CN103872649A - 用于电动工具的过载保护方法及电路 - Google Patents

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周昶
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Abstract

本发明提供一种用于电动工具的过载保护方法与电路，其检测电机两端的电压与电流，并将检测到的电压与电流相乘得到电机上的实际功率，当实际功率大于预设功率且实际功率大于预设功率所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。从而达到有效保护电机不被损坏的目的。

Description

用于电动工具的过载保护方法及电路
技术领域
本发明涉及一种保护电路，特别是涉及一种用于电动工具的过载保护方法及电路。
背景技术
在电动工具的中，为了保护电动工具中的电机不会因为电路中电流过大而被损坏，在进行电动工具的电路设计时，一般都会设计过流保护电路。过流保护电路可以在电路中出现电流过大时切断电路或者减小电流等起到保护的作用。
常用的过流保护电路一般都是在电路中的实际电流超过预设值并持续一段预设时间后，进入保护状态。例如，过流保护电路中所设置的预设电流是20A（安培），预设时间是2S（秒）。过流保护电路会采集电路中的实际电流值，当出现实际电流值达到或超过20A且持续时间达到2S时，过流保护电路会启动保护功能。也就是说常用的过流保护电路是以电流与时间为参数进行设计的。
但在实际使用时，如果输入电压（电池电压）或者电机两端的电压出现变化时，在同样电流下，电机上的功率会不一样。电机两端的电压越高电机上的功率就越高。电机上功率过高时，可能就会对电机造成损坏。因此常用的过流保护电路容易对电机造成损坏。
发明内容
基于此，有必要提供一种用于电动工具的过载保护方法及电路，其能够有效保护电机，使电机不易损坏。
一种用于电动工具的过载保护方法，包括以下步骤：设定预设功率与预设时间；采集电机上的电压与电流；将采集得到的电压与电流相乘得到实际功率；将实际功率与预设功率相比较，当实际功率大于预设功率，且实际功率大于预设功率所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。
在其中一个实施例中，所述对电机进行过载保护的方法包括断开对电机的电源供应。
在其中一个实施例中，所述预设功率为电机的最大功率。
在其中一个实施例中，所述预设时间为2至5秒。
一种用于电动工具的过载保护电路，包括与电动工具的电机相连的电机电压检测模块、与电动工具的电机相连的电机电流检测模块、与电机电压检测模块和电机电流检测模块相连的控制模块及与电机和控制模块相连的过载保护模块，所述电机电压检测模块检测电机两端电压，所述电机电流检测模块检测通过电机的电流，所述控制模块将所述电机电压检测模块与所述电机电流检测模块检测到的电压与电流的相乘得到实际功率，当实际功率大于预设功率且持续时间大于预设时间时，所述控制模块控制所述过载保护模块对电机进行保护。
在其中一个实施例中，所述控制模块为单片机。
在其中一个实施例中，所述过载保护模块包括金属氧化物半导体场效应晶体管，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的源极或者漏极与电机相连，栅极与控制模块相连，控制模块控制金属氧化物半导体场效应晶体管打开或者关闭与电机的连接。
在其中一个实施例中，所述用于电动工具的过载保护电路还包括与电源相并联用于检测电源电压的电源电压检测模块。
在其中一个实施例中，所述用于电动工具的过载保护电路还包括与控制模块和电源相连用于为控制模块提供电能的能量提供模块。
上述用于电动工具的过载保护方法及电路检测电机两端的电压与电流，并将检测到的电压与电流相乘得到电机上的实际功率，当实际功率大于预设功率且实际功率大于预设功率所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。从而有效保护电机不被损坏。
附图说明
图1为一个实施例的用于电动工具的过载保护方法流程图；
图2为一个实施例的用于电动工具的过载保护电路电路示意图。
具体实施方式
请参考图1，一个实施例提供一种用于电动工具的过载保护方法。该用于电动工具的过载保护方法包括以下步骤：
步骤S110，设定预设功率与预设时间。在该实施例中，此处的预设功率为电机的最大功率。预设时间为2至5秒。预设功率与预设时间可以根据不同的电机及实际的实验情况进行设定。
步骤S120，采集电机上的电压与电流。
步骤S130，将采集得到的电压与电流相乘得到实际功率。
步骤S140，将实际功率与预设功率相比较，当实际功率大于预设功率，且实际功率大于预设功率所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。在该实施例中，对电机进行过载保护的方法为断开对电机的电源供应，这样电机就能停止工作，从而防止电机被损坏。当然，此处也可以通过降低电机两端的电压或者电流等方法来达到保护电机的目的。
该用于电动工具的过载保护方法将电机两端的实际功率与预设功率相比较，并统计实际功率大于预设功率所持续的时间，当所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。采用功率与时间两个参数对电机进行保护，可以更加有效的保护电机不被损坏。
