[發明專利]電動工具的負載保護電路及方法

有效

• 申請號: 201210173409.4
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102723693A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 閔國洪;王槐樹
• 申請（專利權）人: 南京德朔實業有限公司
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;G01R31/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

????本發明涉及控制電路技術領域，具體涉及一種電動工具的負載保護電路及方法。

背景技術

傳統的用于電動工具的負載保護電路往往采用電流檢測手段來檢測負載是否短路，當電流達到或者超過設定值時觸發保護，關閉負載控制器件，此方案有如下幾點缺陷：

?1、無法用于帶調速功能的電動工具的短路檢測，比如馬達，輸入PWM信號時，當PWM信號為高電平時，觸發保護，但PWM信號低電平時，又會解除保護，而負載驅動器件不能完全關閉；

2、在低溫下短路保護功能容易失效，導致帶調速功能的電動工具可靠性降低，假設負載是馬達，由于馬達特性，馬達啟動和堵轉時電流非常大，為了避免在堵轉、啟動時觸發短路保護，往往會把短路保護閥值設置很大，這樣如果環境溫度降低，回路電阻增加，短路電流降低，則最終導致短路保護功能失效；?

3、在整機堵轉、啟動時，短路保護容易誤動作，導致帶調速功能的電動工具的性能、手感下降，和第二條相反，為了使短路保護功能可靠，保護電流閥值設置較小，如果環境溫度升高，回路電阻降低，則啟動、堵轉電流變大，最終導致堵轉、啟動時觸發短路保護，整機性能下降，通用性差，靈活性低，許多工具會配數款馬達，數款電池，如果數款馬達、電池內阻差異較大，則導致此類電路參數配置困難，甚至無法通用、兼容。

上述問題是電流檢測型短路保護電路的通病，主要是由于鋰電池內阻會隨著溫度的變化而改變，使電路電流隨著工作環境溫度變化而改變，如果系統在正常工作環境溫度內，高溫環境下的堵轉電流和低溫環境下的短路電流相等或者超過，則此問題無法通過調節電路參數解決。

發明內容

為了解決現有技術中采用傳統的電流檢測來判斷負載是否短路的方案，引起的無法用于帶調速功能的電動工具的短路檢測，在高、低溫下短路保護功能不可靠，不能兼容多款馬達、電池包的問題。本發明采用電壓檢測來判斷負載是否短路，在電動工具在配多款馬達、電池包的情況下，在正常工作環境溫度變換時均能可靠保護工具。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種電動工具的負載保護電路，包括供電電源、負載和和負載控制器件，所述供電電源的正極與負載的正向電源輸入端相連接，所述供電電源的負極通過負載控制器件與負載反向電源輸入端相連接，其特征在于：還包括負載電壓檢測電路，所述負載電壓檢測電路的輸入端與負載兩端相連接，所述負載電壓檢測電路的輸出端與負載控制器件的控制輸入端相連接。

前述的電動工具的負載保護電路，其特征在于：所述負載控制器件為半導體控制器件。

前述的電動工具的負載保護電路，其特征在于：所述負載控制器件為MOS管。

前述的電動工具的負載保護電路，其特征在于，所述負載電壓檢測電路，包括：

用于連接PWM波的PWM輸入接口、

發射極與所述負載的正向電源輸入端相連接的第一三極管、

負極與所述負載的反向電源輸入端相連接的第一二極管、

基極與所述第一三極管的集電極相連接的第三三極管、

與所述第三三極管的集電極相連接的高電平、

基極與所述第三三極管的集電極相連接的第五三極管、

正極與所述負載的反向電源輸入端相連接的第二二極管、

集電極與所述第五三極管的基極相連接的第二三極管、

負極與所述第五三極管的集電極相連接的第三二極管，

所述PWM輸入接口通過第十一電阻與負載控制器件的控制輸入端相連接，所述第一二極管的正極與第一三極管的發射極相連接，所述第二二極管的負極與負載控制器件的控制輸入端相連接，所述第二三極管的發射極與高電平相連接，所述第三二極管的正極作為負載電壓檢測電路的輸出端與負載控制器件的控制輸入端相連接。

前述的電動工具的負載保護電路，其特征在于：所述各三極管的基極和發射極之間均設有偏置電阻，所述各三極管的基極均設有限流電阻。

前述的電動工具的負載保護電路，其特征在于：所述第三三極管的基極還通過第八電阻與供電電源的負極相連接，所述第五三極管的基極還通過第十電阻與供電電源的負極相連接，所述高電平還通過第一電容與供電電源的負極相連接。

電動工具的負載保護方法，其特征在于：在所述電動工具的負載保護電路上進行電動工具的負載保護方法，包括以下步驟：

步驟（1）、使用負載電壓檢測電路檢測負載兩端電壓或檢測與負載兩端電壓相關聯的電壓值；