CN110900502B - 冲击扳手以及电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动工具，包括：壳体、无刷电机、工具附件轴、传动装置、操作件、驱动电路、控制单元、电源电路以及供电电源。其中，电动工具还包括：设置在供电电源与电源电路之间的第一触发电路，其包括与操作件关联的第一信号开关；设置在电源电路与驱动电路之间的驱动电路电源支路；设置在电源电路与驱动电路电源支路之间的第二触发电路，其包括与操作件关联的第二信号开关；当操作件被按下时，第一信号开关和第二信号开关被触发，电源电路、控制单元和驱动电路电源支路工作，无刷电机运转。本发明还可公开了一种冲击扳手。本发明的电动工具采用信号开关代替机械主开关，可有效防止因大电流使主开关提前失效，提高电动工具的安全性。

Description

冲击扳手以及电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，具体涉及一种能够避免大电流使开关失效的电动工具。

背景技术

冲击扳手、角磨、圆锯等电动工具，其工作电流较大，该较大工作电流通常由设置于主回路上的实体开关承载，大电流实体开关的触点容易产生火花，导致触点变形或失效，存在安全隐患。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够避免大电流使开关提前失效的电动工具。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电动工具，包括：壳体；无刷电机，容纳于所述壳体内，所述无刷电机包括定子、转子和电机轴；所述电机轴由所述无刷电机的转子驱动；工具附件轴，用于支持工具附件；传动装置，可操作地连接至所述无刷电机的电机轴和所述工具附件轴，用于将所述无刷电机的电机输出的动力传递至所述工具附件轴；操作件，设置于所述壳体表面上，可操作地被触动以使所述无刷电机运转或停止；驱动电路，用以驱动所述无刷电机的转子运转；所述驱动电路包括由一个或多个驱动开关组成的桥电路，所述桥电路包括高侧驱动开关和低侧驱动开关；控制单元，用以输出驱动信号至所述驱动电路的所述驱动开关的控制端，以控制所述驱动电路工作；电源电路，为所述无刷电机、驱动电路和控制单元供电；供电电源，可操作地电连接至所述电源电路，至少为所述电源电路供电；其中，所述电动工具还包括：第一触发电路，设置在所述供电电源与所述电源电路之间，所述第一触发电路包括与所述操作件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述供电电源与所述电源电路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第一信号开关被触发；驱动电路电源支路，设置在所述电源电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；第二触发电路，设置在所述电源电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二触发电路包括与所述操作件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述电源电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第二信号开关被触发。

进一步地，所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路，所述上桥驱动自举电路与所述控制单元以及所述驱动电路电连接，用于驱动所述驱动电路的高侧驱动开关。

进一步地，所述上桥驱动自举电路包括输入端、输出端、控制端以及储能元件；所述上桥驱动自举电路的输入端，电连接至所述第二触发电路，以通过所述第二触发电路电连接至所述电源电路或断开与所述电源电路的电连接；所述上桥驱动自举电路的输出端，电连接至所述控制单元，所述上桥驱动自举电路的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述储能元件，电连接在所述第一输出端和第二输出端之间，以通过所述控制单元提供所述驱动电路的所述高侧驱动开关的电压；所述储能元件的一端电连接至所述上桥驱动自举电路的输入端，另一端电连接至所述上桥驱动自举电路的控制端；所述上桥驱动自举电路的控制端电连接至所述驱动电路的所述高侧驱动开关和低侧驱动开关之间，所述储能元件根据所述控制端的电压充电或放电。