请参考图2，一个实施例提供一种用于电动工具的过载保护电路。该用于电动工具的过载保护电路包括与电动工具的电机M1相连的电机电压检测模块130、与电动工具的电机M1相连的电机电流检测模块120、与电机电压检测模块130和电机电流检测模块120相连的控制模块110及与电机和控制模块110相连的过载保护模块160。
使用时，该用于电动工具的过载保护电路会与电机相连。请参考图2，电机电压检测模块130与需要保护的电机M1相并联，此处的过载保护模块160包括一个金属氧化物半导体场效应晶体管Q1。该金属氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极或者漏极分别与电机M1和电源U1相连，栅极与控制模块110相连。控制模块110控制金属氧化物半导体场效应晶体管Q1打开或者关闭与电机M1的连接。电机电流检测模块120与电机M1的一端相连接，用于采集流经电机M1的电流。该用于电动工具的过载保护电路还包括能量提供模块140与电源电压检测模块150。能量提供模块140与控制模块110和电源U1相连，用于将电源U1的电压转化成控制模块110所需要的电压，以供应控制模块110工作所需要的电能。电源电压检测模块150可以检测电源U1两端的电压，用于判断电源U1的工作是否正常。当电源U1的工作出现异常时，控制模块110会控制金属氧化物半导体场效应晶体管Q1断开，从而使电机M1停止工作。
当使用电动工具时，开关S1会合上，从而使电机M1开始工作。工作过程中，电机电压检测模块130检测电机M1两端的电压；电机电流检测模块120检测通过电机M1的电流；控制模块110将电机电压检测模块130与电机电流检测模块120检测到的电压与电流的相乘得到实际功率，当实际功率大于预设功率且持续时间大于预设时间时，控制模块110控制金属氧化物半导体场效应晶体管Q1断开与电机的连接，从而对电机M1进行保护。此处的控制模块110可以为单片机或者其它合适的芯片。使用前，可以在控制模块110里预先设定好预设功率与预设时间。例如，可以设定预设功率为电机M1的最大功率，预设时间为2秒。这样当实际功率大于电机M1的最大功率，且实际功率大于电机M1的最大功率所持续时间大于预设时间2秒时，控制模块110控制金属氧化物半导体场效应晶体管Q1断开与电机M1的连接，发生过载保护。
该用于电动工具的过载保护方法及电路首先设定预设功率与预设时间，接着检测电机两端的电压与电流，然后将检测到的电压与电流相乘得到电机上的实际功率，接着进行比较，当实际功率大于预设功率且实际功率大于预设功率所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。从而有效保护电机不被损坏。该用于电动工具的过载保护方法及电路采用功率与时间两个参数对电机进行保护，相对于采用电流与时间两个参数进行保护的方式，能够更好的保护电机不被损坏。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于电动工具的过载保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
设定预设功率与预设时间；
采集电机上的电压与电流；
将采集得到的电压与电流相乘得到实际功率；
将实际功率与预设功率相比较，当实际功率大于预设功率，且实际功率大于预设功率所持续的时间大于预设时间时，对电机进行过载保护。
2.根据权利要求1所述的用于电动工具的过载保护方法，其特征在于，所述对电机进行过载保护的方法包括断开对电机的电源供应。
3.根据权利要求1或2所述的用于电动工具的过载保护方法，其特征在于，所述预设功率为电机的最大功率。
4.根据权利要求1所述的用于电动工具的过载保护方法，其特征在于，所述预设时间为2至5秒。
5.一种用于电动工具的过载保护电路，其特征在于，包括与电动工具的电机相连的电机电压检测模块、与电动工具的电机相连的电机电流检测模块、与电机电压检测模块和电机电流检测模块相连的控制模块及与电机和控制模块相连的过载保护模块，所述电机电压检测模块检测电机两端电压，所述电机电流检测模块检测通过电机的电流，所述控制模块将所述电机电压检测模块与所述电机电流检测模块检测到的电压与电流的相乘得到实际功率，当实际功率大于预设功率且持续时间大于预设时间时，所述控制模块控制所述过载保护模块对电机进行保护。
6.根据权利要求5所述的用于电动工具的过载保护电路，其特征在于，所述控制模块为单片机。
7.根据权利要求5所述的用于电动工具的过载保护电路，其特征在于，所述过载保护模块包括金属氧化物半导体场效应晶体管，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的源极或者漏极与电机相连，栅极与控制模块相连，控制模块控制金属氧化物半导体场效应晶体管打开或者关闭与电机的连接。
8.根据权利要求5所述的用于电动工具的过载保护电路，其特征在于，所述用于电动工具的过载保护电路还包括与电源相并联用于检测电源电压的电源电压检测模块。
9.根据权利要求5所述的用于电动工具的过载保护电路，其特征在于，所述用于电动工具的过载保护电路还包括与控制模块和电源相连用于为控制模块提供电能的能量提供模块。
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