式不同的文字，而不使用使人聯(lián)想到[中]、[弱]的文字。
(3)對將電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的操作按鈕71d和將直流電源10的輸出電壓直接供給電動送風(fēng)機(jī)6的操作按鈕71b和71c的表示文字形式(色彩和光源等)、背景形式(色彩和樣式)等進(jìn)行變化。
(4)如圖28a所示，相對停止用操作按鈕71a，經(jīng)過用于選擇非升壓工作模式的[弱]按鈕71b和[中]按鈕71c，設(shè)置把電壓轉(zhuǎn)換器19、40和90升壓的輸出電壓供給電動送風(fēng)機(jī)6的動力運(yùn)動設(shè)定用操作按鈕71d。通過采用這種配置，如圖28a所示，因動力按鈕背離停止用按鈕，因此，可有效地防止無意使用升壓工作模式。即，能把所述直流電源10的消耗電功率大的升壓工作模式的使用控制在必需的最小范圍。
(5)作為圖28a的變形例，在上述工作模式切換操作部71的形狀受到制約的情況下，按圖28b的形式配置操作按鈕，能獲得同樣的效果。
(6)另外的方式如圖29所示，把停止用按鈕71a夾在中間，在其兩側(cè)配置用于選擇非升壓工作模式的按鈕(71b、71c)和用于選擇升壓工作模式的按鈕71d。通過進(jìn)行這種配置，產(chǎn)生的作用是能使電動除塵機(jī)的使用者有意識地區(qū)別這些模式的使用，具有防止無意使用升壓工作模式的效果。作為圖28a的變形例，在上述工作模式切換操作部71的形狀受到制約的情況下，按圖28b所示的形式配置操作按鈕，也能獲得同樣的效果。
下面，在圖30中示出了這種工作模式切換操作部71的具體電路構(gòu)成。結(jié)構(gòu)是在所述圖9所示工作模式切換操作部9上附加上一種工作模式。
與所述工作模式切換操作部9一樣，工作模式切換操作部71可設(shè)置多種電壓，用電壓讀取器109讀取由工作模式切換操作部71設(shè)定的電壓，根據(jù)讀取電壓，對多種電動除塵機(jī)工作模式進(jìn)行切換。所以，不用增加工作模式切換操作部71和ADC108的信號線，就能低成本地實(shí)現(xiàn)工作模式的增加。
權(quán)利要求
1.一種電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置設(shè)定開關(guān)信號的頻率，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
2.一種電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置設(shè)定開關(guān)信號的占空因數(shù)，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
3.一種電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置控制開關(guān)信號的頻率，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
4.一種電動除塵機(jī)，包括電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器包括存儲從直流電源提供的能量的磁性部件、根據(jù)開關(guān)信號導(dǎo)通和截止的開關(guān)元件、將開關(guān)信號提供給開關(guān)元件的開關(guān)控制裝置，來用開關(guān)信號控制開關(guān)元件，磁性部件根據(jù)開關(guān)元件的導(dǎo)通和截止相對于能量進(jìn)行反復(fù)的存儲和釋放，使得電壓轉(zhuǎn)換器將直流電源輸出的電壓升壓，并輸出經(jīng)提升的電壓；以及由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的電壓驅(qū)動的電動送風(fēng)機(jī)，其中，開關(guān)控制裝置控制開關(guān)信號的占空因數(shù)，以便在磁性部件中剩余能量的條件下將能量存儲到磁性部件中。
全文摘要
本發(fā)明的電動除塵機(jī)，把充電電池型直流電源作為驅(qū)動源，通過升壓轉(zhuǎn)換電路使供給電動送風(fēng)機(jī)的電壓升壓，由此能提高電動送風(fēng)的機(jī)輸出，使吸塵能力增強(qiáng)。在本發(fā)明中，作為這種電動除塵機(jī)的工作模式提供的有在升壓轉(zhuǎn)換電路中把輸送給電動送風(fēng)機(jī)的輸入電功率升壓來提高吸塵能力的工作模式，和不使升壓轉(zhuǎn)換電路動作的工作模式。這樣，僅在真正必要的場合，才利用升壓轉(zhuǎn)換電路使輸入給電動送風(fēng)機(jī)的電壓升壓，從而減少因搭載升壓轉(zhuǎn)換電路所引起的電功率損耗。因此，能使每充一次電后電池即直流電源的使用的時間與不搭載升壓轉(zhuǎn)換電路的電動除塵機(jī)具有同等的水平。
文檔編號H02J7/00GK1672622SQ20051000829
公開日2005年9月28日 申請日期2002年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月23日
發(fā)明者櫛田博之, 吉岡友和, 高野瀨剛, 荻島拓哉 申請人:東芝泰格有限公司