所述第一触发电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关。

进一步地，所述第二触发电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

一种冲击扳手，包括：壳体；冲击部分，包括冲击力产生机构，用于产生冲击力；无刷电机，容纳于所述壳体内，所述无刷电机包括定子、转子和电机轴；所述电机轴由所述无刷电机的转子驱动；工具附件轴，用于支持所述冲击部分；传动装置，可操作地连接至所述无刷电机的电机轴和所述工具附件轴，用于将所述无刷电机的电机输出的动力传递至所述工具附件轴；操作件，设置于所述壳体表面上，可操作地被触动以使所述无刷电机运转或停止；驱动电路，用以驱动所述无刷电机的转子运转；所述驱动电路包括由一个或多个驱动开关组成的桥电路，所述桥电路包括高侧驱动开关和低侧驱动开关；控制单元，用以输出驱动信号至所述驱动电路的所述驱动开关的控制端，以控制所述驱动开关导通或关断；电源电路，为所述无刷电机、驱动电路和控制单元供电；电池包，可拆卸地连接至所述冲击扳手，用于为所述冲击扳手供电；其，所述冲击扳手还包括：第一触发电路，设置在所述电池包与所述电源电路之间，所述第一触发电路包括与所述操作件关联的第一开关，所述第一开关允许或禁止所述电池包与所述电源电路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第一开关被触发；驱动电路电源支路，设置在所述电源电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；第二触发电路，设置在所述电源电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二触发电路包括与所述操作件关联的第二开关，所述第二开关允许或禁止所述电源电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第二开关被触发。

进一步地，所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路，所述上桥驱动自举电路与所述控制单元以及所述驱动单元电连接，用于驱动所述驱动电路的高侧驱动开关。

进一步地，所述第一触发电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一开关；所述第二触发电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二开关。

进一步地，所述第一开关和第二开关为信号开关。

进一步地，所述第一开关和第二开关联动地接通或断开。

本发明的有益之处在于：采用信号开关代替机械主开关，可有效防止因大电流使主开关提前失效，提高电动工具的安全性；另外，通过简单的信号开关双通道的硬件电路方式，能够避免以软件方式判断开关的通断状态，在软件运行故障的情况下造成判断错误，使电动工具误启动、或无法停止运转的问题；再次，通过设置的两个开关的通断状态检测方式形成的软件控制方式，其与上述信号开关双通道硬件电路形成互补，既可以避免软件控制方式在软件运行故障的情况下造成判断错误，使电动工具误启动、或无法停止运转的问题，也可以避免硬件电路触发方式下开关长期时间使用，接触电阻变大影响启动和刹车的问题。

附图说明

图1是作为一种实施例的电动工具的立体图；

图2是图1所示的电动工具的剖视图；

图3是图1所示的电动工具的一个实施方式的控制系统；

图4是图3控制系统中作为一个实施方式的第一触发电路；

图5是图3控制系统中作为一个实施方式的上桥驱动自举电路；

图6是图3控制系统中作为一个实施方式的和第二触发电路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明的电动工具100可以是具有较大工作电流的电动工具，该较大工作电流通常可以为手持式电动工具、花园类工具，在此并非有所限制。本发明的电动工具100包括但不限于以下内容：冲击螺丝批、电钻、冲击扳手、角磨等需要调速的电动工具，砂光机等可能用来打磨工件的电动工具，往复锯、圆锯、曲线锯等可能用来切割工件；电锤等可能用来做冲击使用的电动工具。这些工具也可能是园林类工具，比如修枝机、链锯；另外这些工具也可能作为其它用途，比如搅拌机。只要这些电动工具100能够采用以下披露的技术方案的实质内容即可落在本发明的保护范围内。

参照图1至图2，电动工具10包括但不限于：壳体11、无刷电机13、把手14、传动装置15、工具附件、工具附件轴、供电电源、电路板以及设置在电路板上的电路部件。

工具附件用于实现电动工具10的功能，例如扭转、打磨等。工具附件通过工具附件轴与无刷电机13连接。本实施例以冲击扳手为例，对冲击扳手而言，工具附件为如图1和图2所示的冲击部分12。冲击扳手10的冲击部分12在无刷电机13驱动下来产生旋转冲击力，用于卸除工作对象（例如，脚手架）上的螺母，从而将使得螺母和螺栓松开，便于对工作对象进行拆卸。

无刷电机13用于驱动工具附件轴，从而带动工具附件工作，为工具附件提供动力。无刷电机13包括转子、定子和无刷电机轴，通过传动装置15连接工具附件轴和无刷电机轴，将无刷电机轴的驱动力传递至工具附件轴。传动装置15可以为行星齿轮机构的减速装置，无刷电机的旋转通过行星齿轮机构来降低转速。

把手14供用户握持，把手14可以作为独立的零件也可以由壳体11形成。

电动工具10还包括操作件16，操作件16用于启动或关闭无刷电机104，其设置于壳体11或把手14。当操作件16被按下时无刷电机13启动，当操作件16被释放时无刷电机13关闭。

