電動工具的電子開關(guān)控制方法及其控制電路的制作方法
【專利摘要】一種電動工具的電子開關(guān)控制方法，包括有如下步驟：(1)主控系統(tǒng)初始化設(shè)置；(2)判斷電動工具是否和電池包型號匹配；(3)判斷電池包是否存在過放標(biāo)記；(4)判斷過放現(xiàn)象是否已恢復(fù)；(5)判斷電池包當(dāng)前是否過放；(6)過放時間是否達到預(yù)設(shè)值；(7)判斷電池包是否存在超溫標(biāo)記；(8)判斷超溫現(xiàn)象是否已恢復(fù)；(9)判斷電池包當(dāng)前是否超溫；(10)超溫時間是否達到預(yù)設(shè)值；(11)判斷放電電流是否超過設(shè)定電流值；(12)過電流延時時間是否達到設(shè)定值。本發(fā)明集成過放、過流和超溫保護于一體的檢測功能，能讓一種電子開關(guān)通過智能識別匹配型號正確的電池包，防止錯配導(dǎo)致發(fā)生意外，進而實現(xiàn)一機多包、一包多機的靈活應(yīng)用，由此可實現(xiàn)電池包的充、放電分離保護。
【專利說明】
電動工具的電子開關(guān)控制方法及其控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電動工具的控制開關(guān)，特別是一種電動工具的電子開關(guān)控制方法及應(yīng)用該控制方法實現(xiàn)的電子開關(guān)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢被作為儲能電源和動力電源而廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，一些電動工具商也紛紛將鋰電池應(yīng)用于電動工具行業(yè)，基于動力型鋰電池的電動工具蓬勃發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，電動工具一般通過開關(guān)來實現(xiàn)其啟動、停止以及轉(zhuǎn)速調(diào)整。具體地說，基于動力型電池的無繩電動工具通常需要系統(tǒng)集成一個調(diào)速開關(guān)。比如已有的專利號為ZL201310112995.6的中國發(fā)明專利《電動工具調(diào)速開關(guān)》就公開了一種電動工具調(diào)速開關(guān)，該調(diào)速開關(guān)具有電子控制模塊，電子控制模塊的輸出端接有由電子控制模塊控制亮暗的發(fā)光二極管LEDl ,switch開關(guān)SI的一端與電子控制模塊連接，switch開關(guān)SI的另一端通過連接器與鋰離子電池包B+極連接，鋰離子電池包的B-極與電子控制模塊連接。發(fā)光二極管LEDl的陰極還連接有MOSFET管T2的S極，MOSFET管T2的G極與電子控制模塊連接，MOSFET管T2的D極與馬達的負極連接，馬達的正極與電子控制模塊連接。
[0004]上述專利中的調(diào)速開關(guān)只有常用的調(diào)速功能，要求與該調(diào)速開關(guān)搭配的鋰電池包則須安裝有充、放電保護功能完備的保護板，這種調(diào)速開關(guān)的控制方法在一機一包的組合環(huán)境下尚可適應(yīng)。然而，實際應(yīng)用中，工具廠往往擁有多種電池包以及多種型號的電動工具，這些電池包及電動工具，可能以一機一包對應(yīng)裝配的形式出廠，也可能以一機多包或一包多機的形式出廠，傳統(tǒng)的電子開關(guān)控制方法和控制電路適用于一機一包配對的電動工具，一種型號的電池包只能用于特定配對的電動工具，如果要更換電動工具(或電池包)，則電池包的充、放電保護電路(或電動工具的開關(guān)電路)需要重新設(shè)計后才能使用，無法做到一包多機或一機多包，配件的通用性和互配性差;而且，當(dāng)不同型號的電動工具和不同型號的電池包放在一起的時候，由于無法識別電池包和電動工具是否匹配，也很容易發(fā)生錯配而導(dǎo)致發(fā)生意外(損壞機器及危及人身)。因此，針對上述存在的各種問題，還有待于對現(xiàn)有的電動工具的電子開關(guān)控制方法和控制電路進行進一步的改進，以提高電動工具的智能化和通用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種更為智能化且配件的通用性和互配性更好的電動工具的電子開關(guān)控制方法。
[0006]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是采用上述電子開關(guān)控制方法實現(xiàn)的電動工具的控制電路。
[0007]本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種電動工具的電子開關(guān)控制方法，該電子開關(guān)由設(shè)置于電動工具內(nèi)的主控系統(tǒng)驅(qū)動工作，其特征在于，所述電子開關(guān)的控制方法包括有如下步驟:
[0008](I)、啟動電子開關(guān)，該電子開關(guān)的主控系統(tǒng)初始化設(shè)置；
