NL2000144C2 - Switch for electric hand tools with cumulative protection function. - Google Patents
Switch for electric hand tools with cumulative protection function.Info
- Publication number
- NL2000144C2 NL2000144C2 NL2000144A NL2000144A NL2000144C2 NL 2000144 C2 NL2000144 C2 NL 2000144C2 NL 2000144 A NL2000144 A NL 2000144A NL 2000144 A NL2000144 A NL 2000144A NL 2000144 C2 NL2000144 C2 NL 2000144C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- switch
- value
- measured
- count value
- switch according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H6/00—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
- H02H6/005—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images using digital thermal images
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0824—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in thyristor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K2017/0806—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
Schakelaar voor elektrisch handgcreedschap met cumulatieve beveiligingsfunctieSwitch for electric hand-held power with cumulative protection function
De uitvinding betreft een schakelaar voor het beheersen van het aan een elektromotor van een elektrisch handgereedschap toe te voeren vermogen, omvattende een 5 voedingsaansluiting, een motoraansluiting, een tussen de motoraansluiting en de voedingsaansluiting geschakelde bestuurbare halfgeleider, een regelschakeling voor het besturen van de halfgeleider en een beveiligingsschakeling.The invention relates to a switch for controlling the power to be supplied to an electric motor of an electric hand tool, comprising a power supply connection, a motor connection, a controllable semiconductor connected between the motor connection and the power supply connection, a control circuit for controlling the semiconductor and a security circuit.
Dergelijke schakelaars zijn algemeen bekend. Hierbij is het doel van de 10 beveiligingsschakeling het beschermen van componenten van de schakelaar, zoals de halfgeleider of schakelaarcontacten tegen vernieling als gevolg van ongunstige werkomstandigheden, zoals een te grote stroom of een te hoge temperatuur. Dergelijke beveiligingsschakelingen zijn ingericht voor het meten van een dergelijke grootheid en voor het afgeven van een signaal wanneer deze grootheid een vooraf bepaalde waarde 15 overschrijdt. Hiermede kan in veel gevallen een adequate bescherming worden verkregen . In omstandigheden waarbij overmatige slijtage of schade aan een component of het vernielen van een component mede afhankelijk is van de gebeurtenissen in de recente geschiedenis van de component, werkt een dergelijke beveiligingsschakeling onvoldoende snel om dergelijke ongewenste situaties te 20 voorkomen. De onderhavige uitvinding poogt een beveiligingsschakeling te verschaffen die deze nadelen vermijdt.Such switches are generally known. Here, the purpose of the protection circuit is to protect components of the switch, such as the semiconductor or switch contacts, against destruction due to unfavorable operating conditions, such as too high a current or a too high temperature. Such protection circuits are adapted for measuring such a quantity and for issuing a signal when this quantity exceeds a predetermined value. With this, adequate protection can be obtained in many cases. In circumstances where excessive wear or damage to a component or the destruction of a component is partly dependent on the events in the recent history of the component, such a protection circuit does not work sufficiently fast to prevent such undesirable situations. The present invention seeks to provide a safety circuit that avoids these disadvantages.
Dit doel wordt bereikt door een dergelijke schakeling die is voorzien een cumulatieschakeling omvat die is ingericht voor het herhaaldelijk meten van een in de 25 schakelaar of in zijn omgeving heersende grootheid, het aan de gemeten waarde van de grootheid toekennen van een telwaarde, het cumuleren van de telwaarden en het afgeven van een signaal wanneer de gecumuleerde telwaarde een vooraf bepaalde waarde bereikt.This object is achieved by such a circuit which is provided with a cumulation circuit which is adapted to repeatedly measure a quantity prevailing in the switch or in its environment, to assign a count value to the measured value of the quantity, to cumulate the counting values and outputting a signal when the cumulated counting value reaches a predetermined value.
30 Als gevolg van deze maatregelen wordt de voorgeschiedenis van een component meegenomen in de beoordeling of er sprake is van een de kwaliteit van deze component bedreigende situatie.As a result of these measures, the history of a component is included in the assessment of whether there is a situation threatening the quality of this component.
