CN111630770B - 电动工具及其控制方法 - Google Patents

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CN111630770B CN201980007469.9A CN201980007469A CN111630770B CN 111630770 B CN111630770 B CN 111630770B CN 201980007469 A CN201980007469 A CN 201980007469A CN 111630770 B CN111630770 B CN 111630770B
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Abstract

一种电动工具以及控制方法，电动工具包括功能件（12）、电机（13）、电源模块（41）、驱动电路（43）以及控制器（42），驱动电路（43）包括：第一驱动端（43a）和第二驱动端（43b），分别与电源模块（41）的第一电源端（41a）和第二电源端（41b）电性连接；多个高侧开关（Q1、Q3、Q5），高侧开关的高侧端分别电性连接至第一驱动端（43a）；多个低侧开关（Q2、Q4、Q6），低侧开关的低侧端分别电性连接至第二驱动端（43b）；控制器（42）被配置为：输出第一控制信号至高侧开关中的一个以使高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态；输出第二控制信号至低侧开关中的一个以使低侧开关中的一个处于导通和关断状态中的另一个；其中，高侧开关中的一个的低侧端连接至低侧开关中的一个的高侧端。该电动工具能够有效抑制驱动电路温升，降低功率损耗。

Description

电动工具及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种电动工具及其控制方法，具体涉及一种能够抑制开关温升及功率损耗的电动工具及其控制方法。
背景技术
电动工具通常通过电机驱动功能件运动，从而实现电动工具的功能。电机可以是无刷电机，也可以是有刷电机。对于无刷电机而言，其驱动电路通常采用逆变驱动桥电路进行控制，逆变驱动桥电路的功率元件也即开关(MOSFET、IGBT等)通常会产生大量的热量。由于开关存在寄生二极管，在该开关从接通状态切换到断开状态时，由于电流不能瞬变，电机绕组中的电流会通过另一开关的寄生二极管，寄生二极管因内部电阻而发热，使得该寄生二极管的开关以及驱动电路温度上升。尤其是，在重载大电流状态下，其发热损耗更为严重。
发明内容
为解决现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种能够抑制开关温升以及功率损耗的电动工具及其控制方法。
为了实现上述目标，本公开采用如下的技术方案：
一种电动工具，包括：功能件，用于实现所述电动工具的功能；电机，用于驱动所述功能件，所述电机包括多个绕组；电源模块，用于提供供电电流，包括第一电源端和第二电源端；驱动电路，电连接至所述电机，所述驱动电路包括：第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；多个高侧开关，所述高侧开关的高侧端分别电性连接至所述第一驱动端；多个低侧开关，所述低侧开关的低侧端分别电性连接至所述第二驱动端；控制器，被配置为：输出第一控制信号至所述高侧开关中的一个以使所述高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态；输出第二控制信号至所述低侧开关中的一个以使所述低侧开关中的一个处于导通和关断状态中的另一个；其中，所述高侧开关中的一个的低侧端连接至所述低侧开关中的一个的高侧端。
可选地，所述控制器输出的第一控制信号为第一PWM信号；所述控制器输出的第二控制信号为第二PWM信号。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长。
可选地，所述第一预设时长的取值范围为5微秒～10微秒。
可选地，所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
可选地，所述第二预设时长的取值范围为5微秒～30微秒。
可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
可选地，所述第一预设时长与所述第二预设时长的比值小于等于1。
可选地，所述控制器同步输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
可选地，所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
