一種電動(dòng)工具的控制電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)工具的控制電路,包括鋰電池組,無(wú)刷直流電機(jī),電源電路,信號(hào)檢測(cè)輸入電路,主控芯片,霍爾檢測(cè)電路,三相驅(qū)動(dòng)電路,電流檢測(cè)電路。電源電路連接鋰電池組與相關(guān)電路模塊;信號(hào)檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路分別與主控芯片相連,電流檢測(cè)電路還與三相驅(qū)動(dòng)電路相連;三相驅(qū)動(dòng)電路與霍爾檢測(cè)電路連接在主控芯片與無(wú)刷直流電機(jī)之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):各信號(hào)檢測(cè)電路模塊的加入,能有效提高電動(dòng)工具運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性;以無(wú)刷直流電機(jī)代替有刷直流電機(jī),無(wú)機(jī)械換向產(chǎn)生的火花,減小噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種電動(dòng)工具的控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制電路,具體地說(shuō)是一種電動(dòng)工具的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動(dòng)工具已廣泛應(yīng)用于建筑、裝潢、機(jī)械、電力、橋梁、園藝等領(lǐng)域,并大量進(jìn)入家庭。但由于一般電動(dòng)工具通常采用交流、鉛酸電池或鎳氫電池供電,或是采用有刷直流電機(jī),存在結(jié)構(gòu)較笨重、使用不便、噪音大易影響臨近設(shè)備、機(jī)械換向產(chǎn)生火花、能量損耗較大、動(dòng)態(tài)特性不好等或多或少的不良缺點(diǎn)。為了克服上述不良因素,達(dá)到輕巧便攜、使用方便、減少干擾噪音、增強(qiáng)工具動(dòng)態(tài)特性的目的,采用鋰電池組做動(dòng)力的無(wú)刷直流電動(dòng)工具方案基本能滿(mǎn)足這些要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電動(dòng)工具的控制電路。
[0004]為了解決上述問(wèn)題,本實(shí)用新型的電動(dòng)工具的控制電路,連接于鋰電池組與無(wú)刷直流電機(jī)之間,包括
[0005]主控芯片,用于控制各電路協(xié)調(diào)工作;其特征在于:還包括,
[0006]電源電路,用于向各電路提供合適的電源,連接于鋰電池組與各相關(guān)電路之間;
[0007]三相驅(qū)動(dòng)電路,接收主控芯片輸出的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)或停止電機(jī)工作,連接于主控芯片與無(wú)刷直流電機(jī)之間;
[0008]信號(hào)檢測(cè)輸入電路,用于檢測(cè)調(diào)速輸入信號(hào)、檢測(cè)電池組溫度信號(hào)、檢測(cè)電池組電壓信號(hào)、檢測(cè)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)輸入信號(hào),與主控芯片相連;
[0009]霍爾檢測(cè)電路,提供用于電機(jī)霍爾器件的工作電源,及霍爾信號(hào)的連接輸入,連接于主控芯片與無(wú)刷直流電機(jī)之間;
[0010]電流檢測(cè)電路,檢測(cè)電機(jī)的工作電流,其信號(hào)采集端連接三相驅(qū)動(dòng)電路,其信號(hào)輸出端連接主控芯片。
[0011]優(yōu)選的,所述信號(hào)檢測(cè)輸入電路包括
[0012]上拉電阻R38和切換開(kāi)關(guān)S2,用于檢測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)正/反轉(zhuǎn),切換開(kāi)關(guān)S2的端口 2通過(guò)上拉電阻R38與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接,切換開(kāi)關(guān)S2的端口 I與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接,切換開(kāi)關(guān)S2的端口 3與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0013]電阻R7、電阻R16和電容C9,用于檢測(cè)電池組電壓,電阻R7與電阻R16串聯(lián)組成分壓網(wǎng)絡(luò)后外接開(kāi)關(guān)SI與地端,電容C9并聯(lián)于電阻R16兩端,電阻R7與電阻R16之間的節(jié)點(diǎn)為檢測(cè)電壓輸出端口,與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0014]電阻R27、熱敏電阻NTC1、電阻R33和電容C16,用于檢測(cè)電池組溫度,電阻R27與熱敏電阻NTCl串聯(lián),電阻R33和電容C16串聯(lián)后與熱敏電阻NTCl并聯(lián),電阻R33和電容C16之間的節(jié)點(diǎn)為檢測(cè)溫度的輸出端口,與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接;[0015]可調(diào)電阻S1VR、電阻R18和電容C11,用于調(diào)速控制,電阻R18和電容Cll串聯(lián)后并聯(lián)于可調(diào)電阻SlVR的可調(diào)端與地端之間,電阻R18和電容Cll之間的節(jié)點(diǎn)為調(diào)速控制信號(hào)的輸出端ロ,與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接。
