CN105291060A - 一种电动工具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由电池单元驱动的电动工具及其控制方法，该电动工具包括位于电池单元中的监测电路和位于电动工具中的信号处理与控制电路，其中信号处理与控制电路用来处理信号并控制电动工具的运转。根据本发明，信号处理与控制电路还特别包括一个外部信号输入电路，用以接收监测电路输出的控制信号，避免电池单元的过放，也避免了电池单元或开关可能烧毁的风险，提高了操作者使用的安全性。

Description

一种电动工具及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动工具及其控制方法，尤其是一种手持式电动工具，属于电动工具领域。

背景技术

中国专利ZL03101817.3中描述了一种电动装置系统，它由至少一个电池驱动的电动装置和一个可再充电电池单元组成，其中电池单元具有一个监测电路，该监测电路检测电池单元的至少一个工作参数及对设置在电动装置中的电路装置提供一个与所述工作参数相关的控制信号，该电路装置根据由电池单元的监测电路输出的控制信号控制电池单元的放电过程。

目前所公知的上述电路装置为信号处理与控制电路和电阻调节网络的组合。电阻调节网络将位移信号转化为电信号输出给信号处理与控制电路以实现调速，同时信号处理与控制电路接收来自电池单元的控制信号实现对电池单元的保护。但该电路装置在应用中存在很大的缺陷，电路装置在控制端悬空时处于失控状态，如电池单元控制信号与电路装置的控制端接触不良时或者电池单元里的电路失效时，即控制端悬空时，电路装置将处于失控状态不能实现对电池单元的保护。这样的电动装置系统在使用中将会存在电池放死的现象，更严重的是在某些特殊情况下，如电流过大，电池、开关还存在烧毁的风险。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种具有外部信号输入电路的电动工具及其控制方法，这样当出现异常情况使得开关控制端没有信号输入时，外部信号输入电路可以控制电动工具无法运转，降低了可能存在的风险，提高安全性。

为达到以上目的，本发明的电动工具，包括：包括一个电池单元，具有一个监测电路，该监测电路检测电池单元的至少一个工作参数并输出至少一个控制信号；还包括一个开关，控制该电动工具的运转；还包括一个壳体，该壳体包含位于所述壳体内部的一个信号处理与控制电路，该信号处理与控制电路根据所述开关的位移信号以实现调速；该信号处理与控制电路根据置于该电池单元中该监测电路检测到的该工作参数而输出该控制信号控制该电池单元的放电过程；所述信号处理与控制电路还包括一个外部信号输入电路。

根据本发明的另一特征，该电池单元中的监测电路检测下列参数中的至少一个参数来作为工作参数：流入电池单元的电流、从该电池单元流出的电流、该电池单元端的端电压、该电池单元的温度及一个与温度相关的参数。

根据本发明的另一特征，该信号处理与控制电路还包括一个集成电路。

根据本发明的另一特征，该信号处理与控制电路包括一个可电控制的开关。

根据本发明的另一特征，该外部信号输入电路和该信号处理与控制电路都是通过该集成电路进行信号处理，最终利用该可电控制的开关控制该电动工具的运转。

根据本发明的另一特征，该外部信号输入电路包含至少一个电阻和至少一个二极管。

根据本发明的第二方面，包括一种电动工具控制方法，包括:一个监测电路，该监测电路位于一个电池单元内，该监测电路检测所述电池单元的至少一个工作参数并输出至少一个控制信号;一个开关，控制该电动工具的运转；一个信号处理与控制电路，该信号处理与控制电路根据所述开关的位移信号以实现调速；该信号处理与控制电路还包括一个集成电路、一个可电控制开关和一个外部信号输入电路，当该电池单元输出的所述控制信号为第一信号时，该集成电路输出驱动信号，控制该电动工具的正常运转；当该电池单元输出的控制信号为第二信号时，该集成电路不输出驱动信号，控制该电动工具停止运转或者禁止启动；当所述电池单元没有控制信号输出或者与所述外部信号输入电路连接不良时，该集成电路不输出驱动信号，控制该电动工具停止运转或者禁止启动。

根据本发明的第二方面，该电池单元中的监测电路检测下列参数中的至少一个参数来作为工作参数：流入电池单元的电流、从该电池单元流出的电流、该电池单元端的端电压、该电池单元的温度及一个与温度相关的参数。

