短路保護(hù)開(kāi)關(guān)466。當(dāng)檢測(cè)到過(guò)大電流(例如由電流監(jiān)控器444檢測(cè))時(shí)，短路保護(hù)控制裝置464控制短路保護(hù)開(kāi)關(guān)466打開(kāi)并停止來(lái)自電池組410的通過(guò)電機(jī)420的電流流動(dòng)。在一些實(shí)施例中，短路保護(hù)開(kāi)關(guān)466可以用于電機(jī)420的PffM控制，例如作為使用電池選擇器開(kāi)關(guān)440的替換。
[0045]在一些實(shí)施例中，半橋電路462可以聯(lián)合充當(dāng)?shù)蛡?cè)(low side)開(kāi)關(guān)的制動(dòng)開(kāi)關(guān)460用于半橋電機(jī)控制。在一些實(shí)施例中，電池選擇器開(kāi)關(guān)440充當(dāng)高側(cè)(high side)開(kāi)關(guān)，而h橋電路462充當(dāng)針對(duì)橋電機(jī)控制的低側(cè)開(kāi)關(guān)。
[0046]與并聯(lián)配置200相反，在并聯(lián)電池組110同時(shí)放電的情況下，并聯(lián)按序配置300 —次使用一個(gè)電池組410來(lái)為電機(jī)420提供功率，并且通過(guò)控制電池選擇器440循環(huán)將電池組410作為電源。并聯(lián)按序配置300選擇性地連接并行布置的多電池組410中的一者來(lái)增加對(duì)于設(shè)備和/或電動(dòng)工具可用的總能量。
[0047]在一些實(shí)施例中，通過(guò)控制電池選擇器440來(lái)一次僅選擇一個(gè)電池410，用于防止交叉充電的一個(gè)或多個(gè)二極管不是必須的。因此，相對(duì)于配置200，配置300的效率增加了，因?yàn)樵谶@種系統(tǒng)中不存在二極管之間的電壓下降。然而，在一些情況下，多個(gè)FET可以有意或無(wú)意地同時(shí)被閉合(例如在重疊時(shí)間段期間短暫地閉合)。在這些實(shí)例中，配置300可以包括額外的電路以防止可以損害電池組410的交叉充電或其他情況。
[0048]更特別地，在一些實(shí)施例中，配置300包括反向電流閉鎖元件470，每個(gè)電池組410關(guān)聯(lián)一個(gè)該反向電流閉鎖元件470。反向電流閉鎖元件470可以包括例如二極管，該二極管允許電流從每個(gè)電池410流向電池選擇器440，但不允許電流流回電池410。作為替換，為了通過(guò)減少反向電流閉鎖元件470之間的電壓下降來(lái)提升效率，反向電流閉鎖元件470是漏極和柵極耦合至電池410并且源極向下連接在電池選擇器440側(cè)的FET。這種FET連接也稱為“顛倒(upside down) TET0 二極管和顛倒FET可以被認(rèn)為無(wú)源反向電流閉鎖元件470。
[0049]在一些實(shí)施例中，所述配置包括有源反向電流閉鎖元件470，例如由控制器430的閉鎖控制裝置(blocking control) 472控制的FET (每個(gè)電池410 —個(gè)該FET)。閉鎖控制裝置472被配置成向反向電流閉鎖元件470發(fā)送反向電流閉鎖控制輸出。在此，沒(méi)有被依賴向電機(jī)420提供功率的電池組410的FET 470被打開(kāi)以防止電流流回那些電池組410，而與正被依賴向電機(jī)420提供功率的電池組410相關(guān)聯(lián)的FET 470被閉合以允許電流從電池組410流出至電機(jī)420。使用FET而非二極管作為反向電流閉鎖元件470，為系統(tǒng)提供在效率上的提升，因?yàn)镕ET通常比二極管具有更小的壓降。
[0050]如所示出的，電機(jī)420是近似850W電機(jī)，盡管在其他實(shí)施例中包括不同瓦特?cái)?shù)的電機(jī)。此外，在示出的實(shí)施例中，電機(jī)420是有刷DC電機(jī)420。然而，在一些實(shí)施例中，電機(jī)420是無(wú)刷DC電機(jī)。
