CN110190655A - 一种电动工具控制装置、电动工具及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动工具控制装置、电动工具及控制方法，包括：超低功耗切换模块；工具控制模块；上电模块；所述上电模块与直流电源电连接；所述超低功耗切换模块与所述上电模块电连接，在所述上电模块上电状态下，所述超低功耗切换模块可与所述直流电源形成回路；所述工具控制模块与所述超低功耗切换模块电连接，在所述上电模块上电状态下，所述工具控制模块可接入所述直流电源并形成回路，所述工具控制模块还可控制所述超低功耗切换模块切入超低功耗状态。该种电动工具控制装置能够在上电模块一直上电情况下切换电动工具控制装置进入超低功耗状态。

Description

一种电动工具控制装置、电动工具及控制方法

技术领域

本发明属于电控技术领域，尤其涉及一种电动工具控制装置、电动工具及控制方法。

背景技术

目前使用电池的电动工具，电力由锂电池提供。锂电池具有最低放电要求，过度放电会严重影响锂电池的寿命，甚至直接导致锂电池报废。由于成本限制和通用性考虑，目前多数电动工具的锂电池自身没有过度放电保护，因此需求与其连接的控制器完成过度放电保护功能。

当用户扣下扳机(上电模块上电)后由于其他原因未及时关闭电动工具，或者电动工具触发异常保护机制后停机，用户误以为扳机已经松开，导致扳机一直未松开的情况。这时控制器会一直耗电，使得锂电池过度放电，降低锂电池寿命或者损坏锂电池。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种电动工具控制装置、电动工具及控制方法，该种电动工具控制装置能够在上电模块一直上电情况下切换电动工具控制装置进入超低功耗状态。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种电动工具控制装置，包括：超低功耗切换模块；工具控制模块；上电模块；所述上电模块与直流电源电连接；所述超低功耗切换模块与所述上电模块电连接，在所述上电模块上电状态下，所述超低功耗切换模块可与所述直流电源形成回路；所述工具控制模块与所述超低功耗切换模块电连接，在所述上电模块上电状态下，所述工具控制模块可接入所述直流电源并形成回路，所述工具控制模块还可控制所述超低功耗切换模块切入超低功耗状态。

根据本发明一实施例，所述超低功耗切换模块包括：第一超低功耗电阻、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一导通开关、第二导通开关、第三导通开关；其中，所述上电模块与所述直流电源的正极电连接，所述第一电容的第一端与所述上电模块电连接，所述第一电容的第一端还与所述第一超低功耗电阻的第一端电连接；所述第一电容的第二端与所述第三电阻的第一端电连接；所述第一超低功耗电阻的第二端与所述直流电源的负极电连接；所述第一电阻的第一端与所述直流电源的正极电连接，所述第一电阻的第一端还与所述第一导通开关的第一端电连接；所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端还与所述第一导通开关的第二端电连接；所述第二电阻的第一端与所述第一导通开关的第二端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第二导通开关的第一端电连接，所述第二电阻的第二端还与所述第三导通开关的第一端电连接；所述第三电阻的第二端与所述第三导通开关的第二端电连接；所述第四电阻的第一端与所述第二导通开关的第二端电连接，所述第四电阻的第二端与所述工具控制模块的输出控制脚电连接；所述第一导通开关的第三端与所述工具控制模块的正极端口电连接；所述第二导通开关的第三端与所述直流电源的负极电连接；所述第三导通开关的第三端与所述直流电源的负极电连接；所述工具控制模块的输出控制脚与所述直流电源的负极电连接；在所述上电模块初始上电状态下，所述第三导通开关导通，所述第一导通开关导通，所述工具控制模块初步上电，所述第二导通开关导通；在过渡状态下，所述第三导通开关开路，所述工具控制模块根据设置的延迟时间可断开与所述第四电阻的电连接；在超低功耗状态下，所述第一导通开关开路、所述第二导通开关开路、所述第三导通开关开路。