[0016]優(yōu)選的,所述電源電路包括
[0017]電源開(kāi)關(guān)SI,控制整個(gè)電路的通電,提供總電壓BAT+,并直接給三相驅(qū)動(dòng)電路供電;
[0018]電阻R2、電容C8、ニ極管D4、電阻R1、電容C6、穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7,用于提供電壓VCC到主控芯片,電阻R2與電容C8串聯(lián),ニ極管D4、電阻Rl和電容C6串聯(lián)后與電容C8并聯(lián),穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7并聯(lián)后與C6并聯(lián),電阻Rl和電容C6之間的節(jié)點(diǎn)為電壓VCC的輸出端ロ,與主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0019]電阻R3、電阻R14、M0S管Ql、穩(wěn)壓管Z2、電阻R22、電容C13、三極管Q3、電阻R15、電阻R23、電阻R35和三極管Q2,用于提供電壓VLED到照明指示電路和電量顯示電路,電阻R15與電阻R23串聯(lián),三極管Q2的集電極與發(fā)射極并聯(lián)在電阻R23上,其中,三極管Q2的發(fā)射極接地,三極管Q2的基極連接有電阻R35,電阻R15與電阻R23之間的節(jié)點(diǎn)接入三極管Q3的基極,三極管Q3的發(fā)射極接地,三極管Q3的集電極通過(guò)電阻R22連接到電阻R14與電容C23之間的節(jié)點(diǎn),電阻R14的另一端與MOS管Ql的柵極、穩(wěn)壓管Z2的陽(yáng)極相連,穩(wěn)壓管Z2的陰極連接MOS管Ql的源極,穩(wěn)壓管Z2的兩端并聯(lián)有電阻R3,M0S管Ql的漏極為電壓VLED的輸出端ロ ;
[0020]電阻R37、電容C21、電阻R39、三極管Q4、基準(zhǔn)電壓芯片U1、電容C20、電阻R40、電阻R45和電容C22,用于提供電壓2V4到信號(hào)檢測(cè)輸入電路,電阻R37和電容C21串聯(lián),電阻R37和電容C21之間的節(jié)點(diǎn)接入三極管Q4的集電極,三極管Q4的基極與基準(zhǔn)電壓芯片Ul的陰極,基準(zhǔn)電壓芯片Ul的參考極接到電阻R40與R45之間的節(jié)點(diǎn),電阻R40的另一端與三極管Q4的發(fā)射極相連,三極管Q4的集電極與基極并聯(lián)有電阻R39,電阻R45兩端并聯(lián)有電容C20,電容C22 —端接到三極管Q4的發(fā)射極,另一端接地,三極管Q4的發(fā)射極為電壓2V4的輸出端ロ。
[0021]優(yōu)選的,所述霍爾檢測(cè)電路包括與傳感器對(duì)應(yīng)管腳相連的電阻R46、電阻R47和電阻R48,以及陽(yáng)極分別與各電阻串聯(lián)的ニ極管D9、ニ極管DlO和ニ極管Dll ;所述ニ極管D9、ニ極管DlO和ニ極管Dll的陰極相連,并連接至主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳。
[0022]優(yōu)選的,所述三相驅(qū)動(dòng)電路可分為結(jié)構(gòu)相同的U、V、W三相驅(qū)動(dòng)電路,其中U相電路包括組成U相自舉電路的ニ極管D1、電容C3、電阻R19、ニ極管D5,以及相互串聯(lián)后連接在電壓BAT+與地之間的MOS管QUHl和MOS管QULl ;所述MOS管QUHl的源極與MOS管QULl的漏極相連,MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點(diǎn)與U相自舉電路連接,MOS管QUHl的柵極和MOS管QULl的柵極分別通過(guò)電阻R4和電阻R24連接至主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳,MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點(diǎn)輸出U相信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)。
[0023]優(yōu)選的,所述電流檢測(cè)電路包括電阻R36、電阻R55、電阻R56和電容C32 ;電阻R36兩端分別接入電阻R55和電阻R56,電阻R55和電阻R56另一端連接到主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳,電阻R55和電阻R56之間連接有濾波電容C32。
[0024]優(yōu)選的,還包括
[0025]照明指示電路,用于開(kāi)機(jī)時(shí)照明,保證每次開(kāi)機(jī)不低于預(yù)設(shè)的照明時(shí)間,也用于整個(gè)電路系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)的警告指示,與主控芯片相連;