[0009](2)、所述主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前電動工具是否和電池包的型號相匹配，如果兩者匹配，則所述主控系統(tǒng)讀取該匹配的電池包電壓，并執(zhí)行下一步驟；如果兩者不匹配，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束；
[0010](3)、所述主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包是否存在過放標(biāo)記，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(5);
[0011](4)、所述主控系統(tǒng)進一步判斷上述匹配電池包的過放現(xiàn)象是否已經(jīng)恢復(fù)，如果已恢復(fù)，則清除所述過放標(biāo)記并保存，然后執(zhí)行步驟(7);如果未恢復(fù)，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束；
[0012](5)、所述主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包當(dāng)前是否過放，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(7);
[0013](6)、所述匹配電池包的過放時間是否達到預(yù)設(shè)的過放延時時間Tl，如果是，則設(shè)置過放標(biāo)記并保存，執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟；
[0014](7)、所述主控系統(tǒng)讀取相匹配的電池包溫度，并判斷該匹配的電池包是否存在超溫標(biāo)記，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(9);
[0015](8)、所述主控系統(tǒng)進一步判斷上述匹配電池包的超溫現(xiàn)象是否已經(jīng)恢復(fù)，如果已恢復(fù)，則清除所述超溫標(biāo)記并保存，然后執(zhí)行步驟(11);如果未恢復(fù)，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束；
[0016](9)、所述主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包當(dāng)前是否超溫，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(11);
[0017](10)、所述匹配電池包的超溫時間是否達到預(yù)設(shè)的超溫延時時間T2，如果是，則設(shè)置超溫標(biāo)記并保存，執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟；
[0018](11)、所述主控系統(tǒng)讀取電子開關(guān)推桿的位置，據(jù)此推桿的位置調(diào)速輸出并讀取放電回路電流，所述主控系統(tǒng)判斷所述放電回路電流是否超過設(shè)定電流值，如果超過設(shè)定電流值，則執(zhí)行下一步驟;如果未超過設(shè)定電流值，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3);
[0019](12)、所述放電回路的過電流的延時時間是否達到設(shè)定過電流延時時間，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3)。
[0020]為了提高電動工具的工作可靠性和安全性，作為優(yōu)選，所述步驟(11)中，所述設(shè)定電流值包括有第一設(shè)定過電流Ia和第二設(shè)定過電流Ib，并且，Ia<Ib，所述主控系統(tǒng)通過以下步驟判斷當(dāng)前放電回路電流是否超過設(shè)定電流值:
[0021](11-1)、所述主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否達到第一設(shè)定過電流Ia，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到所述步驟(3);
[0022](11-2)、所述放電回路的過電流的延時時間是否達到第一設(shè)定過電流Ia的延時時間Ta，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟；
[0023](11-3)、所述主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否達到第二設(shè)定過電流Ib，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到所述步驟(3);
[0024](11-4)、所述放電回路的過電流的延時時間是否達到第二設(shè)定過電流Ib的延時時間Tb，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束；如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到所述步驟(3)。
[0025]其中，上述步驟中，判斷是否過放和判斷是否超溫兩者的先后次序可以互換，即在步驟(2)結(jié)束后，可以先進行是否超溫以及是否達到超溫延時的檢測，然后再進行是否過放和是否達到過放延時的檢測。