[0051]控制器430還用于通過(guò)PffM電池FET控制裝置(PffM battery FET control) 450到電池選擇器440的信令，維持電機(jī)420的恒定速度、提供軟啟動(dòng)、以及提供功率增長(zhǎng)(通過(guò)電機(jī)420的額外電流)。
[0052]應(yīng)該注意，每個(gè)電池組410與由PffM電池FET控制裝置450輸出的PffM信號(hào)控制的FET 452相關(guān)聯(lián)?？傮w上來(lái)講，當(dāng)FET 452閉合(或“接通”)，F(xiàn)ET 452處于導(dǎo)電狀態(tài)，從而電流可以流到電機(jī)420 ;以及當(dāng)FET 452打開(kāi)(或“斷開(kāi)”)，F(xiàn)ET處于非導(dǎo)電狀態(tài)，從而沒(méi)有電流流過(guò)。
[0053]PffM電池FET控制裝置450基于由控制器430確定的關(guān)聯(lián)的電池組410的特性確定每個(gè)PffM信號(hào)的占空比。例如，在一些實(shí)施例中，特定電池組410的電荷狀態(tài)越大，用于其關(guān)聯(lián)的FET 452的PffM信號(hào)的占空比百分?jǐn)?shù)越大。相應(yīng)地，由于控制器430循環(huán)通過(guò)電池組410來(lái)為電機(jī)420提供功率，相對(duì)于具有較低電荷狀態(tài)的電池組410，具有較高電荷狀態(tài)的電池組410將被啟動(dòng)更長(zhǎng)時(shí)間并釋放更多電流。通過(guò)這種方案，即使電池組410以不同電荷狀態(tài)或容量開(kāi)始，電池組410將隨時(shí)間以不同速率放電，并被控制變得在近似相同時(shí)間完全放電。在一些實(shí)例中，在電池410間循環(huán)允許控制器430最大化所遞送的能量。
[0054]圖5-7示出了配置300的FET 452和反向電流閉鎖元件470的時(shí)序圖。更具體地，圖5示出了具有無(wú)源反向電流閉鎖元件470 (例如二極管或顛倒FET)的FET 452。相應(yīng)地，如所示的，圖5中的無(wú)源反向電流閉鎖元件470不受控制(例如信號(hào)保持低)。在圖5中，F(xiàn)ET 452a-c的每一者對(duì)來(lái)自PffM電池FET控制裝置450的具有不同占空比的PffM信號(hào)做出反應(yīng)，占空比與關(guān)聯(lián)的電池組410的電荷狀態(tài)成比例。例如，F(xiàn)ET 452b具有最大占空比，F(xiàn)ET 452c具有第二大占空比，F(xiàn)ET 452a具有最小占空比。相應(yīng)地，電池組410的電荷狀態(tài)從最高到最低分別是電池410b、410c、410a。盡管多個(gè)FET452同時(shí)啟動(dòng)或“接通”，反向電流閉鎖元件470防止電流流回電池組410。相對(duì)于圖5的時(shí)序圖，在一些實(shí)施例中，每個(gè)FET452 “接通”的時(shí)間段明顯偏小或者與其他FET 452無(wú)重疊。
[0055]圖6示出了具有有源反向電流閉鎖元件470的FET 452。更具體地，反向電流閉鎖元件470是FET，每一個(gè)由來(lái)自閉鎖控制裝置472的不同PffM信號(hào)控制。在該示例中，第一開(kāi)關(guān)元件452a在第二開(kāi)關(guān)元件452b閉合時(shí)打開(kāi)，并且第一開(kāi)關(guān)元件452a在第二開(kāi)關(guān)元件452b打開(kāi)時(shí)閉合。開(kāi)關(guān)元件452 二者從不同時(shí)閉合。這意味著對(duì)應(yīng)于第一開(kāi)關(guān)元件452a的第一 PWM信號(hào)的“接通時(shí)間段”不與對(duì)應(yīng)于第二開(kāi)關(guān)件452b的第二 PffM信號(hào)的“接通時(shí)間段”重疊。第一 PWM信號(hào)和第二 PffM信號(hào)控制第一開(kāi)關(guān)元件452a和第二開(kāi)關(guān)元件452b，從而第一電池410a和第二電池410b遵循打開(kāi)和關(guān)閉的循環(huán)模式。
