造上是具有挑戰(zhàn)的，例如纏繞導(dǎo)線而不退出(bowing out of)鐵芯是很困難的。通常，繞組不能很好地位于電樞的針對長堆疊的槽中。圖17A-圖17B示出了長堆疊、窄直徑電樞，其可以用在雙DC換向器電機(jī)中。
[0073]各種技術(shù)可以用于減少與長電樞堆疊相關(guān)聯(lián)的制造挑戰(zhàn)。可以增加在電樞中使用的疊片的尺寸來減少與長堆疊電樞相關(guān)聯(lián)的制造挑戰(zhàn)。增加疊片的尺寸允許在電樞上纏繞特定匝數(shù)，且導(dǎo)線尺寸可提供期望轉(zhuǎn)矩和電流額定值。圖17C-圖17D示出了短堆疊、大直徑電樞，其具有在長度上短于小且長電樞結(jié)構(gòu)的較大外直徑(0.D.)結(jié)構(gòu)。較大的疊片結(jié)構(gòu)還可以允許繞組(即導(dǎo)線)具有比所述小且長電樞結(jié)構(gòu)更好的雙絕緣。
[0074]圖18示出了另一多電池組配置的框圖，即多電池組配置以及分離電刷配置900 (分離電刷配置900)。分離電刷配置900包括多電池組110，其中每個電池組110連接到電動工具的電機(jī)1620的分離的電刷。在配置900中，類似于配置800，兩個分離的繞組纏繞在電機(jī)1620的相同定子上(參見圖18)。每一電池組110耦合至以大約18V運(yùn)行的分離的繞組。定子的每個電樞槽可以包括兩個繞組。作為替換，每個繞組可以在定子的分離的電樞槽中，因此每個繞組交替使用電樞槽。
[0075]在配置900中，每個電池100為相同換向器上的分離的電刷對提供功率，因此電機(jī)1620配置有4個電刷。如前所述，4個電樞可以降低電刷的電流密度。電機(jī)1620(或電動工具)可以在一個或兩個電池組1620上運(yùn)行，因?yàn)槊總€電池組110和繞組作為分離的電路操作。類似于配置800，每個電池組110可以遞送其完整的容量。還類似于配置800，通常電機(jī)1620的性能主要在運(yùn)行一個電池組110和兩個電池組110時(shí)不同。運(yùn)行兩個電池組110通常導(dǎo)致比運(yùn)行單個電池組110更大的電機(jī)功率。還類似于配置800，可以使用二極管防止由于電池組110之間的壓降而對弱電池組110進(jìn)行充電(例如交叉充電)。PCBA 1430可以包括用于控制電機(jī)1620的電路和軟啟動機(jī)構(gòu)。
[0076]因此，除了其他方面之外，本發(fā)明提供了可以操作用于至少接收第一電池組和第二電池組的電動工具。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)在如下的權(quán)利要求中描述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動工具，該電動工具包含: 電機(jī)； 第一電池組； 第二電池組； 第一開關(guān)元件，耦合在所述第一電池組和所述電機(jī)之間； 第二開關(guān)元件，耦合在所述第二電池組和所述電機(jī)之間；以及 控制器，耦合至所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件，所述控制器具有: 第一脈寬調(diào)制(PffM)輸出，耦合至所述第一開關(guān)元件并且具有選擇性地閉合所述第一開關(guān)元件的第一 PWM信號，以及 第二 PffM輸出，耦合至所述第二開關(guān)元件并且具有選擇性地閉合所述第二開關(guān)元件的第二 PffM信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，其中所述第一PWM信號具有所述控制器基于所述第一電池的電荷狀態(tài)確定的占空比，并且所述第二 PWM信號具有所述控制器基于所述第二電池的電荷狀態(tài)確定的占空比。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動工具，其中所述第一PWM信號的占空比和所述第二 PWM信號的占空比由所述控制器基于相對于所述第一電池的電荷狀態(tài)的所述第二電池的電荷狀態(tài)確定。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動工具，其中當(dāng)所述第一電池的電荷狀態(tài)大于所述第二電池的電荷狀態(tài)時(shí)，所述第一 PWM信號的占空比大于所述第二 PWM信號的占空比。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動工具，其中所述第一PWM信號的接通時(shí)間段與所述第二PWM信號的接通時(shí)間段重疊，從而當(dāng)所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的接通時(shí)間段重疊時(shí)，所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件二者閉合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，該電動工具還包括串行耦合在所述第一電池和所述第一開關(guān)元件之間的第一反向電流閉鎖元件，以及耦合在所述第二電池和所述第二開關(guān)元件之間的第二反向電流閉鎖元件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動工具，其中所述第一反向電流閉鎖元件是從下組中選擇的至少一者:(i) 二極管以及(ii)具有耦合至所述第一電池的第一柵極和第一漏極的FET ;以及其中所述第二反向電流閉鎖元件是從下組中選擇的至少一者:(i) 二極管以及(ii)具有耦合至所述第二電池的第一柵極和第一漏極的FET。