可选地，所述电动工具还包括：电流测算模块，用于检测或估算相电流；所述控制器被配置为：在所述相电流小于等于零时，所述控制器被配置为在所述相电流小于等于零时，所述控制器被配置为输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，或输出第一控制信号控制以关断与所述高侧开关中的一个。
所述控制器包括设置于所述控制器内部的温度传感器，所述控制器根据所述温度传感器的检测值估算所述驱动电路的温度，并且在所述驱动电路的温度检测值超过预设阈值时，所述控制器控制驱动电路停止工作。
另一种电动工具，包括：功能件，用于实现所述电动工具的功能；电机，用于驱动所述功能件，所述电机包括多个绕组；电源模块，用于提供供电电流，包括第一电源端和第二电源端；驱动电路，电连接至所述电机，包括：第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；第一高侧开关，所述第一高侧开关的高侧端电性连接至所述第一驱动端；第一低侧开关，所述第一低侧开关的低侧端电性连接至所述第二驱动端；控制器，被配置为：输出第一控制信号至所述第一高侧开关以使所述第一高侧开关处于导通状态或关断状态；输出第二控制信号至所述第一低侧开关以使所述第一低侧开关处于导通或关断状态中的另一个；其中，所述第一高侧开关的低侧端连接至所述第一低侧开关的高侧端。
可选地，所述驱动电路还包括第二低侧开关，所述第二低侧开关的低侧端电性连接至所述第二驱动端；所述控制器被配置为：输出所述第一控制信号至所述第一高侧开关和所述第二低侧开关以构成第一电流回路；在所述第一电流回路中，所述电源模块提供的供电电流依次经所述第一驱动端、第一高侧开关、绕组、第二低侧开关和第二驱动端。
可选地，所述控制器输出的第一控制信号为第一PWM信号；所述控制器输出的第二控制信号为第二PWM信号。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长。
可选地，所述第一预设时长的取值范围为5微秒～10微秒。
可选地，所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
可选地，所述第一预设时长与所述第二预设时长的比值小于等于1。
可选地，所述控制器同步输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
可选地，所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
可选地，所述电动工具还包括：电流测算模块，用于检测或估算相电流；所述控制器被配置为：在所述相电流小于等于零时，所述控制器被配置为在所述相电流小于等于零时，所述控制器被配置为输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，或输出第一控制信号控制以关断与所述高侧开关中的一个。
一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括：驱动电路，包括：第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；多个高侧开关，所述高侧开关包括高侧端和低压端，所述高侧开关的高侧端分别电性连接至所述第一驱动端；多个低侧开关，所述低侧开关包括高侧端和低压端，所述低侧端分别电性连接至所述第二驱动端；所述电动工具的控制方法包括：使所述高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态；使所述低侧开关中的一个处于导通和关断状态中的另一个；其中，所述高侧开关中的一个的低侧端连接至所述低侧开关中的一个的高侧端。
可选地，所述第一控制信号为第一PWM信号；所述第二控制信号为第二PWM信号。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长。
可选地，所述第一预设时长的取值范围为5微秒～10微秒。
可选地，所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
可选地，所述第一预设时长与所述第二预设时长的比值小于等于1。
可选地，所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
可选地，在所述相电流小于等于零时，第二控制信号使所述低侧开关中的一个关断，或所述第一控制信号使所述高侧开关中的一个关断。
本公开的有益之处在于能够抑制驱动电路和开关温升，降低功率损耗。
附图说明
图1是一种实施方式的电动工具的立体图；
图2是另一种实施方式的电动工具的立体图；