Hierbij is deze maatregel niet alleen toepasbaar op de tot de schakelaar zelf behorende componenten zoals de halfgeleider, maar ook op direct met de schakelaar verbonden 2 componenten zoals de elektromotor of - bij een door een batterij gevoed elektrisch gereedschap - de batterij. Juist bij batterijen speelt de recente geschiedenis een belangrijke rol bij de bewaking van de kwaliteit.In this case this measure is applicable not only to the components belonging to the switch itself, such as the semiconductor, but also to 2 components directly connected to the switch, such as the electric motor or - in the case of a power tool powered by a battery - the battery. Especially with batteries, recent history plays an important role in monitoring quality.
5 Hierbij wordt opgemerkt dat de uitvinding zowel toepasbaar is bij door het net gevoed wisselstroomgereedschap als bij door batterijen gevoed gelijkstroomgereedschap.It is noted here that the invention is applicable both to AC power tools fed by the mains and to DC tools powered by batteries.
Overigens betreft de uitvinding tevens een desbetreffende werkwijze en een elektrisch gereedschap dat van een schakelaar volgens de uitvinding is voorzien.The invention also relates to a relevant method and an electric tool which is provided with a switch according to the invention.
1010
Volgens een eerste uitvoeringsvorm is de telwaarde gelijk aan een vaste positieve waarde wanneer het gemeten signaal groter is dan een eerste vooraf bepaalde waarde van de gemeten grootheid en is de telwaarde gelijk aan een vaste negatieve waarde wanneer de gemeten waarde kleiner is dan de eerste vooraf bepaalde waarde van de 15 gemeten grootheid. Dit is een constructief eenvoudige uitvoeringsvorm, die lage eisen stelt aan de schakelingen of, wanneer deze functie wordt geïmplementeerd in een programmeerbaar rekentuig zoals een microprocessor, aan het rekentuig of aan de programmatuur, zodat de kostprijs van een dergelijk schakeling laag is.According to a first embodiment, the count value is equal to a fixed positive value when the measured signal is greater than a first predetermined value of the measured quantity and the count value is equal to a fixed negative value when the measured value is smaller than the first predetermined value value of the measured quantity. This is a constructionally simple embodiment that places low demands on the circuits or, when this function is implemented in a programmable computer such as a microprocessor, on the computer or on the software, so that the cost of such a circuit is low.
20 Weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de telwaarde gelijk is aan een vaste positieve waarde wanneer het gemeten signaal groter is dan een eerste vooraf bepaalde waarde van de gemeten grootheid, dat de telwaarde gelijk is aan een vaste negatieve waarde wanneer de gemeten waarde kleiner is dan een tweede vooraf bepaalde waarde van de gemeten grootheid en dat de telwaarde nul is wanneer 25 het gemeten signaal tussen de eerste en de tweede telwaarde ligt. Hiermede wordt een model verkregen dat iets nauwkeuriger is dan het voorgaande, maar waarbij nauwelijks hogere eisen worden gesteld aan de benodigde middelen.Yet another preferred embodiment provides the measure that the count value is equal to a fixed positive value when the measured signal is greater than a first predetermined value of the measured quantity, that the count value is equal to a fixed negative value when the measured value is smaller is then a second predetermined value of the measured quantity and that the count value is zero when the measured signal is between the first and the second count value. A model is hereby obtained which is slightly more accurate than the foregoing, but in which hardly any higher requirements are imposed on the required means.
Een iets specifiekere uitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de absolute waarde 30 van de positieve en de negatieve telwaarde aan elkaar gelijk zijn. Dit brengt nog een sterkere vereenvoudiging met zich mee.A slightly more specific embodiment provides the measure that the absolute value of the positive and the negative count value are equal to each other. This entails even greater simplification.