[0026]本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種采用上述電子開關(guān)控制方法的控制電路，所述的控制電路包括有
[0027]主控電路，用于驅(qū)動所述電子開關(guān)工作；
[0028]電源變換電路，將外接電源轉(zhuǎn)換為可供所述主控電路工作的直流電；
[0029]調(diào)速檢測電路，用于檢測電子開關(guān)的調(diào)速控制，該調(diào)速檢測電路的輸出端連接所述主控電路的調(diào)速檢測輸入端相連；
[0030]功率輸出電路，用于驅(qū)動負載工作，該功率輸出電路的輸入端和所述主控電路的信號驅(qū)動輸出端相連，該功率輸出電路的輸出端連接外部負載電路；
[0031 ]其特征在于:所述的控制電路還包括有
[0032]匹配識別電路，用以識別電動工具和電池包的型號是否匹配，該匹配識別電路的輸出端和所述主控電路的識別輸入端相連；
[0033]電壓檢測電路，用以檢測電池包的電壓是否過放，該電壓檢測電路的輸出端和所述主控電路的電壓檢測輸入端相連；
[0034]溫度檢測電路，用以檢測電池包的溫度是否超溫，該溫度檢測電路的輸入端連接溫度傳感器，該溫度檢測電路的輸出端連接所述主控電路的溫度檢測輸入端；
[0035]電流檢測電路，用以檢測電池包的放電回路電流是否超過設(shè)定電流值，該電流檢測電路的輸出端連接所述主控電路的電流檢測輸入端。
[0036]作為優(yōu)選，所述的主控電路可以優(yōu)選為包括有型號為HT45F3630的帶有16管腳的單片機，該主控電路的第7管腳接地，同一晶圓采用不同封裝本質(zhì)相同。作為備選，所述的主控電路也可以選擇管腳均為20個且型號分別為HT45FH4MA、HT45ni4MA-l的單片機，并且，這兩種備選單片機的第16管腳和第19管腳接地，這兩個備選型號的單片機可以兼容本申請方案中的電子開關(guān)的應(yīng)用功能。
[0037]作為優(yōu)選，簡單地，所述的匹配識別電路包括有相互串接的第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的一端連接所述主控電路的第8管腳，所述第一電阻的另一端分為兩路，第一路連接所述主控電路的第13管腳或者第9管腳或者第11管腳或者第12管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳，第二路經(jīng)所述第二電阻接地。
[0038]作為優(yōu)選，所述的電壓檢測電路包括有第三電阻和第四電阻，其中，所述第三電阻的一端連接外接電源，該第三電阻的另一端第一路連接所述主控電路的第9管腳或者第11管腳或者第12管腳或者第13管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳，該第三電阻的另一端第二路經(jīng)所述第四電阻接地。
[0039]作為優(yōu)選，所述的溫度檢測電路包括有第五電阻和熱敏電阻，所述第五電阻的一端連接所述主控電路的第8管腳，所述第五電阻的另一端第一路連接所述主控電路的第12管腳或者第9管腳或者第11管腳或者第13管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳，該第五電阻的另一端第二路經(jīng)所述熱敏電阻直接接地。
[0040]作為優(yōu)選，所述的功率輸出電路包括有一N溝道場效應(yīng)管，該場效應(yīng)管的柵極連接所述主控電路的第5管腳，該場效應(yīng)管的漏極連接外接負載電路，該場效應(yīng)管的源極作為電流采樣端連接所述主控電路的第10管腳。在該場效應(yīng)管完全導(dǎo)通的時候，漏極可以作為電流采樣端進行電流檢測采樣。
[0041]作為進一步優(yōu)選，所述的電流檢測電路還可以單獨采用一個采樣電阻，該電流檢測電路包括有第六電阻，該第六電阻的一端連接所述主控電路的第10管腳，該第六電阻的另一端接地。
[0042]作為優(yōu)選，所述的調(diào)速檢測電路包括有一可變電阻，該可變電阻的第一固定端連接所述主控電路的第8管腳，該可變電阻的第二固定端接地，該可變電阻的活動滑片端連接所述主控電路的第11管腳或者第9管腳或者第12管腳或者第13管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:針對內(nèi)置鋰電保護的電動工具電子開關(guān)，集成過放、過流和超溫于一體的保護功能，同時設(shè)置有匹配識別功能，能夠讓一種電子開關(guān)通過智能識別匹配型號正確的電池包，防止錯配導(dǎo)致發(fā)生意外，無需重新設(shè)計電池包放電保護電路，進而實現(xiàn)一機多包、一包多機的靈活應(yīng)用，由此可實現(xiàn)電池包的充、放電分離保護，使得電動工具的整體電路設(shè)計更加簡單，通用性高，適用范圍更廣，實用性強。
【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明實施例的電子開關(guān)控制方法流程圖。
[0045]圖2為本發(fā)明實施例的電子開關(guān)控制電路的功能框圖。
[0046]圖3為本發(fā)明實施例的主控電路具體電路圖。