根据本发明一实施例，所述超低功耗切换模块包括：第二超低功耗电阻、第二电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；第四导通开关、第五导通开关；其中，所述上电模块与所述直流电源的负极电连接，所述第二电容的第一端与所述上电模块电连接，所述第二电容的第一端还与所述第二超低功耗电阻的第一端电连接；所述第二电容的第二端与所述第八电阻的第一端电连接；所述第二超低功耗电阻的第二端与所述直流电源的正极电连接；所述第五电阻的第一端与所述直流电源的正极电连接，所述第五电阻的第一端还与所述第四导通开关的第一端电连接；所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端还与所述第四导通开关的第二端电连接；所述第六电阻的第一端与所述第四导通开关的第二端电连接，所述第六电阻的第二端与所述第五导通开关的第一端电连接，所述第六电阻的第二端还与所述第八电阻的第二端电连接；所述第八电阻的第二端与所述第五导通开关的第一端电连接；所述第七电阻的第一端与所述第五导通开关的第二端电连接，所述第七电阻的第二端与所述工具控制模块的输出控制脚电连接；所述第四导通开关的第三端与所述工具控制模块的正极端口电连接；所述第五导通开关的第三端与所述直流电源的负极电连接；所述工具控制模块的输出控制脚与所述直流电源的负极电连接；在所述上电模块初始上电状态下，所述第四导通开关导通，所述工具控制模块初步上电，所述第五导通开关导通；在过渡状态下，所述工具控制模块根据设置的延迟时间可断开与所述第七电阻的电连接，所述第五导通开关开路；在超低功耗状态下，所述第四导通开关开路、所述第五导通开关开路。

根据本发明一实施例，所述第一导通开关为PNP三极管或者PMOS三极管；所述第二导通开关和/或所述第三导通开关为NPN三极管或者NMOS三极管。

根据本发明一实施例，所述第四导通开关为PNP三极管或者PMOS三极管；所述第五导通开关为NPN三极管或者NMOS三极管。

基于相同的构思，本发明还提供了一种电动工具，包括上述实施例中的电动工具控制装置。

根据本发明一实施例，所述电动工具为角磨机。

基于相同的构思，本发明还提供了一种电动工具的控制方法，包括：

工具控制模块检测所述电动工具的空载运行时间；

若所述空载运行时间达到预设的空载延时时间，则控制所述电动工具停机；

所述工具控制模块进入超低功耗状态计时；

检测所述上电模块是否处于上电状态；

若所述超低功耗状态计时到达设置的延迟时间，所述工具控制模块控制所述超低功耗切换模块切入超低功耗状态。

根据本发明一实施例，电动工具的控制方法还包括：

若所述电动工具处于异常保护停机，所述工具控制模块进入超低功耗状态计时。

根据本发明一实施例，所述工具控制模块检测所述电动工具的空载运行时间进一步包括：

判定所述电动工具是否处于空载运行状态；

启动空载运行状态计时。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明一实施例中的电动工具控制装置通过设置超低功耗切换模块及工具控制模块可实现装置超低功耗状态的切换，在上电模块一直上电状态下，工具控制模块可控制超低功耗切换模块切入超低功耗状态，这样可以避免使用的直流电源过度放电。

2)本发明一实施例中的电动工具的控制方法通过检测电动工具的空载运行时间是否达到预设的空载延时时间可控制电动工具停机，并且工具控制模块进入超低功耗状态计时，若上电模块是否处于上电状态并且超低功耗状态计时到达设置的延迟时间，工具控制模块控制超低功耗切换模块切入超低功耗状态，这样可以避免使用的直流电源过度放电。

附图说明

图1为本发明的一种电动工具控制装置的结构框图；

图2为本发明的一种超低功耗切换模块的硬件电路图；

图3为本发明的另一种超低功耗切换模块的硬件电路图；

图4为本发明的一种电动工具的控制方法的流程图；

图5为图4中A1步骤的子流程图；

图6为本发明的电动工具实际应用时电动工具的控制框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种电动工具控制装置、电动工具及控制方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1至图3，一种电动工具控制装置，包括：超低功耗切换模块；工具控制模块；上电模块；上电模块与直流电源电连接；超低功耗切换模块与上电模块电连接，在上电模块上电状态下，超低功耗切换模块可与直流电源形成回路；工具控制模块与超低功耗切换模块电连接，在上电模块上电状态下，工具控制模块可接入直流电源并形成回路，工具控制模块还可控制超低功耗切换模块切入超低功耗状态。

本实施例中的电动工具控制装置通过设置超低功耗切换模块及工具控制模块可实现装置超低功耗状态的切换，在上电模块一直上电状态下，工具控制模块可控制超低功耗切换模块切入超低功耗状态，这样可以避免使用的直流电源过度放电。

具体来说，上电模块为电动工具的扳机，若电动工具处于停机状态，但是上电模块没有关断，则电动工具系统会一直处于上电状态，工具控制模块会持续耗电，直流电源会过度放电。本实施例中的电动工具控制装置中若在停机状态下上电模块一直处于上电状态，工具控制模块会控制超低功耗切换模块切入超低功耗状态，这样工具控制模块会处于断电状态，避免了使用的直流电源过度放电。