供电电源用于为电动工具10提供电能。在一些实施例中，电动工具100使用直流电源供电，更具体地，电动工具10使用电池包20供电，电池包20配合相应的电源电路，如DC-DC转换芯片，为所述无刷电机13以及电路板上的电路部件供电。本领域技术人员应当理解，电源并不限于使用电池包20的场景，还可通过市电、交流电源，配合相应的整流、滤波和调压电路，实现对各电路元件的供电。

在本实施例中，电动工具10使用电池包20供电，电池包20可拆卸的安装至电动工具10。

电池包20包括壳体21和电池芯22（图3）。电池芯22容纳在壳体22中，用于存储能量，其能被反复充放电。壳体21用于容纳电池芯22以及其他部件，并且壳体21形成有连接界面，用于与电动工具10的电池包接合部连接。电池包20包括电源正极和电源负极，以及能与外部电路实现电连接的正极电源端子20a和负极电源端子20b，电池包20的电源正极通过正极电源端子20a可与外部电路连接，电池包20的电源负极通过负极电源端子20b可与外部电路连接。比如与电动工具100中的用于驱动无刷电机的驱动电路构成电性连接。在本实施例中，电池包20适用于电动工具10，可以作为电动工具10的动力源使用。

电动工具10的运转还需依赖安装于电路板上的电路部件，电路部件包括但不限于控制单元31、驱动电路32、电源电路33。驱动电路32，用以驱动无刷电机13的转子运转；控制单元31，用以输出驱动信号控制所述驱动电路32工作；电源电路33，为所述无刷电机13、驱动电路32、控制单元31供电。各个电路部件相互关联连接构成电动工具10的控制系统30。

本实施例中，所述控制单元31可采用专用的控制芯片（例如，MCU，微控制单元，Microcontroller Unit），利用控制芯片内部的功能电路，如功率驱动单元提升其输出信号的驱动能力。

参考图3，作为一种实施方式的电动工具10的控制系统30， 所述控制系统30包括第一触发电路35、驱动电路电源支路34、第二触发电路36。其中，第一触发电路35设置在电池包20与电源电路33之间，所述第一触发电路35包括与所述操作16件关联的第一信号开关SW1，所述第一信号开关SW1允许或禁止所述电池包20与所述电源电路33的电连接；当所述操作件16被按下时，所述第一信号开关SW1被触发。驱动电路电源支路34设置在所述电源电路33与驱动电路32之间，用于为所述驱动电路32供电。第二触发电路36设置在所述电源电路33与所述驱动电路电源支路34之间，所述第二触发电路36包括与所述操作件16关联的第二信号开关，所述第二信号开关SW2允许或禁止所述电源电路33与所述驱动电路电源支路34的电连接；当所述操作件16被按下时，所述第二信号开关SW2被触发。

电动工具10的壳体11用于容纳上述无刷电机13、传动装置15、电路板以及电路板上的电路部件，并且至少容纳所述电池包20。

本实施例以冲击扳手作为电动工具10的一个实施例，当然，本领域技术人员可以理解的，本发明的电动工具10还可以是上文所述的其他电动工具10，例如，角磨、圆锯等。

冲击扳手的壳体11用于容纳无刷电机13、传动装置15、电路板以及电路板上的电路部件构成的控制系统30。冲击扳手使用电池包20供电，电动工具10的壳体11至少部分容纳电池包20。

冲击扳手还包括冲击部分12，冲击部分12通过传动装置15电连接至无刷电机13的电机轴。在一些实施例中，冲击部分12包括冲击力产生机构121、砧部122、端部部件123等机构。冲击力产生机构。无刷电机13的旋转通过传动装置15传递至工具附件轴，工具附件轴的旋转力通过冲击力产生机构121转换为旋转冲击力并传递至砧部122，砧部122的前端附接有端部部件123，端部部件123 可以是起子头、套筒头或类似部件，可用于旋转螺母的部件。

冲击扳手的运行，还依赖于设置在壳体11中的控制系统30，控制系统30设置于电路板上，用于在冲击扳手进行螺母卸除时，控制无刷电机13输出动力。

由于冲击扳手工作时电流较大（可达到50A~60A），该较大工作电流通常由设置于主回路上的实体开关承载，易使开关失效（触点粘黏），甚至产生火花，存在安全隐患。

本发明提供一种电动工具，采用信号开关进行控制，信号开关的所在支路不经过电动工具的主回路，因此流经其的电流较小，不易打火，可以避免大电流开关触点因承载过大电流而出现变形、失效的问题。