[0047]圖4本發(fā)明實施例的電壓檢測電路具體電路圖。
[0048]圖5為本發(fā)明實施例的電源變換電路具體電路圖。
[0049]圖6為本發(fā)明實施例的匹配識別電路、溫度檢測電路、調(diào)速檢測電路和照明指示電路組合后的具體電路圖。
[0050]圖7為本發(fā)明實施例的外部負載電路具體電路圖。
[0051 ]圖8為本發(fā)明實施例的功率輸出電路和電流檢測電路組合后的具體電路圖。
【具體實施方式】
[0052]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0053]如圖1所示，為本實施例用于電動工具的電子開關(guān)控制方法流程圖，該電子開關(guān)由設(shè)置于電動工具內(nèi)的主控系統(tǒng)驅(qū)動工作，所述電子開關(guān)的控制方法包括有如下步驟:
[0054](1)、電子開關(guān)通電，該電子開關(guān)的主控系統(tǒng)啟動并進行初始化設(shè)置。
[0055](2)、主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前電動工具是否和電池包的型號相匹配，如果兩者匹配，則主控系統(tǒng)讀取該匹配的電池包電壓，并執(zhí)行下一步驟;如果兩者不匹配，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束。
[0056](3)、主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包是否存在過放標(biāo)記，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(5)。
[0057](4)、主控系統(tǒng)進一步判斷上述匹配電池包的過放現(xiàn)象是否已經(jīng)恢復(fù)，如果已恢復(fù)，則清除過放標(biāo)記并保存，然后執(zhí)行步驟(7);如果未恢復(fù)，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束。
[0058](5)、主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包當(dāng)前是否過放，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(7)。
[0059](6)、匹配電池包的過放時間是否達到預(yù)設(shè)的過放延時時間Tl，如果是，則設(shè)置過放標(biāo)記并保存，執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟。
[0060](7)、主控系統(tǒng)讀取相匹配的電池包溫度，并判斷該匹配的電池包是否存在超溫標(biāo)記，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(9)。
[0061](8)、主控系統(tǒng)進一步判斷上述匹配電池包的超溫現(xiàn)象是否已經(jīng)恢復(fù)，如果已恢復(fù)，則清除超溫標(biāo)記并保存，然后執(zhí)行步驟(11);如果未恢復(fù)，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束。
[0062](9)、主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包當(dāng)前是否超溫，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(11)。
[0063](10)、匹配電池包的超溫時間是否達到預(yù)設(shè)的超溫延時時間T2，如果是，則設(shè)置超溫標(biāo)記并保存，執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟。
[0064](11)、主控系統(tǒng)讀取電子開關(guān)推桿的位置，據(jù)此推桿的位置調(diào)速輸出并讀取放電回路電流，主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否超過設(shè)定電流值，其中，設(shè)定電流值包括有第一設(shè)定過電流Ia和第二設(shè)定過電流Ib，并且，Ia< Ib，
[0065](11-1)、主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否達到第一設(shè)定過電流Ia，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3);
[0066](11-2)、放電回路的過電流的延時時間是否達到第一設(shè)定過電流Ia的延時時間Ta，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟；
[0067](11-3)、主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否達到第二設(shè)定過電流Ib，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3);