根据本发明的第二方面，该外部信号输入电路包含至少一个电阻和至少一个二极管。

根据本发明的第二方面，该电池单元输出的第一控制信号可以是高电平或者低电平。

根据本发明的第二方面，该电池单元输出的第二控制信号可以是低电平或者高电平。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的一个实施例的电动工具的电路框图。

图2为本发明的一个实施例的电池单元的电路框图。

图3为本发明的一个实施例的信号处理与控制电路的电路图。

图4为本发明的另一个实施例的信号处理与控制电路的电路图。

具体实施方式

本实施例的电动工具及其控制方法,涉及一种电动工具1，特别是手持式电动工具，例如螺丝批，电钻等，包括电池单元8。该电动工具1包括一个开关（未示出），可以控制所述电动工具的运转。

如图2所示，电池单元8具有若干电池元件7，还有一监测电路5位于电池单元8内，检测电池元件7的一个或者多个参数，如放电电流-它为当连接到电动装置1时从电池元件7流出的电流，或充电电流-它为当连接到充电装置（未示出）时流入电池元件7的电流，或在电池元件7上测量出的端电压或电池单元7的温度。为了便于测量电池元件7的温度，可在电池元件7附近设置温度传感器6。

当位于电池单元8内的监测电路5检测到特定参数时，经过处理后通过信号输出端口13将控制信号传输给电动工具1的对应端口13’，电池单元8的另外两个端口11和12为电源输出端口。

如图1所示的电动工具包括位于其内部的控制电路4和电机2.电动工具1的端口11’和12’接收到来自电池单元的电源输入。当电动工具1的端口13’接收到来自电池单元8的输出端口的控制信号时，位于电动工具1内部的控制电路4接受并处理这个由电池单元8输入的控制信号，然后输出驱动信号给可电控制的开关3，进而控制电动工具1的运转。

如图3所示的信号处理与控制电路包括,电阻调节网络15，信号处理电路14，外部信号输入电路16，功率开关电路17和照明灯驱动电路18。

电阻调节网络15，其将电动工具开关扳机的位移量转化为电压量从而实现开关扳机信号的采集。

信号处理电路14包括一个集成电路IC，该集成电路根据开关扳机采集到的信号，对电动工具进行调速。该集成电路可以是单片机或集成芯片或本领域技术人员公知的其他可达到同样目的的元件。

外部信号输入电路16包括一个二极管D1和一个电阻R4。当电池单元8从控制端CTRL输入的控制信号为高电平时，二极管D1不导通，信号处理电路14中的集成电路的26端口正常输出驱动信号，从而可以控制电动工具正常运转；当电池单元8从控制端CTRL输入的控制信号为低电平时，二极管D1导通，将信号处理电路14中的集成电路的25端口下拉到低电平，特别设计该集成电路的26端口输出的驱动信号受25端口电平的控制，所以集成电路的26端口输出低电平，从而使可电控制的开关3关断，停止电动工具1的运转或者禁止电动工具1的启动。

当控制端CTRL悬空，即电池单元8无控制信号输出或者电池单元8输出的控制信号与所述控制端CTRL连接不良时，二极管D1和电阻R4将集成电路的25端口下拉到低电平，然后集成电路的26端口输出低电平，从而使可电控制的开关3关断，停止电动工具1的运转或者禁止电动工具1的启动。

该设计避免了电池单元8的控制信号与电动工具1里的控制端CTRL接触不良或者电池单元8里的电路失效时，即控制端CTRL悬空时，信号处理与控制电路将处于失控状态不能实现对电池单元的保护的风险。也就避免了电动工具在使用中将会存在电池单元过放的现象，更严重的是，在某些特殊情况下，电流过大，电池、信号处理与控制电路还存在烧毁的风险。

在开关扳机按下时，SW3导通，电池单元8对照明灯供电，此时照明灯被点亮，此时还可以利用SW3导通时的电源启动电池单元8中监测电路5的工作。这样使得电池单元8内的监测电路5只有在电动工具1工作时对电池单元8的检测，避免电动工具1在不使用时产生自耗电。当开关扳机松开时，控制端CTRL的电压可以经由二极管输出，可使照明灯受电池单元8中的监测电路5中的微处理器控制，实现延时照明。