Een alternatieve uitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de absolute waarde van de positieve telwaarde groter is dan die van de negatieve telwaarde. Met deze maatregel 3 kunnen specifieke eigenschappen van de te beveiligen component of componenten in model worden gebracht. Een voorbeeld hiervan is de temperatuur van een component. Een bepaalde stroomsterkte verwarmt een component met een bepaalde snelheid oftewel een bepaalde temperatuutoename. Wanneer er geen stroom loopt zal de 5 component afkoelen met een snelheid die door omgevingsomstandigheden wordt bepaald. Veelal zijn deze omstandigheden zodanig dat de snelheid waarmee de temperatuur daalt kleiner is dan die waarbij de temperatuur stijgt met de bepaalde stroom. De betreffende maatregel verwerkt dit verschijnsel.An alternative embodiment provides the measure that the absolute value of the positive count value is greater than that of the negative count value. With this measure 3, specific properties of the component or components to be protected can be modeled. An example of this is the temperature of a component. A certain current strength heats a component with a certain speed or a certain temperature increase. When no current is flowing, the component will cool down at a speed determined by environmental conditions. These conditions are often such that the speed at which the temperature drops is lower than that at which the temperature rises with the given current. The relevant measure processes this phenomenon.
10 Het is echter eveneens mogelijk dat de absolute waarde van de positieve telwaarde kleiner is dan die van de negatieve telwaarde. Met deze maatregel kan rekening worden gehouden met situaties waarin de te beveiligen component of componenten zich bevinden.However, it is also possible that the absolute value of the positive count value is smaller than that of the negative count value. This measure can take into account situations in which the component or components to be protected are located.
15 Voortgaande op het voorgaande voorbeeld, zal de temperatuur van een component sneller stijgen bij een grote stroom dan bij een kleine stroom. Dit effect wordt verdisconteerd met een maatregel dat de telwaarde gelijk is aan het verschil tussen de gemeten waarde en een vooraf bepaalde waarde van de gemeten grootheid. Hiermede wordt immers de telwaarde en daarmede de helling van de cumulatieve waarde 20 afhankelijk van de meetwaarde.Based on the previous example, the temperature of a component will rise faster with a large current than with a small current. This effect is discounted with a measure that the count value is equal to the difference between the measured value and a predetermined value of the measured quantity. After all, with this the count value and hence the slope of the cumulative value 20 become dependent on the measured value.
Weer een andere uitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de schakelaar is ingericht voor het met een vaste tussentijd uitvoeren van een meting. Ook deze maatregel vereenvoudigt de benodigde schakeling, zowel wanneer deze uit specifieke 25 componenten wordt samengesteld als wanneer de fimctie ervan in een microprocessor wordt geïmplementeerd.Yet another embodiment provides the measure that the switch is adapted to perform a measurement at a fixed interval. This measure also simplifies the required circuit, both when it is assembled from specific components and when its function is implemented in a microprocessor.
Als alternatief stelt een andere uitvoeringsvorm voor dat de schakelaar is ingericht voor het na een meting uitvoeren van de direct volgende meting wanneer een van de tijdens 30 de eerste meting gemeten waarde afhankelijke tijdsduur is verstreken. Hiermede wordt de modelvorming wel verbeterd omdat de helling van de cumulatieve waarde immers afhankelijk is van de grootte van de gemeten grootheid, maar de wisselende meetfrequentie vereist meer elektronica.Alternatively, another embodiment proposes that the switch is adapted to perform the immediately following measurement after a measurement when a time dependent on the value measured during the first measurement has elapsed. This does improve the modeling because the slope of the cumulative value is after all dependent on the magnitude of the measured quantity, but the varying measurement frequency requires more electronics.
44
Volgens een specifiekere uitvoeringsvorm is de tijdsduur tussen een meting en de direct volgende meting evenredig met de tijdens de eerste meting gemeten waarde. Ook deze maatregel leidt tot een verbeterde modelvorming.According to a more specific embodiment, the time between a measurement and the immediately following measurement is proportional to the value measured during the first measurement. This measure also leads to improved modeling.
5 Om te voorkomen dat een betekenisloze negatieve cumulatie plaatsvindt is de schakelaar ingericht voor het slechts verlagen van de cumulatieve waarde bij een negatieve telwaarde wanneer de cumulatieve waarde groter is dan 0.In order to prevent a meaningless negative cumulation from taking place, the switch is arranged for only lowering the cumulative value with a negative count value when the cumulative value is greater than 0.