继续以冲击扳手为例，冲击扳手的控制系统30包括：控制单元31、驱动电路32、电源电路33、驱动电路电源支路34、第一触发电路35、第二触发电路36。

其中，驱动电路32用以驱动无刷电机13的转子运转，当电池包20可拆卸的连接至冲击扳手时，驱动电路32电连接至电池包20，与电池包20构成主回路，电池包20的电能为驱动电路32供电。驱动电路32与无刷电机13的绕组电连接。

控制单元31电连接至驱动电路32，用以输出驱动信号控制所述驱动电路32工作，控制单元31采用专用的控制芯片（例如，MCU，微控制单元，Microcontroller Unit），控制芯片内部包括功率驱动单元311，利用功率驱动单元311提升控制单元31输出信号的驱动能力，所述功率驱动电路311也可采用外置式的功率驱动单元311实现。

电源电路33为无刷电机13、驱动电路32、控制单元31供电，电源电路33的输入端通过第一触发电路35电连接至电池包20。电源电路33还连接至控制单元31，用于为控制单元31提供电能。同时，电源电路33的输出端通过第二触发电路36电连接至驱动电路电源支路34，用于为驱动电路电源支路34提供电能。

第一触发电路35设置在电池包20与电源电路33之间，所述第一触发电路35包括与所述操作件16关联的第一信号开关SW1，当操作件16被按下时，所述第一信号开关SW1被触发，允许或禁止电池包20与电源电路33的电连接。

驱动电路电源支路34设置在所述电源电路33与驱动电路32之间，用于为所述驱动电路32供电。

第二触发电路36设置在所述电源电路33与所述驱动电路电源支路34之间，所述第二触发电路36包括与所述操作件16关联的第二信号开关SW2，当所述操作件16被按下时，所述第二信号开关SW2被触发，允许或禁止所述电源电路33与所述驱动电路电源支路34的电连接。

继续参照图3，驱动电路32与所述无刷电机13的三相绕组电连接，驱动所述无刷电机13运转。作为一种实施方式，驱动电路32可采用三相桥电路的方式实现。具体地，驱动电路32包括驱动开关，多个驱动开关组成三相桥电路。在本实施例中，驱动电路32包括驱动开关VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，驱动开关VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6组成三相桥电路。在此，我们定义VT1、VT2、VT3为各相电桥的高侧驱动开关，VT4、VT5、VT6为各相电桥的低侧驱动开关。各相桥电路的高侧驱动开关和低侧驱动开关连接于同一绕组，例如，高侧驱动开关VT1和低侧驱动开关VT4与第一相绕组连接，高侧驱动开关VT2和低侧驱动开关VT5与第二相绕组连接，高侧驱动开关VT3和低侧驱动开关VT6与第三相绕组连接。无刷电机的三相绕组通过六个驱动开关VT1~VT6组成的电桥与电池包20电连接。

所述的各个驱动开关的控制端电连接至控制单元31，根据所述控制单元31输出的控制信号接通或断开。具体地，根据所选的作为控制单元31的控制芯片内的功率驱动单元311所输出的控制信号，接通或断开无刷电机13的至少一相绕组与电池包20之间的电连接，以控制所述无刷电机13的转子运转。驱动开关VT1-VT6 以场效应管为例，其栅极端作分别与控制单元31的信号输出端电性连接，场效应管的每个漏极或源极分别与无刷电机13的绕组电连接。驱动开关VT1-VT6依次按照控制单元31输出的控制信号改变导通状态，从而改变加载在无刷电机13的绕组上的电压的状态，产生交变的磁场，驱动所述无刷电机13的转子运转。开关元件VT1-VT6也可相应地选择为IGBT晶体管（Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）或其他开关元件。

作为一种实施方式的第一触发电路35，包括开关元件Q1和第一信号开关SW1。开关元件Q1是能够实现开关功能且能够承受较大电流的器件。在一些实施例中，开关元件Q1是场效应管，其栅极连接至第一信号开关SW1，根据第一信号开关SW1的通断状态而导通或断开，开关元件Q1的源极或漏极之一连接至电池包20，开关元件Q1的源极或漏极的另一个连接至电源电路33。第一信号开关SW1与操作件16关联，当操作件16被按下，第一信号开关SW1被触发至接通状态，开关元件Q1导通，电池包20与电源电路33实现电连接，电池包20为电源电路33提供电能。当第一信号开关SW1被触发至断开状态，电池包20与电源电路33之间的电连接被断开，电源电路33失去供电。