实施例2

参看图2，在实施例1的基础上，本实施例给出了超低功耗切换模块的具体应用例，具体来说，超低功耗切换模块包括：第一超低功耗电阻R8、第一电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一导通开关Q1、第二导通开关Q2、第三导通开关Q3；其中，上电模块S1与直流电源的正极电连接，第一电容C4的第一端与上电模块S1电连接，第一电容C4的第一端还与第一超低功耗电阻R8的第一端电连接；第一电容C4的第二端与第三电阻R3的第一端电连接；第一超低功耗电阻R8的第二端与直流电源的负极电连接；第一电阻R1的第一端与直流电源的正极电连接，第一电阻R1的第一端还与第一导通开关Q1的第一端电连接；第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端电连接，第一电阻R1的第二端还与第一导通开关Q1的第二端电连接；第二电阻R2的第一端与第一导通开关Q1的第二端电连接，第二电阻R2的第二端与第二导通开关Q2的第一端电连接，第二电阻R2的第二端还与第三导通开关Q3的第一端电连接；第三电阻R3的第二端与第三导通开关Q3的第二端电连接；第四电阻R4的第一端与第二导通开关Q2的第二端电连接，第四电阻R4的第二端与工具控制模块的输出控制脚电连接；第一导通开关Q1的第三端与工具控制模块的正极端口电连接；第二导通开关Q2的第三端与直流电源的负极电连接；第三导通开关Q3的第三端与直流电源的负极电连接；工具控制模块的输出控制脚与直流电源的负极电连接；在上电模块S1初始上电状态下，第三导通开关Q3导通，第一导通开关Q1导通，工具控制模块初步上电，第二导通开关Q2导通；在过渡状态下，第三导通开关Q3开路，工具控制模块根据设置的延迟时间可断开与第四电阻R4的电连接；在超低功耗状态下，第一导通开关Q1开路、第二导通开关Q2开路、第三导通开关Q3开路。

进一步地，第一导通开关Q1为PNP三极管或者PMOS三极管；第二导通开关Q2和/或第三导通开关Q3为NPN三极管或者NMOS三极管。

下面讲一下本实施例中模块的工作原理或工作过程。

本实施例中上电模块S1(下面称为扳机)与直流电源的正极电连接，扳机闭合前，第一电容C4两端电压为0V，当扳机闭合时(初始上电状态下)，第一电容C4右端电压由电源电压逐渐下降，第三导通开关Q3会打开一段时间，在该时间段内，系统上电并通过第四电阻R4打开第二导通开关Q2，实现维持工具控制模块电源。当第一电容C4右端电压下降到不能维持第三导通开关Q3打开时，第三导通开关Q3关闭。当工具控制模块检测到超低功耗延时达到预设时间时，工具控制模块通过第四电阻R4关闭第二导通开关Q2，电动工具控制装置掉电进入超低功耗状态。此时电池的电流为电池电压除以第一超低功耗电阻R8，通过调节第一超低功耗电阻R8电阻值和第一电容C4电容值可以实现超低功耗和完成功能。

实施例3

参看图3，在实施例1的基础上，本实施例给出了超低功耗切换模块的具体应用例，具体来说，超低功耗切换模块包括：第二超低功耗电阻R9、第二电容C8、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R10；第四导通开关Q4、第五导通开关Q5；其中，上电模块S1与直流电源的负极电连接，第二电容C8的第一端与上电模块S1电连接，第二电容C8的第一端还与第二超低功耗电阻R9的第一端电连接；第二电容C8的第二端与第八电阻R10的第一端电连接；第二超低功耗电阻R9的第二端与直流电源的正极电连接；第五电阻R5的第一端与直流电源的正极电连接，第五电阻R5的第一端还与第四导通开关Q4的第一端电连接；第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端电连接，第五电阻R5的第二端还与第四导通开关Q4的第二端电连接；第六电阻R6的第一端与第四导通开关Q4的第二端电连接，第六电阻R6的第二端与第五导通开关Q5的第一端电连接，第六电阻R6的第二端还与第八电阻R10的第二端电连接；第八电阻R10的第二端与第五导通开关Q5的第一端电连接；第七电阻R7的第一端与第五导通开关Q5的第二端电连接，第七电阻R7的第二端与工具控制模块的输出控制脚电连接；第四导通开关Q4的第三端与工具控制模块的正极端口电连接；第五导通开关Q5的第三端与直流电源的负极电连接；工具控制模块的输出控制脚与直流电源的负极电连接；在上电模块S1初始上电状态下，第四导通开关Q4导通，工具控制模块初步上电，第五导通开关Q5导通；在过渡状态下，工具控制模块根据设置的延迟时间可断开与第七电阻R7的电连接，第五导通开关Q5开路；在超低功耗状态下，第四导通开关Q4开路、第五导通开关Q5开路。