[0068](11-4)、放電回路的過電流的延時時間是否達到第二設(shè)定過電流Ib的延時時間Tb，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3)。
[0069](12)、放電回路電流的延時時間是否達到設(shè)定過電流延時時間，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3)。
[0070]上述步驟中，過放檢測和超溫檢測的先后順序可以整體互換，即可以將步驟(7)、
(8)、(9)、(10)整體挪到步驟(3)、(4)、(5)、(6)之前。
[0071]如圖2?圖8所示，為采用上述電子開關(guān)控制方法實現(xiàn)的控制電路，該控制電路包括有
[0072]主控電路，用于驅(qū)動電子開關(guān)的工作；
[0073]電源變換電路，將外接電源轉(zhuǎn)換為所述主控電路工作需要的直流電；
[0074]調(diào)速檢測電路，用于檢測電子開關(guān)的調(diào)速控制，該調(diào)速檢測電路的輸出端與主控電路的調(diào)速檢測輸入端相連；
[0075]功率輸出電路，用于驅(qū)動負載工作，該功率輸出電路的輸入端和主控電路的信號驅(qū)動輸出端相連，該功率輸出電路的輸出端可以經(jīng)雙刀雙擲換向器或開關(guān)連接外部負載電路；
[0076]匹配識別電路，用以識別電動工具和電池包的型號是否匹配，該匹配識別電路的輸出端和主控電路的識別輸入端相連；
[0077]電壓檢測電路，用以檢測電池包的電壓是否過放，該電壓檢測電路的輸出端和主控電路的電壓檢測輸入端相連；
[0078]溫度檢測電路，用以檢測電池包的溫度是否超溫，該溫度檢測電路的輸入端連接溫度傳感器，該溫度檢測電路的輸出端連接主控電路的溫度檢測輸入端；
[0079]電流檢測電路，用以檢測電池包的放電回路電流是否超過設(shè)定電流值，該電流檢測電路的輸出端連接主控電路的電流檢測輸入端；
[0080]照明指示電路，對上述各檢測電路和匹配識別電路的結(jié)果做出響應(yīng)，該照明指示電路連接主控電路的信號響應(yīng)輸出端。
[0081]本實施例電動工具的電子開關(guān)中還設(shè)置有可機械操作的電源開關(guān)，該電源開關(guān)串接在外接電源BT回路上，外接電源BT為電子開關(guān)內(nèi)的各個功能電路提供工作電源，并且，該電源開關(guān)和電子開關(guān)推桿相聯(lián)動。
[0082]上述的電路功能框圖采用如下的電路連接圖，具體地，本實施例的主控電路采用型號為HT45F3630的并帶有16管腳的單片機，參見圖3，該主控電路內(nèi)部含有PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號驅(qū)動模塊，并且，主控電路的第7管腳接地，同一晶圓采用不同封裝本質(zhì)相同；作為備選，所述的主控電路也可以選擇管腳均為20個且型號分別為HT45FH4MA、HT45FH4MA-1的單片機，并且，這兩種備選單片機的第16管腳和第19管腳接地，這兩個備選型號的單片機可以兼容本申請方案中的電子開關(guān)的應(yīng)用功能。
[0083]電源變換電路包含有兩部分轉(zhuǎn)換電路，參見圖5，第一部分轉(zhuǎn)換電路包括第一三極管Ql和并聯(lián)穩(wěn)壓器Dl，其中，所述第一三極管Ql的集電極經(jīng)第七電阻R7后連接外接電源BT;所述第一三極管Ql的發(fā)射極第一路經(jīng)相互串接的第十電阻RlO和第十一電阻Rll后接地，第二路經(jīng)第二電容C2后接地，第三路連接至主控電路的第8管腳;所述第一三極管Ql的基極第一路經(jīng)第八電阻R8后連接外接電源BT，第二路經(jīng)第一電容Cl和第^^一電阻Rl I后接地，第三路連接并聯(lián)穩(wěn)壓器Dl的陰極;并聯(lián)穩(wěn)壓器Dl的陽極接地，并聯(lián)穩(wěn)壓器Dl的參考電壓設(shè)置端經(jīng)第十一電阻Rll后接地；
[0084]第二部分轉(zhuǎn)換電路包括有第二三極管Q2和第一穩(wěn)壓管D2，所述第二三極管Q2的集電極一路連接外接電源BT，另一路經(jīng)第九電阻R9后連接第一穩(wěn)壓管D2的陰極;第二三極管Q2的發(fā)射極一路連接主控電路的第6管腳，另一路經(jīng)第三電容C3接地;第二三極管Q2的基極一路經(jīng)第九電阻R9連接外接電源BT，另一路連接第一穩(wěn)壓管D2的陰極;第一穩(wěn)壓管D2的陽極接地。其中，上述電源變換電路中的第一三極管Ql和第二三極管Q2可以分別由相應(yīng)的場效應(yīng)管代替。
[0085]本實施例的外接電源經(jīng)過第一部分轉(zhuǎn)換電路后最終獲得5V直流電給主控電路芯片和其他電路供電，經(jīng)過第二部分轉(zhuǎn)換電路后獲得IlV的直流電給主控電路內(nèi)部的信號驅(qū)動模塊供電。本實施例的電源變換電路也可以用現(xiàn)有技術(shù)中的其他轉(zhuǎn)換電路代替。
