JP2012151920A - Inverter device and power tool having the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter device and a power tool having the same.SOLUTION: The inverter device 1 converts DC power supplied from a battery pack 2 to AC power by a FET 132 and a transformer 131, rectifies and smooths the AC power output from the transformer 131 by a rectifying/smoothing circuit 14 for output as DC power, and converts the DC power output from the rectifying/smoothing circuit 14 by an inverter circuit 16 to AC power for output. A current detection resistor 17 detects an electric current running through the inverter circuit 16, and a temperature detection section 20 detects a temperature of the FET 132. A control section 19 prevents the FET 132 from turning on based on both the current value of electric current detected by the current detection resistor 17 and the temperature detected by the temperature detection section 20.

Description

本発明は、インバータ装置及びそれを備えた電動工具に関する。   The present invention relates to an inverter device and a power tool including the same.

従来より、インバータ回路を備えた電子機器が知られている。このような電子機器は、商用電源からの交流電力をトランスで変圧し、整流・平滑回路で直流電力に整流・平滑した後、インバータ回路で所定の交流電力に変換してＡＣモータ等に出力している。   Conventionally, an electronic device including an inverter circuit is known. Such an electronic device transforms AC power from a commercial power source with a transformer, rectifies and smoothes it into DC power with a rectifying / smoothing circuit, converts it to predetermined AC power with an inverter circuit, and outputs it to an AC motor or the like. ing.

また、電子機器のＡＣモータを作動させるために、電池パックからの直流電力を交流電力に変換して電子機器に供給するという構成も考えられる（例えば、特許文献１参照）。   Moreover, in order to operate the AC motor of an electronic device, the structure which converts the direct-current power from a battery pack into alternating current power, and supplies it to an electronic device is also considered (for example, refer patent document 1).

特開２００９−２７８８３２号公報JP 2009-278832 A

ところで、電子機器のＡＣモータを作動させるために、電池パックからの直流電力を交流電力に変換して電子機器に供給するという構成の場合、直流電力を交流電力に変換するために、スイッチング回路と、トランスと、整流・平滑回路と、インバータ回路と、を備えたインバータ装置を電池パックと電子機器との間に接続することとなる。この場合、スイッチング回路及びインバータ回路は、ＦＥＴのオン・オフにより直流電力を交流電力に変換する。   By the way, in order to operate the AC motor of the electronic device, in a configuration in which DC power from the battery pack is converted into AC power and supplied to the electronic device, a switching circuit and An inverter device including a transformer, a rectifying / smoothing circuit, and an inverter circuit is connected between the battery pack and the electronic device. In this case, the switching circuit and the inverter circuit convert DC power into AC power by turning on / off the FET.

しかしながら、ＦＥＴは、過電流や熱に弱いため、ＡＣモータの負荷が高い場合には故障してしまう虞がある。   However, since the FET is vulnerable to overcurrent and heat, there is a risk of failure when the load on the AC motor is high.

本発明は、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することを適切に防止することのできるインバータ装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide an inverter device that can appropriately prevent an FET from failing when a load of a connected electronic device is high.

本発明のインバータ装置は、電池パックから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する変圧回路と、前記変圧回路から出力された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流・平滑回路と、前記整流・平滑回路から出力された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記変圧回路のＦＥＴの温度を検出する温度検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流の電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて、前記ＦＥＴがオンすることを防止する防止手段と、を備えたことを特徴としている。   The inverter device of the present invention includes a transformer circuit that converts and outputs DC power supplied from a battery pack to AC power, and a rectifier / rectifier that rectifies and smoothes the AC power output from the transformer circuit and outputs the DC power. A smoothing circuit; an inverter circuit that converts the DC power output from the rectifying / smoothing circuit to AC power; and a current detection means that detects a current flowing through the inverter circuit; and a temperature of the FET of the transformer circuit. Temperature detecting means for detecting, and preventing means for preventing the FET from turning on based on both the current value of the current detected by the current detecting means and the temperature detected by the temperature detecting means. It is characterized by that.

このような構成によれば、電流検出手段により検出された電流値と温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて、ＦＥＴがオンすることを防止するので、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することを適切に防止することができる。   According to such a configuration, since the FET is prevented from being turned on based on both the current value detected by the current detection means and the temperature detected by the temperature detection means, the load of the connected electronic device is reduced. When it is high, it is possible to appropriately prevent the FET from failing.

また、前記防止手段は、前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間を前記電流検出手段により検出された電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて変化させることが好ましい。   Further, the preventing means changes the ON duration until the FET is turned on based on both the current value detected by the current detecting means and the temperature detected by the temperature detecting means. Is preferred.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することをより適切に防止することができる。   According to such a configuration, it is possible to more appropriately prevent the FET from failing when the load of the connected electronic device is high.

また、前記防止手段は、前記電流値が第１の電流閾値を上回った場合には、前記温度に関わらず前記ＦＥＴがオンすることを防止することが好ましい。   The prevention means preferably prevents the FET from being turned on regardless of the temperature when the current value exceeds a first current threshold value.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することをより適切に防止することができる。   According to such a configuration, it is possible to more appropriately prevent the FET from failing when the load of the connected electronic device is high.