作为一种可选的实施方式，第一触发电路35还包括开关检测电路351，用于检测第一信号开关SW1的通断状态，并将检测到的第一信号开关SW1的状态信息发送到控制单元31，控制单元31根据第一信号开关SW1的状态控制无刷电机13运行或停止。

参照图4，作为第一触发电路35的一个具体的电路实施方式，第一触发电路35包括第一信号开关SW1、电阻R351、电阻R352、齐纳二极管ZD351、二极管D352、二极管D353、场效应管Q1，这些电子元器件关联连接共同构成第一触发电路35。

其中，第一触发电路35的输入端IN用于连接至电池包20的正极电源端子20a，第一触发电路35的输出端OUT电连接至电源电路33的输入端。电阻R351和齐纳二极管ZD351并联连接至场效应管Q1的栅极G和源极S，场效应管Q1的源极S和漏极D分别电连接至第一触发电路35的输入端IN和输出端OUI。电阻R352的第一端电连接至场效应管Q1的栅极G，电阻R352的第二端电连接至二极管D352的正极，二极管D352的负极电连接至第一信号开关SW1的第一端，第一信号开关SW1的第二端接地或连接至接地线。当操作件16被按下，第一信号开关SW1被触发至接通状态，将场效应管Q1的栅极G电压被拉低，场效应管Q1导通。这样，电池包20与电源电路33形成电连接。

第一触发电路35还包括第一开关检测电路351，第一开关检测电路351包括二极管D353，二极管D353的负极电连接至第一信号开关SW1的第一端，二极管D353的正极电连接至控制单元31的信号输入端口，用于检测第一信号开关SW1的通断状态。当第一信号开关SW1的连接端子处的接触电阻变大影响电动工具10的启动和刹车时，可以通过检测第一信号开关SW2的通断状态来控制无刷电机13的启动和停止。

通过设置的用于检测第一信号开关SW1的通断状态的开关检测电路351形成的软件控制方式，其与第一触发电路35形成的硬件电路触发方式形成互补，可有效防止信号开关等元件失效时电动工具10误运行，进一步提高电动工具10的安全性。

继续参照图3，作为驱动电路电源支路34的一种实施方式，驱动电路电源支路34包括可包括图3所示的上桥驱动自举电路341，所述上桥驱动自举电路341与所述控制单元31以及所述驱动电路32电连接，用于驱动所述驱动电路32的高侧驱动开关。

参照图5，作为一种上桥驱动自举电路341的具体电路实施方式，包括三相上桥自举驱动电路，分别为第一相上桥自举驱动电路3411、第二相上桥自举驱动电路3412、第三相上桥自举驱动电路3413。

每相上桥自举驱动电路341包括储能元件C，所述储能元件C由所述控制单元31控制地进行充电或放电。储能元件C具体可选择为一种电容、电感或者特殊的二极管等。

每相上桥驱动自举电路还包括控制端、输入端和输出端。所述的上桥驱动自举电路的输入端，电连接至所述第二触发电路36，以通过所述第二触发电路36电连接至所述电源电路33或断开与所述电源电路33的电连接。

上桥驱动自举电路的输出端，电连接至所述控制单元31，以通过所述控制单元31提供所述驱动电路32的所述高侧驱动开关的电压；所述上桥驱动自举电路的输出端包括第一输出端DRB和第二输出端DRS。

储能元件C电连接在所述第一输出端DRB和第二输出端DRS之间，并且所述储能元件C的一端电连接至上桥驱动自举电路的输入端，另一端通过电连接至上桥驱动自举电路的控制端；储能元件C通过上桥驱动自举电路的控制端电连接至所述驱动电路的高侧驱动开关和低侧驱动开关之间。

具体地，每相上桥自举驱动电路的包括两个输出端DRB和DRS，其对应的电连接到功率控制单元311的DRB和DRS 这两个引脚上。每相上桥自举驱动电路的输入端DRIVE通过第二触发电路36与电源电路33电连接或断开与电源电路33的电连接，当第二触发电路36被触发至接通状态时，上桥自举驱动电路341与电源电路33实现电连接。