图3是另一种实施方式的电动工具的立体图；
图4是一种实施方式的电动工具的电路系统图；
图5是图4中驱动电路的简化图；
图6a是一种传统的驱动电路的控制信号的波形图；
图6b是另一种传统的驱动电路的控制信号的波形图；
图7a是电机驱动状态处于AB状态时的电流走向标示图；
图7b是电机驱动状态处于AC状态时的电流走向标示图；
图8是电机驱动状态从AB状态切换到AC状态时不能瞬变的电流走向标示图；
图9是本公开的控制器施加至各个开关的控制端的控制信号的波形图；
图10是一种实施方式的第一控制信号和第二控制信号的波形图；
图11是另一种实施方式的第一控制信号的波形图以及第二控制信号的波形图；
图12a是传统的施加于高侧开关Q1的控制端AH的控制信号的实际波形图和施加于低侧开关Q2的控制端AL的控制信号的实际波形图；
图12b是图12a中的传统的控制信号引起短路现象的电流走向标示图；
图13a是重载时绕组的电流I1以及轻载时绕组的电流I2的波形图；
图13b一种实施方式的施加于高侧开关Q1的控制端AH的第一控制信号和施加于低侧开关Q2的控制端AL的第二控制信号与电机输出扭矩的关系图；
图13c是另一种实施方式的施加于高侧开关Q1的控制端AH和施加于低侧开关Q2的控制端AL的控制信号与电机输出扭矩的关系图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本公开作具体的介绍。
本公开的电动工具可以为手持式电动工具、花园类工具、花园类车辆如车辆型割草机，在此并非有所限制。本公开的电动工具10包括但不限于以下内容：螺丝批、电钻、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、车辆型割草机；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10能够采用以下披露的技术方案的实质内容即可落在本公开的保护范围内。
参照图1，电动工具10包括但不限于：壳体11、功能件12、电机13。
壳体11构成电动工具10的主体部分，用于容纳电机13。壳体11的一端还用于安装功能件12。
功能件12用于实现电动工具10的功能，例如打磨、切削等。图1所示的电动工具10以手持式电钻为例，功能件12为钻头。功能件12可操作地与电机13连接，例如，通过工具附件轴与电机13连接。
电机13，用于驱动功能件12，从而带动功能件12工作，为功能件12提供动力。具体而言，电机13包括电机轴、转子、定子和多相绕组(图4和图5)，电机轴可操作地与功能件12连接，例如，通过传动装置14电机轴以及支撑功能件的工具附件轴，将电机轴的驱动力传递至工具附件轴，从而安装在工具附件轴上的功能件12工作。
参照图2，电动工具20以手持式圆锯为例，主要包括底板21、机壳22、锯片罩23、锯片轴24、电机25、电机轴251、传动装置26、电池包27、电路板28以及设置在电路板28上的电子元器件或电子部件。
底板21包括用于与工件接触的底板平面，机壳22与底板21连接并固定于底板平面上方。对于圆锯而言，锯片作为功能件，用于实现切割功能，锯片轴24作为工具附件轴，用于在锯片罩23内支持锯片转动从而实现对工件进行切割作业，锯片罩23与机壳22连接。
电机25设置于机壳22内，电机25包括定子、转子和多相绕组，电机轴231与由转子连接，由转子驱动。电机25可通过传动装置26可操作的连接锯片，具体地，电机25通过传动装置26连接电机轴251与锯片轴24，将电机轴251的旋转运动传导至所述锯片轴24，从而带动锯片运转。其中，电池包27作为供电模块用于为电动工具20提供电能。
参照图3，冲击螺丝批30类似于手枪形，主要包括：包括机壳31，机壳31包括一个基本上呈圆筒形的部分(未示出)，与该圆筒形部分成一定角度布置的把手32，以及设置于把手内部的电池33，电池33作为电源模块用于为冲击螺丝批30提供电能。把手32上设有用于控制工具启动的操作开关34，把手32和圆筒形部分的交接部分还设有换向钮35，其分别设于机壳31的两侧用于控制工具的正反转，把手内部还设有电路板(未示出)，电路板上集成有驱动电路、控制器等电子元器件或电子部件。以机壳31上远离把手32所在的一端为前端，相对的另一端为后端，从前到后依次布置有电机36、由电机驱动的传动装置37以及冲击部分38。电机17具有一个提供旋转输出的电机轴(未示出)，电机轴的顶端设有电机齿轮，用于通过齿轮结构将电机17的动力旋转输出传递给传动装置37。传动装置37用于将电机轴的旋转输出减速后旋转输出。工具附件轴(未示出)用于支持工具附件，其通过传动装置37连接电机轴。
上述电动工具(10、20、30)的运行还依赖于电路系统。参照图4，作为一种实施方式的电动工具的电路系统40，以电动工具10为例，电动工具10还包括：电源模块41、控制器42、驱动电路43。图4仅是示例性说明，并不限制本公开的内容。