进一步地，第四导通开关Q4为PNP三极管或者PMOS三极管；第五导通开关Q5为NPN三极管或者NMOS三极管。

下面讲一下本实施例中模块的工作原理或工作过程。

本实施例中上电模块S1(下面称为扳机)与直流电源的正极电连接，扳机闭合前第二电容C8两端电压为0V，当扳机闭合时，第二电容C8右端电压由0V逐渐上升，该上升过程中第四导通开关Q4会打开一段时间。在该段时间内，系统上电并通过第七电阻R7打开第五导通开关Q5，实现维持系统电源。当系统检测到超低功耗延时达到预设时间时，系统通过第七电阻R7关闭第五导通开关Q5，第二电容C8右端电压逐渐升高，当不能维持第四导通开关Q4打开时，系统掉电进入超低功耗状态。此时电池的电流为电池电压除以第二超低功耗电阻R9，通过调节第二超低功耗电阻R9电阻值和第二电容C8电容值可以实现超低功耗和完成功能。

实施例4

基于相同的构思，本发明还提供了一种电动工具，包括上述实施例中的电动工具控制装置。具体地，电动工具为角磨机。

实施例5

参看图4，基于相同的构思，本发明还提供了一种电动工具的控制方法，包括：

A1,工具控制模块检测电动工具的空载运行时间；

A2,若空载延时时间达到预设的空载运行时间，则控制电动工具停机；

A3,工具控制模块进入超低功耗状态计时；

A4,检测上电模块是否处于上电状态；

A5,若超低功耗状态计时到达设置的延迟时间，工具控制模块控制超低功耗切换模块切入超低功耗状态。

参看图5，进一步地，电动工具的控制方法还包括：

A1＇,若电动工具处于异常保护停机，工具控制模块进入超低功耗状态计时。

进一步地，工具控制模块检测电动工具的空载运行时间进一步包括：

A101，判定电动工具是否处于空载运行状态；

A102，启动空载运行状态计时。

下面具体来讲一下实际应用时电动工具的控制方法。

参看图6，对于用户未及时关断上电模块(下称为扳机)的情况，该情况下，用户扣下扳机，电动工具处于空载运行条件下，一般锂电电动工具连续空载运行2小时左右就会将电池电量放尽，对于角磨，一般连续空载运行30分钟左右会将电池电量放尽。当用户未及时松开扳机时，本发明的控制器会判定空载运行状态，并开始计时，延时特定时间后，停机。在该延时时间内，如果用户使用了电动工具，即控制器检测到非空载运行条件，则退出空载延时机制，直至再次进入空载运行条件。所述空载延时的特定时间一般为30秒至1分钟。停机后延时特定时间，控制器进入超低功耗状态，该特定延时时间一般为20秒至1分钟。在该延时时间内，如果用户松开扳机，则退出进入超低功耗状态的延时机制。

对于电动工具触发异常保护机制后停机的情况：

该条件下，用户扣下扳机并使用电动工具，电动工具触发异常保护机制后停机。停机后延时特定时间，控制器进入超低功耗状态，该特定时间一般为20秒至1分钟。在该延时内，如果用户松开扳机，则退出进入超低功耗状态的延时机制。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电动工具控制装置，其特征在于，包括：

超低功耗切换模块；

工具控制模块；

上电模块；

所述上电模块与直流电源电连接；

所述超低功耗切换模块与所述上电模块电连接，在所述上电模块上电状态下，所述超低功耗切换模块可与所述直流电源形成回路；

所述工具控制模块与所述超低功耗切换模块电连接，在所述上电模块上电状态下，所述工具控制模块可接入所述直流电源并形成回路，所述工具控制模块还可控制所述超低功耗切换模块切入超低功耗状态。

2.如权利要求1所述电动工具控制装置，其特征在于，所述超低功耗切换模块包括：第一超低功耗电阻、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一导通开关、第二导通开关、第三导通开关；

其中，

所述上电模块与所述直流电源的正极电连接，所述第一电容的第一端与所述上电模块电连接，所述第一电容的第一端还与所述第一超低功耗电阻的第一端电连接；所述第一电容的第二端与所述第三电阻的第一端电连接；