Er is in de omgeving van een schakelaar een aantal meetbare grootheden aanwezig die 10 als indicator kunnen worden gebruikt voor het naderen van een situatie die de kwaliteit van een component van de schakelaar of van een daarmede verbonden component kan benadelen. Hierbij kan een stroomsterkte worden gebruikt, in het bijzonder de door de halfgeleider van de schakelaar heen vloeiende stroom of de in het algemeen hiermede overeenkomende motorstroom. Deze stroom leidt immers tot warmteontwikkeling in de 15 halfgeleider, die tot een de levensduur van de halfgeleider verkortende temperatuur kan leiden. Bij een door een batterij gevoed gereedschap is het eveneens mogelijk dat de batterij stroom wordt gemeten. Deze batterijstroom is immers een grootheid die van het grootste belang is voor de toestand van de batterij en voor de kwaliteit ervan. Dit geldt in het bijzonder doch niet uitsluitend voor Li-ion batterijen. Bij batterijen kan de 20 cumulatieve stroomwaarde bovendien worden gebruikt voor het maken van een model van de ladingstoestand van de batterij hetgeen van belang kan zijn bij optimalisatie van het bedrijven van de batterij.There are a number of measurable quantities present in the vicinity of a switch that can be used as an indicator for approaching a situation which may adversely affect the quality of a component of the switch or of a component associated therewith. A current intensity can be used here, in particular the current flowing through the semiconductor of the switch or the motor current generally corresponding thereto. After all, this current leads to heat development in the semiconductor, which can lead to a temperature shortening the life of the semiconductor. With a tool powered by a battery, it is also possible that the battery current is measured. This battery current is after all a quantity that is of the utmost importance for the condition of the battery and for its quality. This applies in particular but not exclusively to Li-ion batteries. In the case of batteries, the cumulative current value can moreover be used to make a model of the state of charge of the battery, which may be important in optimizing the operation of the battery.
Het is echter eveneens mogelijk gebruik te maken van de temperatuur als grootheid.However, it is also possible to use the temperature as a quantity.
25 Een voor de toestand van de halfgeleider relevante temperatuur is de temperatuur van het halfgeleiderkristal. Dit is echter slecht bereikbaar voor temperatuurmetingen. Door de temperatuur elders, bijvoorbeeld van een met het halfgeleiderkristal verbonden koelplaat te meten en gebruik te maken van cumulatieve meting volgens de uitvinding kan een goede schatting worden verkregen van de temperatuur van het kristal zodat 30 tijdig het vermogen kan worden verminder of de schakelaar kan worden uitgeschakeld. Een desbetreffende overweging geldt van de temperatuur van de batterij met betrekking tot de temperatuur van de cellen. Het is overigens mogelijk andere grootheden te meten, zoals de elektrische spanning of de relatieve vochtigheid binnen het schakelaarhuis.A temperature relevant to the state of the semiconductor is the temperature of the semiconductor crystal. However, this is difficult to reach for temperature measurements. By measuring the temperature elsewhere, for example of a cooling plate connected to the semiconductor crystal and by making use of cumulative measurement according to the invention, a good estimate can be obtained of the temperature of the crystal so that the power can be reduced in time or the switch can be turned on. turned off. A relevant consideration applies to the temperature of the battery with respect to the temperature of the cells. It is also possible to measure other quantities, such as the electrical voltage or the relative humidity within the switch housing.
55
Een belangrijke voorwaarde voor het verlengen van de levensduur van de motor is de motortemperatuur. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is de gemeten grootheid de temperatuur van de met de schakelaar verbonden elektromotor. Hierbij wordt erop gewezen dat de schakelaar volgens de uitvinding aldus niet alleen is ingericht voor het 5 beveiligen van tot de schakelaar zelf behorende componenten, maar ook componenten buiten de schakelaar, zoals de elektromotor, de batterij, contacten of een verwarmingselementAn important condition for extending the service life of the engine is the engine temperature. According to a preferred embodiment, the measured quantity is the temperature of the electric motor connected to the switch. It is pointed out here that the switch according to the invention is thus designed not only for protecting components belonging to the switch itself, but also components outside the switch, such as the electric motor, the battery, contacts or a heating element
De maatregelen die worden genomen wanneer de cumulatieve telwaarde een vooraf 10 bepaalde waarde heeft bereikt, kunnen zijn beperkt tot het slechts afgeven van een waarschuwingssignaal, maar ook kan de bedrijfssituatie worden aangepast tot een toestand waarin de belasting wordt verminderd. Ook is het mogelijk de schakelaar uit te schakelen.The measures that are taken when the cumulative count value has reached a predetermined value can be limited to merely issuing a warning signal, but the operating situation can also be adjusted to a state in which the load is reduced. It is also possible to switch off the switch.