[0056]針對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件452a的PffM信號(hào)的占空比大于針對(duì)第二開(kāi)關(guān)元件452b的PffM信號(hào)的占空比。如上所述，占空比可以與電池組410特性(例如它的電荷狀態(tài))成比例。在該實(shí)例中，電池組410a具有比電池組410b更大的電荷狀態(tài)。因此，在所示出的時(shí)間塊上，第一電池410a相對(duì)于第二電池410b將針對(duì)更長(zhǎng)時(shí)段向電機(jī)420提供功率，并以更高速率放電。
[0057]仍然在圖6中，針對(duì)反向電流閉鎖元件470的PffM信號(hào)實(shí)質(zhì)上遵從與針對(duì)它們對(duì)應(yīng)的FET 452的PffM信號(hào)相同的模式，但是具有稍微較低的PffM占空比。例如，如所示出的，反向電流閉鎖元件470a在FET 452a關(guān)閉(標(biāo)記a)之前關(guān)閉，在FET 452打開(kāi)(標(biāo)記b)之后打開(kāi)。這種FET 452和反向電流閉鎖元件470激活/去激活之間的差異是時(shí)間延遲
“C”。
[0058]圖7還示出了具有有源反向電流閉鎖元件470的FET 452。在該示例中，第一開(kāi)關(guān)元件452a和第二開(kāi)關(guān)元件452b具有重疊的“接通”時(shí)間段。然而，只要FET 452a和452b二者“接通”，反向電流閉鎖元件470 二者都是“斷開(kāi)”，阻止電流流回電池組410a和電池組410b。相應(yīng)地，控制器430再次循環(huán)地將電池組410連接到電機(jī)420，但在時(shí)間上的給定時(shí)刻僅有電池組410中的一者為電機(jī)420提供功率。仍然在圖7中，針對(duì)反向電流閉鎖元件470的PffM信號(hào)又遵循與針對(duì)它們對(duì)應(yīng)的FET 452的PffM信號(hào)類似的模式，但具有比圖7的示例低得多的PWM占空比。
[0059]各種非機(jī)械開(kāi)關(guān)(例如FET 452、制動(dòng)開(kāi)關(guān)460、以及保護(hù)開(kāi)關(guān)466)可以包括晶體管、晶體管陣列、功率MOSFET (也稱為FET)或達(dá)林頓陣列。
[0060]電流傳感器448可以包括與一個(gè)電池組410串行連接的電流感測(cè)電阻。電流傳感器448可以包括放大器(例如圖12中的LMV321AS5X)以放大電流感測(cè)電阻兩端的電壓。隨后放大的信號(hào)被電流監(jiān)控器444接收，電流監(jiān)控器444可以解析信號(hào)以確定電機(jī)420消耗的電流。在一些實(shí)施例中，并聯(lián)按序配置300包括與電機(jī)串行連接且在電池選擇器440下游的單個(gè)電流傳感器448，從而電流傳感器448提供電機(jī)420的電流指示而不論被選擇的電池組410是哪些。包括針對(duì)每個(gè)電池組410的電流傳感器448使得能夠進(jìn)行獨(dú)立電池電流監(jiān)控和更精確的控制。機(jī)械啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)(例如觸發(fā)器(未示出))由用戶操作來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)420。觸發(fā)器可以提供控制器430的輸入，以及作為響應(yīng)，控制器430