[0026]電量指示電路,用于開(kāi)機(jī)時(shí)顯示電量,每次開(kāi)機(jī)最長(zhǎng)不大于預(yù)設(shè)的電量顯示時(shí)間,系統(tǒng)斷電則自動(dòng)熄滅,與主控芯片相連。
[0027]優(yōu)選的,所述照明指示電路包括電阻R28和發(fā)光二極管LED4,電阻R28與發(fā)光二極管LED4的陽(yáng)極相連,發(fā)光二極管LED4的陰極接地。
[0028]優(yōu)選的,所述電量指示電路包括發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3、分別串聯(lián)在各發(fā)光二極管的陰極與地之間的三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7 ;所述各三極管的基極通過(guò)電阻R34、電阻R17和電阻R29連接至主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):一、各信號(hào)檢測(cè)電路模塊的加入,能有效提高電動(dòng)工具運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性;二、以無(wú)刷直流電機(jī)代替有刷直流電機(jī),無(wú)機(jī)械換向產(chǎn)生的火花,減小噪聲。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施的電動(dòng)工具的控制電路模塊圖。
[0031]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施的電源電路、照明指示、電量顯示和信號(hào)檢測(cè)輸入電路四大模塊的連接電路圖。
[0032]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施的主控芯片及其外圍相關(guān)電路電路圖。
[0033]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施的三相驅(qū)動(dòng)電路電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0035]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如圖1?圖4所示,一種電動(dòng)工具的控制電路,包括電源電路5,照明指示電路1,電量指示電路2,信號(hào)檢測(cè)輸入電路3,主控芯片4,霍爾檢測(cè)電路6,三相驅(qū)動(dòng)電路7,電流檢測(cè)電路8。
[0036]其中,主控芯片4,用于控制各電路協(xié)調(diào)工作;
[0037]電源電路5,用于向各電路提供合適的電源,連接于鋰電池組與各相關(guān)電路之間;
[0038]三相驅(qū)動(dòng)電路7,接收主控芯片4輸出的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)或停止電機(jī)工作,連接于主控芯片4與無(wú)刷直流電機(jī)之間;
[0039]信號(hào)檢測(cè)輸入電路3,用于檢測(cè)調(diào)速輸入信號(hào)、檢測(cè)電池組溫度信號(hào)、檢測(cè)電池組電壓信號(hào)、檢測(cè)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)輸入信號(hào),與主控芯片4相連;
[0040]霍爾檢測(cè)電路6,提供用于電機(jī)霍爾器件的工作電源,及霍爾信號(hào)的連接輸入,連接于主控芯片4與無(wú)刷直流電機(jī)之間;
[0041]電流檢測(cè)電路8,檢測(cè)電機(jī)的工作電流,其信號(hào)采集端連接三相驅(qū)動(dòng)電路7,其信號(hào)輸出端連接主控芯片4 ;
[0042]照明指示電路I,用于開(kāi)機(jī)時(shí)照明,保證每次開(kāi)機(jī)不低于預(yù)設(shè)的照明時(shí)間,也用于整個(gè)電路系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)的警告指示,與主控芯片4相連;
[0043]電量指示電路2,用于開(kāi)機(jī)時(shí)顯示電量,每次開(kāi)機(jī)最長(zhǎng)不大于預(yù)設(shè)的電量顯示時(shí)間,系統(tǒng)斷電則自動(dòng)熄滅,與主控芯片4相連。[0044]信號(hào)檢測(cè)輸入電路3包括
[0045]上拉電阻R38和切換開(kāi)關(guān)S2,用于檢測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)正/反轉(zhuǎn),切換開(kāi)關(guān)S2的端ロ 2通過(guò)上拉電阻R38與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接,切換開(kāi)關(guān)S2的端ロ I與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接,切換開(kāi)關(guān)S2的端ロ 