15 Een interessante maatregel is het instellen van meer dan een niveau, waarbij op de verschillende niveaus verschillende maatregelen worden getroffen. Zo is het mogelijk bijvoorbeeld bij het bereiken van een eerste niveau van de cumulatieve telwaarde het vermogen van de schakelaar te verminderen en bij het bereiken van het tweede niveau van de cumulatieve telwaarde de schakelaar uit te schakelen. Hierbij fungeren de 20 maatregelen bij het tweede niveau als een soort beveiliging.15 An interesting measure is the introduction of more than one level, whereby different measures are taken at the different levels. For example, it is possible to reduce the power of the switch when a first level of the cumulative count value is reached and to switch off the switch when the second level of the cumulative count value is reached. Here, the measures at the second level act as a kind of security.
Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin voorstellen:Next, the present invention will be elucidated with reference to the accompanying drawings, in which:
Figuur 1: een hoofdstroomschema van een elektrisch gereedschap met een schakelaar 25 volgens een eerste uitvoeringsvorm;Figure 1: a main flow diagram of a power tool with a switch 25 according to a first embodiment;
Figuur 2: een hoofdstroomschema van een elektrisch gereedschap met een schakelaar volgens een tweede uitvoeringsvorm;Figure 2: a main flow diagram of a power tool with a switch according to a second embodiment;
Figuur 3: een schema ter verduidelijking van de werking van de schakelaar volgens de uitvinding; 30 Figuur 4: een met figuur 3 overeenkomend schema van een variant van de uitvinding; enFigure 3: a diagram for explaining the operation of the switch according to the invention; Figure 4: a diagram corresponding to Figure 3 of a variant of the invention; and
Figuur 5: een met figuur 3 en 4 overeenkomend schema van een andere variant van de uitvinding.Figure 5: a diagram corresponding to figures 3 and 4 of another variant of the invention.
66
Figuur 1 toont een schakeling van een elektrisch handgereedschap zoals een boormachine. De schakeling omvat een in zijn geheel met 2 aangeduide schakelaar een aansluiting 3 voor netvoeding en een elektromotor 4. De schakelaar 2 omvat een halfgeleiderelement 5 zoals een thyristor en een mechanische schakelaar 6. De 5 elektromotor 4, dit halfgeleiderschakelelement 5 de mechanische schakelaar 6 en de netvoedingaansluiting zijn in serie geschakeld op de wijze van een tot de stand van de techniek behorende schakelaar. Tevens omvat de schakelaar 2 een besturingsschakeling 7. De tot nu toe beschreven delen van de schakelaar behoren tot de stand van de techniek.Figure 1 shows a circuit of an electric hand tool such as a drilling machine. The circuit comprises a switch designated in its entirety by 2, a connection 3 for mains supply and an electric motor 4. The switch 2 comprises a semiconductor element 5 such as a thyristor and a mechanical switch 6. The electric motor 4, this semiconductor switching element 5, the mechanical switch 6 and the power supply connection are connected in series in the manner of a switch belonging to the prior art. The switch 2 also comprises a control circuit 7. The parts of the switch described so far belong to the prior art.