[0086]本實施例的電壓檢測電路參見圖4，該電壓檢測電路包括有第三電阻R3、第四電阻R4和第四電容C4，其中，第三電阻R3的一端連接外接電源BT，該第三電阻R3的另一端第一路連接主控電路的第9管腳(該第9管腳也可以由具有類似功能的第11管腳、第12管腳、第13管腳、第14管腳、第15管腳和第16管腳中的任意一個管腳代替)，該第三電阻R3的另一端第二路經(jīng)第四電阻R4接地;第四電容C4并聯(lián)在第十電阻RlO的兩端，第四電容C4是濾波電容，如果去掉該第四電容C4也可以通過軟件濾波實現(xiàn)電壓檢測功能。
[0087]如圖6所示，為本實施例的匹配識別電路、溫度檢測電路、調(diào)速檢測電路和照明指示電路組合后的具體電路圖，其中，匹配識別電路包括有相互串接的第一電阻Rl和第二電阻R2，第一電阻Rl的一端連接主控電路的第8管腳，第一電阻Rl的另一端分為兩路，第一路連接主控電路的第13管腳(該第13管腳也可以由具有類似功能的第9管腳、第11管腳、第12管腳、第14管腳、第15管腳和第16管腳中的任意一個管腳代替)，第二路經(jīng)第二電阻R2接地。
[0088]這里的第二電阻R2是可外部接入的識別電阻，不同阻值的識別電阻代表不同型號的電池包，第一電阻Rl與第二電阻R2構(gòu)成分壓電路，進而轉(zhuǎn)換成不同的電壓，主控電路將第二電阻R2(識別電阻)上的電壓與事先設(shè)定的預(yù)設(shè)值進行比較，從而判斷當(dāng)前電池包型號是否和電動工具相匹配。當(dāng)電路中去掉第一電阻Rl和第二電阻R2的情況下，此時無識別功能，即電動工具在出廠時需要事先標(biāo)記相匹配的電池包型號，以防止錯配。
[0089]溫度檢測電路包括有第五電阻R5、熱敏電阻RT和第五電容C5，第五電阻R5的一端連接主控電路的第8管腳，第五電阻R5的另一端第一路連接主控電路的第12管腳(該第12管腳也可以由具有類似功能的第9管腳、第11管腳、第13管腳、第14管腳、第15管腳和第16管腳中的任意一個管腳代替)，該第五電阻R5的另一端第二路經(jīng)熱敏電阻RT直接接地，第五電容C5并聯(lián)在熱敏電阻RT的兩端，第五電容C5是濾波電容，可用軟件濾波代替該第五電容C5。其中，熱敏電阻RT用作溫度傳感器，溫度的變化會導(dǎo)致熱敏電阻RT的阻值變化，第五電阻R5和熱敏電阻RT分壓后，會轉(zhuǎn)換為電壓的變化，和事先設(shè)定在主控電路內(nèi)部的預(yù)設(shè)值比較可以檢測當(dāng)前工作溫度是否超溫。
[0090]調(diào)速檢測電路包括有一可變電阻RH和第六電容C6，該可變電阻RH的第一固定端連接主控電路的第8管腳，該可變電阻RH的第二固定端接地，該可變電阻RH的活動滑片端連接主控電路的第11管腳(該第11管腳也可以由具有類似功能的第9管腳、第12管腳、第13管腳、第14管腳、第15管腳和第16管腳中的任意一個管腳代替)，第六電容C6并聯(lián)在可變電阻RH的活動滑片端和接地端之間。其中，第六電容C6是濾波電容，可以用軟件濾波代替該第六電容C6o
[0091]通常，電動工具電子開關(guān)的扳機部分連接著推桿，推桿位置的變化可導(dǎo)致可變電阻RH分壓的輸出電壓變化，不同的電壓代表不同的推桿位置，進而代表電動工具工作在不同的工作速度；其中，可變電阻RH也可以用多個電阻串聯(lián)分段實現(xiàn)，或者用電位器組件替代，還可以用在PCB板上刷碳膜來充當(dāng)連續(xù)可變電阻RH。
[0092]照明指示電路包括有第十二電阻R12和發(fā)光二極管D4，發(fā)光二極管D4的正極連接主控電路的第8管腳，發(fā)光二極管D4的負極經(jīng)第十二電阻R12后連接主控電路的第16管腳(該第16管腳也可以由具有類似功能的第I管腳、第2管腳、第3管腳、第4管腳、第9管腳、第11管腳、第12管腳、第13管腳、第14管腳和第15管腳中的任意一個管腳代替)，照明指示電路除了可以實現(xiàn)照明功能外，還兼顧狀態(tài)指示，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種接法實現(xiàn)，如果開啟恒流，第十二電阻R12也可省去。
[0093]參見圖7，負載電路包括有續(xù)流二極管D3、雙刀雙擲機械開關(guān)S和電機MG，續(xù)流二極管D3的負極經(jīng)雙刀雙擲機械開關(guān)S的第一常閉觸點連接電機MG的正極，續(xù)流二極管D3的正極經(jīng)雙刀雙擲機械開關(guān)S的第二常閉觸點連接電機MG的負極。
[0094]參見圖8，功率輸出電路包括有一N溝道場效應(yīng)管Q3，該場效應(yīng)管Q3的柵極連接主控電路的第5管腳，該場效應(yīng)管Q3的漏極連接外接負載電路，該場效應(yīng)管Q3的源極可以作為電流采樣端連接主控電路的第10管腳;在該場效應(yīng)管Q3完全導(dǎo)通的時候，該場效應(yīng)管Q3的漏極也可以作為電流采樣端進行電流檢測采樣。并且，續(xù)流二極管D3的負極還連接外接電源BT，續(xù)流二極管D3的正極連接場效應(yīng)管Q3的漏極。
[0095]還可以單獨設(shè)置電流檢測電路，該電流檢測電路包括有第六電阻R6，該第六電阻R6的一端連接主控電路的第10管腳，該第六電阻R6的另一端接地。本實施例中，可從專門的取樣電阻上進行電流取樣，如圖8中的第六電阻R6，也可從功率器件(即功率輸出電路中的場效應(yīng)管Q3漏極)取樣，從功率器件取樣是利用場效應(yīng)管Q3的導(dǎo)通電阻，此時可以省去第六電阻R6，這兩種取樣方式從原理上無本質(zhì)不同。