また、前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間は、前記電流値が大きいほど短いことが好ましい。   Further, it is preferable that the ON duration time until the FET is prevented from being turned on is shorter as the current value is larger.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高いほどオン継続時間を短くするためＦＥＴが故障することをより適切に防止することができる。   According to such a configuration, as the load of the connected electronic device is higher, the ON duration time is shortened, so that the failure of the FET can be prevented more appropriately.

また、前記防止手段は、前記電流値が前記第１の電流閾値以下で且つ前記第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値を上回った場合には、前記温度に応じて前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間を変化させることが好ましい。   Further, the prevention means turns on the FET according to the temperature when the current value is less than the first current threshold and exceeds a second current threshold smaller than the first current threshold. It is preferable to change the ON duration time until this is prevented.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高くなく大電流が流れない場合であっても温度に応じてオン継続時間を変化させるため、高温によってＦＥＴが故障することを防止することができる。   According to such a configuration, even if the load of the connected electronic device is not high and a large current does not flow, the ON duration is changed according to the temperature, so that the FET is prevented from being damaged due to a high temperature. be able to.

また、前記オン継続時間は、前記温度が高いほど短いことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said ON duration is so short that the said temperature is high.

このような構成によれば、温によってＦＥＴが故障することをより適切に防止することができる。   According to such a configuration, it is possible to more appropriately prevent the FET from being damaged due to the temperature.

また、別の観点による本発明のインバータ装置は、ＦＥＴを有し、前記ＦＥＴのオン・オフにより直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路と、前記直流電力の電流値を検出する電流検出手段と、前記ＦＥＴの温度を検出する温度検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて、前記ＦＥＴがオンすることを防止する防止手段と、を備えたことを特徴としている。   An inverter device according to another aspect of the present invention includes an inverter circuit that includes an FET, converts DC power to AC power by turning on and off the FET, and outputs a current value of the DC power. Detection means, temperature detection means for detecting the temperature of the FET, and preventing the FET from being turned on based on both the current value detected by the current detection means and the temperature detected by the temperature detection means And a preventive means.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することを適切に防止することができる。   According to such a configuration, it is possible to appropriately prevent the FET from failing when the load of the connected electronic device is high.

また、前記停止手段は、前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間を前記電流検出手段により検出された電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて変化させることが好ましい。   Further, the stop means changes the ON duration until the FET is turned on based on both the current value detected by the current detection means and the temperature detected by the temperature detection means. Is preferred.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することをより適切に防止することができる。   According to such a configuration, it is possible to more appropriately prevent the FET from failing when the load of the connected electronic device is high.

また、前記停止手段は、前記電流値が第１の電流閾値を上回った場合には、前記温度に関わらず前記ＦＥＴがオンすることを防止することが好ましい。   The stopping means preferably prevents the FET from being turned on regardless of the temperature when the current value exceeds a first current threshold value.

このような構成によれば、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することをより適切に防止することができる。   According to such a configuration, it is possible to more appropriately prevent the FET from failing when the load of the connected electronic device is high.

本発明のインバータ装置によれば、接続された電子機器の負荷が高い場合にＦＥＴが故障することを適切に防止することができる。   According to the inverter device of the present invention, it is possible to appropriately prevent the FET from failing when the load of the connected electronic device is high.

本発明の実施の形態によるインバータ装置の回路図The circuit diagram of the inverter apparatus by embodiment of this invention 本発明の実施の形態によるＦＥＴがオンすることを防止する判定基準を示す説明図Explanatory drawing which shows the criterion which prevents that FET by embodiment of this invention turns on 本発明の実施の形態による出力の停止制御について説明するフローチャートFlowchart for explaining output stop control according to an embodiment of the present invention

図１乃至図３を用いて、本発明の実施の形態によるインバータ装置１について説明する。   The inverter device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図１は、インバータ装置１の回路図である。インバータ装置１は、電池パック２から供給された直流電力を交流電力に変換して電子機器、例えば電動工具である芝刈機３のＡＣモータ３１に供給するために、電池パック２と電子機器３との間に接続されている。ＡＣモータ３１には、電子機器３のトリガスイッチ３２が操作されると、インバータ装置１から交流電力が供給される。インバータ装置１は、電池パック２と電子機器３との間で着脱可能であるが、以下では、接続されているものとして説明する。   FIG. 1 is a circuit diagram of the inverter device 1. The inverter device 1 converts the DC power supplied from the battery pack 2 into AC power and supplies it to an AC motor 31 of an electronic device such as a lawn mower 3 that is an electric tool. Connected between. The AC motor 31 is supplied with AC power from the inverter device 1 when the trigger switch 32 of the electronic device 3 is operated. Although the inverter apparatus 1 is detachable between the battery pack 2 and the electronic device 3, it demonstrates below as what is connected.

インバータ装置１は、電池電圧検出部１１と、電源部１２と、昇圧回路（変圧回路）１３と、整流・平滑回路１４と、昇圧電圧検出部１５と、インバータ回路１６と、電流検出抵抗１７と、ＰＷＭ信号出力部１８と、制御部（防止手段）１９と、温度検出部２０と、を備えている。   The inverter device 1 includes a battery voltage detection unit 11, a power supply unit 12, a booster circuit (transformer circuit) 13, a rectifying / smoothing circuit 14, a boosted voltage detector 15, an inverter circuit 16, and a current detection resistor 17. , A PWM signal output unit 18, a control unit (prevention means) 19, and a temperature detection unit 20.