电源模块41用于为电动工具10提供电能，电源模块41包括第一电源端41a和第二电源端41b(图5)，作为可选地，第一电源端41a具体为电源模块41的电源正极端，第二电源端41b具体为电源模块41的电源负极端，电源模块41使得电第一电源端41a和第二电源端41b之间产生电势差。电源模块41能够与外部电源实现电连接，从而为电动工具10提供电能。外部电源可以是交流电源，也可以是直流电源，例如，电池包。在一些实施实施方式中，对于交流电源而言，电源模块41可以通过硬件电路对交流电源输出的交流信号进行整流、滤波、分压、降压等，对于直流电源而言，电源模块41可以包括DC-DC转换电路等。
在一些实施例中，电动工具10还包括控制器电源模块47，其与电源模块41和控制器42电性连接，控制器电源模块47用于将来自电源模块41的电能转换成供控制器42使用的电能。
控制器42电连接至驱动电路43，用以输出驱动信号控制所述驱动电路43工作。在一些实施例中，控制器42采用专用的控制芯片(例如，MCU，微控制器42，MicrocontrollerUnit)。控制芯片内部包括功率驱动单元(未示出)，利用功率驱动单元提升控制器42输出信号的驱动能力，所述功率驱动单元也可采用外置式的功率驱动单元实现。
驱动电路43与电机连接。电机(13、25)可以是无刷电机44，也可以是有刷电机，下面以无刷电机44为例说明本公开的方案。
无刷电机44包括多相绕组，作为可选地，无刷电机44包括第一相绕组A、第二相绕组B和第三相绕组C，驱动电路43用于驱动电机44工作。驱动电路43包括：第一驱动端43a，第一驱动端43a用于与电源模块41的第一电源端41a电连接；第二驱动端43b，用于与电源模块41的第二电源端41b电连接。驱动电路43还包括多个高侧开关，所述高侧开关的高侧端分别电性连接至所述第一驱动端；多个低侧开关，所述低侧开关的低侧端分别电性连接至所述第二驱动端。
作为可选地，所述的多个高侧开关为图5中的开关Q1、Q3、Q6，各个高侧开关均具有高侧端和低侧端，高侧开关Q1具有高侧端Q1H和低侧端Q1L，高侧开关Q3具有高侧端Q3H和低侧端Q3L，高侧开关Q5具有高侧端Q5H和低侧端Q5L。高侧开关Q1的高侧端Q1H、高侧开关Q3的高侧端Q3H、高侧开关Q5的高侧端Q5H均分别连接至驱动电路43的第一电源端41a。
作为可选地，所述的多个低侧开关为图5中的开关Q2、Q4和Q6，各个低侧开关也均具有高侧端和低侧端。低侧开关Q2具有高侧端Q2H和低侧端Q2L，低侧开关Q4具有高侧端Q4H和低侧端Q4L，低侧开关Q5具有高侧端Q5H和低侧端Q5L。低侧开关Q2的低侧端Q2L、低侧开关Q4的低侧端Q4L、低侧开关Q6的低侧端Q6L均分别连接至驱动电路43的第二电源端41b。
上述高侧开关Q1的低侧端Q1L与低侧开关Q3的高侧端Q2H连接，高侧开关Q3的低侧端Q3L与低侧开关Q4的高侧端Q4H连接，高侧开关Q5的低侧端Q5L与低侧开关Q6的高侧端Q6H连接。
作为可选地，高侧开关Q1的低侧端Q1L和低侧开关Q2的高侧端Q2H均连接至第一相绕组A，高侧开关Q3的低侧端Q3L和低侧开关Q4的高侧端Q4H均连接至第二相绕组B，高侧开关Q51的低侧端Q5L和低侧开关Q6的高侧端Q6H均连接至第三相绕组C。无刷电机44的三相绕组A、B、C通过上述高侧开关Q1、Q3、Q5和多个低侧开关Q2、Q4、Q5组成的电桥与电源模块41相连接。上述高侧开关和低侧开关可以是半导体器件，例如，金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。每个高侧开关Q1和低侧开关均并联有一个寄生二极管。AH、AL、BH、BL、CH、CL分别为高侧开关Q1、低侧开关Q2、高侧开关Q3、低侧开关Q4、高侧开关Q5、低侧开关Q6的控制端。
下面以MOSFET作为开关为例，具体说明驱动电路43的构成。开关Q1～Q6的控制端AH、AL、BH、BL、CH、CL与分别于控制器42电性连接，对于MOSFET而言，各个开关的控制端为栅极，开关Q1～Q6的每个漏极或源极与无刷电机44的各相绕组连接。作为可选地，高侧开关Q1、Q3、Q5的漏极均能通过第一驱动端43a连接至电源模块41的第一电源端41a，高侧开关Q1、Q3、Q5的源极分别连接至第一相绕组A、第二相绕组B、第三相绕组C；低侧开关Q2、Q4、Q6的漏极分别连接至第一相绕组A、第二相绕组B、第三相绕组C，低侧开关Q2、Q4、Q6的源极均能通过第二驱动端43b连接至电源模块41的第二电源端41b。开关Q1～Q6依据控制器42输出的控制信号改变导通状态，从而改变电源模块41加载在无刷电机44的绕组上的电压状态。在本实施方式中，高侧开关Q1、Q3、Q5分别用于导通或切断第一相绕组A、第二相绕组B、第三相绕组C与电源模块41的第一电源端41a的电性连接，低侧开关Q2、Q4、Q6分别用于导通或切断第一相绕组A、第二相绕组B、第三相绕组C与电源模块41的第二电源端41b的电性连接。