功率开关电路17，包括可电控制的开关3，一般可电控制的开关可设计为MOSFET、继电器等,用于控制电池单元的供电。SW2为刹车机构，开关扳机松开时其导通，从而使M1、M2短路，这样可实现电机急停，扳机按下小段距离后断开直到扳机按到底。SW1为整个信号处理与控制电路的供电通断机构，开关扳机松开时其断开，扳机按下小段距离后导通直到扳机按到底，这样可实现待机时信号处理与控制电路的零功耗。

图4给出的是本发明的第二个实施例。其中外部信号输入电路16包括一个二极管D1、若干电阻、一个三极管Q2。当电池单元8从控制端CTRL输入的控制信号为低电平时，三极管Q2导通，三极管Q2的第3脚为高电平，此时二极管D1不导通，信号处理电路14中的集成电路的26端口正常输出驱动信号，从而可以控制电动工具正常运转；当电池单元8从控制端CTRL输入的控制信号为高电平时，三极管Q2不导通，二极管D1和电阻R4将集成电路的25端口下拉到低电平，特别设计该集成电路的26端口输出的驱动信号受25端口电平的控制，所以集成电路的26端口输出低电平，从而使可电控制的开关3关断，停止电动工具1的运转或者禁止电动工具1的启动。

当控制端CTRL悬空，即电池单元8无控制信号输出或者电池单元8输出的控制信号与所述控制端CTRL连接不良时，三极管Q2不导通，二极管D1和电阻R4将集成电路的25端口下拉到低电平，然后集成电路的26端口输出低电平，从而使可电控制的开关3关断，停止电动工具1的运转或者禁止电动工具1的启动。

Claims (11)

1.一种电动工具，包括：

一个电池单元，具有一个监测电路，所述监测电路检测电池单元的至少一个工作参数并输出至少一个控制信号；

一个开关，控制所述电动工具的运转；

一个壳体，包含位于所述壳体内部的一个信号处理与控制电路，所述信号处理与控制电路根据所述开关的位移信号以实现调速；所述信号处理与控制电路根据置于所述电池单元中所述监测电路检测到的所述工作参数输出所述控制信号控制所述电池单元的放电过程；

其特征在于，所述信号处理与控制电路还包括一个外部信号输入电路。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电池单元中的监测电路检测下列参数中的至少一个参数来作为工作参数：流入电池单元的电流、从该电池单元流出的电流、该电池单元端的端电压、该电池单元的温度及一个与温度相关的参数。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述信号处理与控制电路还包括一个集成电路。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于：所述信号处理与控制电路包括一个可电控制的开关。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于：所述外部信号输入电路和所述信号处理与控制电路都是通过所述集成电路进行信号处理，最终利用所述可电控制的开关控制所述电动工具的工作。

6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于：所述外部信号输入电路包含至少一个电阻和至少一个二极管。

7.一种电动工具控制方法，包括:

一个监测电路，所述监测电路位于一个电池单元内，所述监测电路检测所述电池单元的至少一个工作参数并输出至少一个控制信号;

一个开关，控制所述电动工具的运转；

一个信号处理与控制电路，所述信号处理与控制电路根据所述开关的位移信号以实现调速；所述信号处理与控制电路还包括一个集成电路、一个可电控制的开关和一个外部信号输入电路，

当所述电池单元输出的所述控制信号为第一信号时，所述集成电路输出驱动信号，所述可电控制的开关控制所述电动工具正常运转；

当所述电池单元输出的控制信号为第二信号时，所述集成电路不输出驱动信号，所述可电控制的开关控制所述电动工具停止运转或者禁止启动；

当所述电池单元没有控制信号输出或者与所述外部信号输入电路连接不良时，所述集成电路不输出驱动信号，所述可电控制的开关控制所述电动工具停止运转或者禁止启动。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于：所述电池单元中的监测电路检测下列参数中的至少一个参数来作为工作参数：流入电池单元的电流、从该电池单元流出的电流、该电池单元端的端电压、该电池单元的温度及一个与温度相关的参数。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于：所述外部信号输入电路包含至少一个电阻和至少一个二极管。

10.根据权利要求9所述的电动工具，其特征在于：所述电池单元输出的所述第一控制信号可以是高电平或者低电平。

11.根据权利要求10所述的电动工具，其特征在于：所述电池单元输出的所述第二控制信号可以是低电平或者高电平。