1010
De uitvinding vóórziet in het aanbrengen van een stroommeetelement 8, bijvoorbeeld in de vorm van een weerstand met een lage Ohmse waarde en een cumulatieschakeling 9. De cumulatieschakeling 9 is ingericht voor het herhaaldelijk uitvoeren van een meting van de door het stroommeetelement 8 heen vloeiende stroom; anders gesteld voor het 15 bemonsteren van deze stroom. Deze aldus verkregen monsterwaarde wordt door de cumulatieschakeling 9 vervolgens omgezet tot een telwaarde, waarvoor later toe te lichten algoritmen kunnen worden gebruikt. De aldus verkregen telwaarden worden gecumuleerd in de cumulatieschakeling 9 en bij het bereiken van een van te voren bepaalde cumulatiewaarde geeft de cumulatieschakeling 9 een signaal af aan de 20 besturingsschakeling 7 dat wordt gebruikt voor bijvoorbeeld het uitschakelen van de schakelaar of voor het zodanig besturen van de halfgeleider 5 dat de door de halfgeleider heen vloeiende stroom wordt verminderd. Andere handelingen worden overigens niet uitgesloten.The invention provides for the provision of a current measuring element 8, for example in the form of a resistor with a low ohmic value and a cumulation circuit 9. The cumulation circuit 9 is adapted to repeatedly perform a measurement of the current flowing through the current measuring element 8; otherwise stated for sampling this stream. This thus obtained sample value is then converted by the cumulation circuit 9 into a count value, for which algorithms to be explained later can be used. The count values thus obtained are cumulated in the cumulation circuit 9 and upon reaching a predetermined cumulation value, the cumulation circuit 9 outputs a signal to the control circuit 7 which is used for, for example, switching off the switch or for controlling the semiconductor 5 that the current flowing through the semiconductor is reduced. Other actions are not excluded.
25 Terzijde wordt opgemerkt dat de meting een periodiek plaatsvindende handeling is. Hierbij moet wel rekening worden gehouden met de periodiciteit van de schakelhandelingen van de thyristor, die is gekoppeld met de frequentie van het voedingsnet om te voorkomen dat een synchronisatie ontstaat die de bemonstering zou vertoren als gevolg van een steeds op dezelfde fase plaatsvindende meting.It is noted, incidentally, that the measurement is a periodically occurring operation. The periodicity of the switching actions of the thyristor, which is linked to the frequency of the power supply network, must be taken into account in order to prevent a synchronization occurring which would affect the sampling as a result of a measurement always taking place at the same phase.
3030
Bovenstaande uitvoeringsvorm heeft betrekking op een door een net gevoed gereedschap, waarbij de cumulatieschakeling is ingericht voor het meten van de door de halfgeleider en de motor heen vloeiende stroom. In figuur 2 is een uitvoeringsvorm getoond, die is ingericht voor voeding door een oplaadbare batterij waarbij voorts de in 7 plaats van een stroom de temperatuur wordt gemeten. De desbetreffende schakeling omvat dan ook een batterijeenheid 10, waarin een aantal batterij cellen 11 is opgenomen, evenals een temperatuursensor 12 voor de meten van de temperatuur van de cellen 11. Ook bij deze uitvoeringsvorm is de cumulatieschakeling ingericht voor het uitvoeren 5 van een algoritme dat vervolgens zal worden toegelicht. Bij deze schakeling speelt weliswaar de netfrequentie geen rol, maar wel de schakelfirequentie van de halfgeleider 4, bijvoorbeeld een GTO of een FET.The above embodiment relates to a net-fed tool, wherein the cumulation circuit is adapted to measure the current flowing through the semiconductor and the motor. Figure 2 shows an embodiment which is adapted to be supplied by a rechargeable battery, the temperature of which is measured instead of a current. The relevant circuit therefore also comprises a battery unit 10, in which a number of battery cells 11 is accommodated, as well as a temperature sensor 12 for measuring the temperature of the cells 11. In this embodiment too, the cumulation circuit is adapted to perform an algorithm which then it will be explained. The mains frequency does not play a role in this circuit, but the switching frequency of the semiconductor 4, for example a GTO or a FET, does play a role.