電池電圧検出部１１は、電池電圧検出抵抗１１１及び１１２を備えている。電池電圧検出抵抗１１１及び１１２は、電池パック２のプラス側端子２１とマイナス側端子２２の間に直列に接続されており、電池パック２の電池電圧の、電池電圧検出抵抗１１１と電池電圧検出抵抗１１２とによる分圧電圧を制御部１９に出力する。なお、図１に示す電池パック２は、３．６Ｖ／セルのリチウム電池セルが４本直列接続され、定格電圧１４．４Ｖを出力する。   The battery voltage detection unit 11 includes battery voltage detection resistors 111 and 112. The battery voltage detection resistors 111 and 112 are connected in series between the positive terminal 21 and the negative terminal 22 of the battery pack 2, and the battery voltage detection resistor 111 and the battery voltage detection resistor of the battery voltage of the battery pack 2 are connected. The voltage divided by 112 is output to the control unit 19. The battery pack 2 shown in FIG. 1 has four lithium battery cells of 3.6V / cell connected in series and outputs a rated voltage of 14.4V.

電源部１２は、電池パック２のプラス側端子２１と制御部１９との間に直列に接続された電源スイッチ１２１及び定電圧回路１２２を備えている。定電圧回路１２２は、三端子レギュレータ１２２ａと、発振防止用コンデンサ１２２ｂ及び１２２ｃと、を備えており、ユーザにより電源スイッチ１２１がオンされると、電池パック２からの電圧を所定の直流電圧（例えば５Ｖ）に変換し、制御部１９に駆動電力として供給する。なお、電源スイッチ１２１がオフされると、制御部１９に駆動電力が供給されなくなるので、インバータ装置１全体がオフされることとなる。   The power supply unit 12 includes a power switch 121 and a constant voltage circuit 122 connected in series between the plus side terminal 21 of the battery pack 2 and the control unit 19. The constant voltage circuit 122 includes a three-terminal regulator 122a and oscillation preventing capacitors 122b and 122c. When the power switch 121 is turned on by the user, the voltage from the battery pack 2 is changed to a predetermined DC voltage (for example, 5V) and supplied to the control unit 19 as drive power. Note that when the power switch 121 is turned off, the driving power is not supplied to the control unit 19, so that the entire inverter device 1 is turned off.

昇圧回路１３は、トランス１３１と、ＦＥＴ１３２と、を備えており、トランス１３１は、一次側巻線１３１ａと、二次側巻線１３１ｂと、を備えている。一次側巻線１３１ａは、電池パック２のプラス側端子２１とマイナス側端子２２の間に接続されており、トランス１３１の一次側巻線１３１ａとマイナス側端子２２の間には、更に、ＦＥＴ１３２が配置されている。ＦＥＴ１３２のゲートには、ＦＥＴ１３２をオン・オフさせるための第１のＰＷＭ信号が制御部１９から入力され、ＦＥＴ１３２のオン・オフにより、電池パック２からトランス１３１の一次側巻線１３１ａに供給された直流電力は、一次側巻線１３１ａと二次側巻線１３１ｂとの巻数比に応じて交流電力に変圧されて二次側巻線１３１ｂから出力される。   The booster circuit 13 includes a transformer 131 and an FET 132, and the transformer 131 includes a primary side winding 131a and a secondary side winding 131b. The primary side winding 131a is connected between the plus side terminal 21 and the minus side terminal 22 of the battery pack 2, and an FET 132 is further provided between the primary side winding 131a and the minus side terminal 22 of the transformer 131. Has been placed. A first PWM signal for turning on / off the FET 132 is input from the control unit 19 to the gate of the FET 132, and is supplied from the battery pack 2 to the primary winding 131 a of the transformer 131 by turning on / off the FET 132. The direct current power is transformed into alternating current power according to the turn ratio between the primary side winding 131a and the secondary side winding 131b and output from the secondary side winding 131b.

整流・平滑回路１４は、整流ダイオード１４１及び１４２と、平滑コンデンサ１４３と、を備えており、これらにより、トランス１３１により昇圧された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する。   The rectifying / smoothing circuit 14 includes rectifying diodes 141 and 142, and a smoothing capacitor 143. With these, the AC power boosted by the transformer 131 is rectified and smoothed and output as DC power.

昇圧電圧検出部１５は、互いに直列接続された抵抗１５１及び１５２から構成されており、整流・平滑回路１４から出力された直流の昇圧電圧（平滑コンデンサ電圧、例えば１４１Ｖ）を検出し、昇圧電圧の、抵抗１５１と抵抗１５２とによる分圧電圧を制御部１９に出力する。   The boosted voltage detector 15 is composed of resistors 151 and 152 connected in series with each other, detects a DC boosted voltage (smoothing capacitor voltage, for example, 141 V) output from the rectifying / smoothing circuit 14, and detects the boosted voltage. The voltage divided by the resistor 151 and the resistor 152 is output to the control unit 19.