作为可选地，电动工具10还包括位置检测模块45，其与无刷电机44和控制器42连接，用于检测无刷电机44中的转子的位置。具体地，当转子转动至一个预设范围时，位置检测模块45处于一种信号状态，当转子转出预设范围时位置检测模块45切换至另一信号状态。在一些实施例中，位置检测模块45包括位置传感器451(例如，霍尔传感器)，在另一些实施例中，位置检测模块45不包括位置传感器451，而是通过反电动势信号判断转子位置进行换相。
在本实施例中，位置检测模块包括位置传感器451，所述的位置传感器451为三个霍尔传感器。如图4所示，沿无刷电机44的转子的圆周方向设置3个霍尔传感器，霍尔传感器检测的转子的位置信息输入至位置检测模块45。位置检测模块45将输入的转子的位置经逻辑处理转换为可与控制器42通讯的转子位置信息输入至控制器42。当转子转入和转出预设范围时，霍尔传感器的信号发生改变，位置检测模块45的输出信号也随之改变。
转子转入预设范围时，位置检测模块45的输出信号定义为1，而转子转出预设范围时，位置检测模块45的输出信号定义为0。将三个霍尔传感器彼此相距物理角度120°。
当转子转动时，三个霍尔传感器将会产生包括六种信号组合的位置信号使得位置检测模块45输出包括六种信号组合之一的位置信号。如果按霍尔传感器放置的顺序排列则出现六个不同的信号组合100、110、010、011、001、101。这样一来位置检测模块45就可输出上述六个位置信号之一，依据位置检测模块45输出的位置检测信号即可得知转子所处的位置。
对于具有三相绕组的无刷电机44而言，其在一个通电周期内具有六个驱动状态与上述方案产生的输出信号相对应，因此在位置检测模块45的输出信号发生变化时，无刷电机44即可执行一次换向。
为了使无刷电机44转动，驱动电路43具有多个驱动状态，在一个驱动状态下无刷电机44的定子绕组会产生一个磁场，控制器42控制驱动电路43切换驱动状态使绕组产生的磁场转动以驱动转子转动，进而实现对无刷电机44的驱动。
为了驱动无刷电机44，驱动电路43至少具有六个驱动状态，为了方便说明，以下以驱动状态对应接通的接线端表示驱动状态。例如，如果控制器42控制驱动电路43使第一相绕组A连接至电源模块41的第一电源端41a以及使第二相绕组B连接至电源模块41的第二电源端41b，则该驱动状态用AB表示，在该状态下，第一相绕组A和第二相绕组B导通，称为AB相导通；如果控制器42控制驱动电路43使第一相绕组A连接至电源模块41的第二电源端41b以及使第二相绕组B连接至电源模块41的第一电源端41a，则该驱动状态用BA表示，在该状态下，第一相绕组A和第二相绕组B导通，称为BA相导通，其电流方向与AB时相反，这样表示的驱动方式同样适用于绕组的三角型连接方案。另外，驱动状态的切换也可简称为无刷电机44的换向动作。显然，转子每转过60°电角度，无刷电机44换向一次，定义无刷电机44的一次换向至下一次换向的间隔为换向区间。
图6a是驱动电路43的第一种传统的控制信号波形图。电流回路上的高侧开关(Q1、Q3、Q5)采用脉宽调制PWM信号以控制电机速度。具体地，在高侧开关中的一个的PWM信号控制期间内，低侧开关中的一个保持导通状态，该高侧开关、该低侧开关与对应的绕组构成电流回路，在该电流回路上，电源模块41的供电电流经过该第一驱动端43a、该高侧开关、绕组、该低侧开管。以控制器42控制无刷电机44使电机驱动状态处于AB状态为例，高侧开关Q1采用PWM信号控制，在高侧开关Q1的PWM控制期间，控制器42输出低电平信号给低侧开关Q4以使其保持导通状态，该高侧开关Q1、该低侧开关Q4与对应的第一相绕组A、第二相绕组B构成电流回路，在该电流回路上，电源模块41的供电电流经过该第一驱动端43a、高侧开关Q1、第一相绕组A、第二相绕组B、低侧开管Q4、第二驱动端43b，如图7a所示。
图6b是第二种传统的控制信号波形图。电流回路上的低侧开关(Q2、Q4、Q6)采用脉宽调制PWM信号以控制电机速度。具体地，低侧开关中的一个的PWM信号控制期间内，高侧开关中的一个保持导通状态，该高侧开关、该低侧开关与对应的绕组构成电流回路，在该电流回路上，电源模块41的供电电流经过该第一驱动端43a、该高侧开关、绕组、该低侧开关、第二驱动端。以控制器42控制无刷电机44使电机驱动状态处于AB状态为例，低侧开关Q4采用PWM信号控制，在低侧开关Q4的PWM信号控制期间，控制器42输出高电平信号给高侧开关Q1以使其保持导通状态，该高侧开关Q1、该低侧开关Q4与对应的第一相绕组A、第二相绕组B构成电流回路，在该电流回路上，电源模块41的供电电流经过该第一驱动端43a、高侧开关Q1、第一相绕组A、第二相绕组B、低侧开管Q4、第二驱动端43b。