3與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0046]電阻R7、電阻R16和電容C9,用于檢測(cè)電池組電壓,電阻R7與電阻R16串聯(lián)組成分壓網(wǎng)絡(luò)后外接開(kāi)關(guān)SI與地端,電容C9并聯(lián)于電阻R16兩端,電阻R7與電阻R16之間的節(jié)點(diǎn)為檢測(cè)電壓輸出端ロ,與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0047]電阻R27、熱敏電阻NTCl、電阻R33和電容C16,用于檢測(cè)電池組溫度,電阻R27與熱敏電阻NTCl串聯(lián),電阻R33和電容C16串聯(lián)后與熱敏電阻NTCl并聯(lián),電阻R33和電容C16之間的節(jié)點(diǎn)為檢測(cè)溫度的輸出端ロ,與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0048]可調(diào)電阻S1VR、電阻R18和電容C11,用于調(diào)速控制,電阻R18和電容Cll串聯(lián)后并聯(lián)于可調(diào)電阻SlVR的可調(diào)端與地端之間,電阻R18和電容Cll之間的節(jié)點(diǎn)為調(diào)速控制信號(hào)的輸出端ロ,與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接。
[0049]電源電路5包括
[0050]電源開(kāi)關(guān)SI,控制整個(gè)電路的通電,提供總電壓BAT+,并直接給三相驅(qū)動(dòng)電路7供電;
[0051]電阻R2、電容C8、ニ極管D4、電阻R1、電容C6、穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7,用于提供電壓VCC到主控芯片4,電阻R2與電容C8串聯(lián),ニ極管D4、電阻Rl和電容C6串聯(lián)后與電容C8并聯(lián),穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7并聯(lián)后與C6并聯(lián),電阻Rl和電容C6之間的節(jié)點(diǎn)為電壓VCC的輸出端ロ,與主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳連接;
[0052]電阻R3、電阻R14、M0S管Ql、穩(wěn)壓管Z2、電阻R22、電容C13、三極管Q3、電阻R15、電阻R23、電阻R35和三極管Q2,用于提供電壓VLED到照明指示電路I和電量顯示電路2,電阻R15與電阻R23串聯(lián),三極管Q2的集電極與發(fā)射極并聯(lián)在電阻R23上,其中,三極管Q2的發(fā)射極接地,三極管Q2的基極連接有電阻R35,電阻R15與電阻R23之間的節(jié)點(diǎn)接入三極管Q3的基板,三極管Q3的發(fā)射極接地,三極管Q3的集電極通過(guò)電阻R22連接到電阻R14與電容C23之間的節(jié)點(diǎn),電阻R14的另一端與MOS管Ql的柵極、穩(wěn)壓管Z2的陽(yáng)極相連,穩(wěn)壓管Z2的陰極連接MOS管Ql的源極,穩(wěn)壓管Z2的兩端并聯(lián)有電阻R3,M0S管Ql的漏極為電壓VLED的輸出端ロ ;
[0053]電阻R37、電容C21、電阻R39、三極管Q4、基準(zhǔn)電壓芯片U1、電容C20、電阻R40、電阻R45和電容C22,用于提供電壓2V4到信號(hào)檢測(cè)輸入電路3,電阻R37和電容C21串聯(lián),電阻R37和電容C21之間的節(jié)點(diǎn)接入三極管Q4的集電極,三極管Q4的基極與基準(zhǔn)電壓芯片Ul的陰極,基準(zhǔn)電壓芯片Ul的參考極接到電阻R40與R45之間的節(jié)點(diǎn),電阻R40的另一端與三極管Q4的發(fā)射極相連,三極管Q4的集電極與基極并聯(lián)有電阻R39,電阻R45兩端并聯(lián)有電容C20,電容C22 —端接到三極管Q4的發(fā)射極,另一端接地,三極管Q4的發(fā)射極為電壓2V4的輸出端ロ。
[0054]照明指示電路I包括電阻R28和發(fā)光二極管LED4,電阻R28與發(fā)光二極管LED4的陽(yáng)極相連,發(fā)光二極管LED4的陰極接地。
[0055]電量指示電路2包括發(fā)光二極管LEDl、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3、分別串聯(lián)在各發(fā)光二極管的陰極與地之間的三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7 ;所述各三極管的基極通過(guò)電阻R34、電阻R17和電阻R29連接至主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳。
[0056]霍爾檢測(cè)電路6包括與傳感器對(duì)應(yīng)管腳相連的電阻R46、電阻R47和電阻R48,以及陽(yáng)極分別與各電阻串聯(lián)的二極管D9、二極管DlO和二極管Dll ;所述二極管D9、二極管DlO和二極管Dll的陰極相連,并連接至主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳。
[0057]三相驅(qū)動(dòng)電路7可分為結(jié)構(gòu)相同的U、V、W三相驅(qū)動(dòng)電路,其中U相電路包括組成U相自舉電路的二極管D1、電容C3、電阻R19、二極管D5,以及相互串聯(lián)后連接在電壓BAT+與地之間的MOS管QUHl和MOS管QULl ;所述MOS管QUHl的源極與MOS管QULl的漏極相連,MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點(diǎn)與U相自舉電路連接,MOS管QUHl的柵極和MOS管QULl的柵極分別通過(guò)電阻R4和電阻R24連接至主控芯片4對(duì)應(yīng)的管腳,MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點(diǎn)輸出U相信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)。