每相上桥自举驱动电路的控制端电连接至每相桥电路的高侧驱动开关和低侧驱动开关之间的公共端。具体地，第一相上桥自举驱动电路3411的控制端UM电连接至驱动电路32的第一相桥电路的高侧驱动开关的VT1与低侧驱动开关VT4的公共端，第二相上桥自举驱动电路3412的控制端VM电连接至第二相桥电路的高侧驱动开关VT2与低侧驱动开关VT5的公共端，第三相上桥自举驱动电路3413的控制端WM电连接至第三相桥电路的高侧驱动开关的VT3与低侧驱动开关VT6的公共端。

控制单元31的功率驱动单元311的信号输出端，包括高侧驱动信号端DRH以及低侧驱动信号端DRL，其中高侧驱动信号端DRH与驱动电路32的高侧驱动开关的控制端电连接，低侧驱动信号端DRL与低侧驱动开关的控制端电连接。所述的高侧驱动信号端DRH在做输出驱动时的信号高为引脚DRB上的电压，信号低为DRS上的电压。

具体电路实现方式如下：由于每相上桥自举驱动电路的储能元件C的一端通过输入端DRIVE电连接至电源电路33，另一端通过控制端电连接至高侧驱动开关和低侧驱动开关之间的公共端，电源电路33可控制单元31控制低侧驱动开关导通或关断来对储能元件C进行周期性地充电。控制单元31的功率驱动单元311与每相上桥自举驱动电路的第一输出端DRB和第二输出端DRS电连接，储能元件C的两端电压可通过功率驱动单元311的高侧驱动信号端DRH为高侧驱动开关提供高电压和低电压，以实现对驱动电路32中高侧驱动开关的驱动。

以场效应管为例，驱动电路32中各个高侧驱动开关的栅极电压电连接至功率驱动单元311中对应的高侧驱动信号端DRH，当高侧驱动信号端DRH信号为高电压信号时，高侧驱动开关导通，从而实现对驱动电路32中高侧驱动开关的驱动。

继续参照图3，作为一种实施方式的第二触发电路36，包括第二信号开关SW2和开关元件Q2。开关元件Q1是能够实现开关功能的器件。在一些实施例中，开关元件Q1是场效应管，其栅极连接至第二信号开关SW2，根据第二信号开关SW2的通断状态而导通或断开。第二信号开关SW2与操作件16关联，当操作件16被按下，第二信号开关SW2被触发，开关元件Q2导通，电源电路与上桥自举驱动电路341实现电连接，电源电路33为上桥驱动自举电路341提供电能。

参考图6，作为一种第二触发电路36的具体电路实施方式，第二触发电路36包括：电阻R341、电阻R342、场效应管Q2、第二信号开关SW2。第二触发电路36的输入端VP连接至电源电路33的输出端，第二触发电路36的输出端DRIVE电连接至各相上桥驱动自举电路的输入端DRIVE。场效应管Q2的源极S和漏极D分别电连接至第二触发电路36的输入端VP和第二触发电路36的输出端DRIVE。电阻R341的一端电连接至场效应管Q2的源极S，电阻R341的另一端电连接至场效应管Q2的栅极G。场效应管Q2的栅极G还电连接至电阻R342的第一端。电阻R342的第二端电连接至第二信号开关SW2的第一端。第二信号开关SW2的第二端接地或连接至接地线。当操作件16被按下，第二信号开关SW2被触发至接通，将场效应管Q2的栅极G电压拉低，场效应管Q2导通。这样，上桥驱动自举电路34和电源电路33形成电连接。

当第一信号开关SW1和第二信号开关SW2均被触发至接通时，电池包20、电源电路33、上桥驱动自举电路34形成电连接，上桥驱动自举电路34在控制单元31的控制下，周期性地输出高电压至驱动电路32的驱动开关，以驱动高侧驱动开关导通。

作为一种可选的实施方式，第二触发电路36还包括第二开关检测电路（未示出），用于检测第二信号开关SW2的通断状态，并将检测到的第二信号开关SW2的状态信息发送到控制单元31，控制单元31根据第二信号开关SW2的状态控制无刷电机13的运行或停止。