在无刷电机44运行过程中，当转子每转过60°电角度，无刷电机44换向一次，即转子每转过60°电角度，电机驱动状态从上一个状态切换到下一个状态。结合图6a、图7a和图7b，以控制器42控制无刷电机44的电机驱动状态从AB状态切换到AC状态的过程为例进行说明，其中，采用高侧开关PWM信号控制方式：控制器42输出PWM信号给高侧开关Q1的控制端AH使高侧开关Q1导通或关断，控制器42同步输出高电平信号给低侧开关Q4的控制端BL使低侧开关Q4保持导通状态，第一相绕组A和第二相绕组B通电，电机驱动状态处于AB状态(如图7a)；控制器42输出PWM信号给高侧开关Q1的控制端AH使高侧开关Q1导通或关断，控制器42同步输出低电平信号给低侧开关Q4的控制端BL使低侧开关Q4保持关断状态，控制器42同步输出高电平信号给低侧开关Q6的控制端CL使低侧开关Q6保持接通状态，电机驱动状态从AB状态切换到AC状态，第一相绕组A和第三相绕组C通电，第二相绕组B断电(如图7b)。
但由于各个开关并联有寄生二极管，在高侧开关中的一个的PWM信号控制期间，当其从接通状态切换到断开状态时，由于回路中电感性元件的存在(例如，电机的绕组)，电流不能瞬变，电机电流会通过与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关的寄生二极管中。如图7a所示，当电机驱动状态处于AB状态时，高侧开关Q1导通和低侧开关Q4导通，当电机驱动状态从图7a的AB状态切换到图7b的AC状态时，如图8所示，由于电感性元件的存在，电流不能瞬变，以高侧开关采用PWM信号控制方式为例，不能瞬变的电流会通过高侧开关Q3的并联寄生二极管，高侧开关Q3的寄生二极管因内部电阻而发热，使得与寄生二极管并联的高侧开关Q3以及驱动电路43温度上升。尤其是，在重载大电流状态下，其发热损耗更为严重。因此，这种传统的控制方法会带来较大的功率损失。
为了能够克服电流通过寄生二极管导致发热问题，上述技术问题，参照图9，本公开的电动工具10的控制器42被配置为：输出第一控制信号至所述高侧开关(Q1、Q3、Q5)中的一个以使该高侧开关(Q1、Q3、Q5)中的一个处于导通状态或关断状态；输出第二控制信号至低侧开关(Q2、Q4、Q6)中的一个以使该低侧开关(Q2、Q4、Q6)中的一个处于导通和关断状态中的另一个；其中，该高侧开关(Q1、Q3、Q5)中的一个的低侧端连接至该低侧开关(Q2、Q4、Q6)中的一个的高侧端，以减少发热和损耗。也即是说，在本实施方式中，第一控制信号使高侧开关中的一个处于关断状态期间，第二控制信号使与该高侧开关的低侧端直接连接的低侧开关处于导通状态，和/或第二控制信号使低侧开关中的一个处于关断状态期间，第一控制信号使与该低侧开关的高侧端直接连接的高侧开关处于导通状态。也即是说，本实施方式中，高侧开关的低侧端和低侧开关的高侧端直接连接的高侧开关和低侧开关具有相反的通断状态。这样做的好处在于，能够使不能瞬变的电流经过与该低侧开关的高侧端直接连接的高侧开关，或能够使不能瞬变的电流经过与该高侧开关的低侧端直接连接的低侧开关，而不会经过寄生二极管，以减少发热和功率损耗。
进一步地，所述控制器42输出的第一控制信号为第一PWM信号；所述控制器42输出的第二控制信号为第二PWM信号。
作为可选地，所述控制器同步输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
作为一种具体地实施方式，高侧开关采用PWM控制方式，控制器42被配置为：输出第一控制信号使高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态，第一控制信号为第一PWM信号；输出高电平信号以使低侧开关中的一个在该高侧开关的PWM信号控制期间内保持导通状态以构成电流回路；同步输出第二控制信号使与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关处于导通和断开状态中的另一个，第二控制信号为第二PWM信号。以电机驱动状态处于AB状态为例，控制器42输出第一控制信号使高侧开关Q1处于导通状态或关断状态，第一控制信号为第一PWM信号，控制器42输出高电平信号以使低侧开关Q4在高侧开关Q1的PWM信号控制期间内保持导通状态以构成电流回路，控制器42同步输出第二控制信号使与该高侧开关Q1的低侧端连接的低侧开关Q2处于导通和断开状态中的另一个，第二控制信号为PWM信号。