[0058]電流檢測(cè)電路8包括電阻R36、電阻R55、電阻R56和電容C32 ;電阻R36兩端分別接入電阻R55和電阻R56,電阻R55和電阻R56另一端連接到主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳,電阻R55和電阻R56之間連接有濾波電容C32。
[0059]開(kāi)關(guān)SI閉合后,首先獲得電源電壓BAT+ ;電阻R2和電容C8組成RC濾波器,經(jīng)單向?qū)ǘO管D4,穩(wěn)壓二極管Zl限制輸出電壓VCC的幅度,經(jīng)過(guò)限流電阻R1,濾波電容C6,電容C7濾波,輸出相對(duì)穩(wěn)定的電壓VCC給主控芯片;鋰電池組電壓經(jīng)偏置電阻R15、電阻R23分壓從而使三極管Q3導(dǎo)通,電阻R3、電阻R14、電阻R22組成的分壓網(wǎng)絡(luò)使MOS管Ql導(dǎo)通獲得電壓VLED ;電壓VCC分支經(jīng)電阻R37,電容C21濾波。電阻R39提供三極管Q4的偏置,電阻R40,電阻R45組成反饋網(wǎng)絡(luò)提供給基準(zhǔn)電壓芯片Ul保持三極管基極穩(wěn)定,從而保持恒定的電壓2V4輸出。電容C20濾除干擾雜波,電容C22濾除紋波。
[0060]電阻R35,三極管Q2控制照明指示電路及電量指示電路的電壓VLED,由主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳輸出的PW_CTR信號(hào)控制,當(dāng)輸出為高電平時(shí),三極管Q2導(dǎo)通,三極管Q3截止,MOS管Ql延遲截止,其延遲時(shí)間由電阻R3,電阻R14,電容C13組成的RC時(shí)間常數(shù)決定,延遲時(shí)間大于等于預(yù)設(shè)值。
[0061 ] 電壓VLED經(jīng)電阻R28限流驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED4,發(fā)光二極管LED4提供照明功能。如發(fā)生任何一種報(bào)警信號(hào),則發(fā)光二極管LED4閃爍,以提示處于工作異常狀態(tài)。
[0062]電阻R8,電阻R34,發(fā)光二極管LEDl,三極管Q5組成LEDl驅(qū)動(dòng)電路。主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳輸出LEDl信號(hào)經(jīng)電阻R34控制三極管Q5的通斷,即可控制發(fā)光二極管LEDl的亮滅,電阻R8起限流作用;電阻R9,電阻R17,發(fā)光二極管LED2,三極管Q6組成LED2驅(qū)動(dòng)電路。主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳輸出LED2信號(hào)經(jīng)電阻R17控制三極管Q6的通斷,即可控制發(fā)光二極管LED2的亮滅,電阻R9起限流作用;電阻R10,電阻R29,發(fā)光二極管LED3,三極管Q7組成發(fā)光二極管LED3驅(qū)動(dòng)電路。主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳輸出LED3信號(hào)經(jīng)電阻R29控制三極管Q75的通斷,即可控制LED3的亮滅,電阻RlO起限流作用。
[0063]發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3用于電量顯不。最長(zhǎng)顯不時(shí)間約為6S,開(kāi)關(guān)SI斷開(kāi),則電量顯示燈自動(dòng)熄滅。
[0064]電阻R7,電阻R16組成分壓網(wǎng)絡(luò),經(jīng)濾波電容C9輸入到主控芯片作AD轉(zhuǎn)換,獲取電池組實(shí)時(shí)電壓。其中,主控芯片內(nèi)部具有2.4V的AD參考源;電阻R27,熱敏電阻NTCl組成分壓網(wǎng)絡(luò),經(jīng)電阻R33,濾波電容C16輸入到主控芯片作AD轉(zhuǎn)換,獲取電池組實(shí)時(shí)溫度;可調(diào)電阻SlVR上下滑動(dòng),中心抽頭獲得分壓比,經(jīng)電阻R18,濾波電容Cll輸入到主控芯片作AD轉(zhuǎn)換,獲取速度參考值;切換開(kāi)關(guān)S2撥向端ロ CW,上拉電阻R18使得端ロ CW呈現(xiàn)高電平I,切換開(kāi)關(guān)S2撥向端ロ CCW,上拉電阻R18使得CCW呈現(xiàn)高電平I。
[0065]三相驅(qū)動(dòng)電路7的電流流經(jīng)電阻R36,經(jīng)電阻R55,電阻R56,濾波電容C32輸入到主控芯片,經(jīng)內(nèi)部10 bits AD轉(zhuǎn)換處理獲取實(shí)時(shí)電流值。
[0066]無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)部的霍爾傳感器信號(hào)經(jīng)電阻R46,電阻R47,電阻R48輸入到主控芯片做轉(zhuǎn)子位置判斷處理。ニ極管D9,ニ極管D10,ニ極管Dll起電平鉗位作用。