通过设置的用于检测第二信号开关SW1的通断状态的第二开关检测电路形成的软件控制方式，其与第二触发电路36形成的硬件电路触发方式形成互补，可有效防止信号开关等元件失效时电动工具10误运行，进一步提高电动工具10的安全性。

电源电路33可以包括一个或多个如DC-DC转换芯片，为所述控制单元31、驱动电路32、上桥驱动自举电路341供电。本领域技术人员应当理解，电源并不限于使用电池包20的场景，还可通过市电、交流电源，配合相应的整流、滤波和调压电路，实现对各电路元件的供电。

上述的电动工具10设置第一触发电路35和第二触发电路36，通过第一信号开关SW1和第二信号开关SW2允许或禁止电源电路33以及上桥驱动自举电路341工作，来控制无刷电机13的运行或停止。所述的信号开关无需承载直流或交流电源输出的大电流，因此，可解决电流过大对开关触点的损伤。因而，上述的方案尤其适合应用于大电流工作的电动工具10，例如，冲击扳手，以冲击扳手来说，冲击扳手的电路主回路上电流能够达到50A~60A，现有的机械式主开关极易在这种电流输出条件下而损毁失效，采用本方案能够解决大电流使开关提前失效的问题。

本发明还提出一种电动工具，包括：壳体；无刷电机，容纳于所述壳体内，所述无刷电机包括定子、转子和电机轴；所述电机轴由所述无刷电机的转子驱动；工具附件轴，用于支持工具附件；传动装置，可操作地连接至所述无刷电机的电机轴和所述工具附件轴，用于将所述无刷电机的电机输出的动力传递至所述工具附件轴； 操作件，设置于所述壳体表面上，可操作地被触动以使所述无刷电机运转或停止；驱动电路，用以驱动所述无刷电机的转子运转；所述驱动电路包括由一个或多个驱动开关组成的桥电路，所述桥电路包括高侧驱动开关和低侧驱动开关；控制单元，用以输出驱动信号控制所述驱动电路工作；电源电路，为所述无刷电机、驱动电路和控制单元供电；供电电源，可操作地电连接至所述电源电路，至少为所述电源电路供电；其中，所述电动工具还包括：第一触发电路，设置在所述供电电源与所述电源电路之间，所述第一触发电路包括与所述操作件关联的第一开关，所述第一开关允许或禁止所述供电电源与所述电源电路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第一开关被触发；驱动电路电源支路，设置在所述电源电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；第二触发电路，设置在所述电源电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二触发电路包括与所述操作件关联的第二开关，所述第二开关允许或禁止所述电源电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第二开关被触发。

作为可选的实施方式，所述第一开关和所述第二开关为信号开关。

所述的信号开关可通过机械结构的操作件，例如，操作机构或操作按钮，联动地被触发。

上述电动工具10，通过设置两路触发电路——第一触发电路35和第二触发电路36，分别以两个开关的通断，控制对电源电路33的供电以及对驱动电路电源支路32的供电。由此，使得控制单元31与驱动电路32所形成的驱动信号只有当两个开关均被触发时才能够有效地输出至无刷电机13，驱动无刷电机13运转。

上述第一触发电路35、电源电路33、第二触发电路36、驱动电路电源支路34串联的连接方式，可简单地以硬件方式控制对控制单元31的供电以及对驱动电路32的供电，由此实现“与”的逻辑。同样地，电源电路33、控制单元31、驱动电路32以及无刷电机13之间串联的连接方式，也可简单地以硬件方式控制对控制单元的供电以及对驱动电路的供电，由此实现“与”的逻辑。即，仅在两个开关均被触发时才能够驱动无刷电机13运转。任意开关故障均将使相应的电路单元断电，由此，关闭对无刷电机13的驱动信号。

通过这样的简单的信号开关双通道的硬件电路方式，能够避免以软件方式判断开关的通断状态，在软件运行故障的情况下造成判断错误，使电动工具误启动、或无法停止运转的问题。

通过设置的两个开关的通断状态检测方式形成的软件控制方式，其与上述信号开关双通道硬件电路形成互补，既可以避免软件控制方式在软件运行故障的情况下造成判断错误，使电动工具误运行问题，也可以避免硬件电路触发方式下开关长期时间使用，接触电阻变大影响启动和刹车的问题。通过上述方式，可有效防止元件或软件失效时电动工具误运行，进一步提高电动工具的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电动工具，包括：