[0096]本實施例的電動工具能夠在電源導(dǎo)通后，先對電池包和電動工具的型號進行匹配識別，有效防止錯配導(dǎo)致發(fā)生意外(損壞機器及危及人身安全)，在工作過程中，可以隨時檢測電動工具的工作電壓、電流和溫度是否在安全指標(biāo)內(nèi)，一旦有過放、超溫和過流發(fā)生，可以馬上啟動保護措施，讓電動工具停止工作，避免事故發(fā)生；電路中內(nèi)置的延時檢測環(huán)節(jié)，能夠防止干擾和誤判，避免電壓和電流波動而中止電動工具工作，從而提高了使用安全性和可靠性。
【主權(quán)項】
1.一種電動工具的電子開關(guān)控制方法，該電子開關(guān)由設(shè)置于電動工具內(nèi)的主控系統(tǒng)驅(qū)動工作，其特征在于，所述電子開關(guān)的控制方法包括有如下步驟: (1)、啟動電子開關(guān)，該電子開關(guān)的主控系統(tǒng)初始化設(shè)置； (2)、所述主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前電動工具是否和電池包的型號相匹配，如果兩者匹配，則所述主控系統(tǒng)讀取該匹配的電池包電壓，并執(zhí)行下一步驟;如果兩者不匹配，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束； (3)、所述主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包是否存在過放標(biāo)記，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(5); (4)、所述主控系統(tǒng)進一步判斷上述匹配電池包的過放現(xiàn)象是否已經(jīng)恢復(fù)，如果已恢復(fù)，則清除所述過放標(biāo)記并保存，然后執(zhí)行步驟(7);如果未恢復(fù)，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束； (5)、所述主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包當(dāng)前是否過放，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(7); (6)、所述匹配電池包的過放時間是否達到預(yù)設(shè)的過放延時時間Tl，如果是，則設(shè)置過放標(biāo)記并保存，執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟； (7)、所述主控系統(tǒng)讀取相匹配的電池包溫度，并判斷該匹配的電池包是否存在超溫標(biāo)記，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(9); (8)、所述主控系統(tǒng)進一步判斷上述匹配電池包的超溫現(xiàn)象是否已經(jīng)恢復(fù)，如果已恢復(fù)，則清除所述超溫標(biāo)記并保存，然后執(zhí)行步驟(11);如果未恢復(fù)，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束； (9)、所述主控系統(tǒng)判斷上述匹配的電池包當(dāng)前是否超溫，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則執(zhí)行步驟(11); (10)、所述匹配電池包的超溫時間是否達到預(yù)設(shè)的超溫延時時間T2，如果是，則設(shè)置超溫標(biāo)記并保存，執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟； (11)、所述主控系統(tǒng)讀取電子開關(guān)推桿的位置，據(jù)此推桿的位置調(diào)速輸出并讀取放電回路電流，所述主控系統(tǒng)判斷所述放電回路電流是否超過設(shè)定電流值，如果超過設(shè)定電流值，則執(zhí)行下一步驟;如果未超過設(shè)定電流值，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟⑶； (12)、所述放電回路過電流的延時時間是否達到設(shè)定過電流延時時間，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到步驟(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具的電子開關(guān)控制方法，其特征在于:所述步驟(11)中，所述設(shè)定電流值包括有第一設(shè)定過電流Ia和第二設(shè)定過電流Ib，并且，IaCIb，所述主控系統(tǒng)通過以下步驟判斷當(dāng)前放電回路電流是否超過設(shè)定電流值: (11-1)、所述主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否達到第一設(shè)定過電流Ia，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到所述步驟(3); (11-2)、所述放電回路過電流的延時時間是否達到第一設(shè)定過電流Ia的延時時間Ta，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則執(zhí)行下一步驟； (11-3)、所述主控系統(tǒng)判斷放電回路電流是否達到第二設(shè)定過電流Ib，如果是，則執(zhí)行下一步驟;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到所述步驟(3); (11-4)、所述放電回路過電流的延時時間是否達到第二設(shè)定過電流Ib的延時時間Tb，如果是，則執(zhí)行異常處理，程序結(jié)束;如果否，則繼續(xù)讀取相匹配的電池包電壓，并回到所述步驟(3)。