所述第一超低功耗电阻的第二端与所述直流电源的负极电连接；

所述第一电阻的第一端与所述直流电源的正极电连接，所述第一电阻的第一端还与所述第一导通开关的第一端电连接；所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端还与所述第一导通开关的第二端电连接；

所述第二电阻的第一端与所述第一导通开关的第二端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第二导通开关的第一端电连接，所述第二电阻的第二端还与所述第三导通开关的第一端电连接；

所述第三电阻的第二端与所述第三导通开关的第二端电连接；

所述第四电阻的第一端与所述第二导通开关的第二端电连接，所述第四电阻的第二端与所述工具控制模块的输出控制脚电连接；

所述第一导通开关的第三端与所述工具控制模块的正极端口电连接；

所述第二导通开关的第三端与所述直流电源的负极电连接；

所述第三导通开关的第三端与所述直流电源的负极电连接；

所述工具控制模块的输出控制脚与所述直流电源的负极电连接；

在所述上电模块初始上电状态下，所述第三导通开关导通，所述第一导通开关导通，所述工具控制模块初步上电，所述第二导通开关导通；

在过渡状态下，所述第三导通开关开路，所述工具控制模块根据设置的延迟时间可断开与所述第四电阻的电连接；

在超低功耗状态下，所述第一导通开关开路、所述第二导通开关开路、所述第三导通开关开路。

3.如权利要求1所述电动工具控制装置，其特征在于，所述超低功耗切换模块包括：第二超低功耗电阻、第二电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；第四导通开关、第五导通开关；

其中，

所述上电模块与所述直流电源的负极电连接，所述第二电容的第一端与所述上电模块电连接，所述第二电容的第一端还与所述第二超低功耗电阻的第一端电连接；所述第二电容的第二端与所述第八电阻的第一端电连接；

所述第二超低功耗电阻的第二端与所述直流电源的正极电连接；

所述第五电阻的第一端与所述直流电源的正极电连接，所述第五电阻的第一端还与所述第四导通开关的第一端电连接；所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端还与所述第四导通开关的第二端电连接；

所述第六电阻的第一端与所述第四导通开关的第二端电连接，所述第六电阻的第二端与所述第五导通开关的第一端电连接，所述第六电阻的第二端还与所述第八电阻的第二端电连接；

所述第八电阻的第二端与所述第五导通开关的第一端电连接；

所述第七电阻的第一端与所述第五导通开关的第二端电连接，所述第七电阻的第二端与所述工具控制模块的输出控制脚电连接；

所述第四导通开关的第三端与所述工具控制模块的正极端口电连接；

所述第五导通开关的第三端与所述直流电源的负极电连接；

所述工具控制模块的输出控制脚与所述直流电源的负极电连接；

在所述上电模块初始上电状态下，所述第四导通开关导通，所述工具控制模块初步上电，所述第五导通开关导通；

在过渡状态下，所述工具控制模块根据设置的延迟时间可断开与所述第七电阻的电连接，所述第五导通开关开路；

在超低功耗状态下，所述第四导通开关开路、所述第五导通开关开路。

4.如权利要求2所述电动工具控制装置，其特征在于，所述第一导通开关为PNP三极管或者PMOS三极管；所述第二导通开关和/或所述第三导通开关为NPN三极管或者NMOS三极管。

5.如权利要求3所述电动工具控制装置，其特征在于，所述第四导通开关为PNP三极管或者PMOS三极管；所述第五导通开关为NPN三极管或者NMOS三极管。

6.一种电动工具，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述电动工具控制装置。

7.如权利要求6所述电动工具，其特征在于，所述电动工具为角磨机。

8.一种如权利要求6所述电动工具的控制方法，其特征在于，包括：

工具控制模块检测所述电动工具的空载运行时间；

若所述空载运行时间达到预设的空载延时时间，则控制所述电动工具停机；

所述工具控制模块进入超低功耗状态计时；

检测所述上电模块是否处于上电状态；

若所述超低功耗状态计时到达设置的延迟时间，所述工具控制模块控制所述超低功耗切换模块切入超低功耗状态。

9.如权利要求8所述电动工具的控制方法，其特征在于，还包括：

若所述电动工具处于异常保护停机，所述工具控制模块进入超低功耗状态计时。

10.如权利要求8所述电动工具的控制方法，其特征在于，所述工具控制模块检测所述电动工具的空载运行时间进一步包括：

判定所述电动工具是否处于空载运行状态；

启动空载运行状态计时。