[0067]主控芯片是ー個(gè)單電源的集成電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器的控制器,具有6通道PWM高端預(yù)驅(qū)動(dòng)和低端預(yù)驅(qū)動(dòng),內(nèi)置充電泵轉(zhuǎn)換電路。與外部三相驅(qū)動(dòng)電路組合起來(lái)控制無(wú)刷直流電機(jī)。
[0068]電容C26,電容C27用于主控芯片內(nèi)核電源濾波;電容C25用于主控芯片內(nèi)部電源V3P3D濾波;電容C23,電容C24用于主控芯片內(nèi)部電源V7A濾波;電阻R52,電容C28,電容C29用于主控芯片內(nèi)部電源V7P和V7TORV濾波。電容C30是主控芯片內(nèi)部電源V3P3A濾波。
[0069]ニ極管Dl,電容C3,電阻R19,ニ極管D5組成U相自舉電路。當(dāng)U相MOS管QULl處于導(dǎo)通階段,電源V7P電壓經(jīng)ニ極管Dl,電容C3,電阻R19,U相MOS管QULl回路對(duì)C3充電。當(dāng)MOS管QULl關(guān)閉,QUHl導(dǎo)通階段,電容C3下端電壓上升到BAT+,電容C3上端電壓上升到V7P + BAT+,此自舉電壓經(jīng)端ロ UBOOT輸入到主控芯片,經(jīng)內(nèi)部電路處理,輸出到端ロ UHSD以驅(qū)動(dòng)高端MOS管QUHl。電阻Rll是MOS管QUHl的GS (柵源)下拉電阻,穩(wěn)壓管Z3限制MOS管QUHl的GS電壓。電阻R24,電阻R30,穩(wěn)壓管Z6,M0S管QULl組成U相低端驅(qū)動(dòng)。電阻R30是MOS管QULl的GS下拉電阻,穩(wěn)壓管Z6限制MOS管QULl的GS電壓。
[0070]ニ極管D2,電容C4,電阻R20,ニ極管D6組成V相自舉電路。當(dāng)V相MOS管QVLl處于導(dǎo)通階段,電源V7P電壓經(jīng)ニ極管D2,電容C4,電阻R20,V相MOS管QVLl回路對(duì)C4充電。當(dāng)MOS管QVLl關(guān)閉,QVHl導(dǎo)通階段,電容C4下端電壓上升到BAT+,電容C4上端電壓上升到V7P + BAT+,此自舉電壓經(jīng)端ロ VBOOT輸入到主控芯片,經(jīng)內(nèi)部電路處理,輸出到端ロ VHSD以驅(qū)動(dòng)高端MOS管QVHl。電阻R12是MOS管QVHl的GS (柵源)下拉電阻,穩(wěn)壓管TA限制MOS管QVHl的GS電壓。電阻R25,電阻R31,穩(wěn)壓管Z7,M0S管QVLl組成V相低端驅(qū)動(dòng)。電阻R31是MOS管QVLl的GS下拉電阻,穩(wěn)壓管Z7限制MOS管QVLl的GS電壓。
[0071]ニ極管D3,電容C5,電阻R21,ニ極管D7組成W相自舉電路。當(dāng)W相MOS管QWLl處于導(dǎo)通階段,電源V7P電壓經(jīng)ニ極管D3,電容C5,電阻R21,W相MOS管QWLl回路對(duì)C5充電。當(dāng)MOS管QWLl關(guān)閉,QffHl導(dǎo)通階段,電容C5下端電壓上升到BAT+,電容C5上端電壓上升到V7P + BAT+,此自舉電壓經(jīng)WBOOT輸入到主控芯片,經(jīng)內(nèi)部電路處理,輸出到端ロWHSD以驅(qū)動(dòng)高端MOS管QWHl。電阻R13是MOS管QWHl的GS (柵源)下拉電阻,穩(wěn)壓管Z5限制MOS管QffHl的GS電壓。電阻R26,電阻R32,穩(wěn)壓管Z8,MOS管QffLl組成W相低端驅(qū)動(dòng)。電阻R32是MOS管QWLl的GS下拉電阻,穩(wěn)壓管Z8限制MOS管QWLl的GS電壓。
[0072]主控芯片依據(jù)檢測(cè)到的信息來(lái)控制三相驅(qū)動(dòng)電路輸出。具體過(guò)程如下:
[0073]電流檢測(cè)信號(hào)CSP/CSN,經(jīng)主控芯片內(nèi)部10 bits AD轉(zhuǎn)換,獲得實(shí)時(shí)工作電流值,如果此電流值小于所設(shè)定的最大工作電流值,那么主控芯片輸出相應(yīng)占空比的U/V/W三相PWM信號(hào)給三相驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作。否則主控芯片關(guān)閉U/V/W三相PWM信號(hào),停止無(wú)刷直流電機(jī)工作。
[0074]霍爾檢測(cè)信號(hào)經(jīng)主控芯片分析處理,未出現(xiàn)霍爾信號(hào)異常,那么主控芯片輸出相應(yīng)占空比的U/V/W三相PWM信號(hào)給三相驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作。如發(fā)生斷線或短路情形時(shí),主控芯片關(guān)閉U/V/W三相PWM信號(hào),停止無(wú)刷直流電機(jī)工作。
[0075]調(diào)速信號(hào)SV經(jīng)主控芯片內(nèi)部10 bits AD轉(zhuǎn)換,獲得參考速度,主控芯片輸出相應(yīng)占空比的υ/V/W三相PWM信號(hào)給三相驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)。
[0076]電壓檢測(cè)信號(hào)BAT_AD經(jīng)主控芯片內(nèi)部10 bits AD轉(zhuǎn)換,獲得鋰電池組實(shí)時(shí)電壓,如果此電壓在+15V-24V之間,那么主控芯片輸出相應(yīng)占空比的U/V/W三相PWM信號(hào)給三相驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作。否則主控芯片關(guān)閉U/V/W三相PWM信號(hào),停止無(wú)刷直流電機(jī)工作。