3.—種采用如權(quán)利要求1?2所述電子開關(guān)控制方法的控制電路，所述的控制電路包括有 主控電路，用于驅(qū)動電子開關(guān)工作； 電源變換電路，將外接電源轉(zhuǎn)換為可供所述主控電路工作的直流電； 調(diào)速檢測電路，用于檢測電子開關(guān)的調(diào)速控制，該調(diào)速檢測電路的輸出端與所述主控電路的調(diào)速檢測輸入端相連； 功率輸出電路，用于驅(qū)動負載工作，該功率輸出電路的輸入端和所述主控電路的信號驅(qū)動輸出端相連，該功率輸出電路的輸出端連接外部負載電路； 其特征在于:所述的控制電路還包括有 匹配識別電路，用以識別電動工具和電池包的型號是否匹配，該匹配識別電路的輸出端和所述主控電路的識別輸入端相連； 電壓檢測電路，用以檢測電池包的電壓是否過放，該電壓檢測電路的輸出端和所述主控電路的電壓檢測輸入端相連； 溫度檢測電路，用以檢測電池包的溫度是否超溫，該溫度檢測電路的輸入端連接溫度傳感器，該溫度檢測電路的輸出端連接所述主控電路的溫度檢測輸入端； 電流檢測電路，用以檢測電池包的放電回路電流是否超過設(shè)定電流值，該電流檢測電路的輸出端連接所述主控電路的電流檢測輸入端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于:所述的主控電路包括有型號為HT45F3630的帶有16管腳的單片機，該主控電路的第7管腳接地。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于:所述的匹配識別電路包括有相互串接的第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)，所述第一電阻(Rl)的一端連接所述主控電路的第8管腳，所述第一電阻(Rl)的另一端分為兩路，第一路連接所述主控電路的第13管腳或者第9管腳或者第11管腳或者第12管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳，第二路經(jīng)所述第二電阻(R2)接地。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于:所述的電壓檢測電路包括有第三電阻(R3)和第四電阻(R4)，其中，所述第三電阻(R3)的一端連接外接電源，該第三電阻(R3)的另一端第一路連接所述主控電路的第9管腳或者第11管腳或者第12管腳或者第13管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳，該第三電阻(R3)的另一端第二路經(jīng)所述第四電阻(R4)接地。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于:所述的溫度檢測電路包括有第五電阻(R5)和熱敏電阻(RT)，所述第五電阻(R5)的一端連接所述主控電路的第8管腳，所述第五電阻(R5)的另一端第一路連接所述主控電路的第12管腳或者第9管腳或者第11管腳或者第13管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳，該第五電阻(R5)的另一端第二路經(jīng)所述熱敏電阻(RT)直接接地。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于:所述的功率輸出電路包括有一N溝道場效應(yīng)管(Q3)，該場效應(yīng)管(Q3)的柵極連接所述主控電路的第5管腳，該場效應(yīng)管(Q3)的漏極連接外接負載電路，該場效應(yīng)管(Q3)的源極作為電流采樣端連接所述主控電路的第10管腳。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于:所述的電流檢測電路包括有第六電阻(R6)，該第六電阻(R6)的一端連接所述主控電路的第10管腳，該第六電阻(R6)的另一端接地。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于:所述的調(diào)速檢測電路包括有一可變電阻(RH)，該可變電阻(RH)的第一固定端連接所述主控電路的第8管腳，該可變電阻(RH)的第二固定端接地，該可變電阻(RH)的活動滑片端連接所述主控電路的第11管腳或者第9管腳或者第12管腳或者第13管腳或者第14管腳或者第15管腳或者第16管腳。
【文檔編號】H02J7/00GK105914809SQ201610236157
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月16日
【發(fā)明人】於鋒, 王金波, 鄭海霞
【申請人】於鋒