作为另一种具体实施方式，低侧开关采用PWM信号控制方式，控制器42被配置为：输出第二控制信号使低侧开关中的一个处于导通状态或关断状态，第二控制信号为第二PWM信号；输出高电平信号以使高侧开关中的一个在低侧开关的PWM信号控制期间保持导通状态以构成电流回路；同步输出第一控制信号使与该低侧开关的高侧端连接的高侧开关处于导通和断开状态中的另一个，第一控制信号为第一PWM信号。以电机驱动状态处于AB状态为例，控制器42输出第二控制信号使低侧开关Q4处于导通状态或关断状态，第二控制信号为第二PWM信号；控制器42输出高电平信号使高侧开关中Q1在低侧开关Q4的PWM信号控制期间保持导通状态以构成电流回路；控制器同步输出第一控制信号使与该低侧开关Q4的高侧端连接的高侧开关Q3处于导通和断开状态中的另一个，第一控制信号为第一PWM信号。
上述仅是示例性说明，并不现实本公开的内容，必须理解的是，其他相与上述实施方类似，此处不再赘述。
参照图10，作为可选地，仅在第一PWM信号的占空比满足预设条件时，控制器42才同步输出第二PWM信号。具体地，当第一PWM信号的占空比在预设范围内时，控制器42才输出第二PWM信号。
作为可选地，至少第一PWM信号的占空比在20％～90％范围(含20％和90％)时，控制器42才输出第二PWM信号。
作为可选地，至少第一PWM信号的占空比在10％～95％范围(含10％和95％)时，控制器42才输出第二PWM信号控制该相桥电路的低侧开关。
作为可选地，至少第一PWM信号的占空比在30％～95％范围(含30％和95％)时，控制器42才输出第二PWM信号控制该相桥电路的低侧开关。
通过这样的方式，仅在第一PWM信号满足预设条件时，控制器42才输出第二PWM信号。这样做的好处在于：一方面，当控制器42输出的第一PWM信号使其中一个高侧开关处于断开状态时，控制器42输出的第二PWM信号使与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关处于接通状态，若第一PWM信号的占空较小，则对应绕组的电流下降较快，容易出现电流小于零情况，该小于零的电流会产生负扭矩导致制动效果而使电机转速下降，这是不利的，而若在高侧开关关断时，导通与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关，会加剧这种不利情况，并且当第一PWM信号的占空较小时，流过该高侧开关的电流较小，产生的发热量很小，此时，控制器42也没有必要输出第二PWM信号控制与高侧开关的低侧端连接的低侧开关来减小发热和功率损耗；另一发方面，当控制器42输出的第一PWM信号使其中一个高侧开关处于断开状态时，控制器42输出的第二PWM信号使与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关处于接通状态，若该第一PWM信号的占空比较大，则采用上述方案会使得第二PWM信号可以插入的占空比很小，其产生的作用不大，反而会由于开关的频繁开关引起开关损耗。
参照图11，作为可选地，第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长T1，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长T2。也即是说，第一预设时长T1为第一控制信号的下降沿与第二控制信号的上升沿之间的时间间隔，第二预设时长T2为第一控制信号的上升沿与第二控制信号的下降沿之间的时间间隔。
这样做的好处在于：一方面，可以避免在第一控制信号处于下降沿时，立刻开始第二控制信号的上升沿，出现高侧开关还未完全断开时，低侧开关已经接通而引起短路现象，从而烧坏电路以及电子元器件的情况发生。具体地，参照图12a，实际的方波信号由于受上升/下降时间的影响，不是严格意义上的方波信号，其上升沿和下降沿不能瞬变，而是会有小段迟滞时间T的缓慢变化。参照图12b，以A相为例，当控制器42输出的第一控制信号使高侧开关Q1关断时，控制器42输出的第二控制信号使与该高侧开关Q1的低侧端连接的低侧开关Q2导通，若在第一控制信号处于下降沿时，立刻开始第二控制信号的上升沿，则会出现高侧开关Q1和低侧开关Q2同时导通的情况，此时会发生短路现象，容易引起电子元器件损坏甚至烧毁。采用第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长T1，可以有效避免上述短路现象发生。
另一方面，可以避免负扭矩产生而导致制动效果。具体地，参照图13a和图13b，以A相为例，在采用PWM控制期间，若负载较大，第一相绕组A的电流I1较大，则电机持续输出正向扭矩；而在轻载状态下，第一相绕组A的电流I2较小，控制器42输出的第一控制信号使高侧开关Q1处于断开状态，控制器42输出的第二控制信号使与该高侧高侧开关Q1连接的低侧开关Q2处于接通状态时，若低侧开关Q2保持接通状态较长时间，则电流I1下降较快，有可能降为负值，此时会产生负扭矩131，导致制动效果而使电机转速下降。