壳体；

无刷电机，容纳于所述壳体内，所述无刷电机包括定子、转子和电机轴；所述电机轴由所述无刷电机的转子驱动；

工具附件轴，用于支持工具附件；

传动装置，可操作地连接至所述无刷电机的电机轴和所述工具附件轴，用于将所述无刷电机的电机输出的动力传递至所述工具附件轴；

操作件，设置于所述壳体表面上，可操作地被触动以使所述无刷电机运转或停止；

驱动电路，用以驱动所述无刷电机的转子运转；所述驱动电路包括由一个或多个驱动开关组成的桥电路，所述桥电路包括高侧驱动开关和低侧驱动开关；

控制单元，用以输出驱动信号至所述驱动电路的所述驱动开关的控制端，以控制所述驱动电路工作；

电源电路，为所述无刷电机、驱动电路和控制单元供电；

供电电源，可操作地电连接至所述电源电路，至少为所述电源电路供电；

其特征在于，所述电动工具还包括：

第一触发电路，设置在所述供电电源与所述电源电路之间，所述第一触发电路包括与所述操作件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述供电电源与所述电源电路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第一信号开关被触发；

驱动电路电源支路，设置在所述电源电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；

第二触发电路，设置在所述电源电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二触发电路包括与所述操作件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述电源电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第二信号开关被触发。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路，所述上桥驱动自举电路与所述控制单元以及所述驱动电路电连接，用于驱动所述驱动电路的高侧驱动开关。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述上桥驱动自举电路包括：

输入端，电连接至所述第二触发电路，以通过所述第二触发电路电连接至所述电源电路或断开与所述电源电路的电连接；

输出端，电连接至所述控制单元，所述输出端包括第一输出端和第二输出端；

储能元件，电连接在所述第一输出端和第二输出端之间，以通过所述控制单元提供所述驱动电路的高侧驱动开关的电压；所述储能元件的一端电连接至所述上桥驱动自举电路的输入端，另一端电连接至所述上桥驱动自举电路的控制端；

控制端，电连接至所述驱动电路的所述高侧驱动开关和低侧驱动开关之间，所述储能元件根据所述控制端的电压充电或放电。

4.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述第一触发电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关。

5.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述第二触发电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

6.一种冲击扳手，包括：

壳体；

冲击部分，包括冲击力产生机构，用于产生冲击力；

无刷电机，容纳于所述壳体内，所述无刷电机包括定子、转子和电机轴；所述电机轴由所述无刷电机的转子驱动；

工具附件轴，用于支持所述冲击部分；

传动装置，可操作地连接至所述无刷电机的电机轴和所述工具附件轴，用于将所述无刷电机的电机输出的动力传递至所述工具附件轴；

操作件，设置于所述壳体表面上，可操作地被触动以使所述无刷电机运转或停止；

驱动电路，用以驱动所述无刷电机的转子运转；所述驱动电路包括由一个或多个驱动开关组成的桥电路，所述桥电路包括高侧驱动开关和低侧驱动开关；

控制单元，用以输出驱动信号至所述驱动电路的所述驱动开关的控制端，以控制所述驱动开关导通或关断；

电源电路，为所述无刷电机、驱动电路和控制单元供电；

电池包，可拆卸地连接至所述冲击扳手，用于为所述冲击扳手供电；

其特征在于，所述冲击扳手还包括：

第一触发电路，设置在所述电池包与所述电源电路之间，所述第一触发电路包括与所述操作件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述电池包与所述电源电路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第一信号开关被触发；

驱动电路电源支路，设置在所述电源电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；

第二触发电路，设置在所述电源电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二触发电路包括与所述操作件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述电源电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述操作件被按下时，所述第二信号开关被触发。

7.根据权利要求6所述的冲击扳手，其特征在于：所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路，所述上桥驱动自举电路与所述控制单元以及所述驱动电路电连接，用于驱动所述驱动电路的高侧驱动开关。

8.根据权利要求6所述的冲击扳手，其特征在于：所述第一触发电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关；所述第二触发电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制单元，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

9.根据权利要求6所述的冲击扳手，其特征在于：所述第一信号开关和第二信号开关联动地接通或断开。

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