インバータ回路１６は、４つのＦＥＴ１６１−１６４から構成されており、直列に接続されたＦＥＴ１６１及び１６２と、直列に接続されたＦＥＴ１６３及び１６４とが、平滑コンデンサ１４３に並列に接続されている。詳細には、ＦＥＴ１６１のドレインは、整流ダイオード１４１及び１４２のカソードと接続され、ＦＥＴ１６１のソースは、ＦＥＴ１６２のドレインに接続されている。また、ＦＥＴ１６３のドレインは、整流ダイオード１４１及び１４２のカソードと接続され、ＦＥＴ１６３のソースは、ＦＥＴ１６４のドレインに接続されている。   The inverter circuit 16 includes four FETs 161 to 164, and FETs 161 and 162 connected in series and FETs 163 and 164 connected in series are connected in parallel to the smoothing capacitor 143. Specifically, the drain of the FET 161 is connected to the cathodes of the rectifier diodes 141 and 142, and the source of the FET 161 is connected to the drain of the FET 162. The drain of the FET 163 is connected to the cathodes of the rectifier diodes 141 and 142, and the source of the FET 163 is connected to the drain of the FET 164.

更に、ＦＥＴ１６１のソース及びＦＥＴ１６２のドレイン、ＦＥＴ１６３のソース及びＦＥＴ１６４のドレインは、それぞれ、出力端子１６５、１６６と接続されており、出力端子１６５、１６６は、ＡＣモータ３１に接続されている。ＦＥＴ１６１−１６４のゲートには、ＦＥＴ１６１−１６４をオン・オフさせるための第２のＰＷＭ信号がＰＷＭ信号出力部１８から入力され、ＦＥＴ１６１−１６４のオン・オフにより、整流・平滑回路１４から出力された直流電力は交流電力に変換されて電子機器３（ＡＣモータ３１）に出力される。   Further, the source of the FET 161 and the drain of the FET 162, the source of the FET 163 and the drain of the FET 164 are connected to the output terminals 165 and 166, respectively, and the output terminals 165 and 166 are connected to the AC motor 31. A second PWM signal for turning on / off the FET 161-164 is input from the PWM signal output unit 18 to the gate of the FET 161-164, and is output from the rectifying / smoothing circuit 14 by turning on / off the FET 161-164. The direct current power is converted into alternating current power and output to the electronic device 3 (AC motor 31).

電流検出抵抗１７は、ＦＥＴ１６２のソース及びＦＥＴ１６４のソースと、電池パック２のマイナス側端子２２との間に接続されており、電流検出抵抗１７の高電圧側の端子は制御部１９と接続されている。このような構成により、電流検出抵抗１７は、ＡＣモータ３１に流れる電流を検出し、電圧として制御部１９に出力する。   The current detection resistor 17 is connected between the source of the FET 162 and the source of the FET 164 and the negative side terminal 22 of the battery pack 2, and the high voltage side terminal of the current detection resistor 17 is connected to the control unit 19. Yes. With such a configuration, the current detection resistor 17 detects the current flowing through the AC motor 31 and outputs it to the control unit 19 as a voltage.

温度検出部２０は、ＦＥＴ１３２に近接して配置されたサーミスタ２０ａと、サーミスタ２０ａに直列に接続された抵抗２０ｂと、を備えており、三端子レギュレータ１２２ａから出力された所定電圧の、サーミスタ２０ａと抵抗２０ｂとによる分圧電圧を温度信号として制御部１９に出力する。   The temperature detection unit 20 includes a thermistor 20a disposed close to the FET 132, and a resistor 20b connected in series to the thermistor 20a. The thermistor 20a having a predetermined voltage output from the three-terminal regulator 122a The voltage divided by the resistor 20b is output to the control unit 19 as a temperature signal.

制御部１９は、昇圧電圧検出部１５によって検出された昇圧電圧に基づき、目標実効値（例えば、１４１Ｖ）を有する交流電力がトランス１３１の二次側から出力されるような第１のＰＷＭ信号をＦＥＴ１３２のゲートに出力する。また、制御部１９は、目標実効値（例えば、１００Ｖ）を有する交流電力がＡＣモータ３１に出力されるような第２のＰＷＭ信号をＰＷＭ信号出力部１８を介してＦＥＴ１６１−１６４のゲートに出力する。本実施の形態では、制御部１９は、ＦＥＴ１６１とＦＥＴ１６４（以降、第１のセット）と、ＦＥＴ１６２とＦＥＴ１６３（以降、第２のセット）とを、それぞれ１セットとして、第１のセットと第２のセットをデューティ比１００％で交互に所定周期でオン・オフさせるような第２のＰＷＭ信号を出力する。   Based on the boosted voltage detected by the boosted voltage detection unit 15, the control unit 19 outputs a first PWM signal such that AC power having a target effective value (for example, 141 V) is output from the secondary side of the transformer 131. Output to the gate of the FET 132. In addition, the control unit 19 outputs a second PWM signal such that AC power having a target effective value (for example, 100 V) is output to the AC motor 31 to the gates of the FETs 161 to 164 via the PWM signal output unit 18. To do. In the present embodiment, the control unit 19 includes the FET 161 and the FET 164 (hereinafter referred to as the first set), the FET 162 and the FET 163 (hereinafter referred to as the second set) as one set, and the first set and the second set. A second PWM signal is output that alternately turns on and off at a predetermined cycle with a duty ratio of 100%.