De werking van de cumulatieschakeling 9 in beide in het voorgaande toegelichte 10 schakeling zal worden besproken aan de hand van figuur 3. Hierbij is in figuur 3A een grafiek weergeven van de gemeten stroom. De betreffende stroom wordt periodiek gemeten, of eigenlijk bemonsterd, en de aldus verkregen monsterwaarde wordt omgezet in een telwaarde, zoals in figuur 3B is getoond. Deze telwaarde wordt in het onderhavige geval afgeleid van de meetwaarde door gebruikmaking van de in figuur 3 A 15 weergegeven referentiestroomwaarde. Wanneer de gemeten stroom groter is dan de referentiestroomwaarde wordt een positieve telwaarde toegekend, en wanneer de gemeten stroom kleiner is dan deze referentiestroomwaarde wordt een negatieve telwaarde toegekend. In het onderhavige geval is de absolute waarde van de positieve en de negatieve telwaarde gelijk. De aldus gevormde telwaarden worden gecumuleerd, 20 zoals is weergegeven in figuur 3C. Hierbij gaat men uit dat de cumulatiewaarde een maat is voor een voor de halfgeleider nadelige toestand, in het onderhavige geval de temperatuur van de halfgeleider, zoals deze wordt veroorzaakt door de door de halfgeleider heen vloeiende stroom. Wanneer de cumulatiewaarde een vooraf bepaalde waarde bereikt, vindt, zoals reeds is toegelicht een handeling plaats zoals het 25 uitschakelen van de schakelaar.The operation of the cumulation circuit 9 in both circuits described in the foregoing will be discussed with reference to Fig. 3. Fig. 3A shows a graph of the measured current. The current in question is measured periodically, or actually sampled, and the sample value thus obtained is converted into a count value, as shown in Figure 3B. In the present case this count value is derived from the measured value by using the reference current value shown in Figure 3A. When the measured current is greater than the reference current value, a positive count value is assigned, and when the measured current is smaller than this reference current value, a negative count value is assigned. In the present case, the absolute value of the positive and the negative count value is the same. The count values thus formed are accumulated, as shown in Figure 3C. It is assumed here that the cumulation value is a measure of a condition unfavorable to the semiconductor, in this case the temperature of the semiconductor, as it is caused by the current flowing through the semiconductor. When the accumulation value reaches a predetermined value, as already explained, an operation takes place such as switching off the switch.
Deze uitvoeringsvorm maakt gebruik van een vaste bemonsterfrequentie; het is echter eveneens mogelijk gebruik te maken van een variabele bemonsterfrequentie, bijvoorbeeld een van de gemeten waarde afhankelijke bemonsterfrequentie. In een 30 dergelijke situatie is de tijdsduur tussen de meting en de volgende meting afhankelijk van de gemeten waarde. Hierbij zal men er in het algemeen voor kiezen dat de tijdsuur tot de volgende meting korter is naarmate de gemeten waarde extremer is, hetgeen immers een aanwijzing is voor dynamiek.This embodiment uses a fixed sampling frequency; however, it is also possible to use a variable sampling frequency, for example a sampling frequency dependent on the measured value. In such a situation, the duration between the measurement and the next measurement depends on the measured value. Here, it will generally be decided that the time to the next measurement is shorter, the more extreme the measured value is, which is, after all, an indication of dynamics.
88
In figuur 4 is een uitvoeringsvorm getoond, waarbij de telwaarde niet alleen een positieve of een negatieve waarde aan kan nemen maar ook de waarde nul. In sommige situaties kan hiermede een betere afbeelding van de verschijnselen worden verkregen.Figure 4 shows an embodiment in which the count value can not only assume a positive or a negative value but also the value zero. In some situations, a better representation of the symptoms can hereby be obtained.
5 In figuur 5 is tenslotte een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij sprake is van een variabele bemonstering; wanneer de gemeten waarde een vooraf bepaalde waarde overschrijdt, wordt de tijdsduur tussen de bemonsteringen gehalveerd.Figure 5 finally shows an embodiment in which variable sampling is involved; when the measured value exceeds a predetermined value, the time between samples is halved.
Het zal duidelijk zijn dat er talloze andere mogelijkheden zijn voor door de 10 cumulatieschakeling uitgevoerd algoritmen, mede afhankelijk van de toepassing en het dynamisch gedrag van het te beveiligen verschijnsel.It will be clear that there are countless other possibilities for algorithms executed by the cumulation circuit, partly depending on the application and the dynamic behavior of the phenomenon to be protected.