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動工具，該電動工具還包括串行耦合在所述第一開關(guān)元件和所述第一反向電流閉鎖元件之間的第一電流傳感器，以及耦合在所述第二開關(guān)元件和所述第二反向電流閉鎖元件之間的第二電流傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動工具，其中所述控制器包括耦合至所述第一反向電流閉鎖元件的第一反向電流閉鎖控制輸出，以及耦合至所述第二反向電流閉鎖元件的第二反向電流閉鎖控制輸出，并且所述控制器選擇性地控制所述第一反向電流閉鎖元件和所述第二反向電流閉鎖元件打開和關(guān)閉。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動工具，其中所述控制器針對PffM循環(huán)時(shí)間段上的每個PffM循環(huán)，在第一開關(guān)元件閉合之后控制所述第一反向電流閉鎖元件關(guān)閉，以及在所述第一開關(guān)元件打開之前控制所述第一反向電流閉鎖元件打開。11.一種操作電動工具的方法，該電動工具具有電機(jī)、第一電池組、第二電池組、耦合在所述第一電池組和所述電機(jī)之間的第一開關(guān)元件、耦合在所述第二電池組和所述電機(jī)之間的第二開關(guān)元件、以及控制器；該方法包含: 所述控制器確定所述第一電池的電荷狀態(tài)； 所述控制器確定所述第二電池的電荷狀態(tài)； 所述控制器生成第一脈寬調(diào)制(PWM)信號以選擇性地閉合所述第一開關(guān)元件來從所述第一電池組向所述電機(jī)提供功率，所述第一 PWM信號基于所述第一電池的電荷狀態(tài)； 所述控制器生成第二 PWM信號以選擇性地閉合所述第二開關(guān)元件來從所述第二電池組向所述電機(jī)提供功率，所述第二 PWM信號基于所述第二電池的電荷狀態(tài)；以及 通過所述第一電池組和所述第二電池組異步驅(qū)動所述電機(jī)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中針對所述第一PWM信號的電荷狀態(tài)由所述第一電池的內(nèi)阻和電壓確定。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括所述控制器確定針對所述第一PWM信號的占空比，以及所述控制器確定針對所述第二 PWM信號的占空比。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中當(dāng)所述第一電池的電荷狀態(tài)大于所述第二電池的電荷狀態(tài)時(shí)，所述第一 PWM信號的占空比大于所述第二 PWM信號的占空比。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一PWM信號的接通時(shí)間段與所述第二PWM信號的接通時(shí)間段重疊，從而當(dāng)所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的接通時(shí)間段重疊時(shí)，所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件二者閉合。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一電池和所述第二電池具有不同的電荷狀態(tài)。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一PffM信號的接通時(shí)間段和所述PWM信號的接通時(shí)間段是循環(huán)的，從而所述第一 PWM信號重復(fù)地打開和閉合所述第一開關(guān)元件，以及所述第二開關(guān)元件在所述第一開關(guān)元件打開時(shí)閉合，并且所述第二開關(guān)元件在所述第一開關(guān)元件閉合時(shí)打開。18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括在所述第二開關(guān)元件閉合時(shí)，使用第一反向電流閉鎖元件閉鎖從所述第一開關(guān)元件流向所述第一電池的電流，以及在所述第一開關(guān)元件閉合時(shí)，使用第二反向電流閉鎖元件閉鎖從所述第二開關(guān)元件流向所述第二電池的電流。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，該方法還包括生成控制所述第一反向電流閉鎖元件的第三PffM信號以及生成控制所述第二反向電流閉鎖元件的第四PWM信號。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，該方法還包括使用第一電流傳感器感測所述第一電池生成的電流，以及使用第二電流傳感器感測所述第二電池生成的電流。
【專利摘要】一種電動工具，該電動工具包括電機(jī)、第一電池組、第二電池組、耦合在所述第一電池組和所述電機(jī)之間的第一開關(guān)元件、耦合在所述第二電池組和所述電機(jī)之間的第二開關(guān)元件、以及耦合至所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的控制器。所述控制器包括耦合至所述第一開關(guān)元件的第一脈寬調(diào)制(PWM)輸出以及選擇性地閉合所述第一開關(guān)元件的第一PWM信號。所述控制器還包括耦合至所述第二開關(guān)元件的第二PWM輸出以及選擇性地閉合所述第二開關(guān)元件的第二PWM信號。
【IPC分類】H02J7/00, H02P7/00
【公開號】CN105071448
【申請?zhí)枴緾N201510251631
【發(fā)明人】S·米勒, J·A·巴頓, G·M·霍尼克, M·E·巴克納, N·J·漢克斯
【申請人】創(chuàng)科電動工具科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月18日
【公告號】CA2891840A1, EP2944432A1, US20150333666