また、制御部１９は、電池電圧検出部１１によって検出された電池電圧に基づき、電池パック２の過放電を判別する。具体的には、電池電圧検出部１１によって検出された電池電圧が所定の過放電電圧より小さい場合には、電池パック２に過放電が生じていると判断し、ＡＣモータ３１への出力を停止させるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する。すなわち、第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号の出力を停止する。   Further, the control unit 19 determines overdischarge of the battery pack 2 based on the battery voltage detected by the battery voltage detection unit 11. Specifically, when the battery voltage detected by the battery voltage detection unit 11 is smaller than a predetermined overdischarge voltage, it is determined that the battery pack 2 is overdischarged and the output to the AC motor 31 is stopped. The first PWM signal and the second PWM signal for outputting are output. That is, the output of the first PWM signal and the second PWM signal is stopped.

また、電池パック２は、その内部に保護ＩＣやマイコンを備え、自ら過放電を検出して過放電信号を制御部１９に出力する機能を有しており、制御部１９は、信号端子ＬＤから過放電信号を受信した場合にも、ＡＣモータ３１への出力を停止させるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する。すなわち、第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号の出力を停止する。このような構成により、電池パック２の寿命が短くなることを防止することができる。   Further, the battery pack 2 includes a protection IC and a microcomputer inside, and has a function of detecting overdischarge by itself and outputting an overdischarge signal to the control unit 19. The control unit 19 is connected to the signal terminal LD. Even when the overdischarge signal is received, the first PWM signal and the second PWM signal for stopping the output to the AC motor 31 are output. That is, the output of the first PWM signal and the second PWM signal is stopped. With such a configuration, it is possible to prevent the life of the battery pack 2 from being shortened.

ところで、ＦＥＴは過電流に弱いため、電流検出抵抗１７に流れる電流が所定の過電流閾値を上回った場合にＦＥＴ１３２をオフさせるという対策が考えられる。しかしながら、ＦＥＴは、過電流閾値以下であっても所定以上の電流が長時間流れると破損する虞がある。また、ＦＥＴに流れる電流が破損の可能性の小さなものである場合であっても、温度によっては破損する虞がある。   By the way, since the FET is vulnerable to overcurrent, a countermeasure can be considered in which the FET 132 is turned off when the current flowing through the current detection resistor 17 exceeds a predetermined overcurrent threshold. However, the FET may be damaged if a predetermined current or more flows for a long time even if it is less than the overcurrent threshold. Further, even when the current flowing through the FET has a small possibility of breakage, it may be broken depending on the temperature.

そこで、本実施の形態によるインバータ装置１９では、電流検出抵抗１７によって検出された電流と温度検出部２０によって検出された温度の両方に基づいて、ＦＥＴ１３２がオンすることを防止する。   Therefore, in the inverter device 19 according to the present embodiment, the FET 132 is prevented from being turned on based on both the current detected by the current detection resistor 17 and the temperature detected by the temperature detection unit 20.

図２は、本実施の形態におけるＦＥＴ１３２がオンすることを防止する判定基準を示したものである。図２に示すように、本実施の形態では、過電流閾値を１０Ａに設定し、１０Ａ以上の電流が０．５秒以上インバータ装置１に流れた場合にＦＥＴ１３２がオンすることを防止する（オフする）。また、インバータ装置１に流れる電流が過電流閾値１０Ａよりも小さい場合であっても、インバータ装置１に、８Ａ以上１０Ａ未満の電流が１．０秒以上流れた場合、６Ａ以上〜８Ａ未満の電流が３．０秒以上流れた場合、及び、５Ａ以上６Ａ未満の電流が５．０秒以上流れた場合にＦＥＴ１３２がオンすることを防止する。すなわち、インバータ装置１に流れる電流値に応じてＦＥＴ１３２のオン時間を変えており、電流値が大きいほどＦＥＴ１３２のオン時間を短くしている。   FIG. 2 shows a criterion for preventing the FET 132 in this embodiment from being turned on. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the overcurrent threshold is set to 10 A, and the FET 132 is prevented from being turned on when a current of 10 A or more flows to the inverter device 1 for 0.5 seconds or more (off) To do). Further, even when the current flowing through the inverter device 1 is smaller than the overcurrent threshold 10A, when the current of 8A or more and less than 10A flows through the inverter device 1 for 1.0 second or more, the current of 6A or more to less than 8A Is prevented from turning on when the current flows for 3.0 seconds or more and when the current of 5 A or more and less than 6 A flows for 5.0 seconds or more. That is, the on time of the FET 132 is changed according to the value of the current flowing through the inverter device 1, and the on time of the FET 132 is shortened as the current value increases.

更に、インバータ装置１に流れる電流が４Ａ以上５Ａ未満の場合であっても、ＦＥＴ１３２の温度１００〜１２０度の範囲で５．０秒以上流れた場合、温度８０〜１００度の範囲で１０．０秒以上流れた場合、及び、温度６０〜８０度で２０．０秒以上流れた場合にもＦＥＴ１３２がオンすることを防止する。このような構成により、ＦＥＴが故障することを適切に防止することができる。すなわち、インバータ装置１に流れる電流値が小さい場合には、ＦＥＴ１３２の温度に応じてＦＥＴ１３２のオン時間を変えており、温度が高いほどＦＥＴ１３２のオン時間を短くしている。   Furthermore, even when the current flowing through the inverter device 1 is 4 A or more and less than 5 A, when the FET 132 flows for 5.0 seconds or more in the temperature range of 100 to 120 degrees, the temperature in the range of 80 to 100 degrees is 10.0. The FET 132 is prevented from turning on when it flows for 2 seconds or more and when it flows for 20.0 seconds or more at a temperature of 60 to 80 degrees. With such a configuration, it is possible to appropriately prevent the FET from failing. That is, when the value of the current flowing through the inverter device 1 is small, the on time of the FET 132 is changed according to the temperature of the FET 132, and the on time of the FET 132 is shortened as the temperature is higher.