[0077]溫度檢測(cè)信號(hào)BAT_NTC經(jīng)主控芯片內(nèi)部10 bits AD轉(zhuǎn)換,獲得鋰電池組實(shí)時(shí)溫度,如果此溫度在O °C -45 °C之間,那么主控芯片輸出相應(yīng)占空比的U/V/W三相PWM信號(hào)給三相驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作。否則主控芯片關(guān)閉U/V/W三相PWM信號(hào),停止無(wú)刷直流電機(jī)工作。
[0078]正/反轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)CW/CCW經(jīng)主控芯片讀取,主控芯片依據(jù)下表輸出相應(yīng)占空比的υ/V/W三相PWM信號(hào)給三相驅(qū)動(dòng)電路。
[0079]
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)工具的控制電路,連接于鋰電池組與無(wú)刷直流電機(jī)之間,包括 主控芯片(4),用于控制各電路協(xié)調(diào)工作;其特征在于:還包括, 電源電路(5),用于向各電路提供合適的電源,連接于鋰電池組與各相關(guān)電路之間;三相驅(qū)動(dòng)電路(7),接收主控芯片(4)輸出的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)或停止電機(jī)工作,連接于主控芯片(4)與無(wú)刷直流電機(jī)之間; 信號(hào)檢測(cè)輸入電路(3),用于檢測(cè)調(diào)速輸入信號(hào)、檢測(cè)電池組溫度信號(hào)、檢測(cè)電池組電壓信號(hào)、檢測(cè)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)輸入信號(hào),與主控芯片(4)相連; 霍爾檢測(cè)電路(6),提供用于電機(jī)霍爾器件的工作電源,及霍爾信號(hào)的連接輸入,連接于主控芯片(4)與無(wú)刷直流電機(jī)之間; 電流檢測(cè)電路(8),檢測(cè)電機(jī)的工作電流,其信號(hào)采集端連接三相驅(qū)動(dòng)電路(7),其信號(hào)輸出端連接主控芯片(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述信號(hào)檢測(cè)輸入電路(3)包括 上拉電阻R38和切換開(kāi)關(guān)S2,用于檢測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)正/反轉(zhuǎn),切換開(kāi)關(guān)S2的端ロ 2通過(guò)上拉電阻R38與主控 芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接,切換開(kāi)關(guān)S2的端ロ I與主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接,切換開(kāi)關(guān)S2的端ロ 3與主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接; 電阻R7、電阻R16和電容C9,用于檢測(cè)電池組電壓,電阻R7與電阻R16串聯(lián)組成分壓網(wǎng)絡(luò)后外接開(kāi)關(guān)SI與地端,電 容C9并聯(lián)于電阻R16兩端,電阻R7與電阻R16之間的節(jié)點(diǎn)為檢測(cè)電壓輸出端ロ,與主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接; 電阻R27、熱敏電阻NTCl、電阻R33和電容C16,用于檢測(cè)電池組溫度,電阻R27與熱敏電阻NTCl串聯(lián),電阻R33和電容C16串聯(lián)后與熱敏電阻NTCl并聯(lián),電阻R33和電容C16之間的節(jié)點(diǎn)為檢測(cè)溫度的輸出端ロ,與主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接; 可調(diào)電阻S1VR、電阻R18和電容C11,用于調(diào)速控制,電阻R18和電容Cll串聯(lián)后并聯(lián)于可調(diào)電阻SlVR的可調(diào)端與地端之間,電阻R18和電容Cll之間的節(jié)點(diǎn)為調(diào)速控制信號(hào)的輸出端ロ,與主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述電源電路(5)包括 電源開(kāi)關(guān)SI,控制整個(gè)電路的通電,提供總電壓BAT+,并直接給三相驅(qū)動(dòng)電路(7)供電; 電阻R2、電容C8、二極管D4、電阻R1、電容C6、穩(wěn)壓二極管Zl和電容C7,用于提供電壓VCC到主控芯片(4),電阻R2與電容C8串聯(lián),二極管D4、電阻Rl和電容C6串聯(lián)后與電容C8并聯(lián),穩(wěn)壓二極管Zl和電容C7并聯(lián)后與C6并聯(lián),電阻Rl和電容C6之間的節(jié)點(diǎn)為電壓VCC的輸出端ロ,與主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳連接; 