Claims (19)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2000144A NL2000144C2 (en) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Switch for electric hand tools with cumulative protection function. |
| DE102007032869A DE102007032869A1 (en) | 2006-07-14 | 2007-07-13 | Switch for use with rechargeable battery i.e. Lithium-ion battery, has cumulation circuit measuring quantity prevailing in switch or vicinity over period of time, and assigning count value to measured value of quantity |
| CNA2007101368538A CN101119111A (en) | 2006-07-14 | 2007-07-16 | Switch used for electric hand-tool and having cumulating property safety function |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2000144A NL2000144C2 (en) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Switch for electric hand tools with cumulative protection function. |
| NL2000144 | 2006-07-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2000144C2 true NL2000144C2 (en) | 2008-01-15 |
Family
ID=37845373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2000144A NL2000144C2 (en) | 2006-07-14 | 2006-07-14 | Switch for electric hand tools with cumulative protection function. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101119111A (en) |
| NL (1) | NL2000144C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5554622B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-07-23 | 株式会社マキタ | Electric tool equipment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4413213A (en) * | 1981-11-04 | 1983-11-01 | Reliance Electric Company | Electronic motor protection for variable speed motors |
| DE9114599U1 (en) * | 1991-11-23 | 1992-03-12 | Gretsch-Unitas Gmbh Baubeschlaege, 7257 Ditzingen, De | |
| US5305234A (en) * | 1991-12-31 | 1994-04-19 | Westinghouse Electric Corp. | Thermal protection apparatus for a synchronous machine |
-
2006
- 2006-07-14 NL NL2000144A patent/NL2000144C2/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-07-16 CN CNA2007101368538A patent/CN101119111A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4413213A (en) * | 1981-11-04 | 1983-11-01 | Reliance Electric Company | Electronic motor protection for variable speed motors |
| DE9114599U1 (en) * | 1991-11-23 | 1992-03-12 | Gretsch-Unitas Gmbh Baubeschlaege, 7257 Ditzingen, De | |
| US5305234A (en) * | 1991-12-31 | 1994-04-19 | Westinghouse Electric Corp. | Thermal protection apparatus for a synchronous machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101119111A (en) | 2008-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103207362B (en) | For the system and method for the mode of operation of Real-Time Monitoring IGBT device | |
| JP6625586B2 (en) | Ground fault detection device | |
| US8018182B2 (en) | Method and device for an overload detection in hand-guided power tools | |
| US7652585B2 (en) | Method and device for detecting a degree of pollution of an operational converter | |
| KR20130060623A (en) | Management system and estimating method for battery parameter | |
| EP2290383A1 (en) | Capacitor's remaining lifetime diagnosing device, and electric power compensating device having the remaining lifetime diagnosing device | |
| US8436600B2 (en) | Apparatus for detecting a state of operation of a power semiconductor device | |
| JP6016978B2 (en) | Method and apparatus for monitoring power consumption of electrical equipment | |
| US10330716B2 (en) | Earth fault detector with flying capacitor | |
| EP3147923B1 (en) | Electromagnet drive device | |
| US9651594B2 (en) | Battery remaining power predicting device and battery pack | |
| KR20160110221A (en) | Remaining battery life prediction device and battery pack | |
| JP2010259254A (en) | Current controller and protective device | |
| JP6312177B2 (en) | Overload monitoring device and overload monitoring method | |
| NL2000144C2 (en) | Switch for electric hand tools with cumulative protection function. | |
| US11899078B2 (en) | Method for estimating the ageing state of fuse elements and an electrical fuse maintenance system | |
| KR101068930B1 (en) | Circuit and method for detecting absent battery condition in a linear charger | |
| JP4994788B2 (en) | Electronic thermal device | |
| KR20140071060A (en) | Methods and apparatus for online determination of battery state of charge and state of health | |
| CN101938116B (en) | Relay protection method and device | |
| JP2013007716A (en) | Dust detector | |
| JP2018511286A (en) | Multistage adjustable overvoltage arrester circuit | |
| US20080018276A1 (en) | Switch For Electrical Hand Tool With Cumulative Safety Function | |
| JP3994570B2 (en) | Overdischarge prevention device for assembled battery | |
| JP2005106616A5 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20110201 |