なお、本実施の形態における電流５Ａ、電流４Ａ、及び、温度６０〜１２０度が、本発明の第１の電流閾値、第２の電流閾値、及び、温度閾値にそれぞれ相当する。電流値が第２の電流閾値４Ａ未満の場合には、ＦＥＴ１３２の温度が急激に上昇することは考えにくいため、ＦＥＴ１３２は通常通り、周期的にオン・オフされる。また、電流値が第１の電流閾値と第２の電流閾値の間で且つ温度が温度閾値より低い場合も、ＦＥＴ１３２が壊れる虞は低いため、ＦＥＴ１３２は通常通り、周期的にオン・オフされる。   Note that the current 5A, current 4A, and temperature of 60 to 120 degrees in the present embodiment correspond to the first current threshold, the second current threshold, and the temperature threshold of the present invention, respectively. When the current value is less than the second current threshold value 4A, it is unlikely that the temperature of the FET 132 suddenly rises, so the FET 132 is periodically turned on and off as usual. Further, when the current value is between the first current threshold and the second current threshold and the temperature is lower than the temperature threshold, the FET 132 is unlikely to be broken, so the FET 132 is periodically turned on and off as usual. .

次に、図３のフローチャートを用いて、本実施の形態における制御部１９による出力の停止制御について説明する。   Next, output stop control by the control unit 19 in the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.

図３のフローチャートは、電池パック２がインバータ装置１に装着されている状態で電源スイッチ１２１がオンされた時、又は、電源スイッチ１２１がオンされた状態で電池パック２がインバータ装置１に装着された時にスタートする。なお、電源スイッチ１２１をオンすることによって、電池パック２の電圧から定電圧回路１２２に電圧が供給されることで制御部１９の駆動電圧が生成され制御部１９が動作することになる。   In the flowchart of FIG. 3, when the power switch 121 is turned on while the battery pack 2 is attached to the inverter device 1, or the battery pack 2 is attached to the inverter device 1 while the power switch 121 is turned on. Start when When the power switch 121 is turned on, a voltage is supplied from the voltage of the battery pack 2 to the constant voltage circuit 122, whereby the drive voltage of the control unit 19 is generated and the control unit 19 operates.

まず、制御部１９は、目標実効値（例えば、１４１Ｖ）を有する交流電力がトランス１３１の二次側から出力されるような第１のＰＷＭ信号をＦＥＴ１３２のゲートに出力し（Ｓ３０１）、昇圧電圧検出部１５によって検出された電圧に基づき、トランス１３１で昇圧された電圧の実効値が目標実効値より大きいか否かを判断する（Ｓ３０２）。   First, the control unit 19 outputs to the gate of the FET 132 a first PWM signal such that AC power having a target effective value (eg, 141 V) is output from the secondary side of the transformer 131 (S301), and the boosted voltage Based on the voltage detected by the detection unit 15, it is determined whether or not the effective value of the voltage boosted by the transformer 131 is larger than the target effective value (S302).

昇圧された電圧が目標実効値より大きい場合には（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、ＦＥＴ１３２のデューティ比を減少させ（Ｓ３０３）、昇圧された電圧が目標実効値以下の場合には（Ｓ３０２：ＮＯ）、ＦＥＴ１３２のデューティ比を増加させる（Ｓ３０４）。   When the boosted voltage is larger than the target effective value (S302: YES), the duty ratio of the FET 132 is decreased (S303). When the boosted voltage is less than the target effective value (S302: NO), the FET 132 Is increased (S304).

続いて、電池電圧検出部１１によって検出された電圧に基づき、電池パック２の電池電圧が所定の過放電電圧より小さいか否かを判断する（Ｓ３０５）。所定の過放電電圧より小さい場合には（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、電池パック２が過放電状態にあると判断し、ＡＣモータ３１への出力を停止させるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する（Ｓ３０８）。すなわち、第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号の出力を停止する。これにより、昇圧回路１３及びインバータ回路１６の動作が停止され、インバータ装置１からＡＣモータ３１への出力が停止される。   Subsequently, based on the voltage detected by the battery voltage detection unit 11, it is determined whether or not the battery voltage of the battery pack 2 is smaller than a predetermined overdischarge voltage (S305). When the voltage is smaller than the predetermined overdischarge voltage (S305: YES), it is determined that the battery pack 2 is in an overdischarge state, and the first PWM signal and the second PWM for stopping the output to the AC motor 31 are determined. A signal is output (S308). That is, the output of the first PWM signal and the second PWM signal is stopped. Thereby, the operation of the booster circuit 13 and the inverter circuit 16 is stopped, and the output from the inverter device 1 to the AC motor 31 is stopped.