電阻R3、電阻R14、M0S管Q1、穩(wěn)壓管Z2、電阻R22、電容C13、三極管Q3、電阻R15、電阻R23、電阻R35和三極管Q2,用于提供電壓VLED到照明指示電路(I)和電量顯示電路(2),電阻R15與電阻R23串聯(lián),三極管Q2的集電極與發(fā)射極并聯(lián)在電阻R23上,其中,三極管Q2的發(fā)射極接地,三極管Q2的基極連接有電阻R35,電阻R15與電阻R23之間的節(jié)點(diǎn)接入三極管Q3的基板,三極管Q3的發(fā)射極接地,三極管Q3的集電極通過(guò)電阻R22連接到電阻R14與電容C23之間的節(jié)點(diǎn),電阻R14的另一端與MOS管Ql的柵極、穩(wěn)壓管Z2的陽(yáng)極相連,穩(wěn)壓管Z2的陰極連接MOS管Ql的源極,穩(wěn)壓管Z2的兩端并聯(lián)有電阻R3,M0S管Ql的漏極為電壓VLED的輸出端口 ; 電阻R37、電容C21、電阻R39、三極管Q4、基準(zhǔn)電壓芯片U1、電容C20、電阻R40、電阻R45和電容C22,用于提供電壓2V4到信號(hào)檢測(cè)輸入電路(3),電阻R37和電容C21串聯(lián),電阻R37和電容C21之間的節(jié)點(diǎn)接入三極管Q4的集電極,三極管Q4的基極與基準(zhǔn)電壓芯片Ul的陰極,基準(zhǔn)電壓芯片Ul的參考極接到電阻R40與R45之間的節(jié)點(diǎn),電阻R40的另一端與三極管Q4的發(fā)射極相連,三極管Q4的集電極與基極并聯(lián)有電阻R39,電阻R45兩端并聯(lián)有電容C20,電容C22 —端接到三極管Q4的發(fā)射極,另一端接地,三極管Q4的發(fā)射極為電壓2V4的輸出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述霍爾檢測(cè)電路(6)包括與傳感器對(duì)應(yīng)管腳相連的電阻R46、電阻R47和電阻R48,以及陽(yáng)極分別與各電阻串聯(lián)的二極管D9、二極管DlO和二極管Dll ;所述二極管D9、二極管DlO和二極管Dll的陰極相連,并連接至主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述三相驅(qū)動(dòng)電路(7)可分為結(jié)構(gòu)相同的U、V、W三相驅(qū)動(dòng)電路,其中U相電路包括組成U相自舉電路的二極管Dl、電容C3、電阻R19、二極管D5,以及相互串聯(lián)后連接在電壓BAT+與地之間的MOS管QUHl和MOS管QULl ;所述MOS管QUHl的源極與MOS管QULl的漏極相連,MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點(diǎn)與U相自舉電路連接,MOS管QUHl的柵極和MOS管QULl的柵極分別通過(guò)電阻R4和電阻R24連接至主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳,MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點(diǎn)輸出U相信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述電流檢測(cè)電路(8)包括電阻R36、電阻R55、電阻 R56和電容C32 ;電阻R36兩端分別接入電阻R55和電阻R56,電阻R55和電阻R56另一端連接到主控芯片對(duì)應(yīng)的管腳,電阻R55和電阻R56之間連接有濾波電容C32。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,還包括 照明指示電路(1),用于開(kāi)機(jī)時(shí)照明,保證每次開(kāi)機(jī)不低于預(yù)設(shè)的照明時(shí)間,也用于整個(gè)電路系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)的警告指示,與主控芯片(4)相連; 電量指示電路(2),用于開(kāi)機(jī)時(shí)顯示電量,每次開(kāi)機(jī)最長(zhǎng)不大于預(yù)設(shè)的電量顯示時(shí)間,系統(tǒng)斷電則自動(dòng)熄滅,與主控芯片(4)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述照明指示電路(I)包括電阻R28和發(fā)光二極管LED4,電阻R28與發(fā)光二極管LED4的陽(yáng)極相連,發(fā)光二極管LED4的陰極接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)工具的控制電路,其特征在于,所述電量指示電路(2)包括發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3、分別串聯(lián)在各發(fā)光二極管的陰極與地之間的三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7 ;所述各三極管的基極通過(guò)電阻R34、電阻R17和電阻R29連接至主控芯片(4)對(duì)應(yīng)的管腳。
【文檔編號(hào)】H02P6/00GK203399033SQ201320554024
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
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