また、電池パック２の電池電圧が所定の過放電電圧以上の場合には（Ｓ３０５：ＮＯ）、電池パック２からＬＤ端子を介して過放電信号が入力されたか否かを判断する（Ｓ３０６）。過放電信号が入力されていた場合には（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、電池パック２が過放電状態にあると判断し、ＡＣモータ３１への出力を停止させるための第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力する（Ｓ３０８）。すなわち、第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号の出力を停止する。   If the battery voltage of the battery pack 2 is equal to or higher than the predetermined overdischarge voltage (S305: NO), it is determined whether or not an overdischarge signal is input from the battery pack 2 via the LD terminal (S306). If an overdischarge signal has been input (S306: YES), it is determined that the battery pack 2 is in an overdischarge state, and the first PWM signal and the second PWM signal for stopping output to the AC motor 31 are determined. A PWM signal is output (S308). That is, the output of the first PWM signal and the second PWM signal is stopped.

一方、過放電信号が入力されていない場合には（Ｓ３０６：ＮＯ）、電流検出抵抗１７によって検出された電流及び温度検出部２０によって検出された温度が図２に示す判定基準を満たすか否かを判断する（Ｓ３０７）。判定基準を満たす場合には（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、ＦＥＴ１３２をオフさせる、すなわち、ＦＥＴ１３２がオンすることを防止するための第１のＰＷＭ信号を出力する（Ｓ３０８）。   On the other hand, if no overdischarge signal is input (S306: NO), whether the current detected by the current detection resistor 17 and the temperature detected by the temperature detection unit 20 satisfy the determination criteria shown in FIG. Is determined (S307). If the determination criterion is satisfied (S307: YES), the FET 132 is turned off, that is, the first PWM signal for preventing the FET 132 from being turned on is output (S308).

一方、判定基準を満たさない場合には（Ｓ３０７：ＮＯ）には、Ｓ３０１へ戻る。   On the other hand, if the determination criterion is not satisfied (S307: NO), the process returns to S301.

以上のように、本実施の形態によるインバータ装置１９では、電流検出抵抗１７によって検出された電流と温度検出部２０によって検出された温度の両方に基づいて、ＦＥＴ１３２をオフさせる、すなわち、ＦＥＴ１３２がオンすることを防止する。従って、電子機器３の負荷が高い場合にＦＥＴ１３２が故障することを適切に防止することが可能となる。   As described above, in the inverter device 19 according to the present embodiment, the FET 132 is turned off based on both the current detected by the current detection resistor 17 and the temperature detected by the temperature detection unit 20, that is, the FET 132 is turned on. To prevent. Therefore, it is possible to appropriately prevent the FET 132 from failing when the load on the electronic device 3 is high.

また、図２に示すように、ＦＥＴ１３２がオンすることを防止するまで（ＦＥＴ１３２をオフするまで）のオン継続時間（許容継続時間）を電流検出抵抗１７によって検出された電流と温度検出部２０によって検出された温度の両方に基づいて変化させるので、電子機器３の負荷が高い場合にＦＥＴ１３２が故障することをより適切に防止することができる。   Further, as shown in FIG. 2, the ON duration (allowable duration) until the FET 132 is prevented from being turned on (until the FET 132 is turned off) is determined by the current detected by the current detection resistor 17 and the temperature detection unit 20. Since the change is made based on both of the detected temperatures, it is possible to more appropriately prevent the FET 132 from failing when the load on the electronic device 3 is high.

また、図２に示すように、電流検出抵抗１７によって検出された電流が５Ａを上回った場合には、温度検出部２０によって検出された温度に関わらずＦＥＴ１３２をオフさせるので、電子機器３の負荷が高い場合にＦＥＴ１３２が故障することをより適切に防止することができる。   Also, as shown in FIG. 2, when the current detected by the current detection resistor 17 exceeds 5 A, the FET 132 is turned off regardless of the temperature detected by the temperature detection unit 20, so that the load of the electronic device 3 It is possible to more appropriately prevent the FET 132 from failing when the voltage is high.

尚、本発明の電動工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。   The power tool of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims.

例えば、上記実施の形態では、ＡＣモータ３１への出力を停止させるために第１のＰＷＭ信号及び第２のＰＷＭ信号を出力したが、いずれか一方のみを出力する構成であってもＡＣモータ３１への出力を停止させることができる。   For example, in the above embodiment, the first PWM signal and the second PWM signal are output in order to stop the output to the AC motor 31, but the AC motor 31 is configured to output only one of them. The output to can be stopped.

また、上記実施の形態では、サーミスタ２０ａをＦＥＴ１３２に近接して配置したが、ＦＥＴ１６１−１６４に近接して配置し、電流検出抵抗１７によって検出された電流と温度検出部２０によって検出された温度の両方に基づいて、第２のＰＷＭ信号によりＦＥＴ１６１−１６４をオフさせてもよい。   In the above embodiment, the thermistor 20a is arranged close to the FET 132. However, the thermistor 20a is arranged close to the FET 161-164, and the current detected by the current detection resistor 17 and the temperature detected by the temperature detection unit 20 are set. Based on both, the FETs 161-164 may be turned off by the second PWM signal.

インバータ回路１に接続される電池パック２を１４．４Ｖとして説明したが、種類が異なる電池パック、例えばリチウム電池や、ニカド電池、或いはニッケル水素電池からなる電池パックの何れかを接続可能にしても良いし、電池電圧が異なる複数の電池パックを接続可能にしても良い。   The battery pack 2 connected to the inverter circuit 1 has been described as 14.4V. However, different types of battery packs such as lithium batteries, nickel-cadmium batteries, or battery packs made of nickel metal hydride batteries can be connected. A plurality of battery packs having different battery voltages may be connectable.

また、図３のフローチャートにおける、Ｓ３０１−Ｓ３０４での昇圧電圧の制御、及び、Ｓ３０５−Ｓ３０６での過放電の検出、及び、Ｓ３０７での出力の停止の制御は、フローチャート内のどの位置で行われてもよく、また、並行して行われてもよい。   Further, in the flowchart of FIG. 3, the boost voltage control in S301 to S304, the overdischarge detection in S305 to S306, and the output stop control in S307 are performed at any position in the flowchart. It may also be performed in parallel.

また、インバータ装置１は、ＡＣモータ３１への出力を停止した回数を記憶しておき、停止回数の履歴を表示してもよい。また、所定回数以上停止された場合には、電池パック２が寿命であることを報知してもよい。   Moreover, the inverter apparatus 1 may memorize | store the frequency | count which stopped the output to AC motor 31, and may display the log | history of the frequency | count of a stop. In addition, when the battery pack 2 is stopped a predetermined number of times or more, it may be notified that the battery pack 2 is at the end of its life.

１ インバータ装置
２ 電池パック
１３ 昇圧回路
１４ 整流・平滑回路
１５ 昇圧電圧検出部
１６ インバータ回路
１９ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter apparatus 2 Battery pack 13 Booster circuit 14 Rectification / smoothing circuit 15 Boosted voltage detection part 16 Inverter circuit 19 Control part

Claims (10)

電池パックから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する変圧回路と、
前記変圧回路から出力された交流電力を整流・平滑して直流電力として出力する整流・平滑回路と、
前記整流・平滑回路から出力された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記変圧回路のＦＥＴの温度を検出する温度検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流の電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて、前記ＦＥＴがオンすることを防止する防止手段と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 A transformer circuit that converts the DC power supplied from the battery pack into AC power and outputs it;
A rectifying / smoothing circuit for rectifying and smoothing the AC power output from the transformer circuit and outputting the DC power as DC power;
An inverter circuit for converting the DC power output from the rectifying / smoothing circuit into AC power and outputting the AC power;
Current detecting means for detecting a current flowing in the inverter circuit;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the FET of the transformer circuit;
Preventing means for preventing the FET from turning on based on both the current value of the current detected by the current detecting means and the temperature detected by the temperature detecting means,
An inverter device comprising: 前記防止手段は、前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間を前記電流検出手段により検出された電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて変化させることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。   The prevention means changes an ON duration until the FET is turned on based on both the current value detected by the current detection means and the temperature detected by the temperature detection means. The inverter device according to claim 1. 前記防止手段は、前記電流値が第１の電流閾値を上回った場合には、前記温度に関わらず前記ＦＥＴがオンすることを防止することを特徴とする請求項１又は２に記載のインバータ装置。   3. The inverter device according to claim 1, wherein the prevention unit prevents the FET from being turned on regardless of the temperature when the current value exceeds a first current threshold value. 4. . 前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間は、前記電流値が大きいほど短いことを特徴とする請求項３に記載のインバータ装置。   The inverter device according to claim 3, wherein an ON duration time until the FET is prevented from being turned on is shorter as the current value is larger. 前記防止手段は、前記電流値が前記第１の電流閾値以下で且つ前記第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値を上回った場合には、前記温度に応じて前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間を変化させることを特徴とする請求項３又は４に記載のインバータ装置。   The preventing means is configured to turn on the FET according to the temperature when the current value is less than the first current threshold and exceeds a second current threshold smaller than the first current threshold. The inverter device according to claim 3 or 4, wherein an ON duration time until the prevention is changed is changed. 前記オン継続時間は、前記温度が高いほど短いことを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。   The inverter device according to claim 5, wherein the ON duration is shorter as the temperature is higher. ＦＥＴを有し、前記ＦＥＴのオン・オフにより直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路と、
前記直流電力の電流値を検出する電流検出手段と、
前記ＦＥＴの温度を検出する温度検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて、前記ＦＥＴがオンすることを防止する防止手段と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 An inverter circuit that includes an FET and converts the DC power into AC power by turning on and off the FET; and
Current detecting means for detecting a current value of the DC power;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the FET;
Preventing means for preventing the FET from being turned on based on both the current value detected by the current detecting means and the temperature detected by the temperature detecting means,
An inverter device comprising: 前記停止手段は、前記ＦＥＴがオンすることを防止するまでのオン継続時間を前記電流検出手段により検出された電流値と前記温度検出手段により検出された温度の両方に基づいて変化させることを特徴とする請求項７に記載のインバータ装置。   The stop means changes an on duration until the FET is turned on based on both the current value detected by the current detection means and the temperature detected by the temperature detection means. The inverter device according to claim 7. 前記停止手段は、前記電流値が第１の電流閾値を上回った場合には、前記温度に関わらず前記ＦＥＴがオンすることを防止することを特徴とする請求項７又は８に記載のインバータ装置。   9. The inverter device according to claim 7, wherein the stop unit prevents the FET from being turned on regardless of the temperature when the current value exceeds a first current threshold value. 10. . 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のインバータ装置と、前記インバータ装置に接続されて駆動するモータと、を備えたことを特徴とする電動工具。   An electric tool comprising: the inverter device according to any one of claims 1 to 9; and a motor connected to and driven by the inverter device.
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