类似地，在采用低侧开关采用PWM控制方式中，作为可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。作为可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。作为可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
采用在第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长T2，可以有效避免负扭矩产生而使电机转速下降。具体地，参照图13c，以A相为例，控制器42输出的第一控制信号施加于高侧开关Q1的控制端AH端，控制器42输出的第二控制信号施加于与高侧开关Q1的低侧端连接的低侧开关Q2的控制端AL端，在第一控制信号的每个下降沿开始后，等待第一预设时长T1开始第二控制信号的上升沿，并且在第二控制信号的下降沿开始后，等待第二预设时长T2开始第一控制信号的上升沿。其中，第一控制信号为第一PWM信号，第二控制信号为第二PWM信号。由于第一预设时长T1和第二预设时长T2的存在，不会发生高侧开关Q1和低侧开关Q2同时导通的现象，从而能够避免短路现象发生，并且由于第二预设时长T2的存在，在轻载情况下，能够避免负扭矩产生而带来制动效果使电机转速下降的情况发生。
作为可选地，第一预设时长T1的取值范围为0.5微妙～10微秒(包含端点0.5微秒和10微秒)。作为可选地，所述第二预设时长的取值范围为5微秒～30微秒。
实际实验结果表明，当第一预设时长T1在0.5微秒～10微秒之间(包含端点0.5微秒和10微秒)时，既能够防止短路问题，同时抑制温升效果较好。
作为可选地，仅使所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长T1，以避免高侧开关和与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关同时导通而导致短路现象发生。作为可选地，仅使所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长T2，以避免产生负扭矩而导致制动效果。以上两种实施方式与第一实施方式类似，在此不再赘述。
作为可选地，设置第一PWM信号的占空比与第二PWM信号的占空比之和小于100％，以避免高侧开关和与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关同时导通而导致短路现象发生，和/或避免产生负扭矩而导致制动效果使电机转速下降。
对于驱动电路43，当高侧开关处于接通状态，且与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关处于断开状态时，对应导通绕组的电流上升。反之，当高侧开关处于断开状态，且与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关处于接通状态时，对应导通绕组的电流下降。
为了控制电动工具的电机输出保持正扭矩，以抑制电机驱动时产生负扭矩导致的制动效果，设置上述第一预设时长T1和第二预设时长T2的比值小于或等于1。作为具体实施方式，例如，设置第一预设时长T1为0.5微秒，设置第二预设时长T2为0.8微秒；再如，设置第一预设时长T1为1微秒，设置第二预设时长T2为2微秒；还如，设置第一预设时长T1为10微秒，设置第二预设时长为13微秒。上述仅是示例性说明，并非是对本公开的限制。
在此基础上，通过动态调整第二预设时长T2，使得电机绕组的电流大于或等于零，通过这样的方式，使电机不会输出负扭矩而在电机驱动时产生制动效果导致电机转速降低。
作为可选地，电动工具10还包括电流测算模块46(图4)，用于检测或估算相电流。
在采用高侧开关PWM信号控制方式中，所述控制器42被配置为：在所述相电流小于等于零时，所述控制器42输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，以使得电机保持输出正向扭矩，所述低侧开关中的一个为与当前导通的高侧开关的低侧端连接的低侧开关。
在采用低侧开关PWM信号控制方式中，所述控制器42被配置为：在所述相电流小于等于零时，所述控制器42输出第一控制信号以关断所述高侧开关中的一个，以使得电机保持输出正向扭矩，所述高侧开关中的一个为与当前导通的低侧开关的高侧端连接的高侧开关。
在电机驱动过程中，为防止开关(Q1～Q6)温度过高而损坏电子元器件，需要对一个或多个开关(Q1～Q6)进行温度采样以监测温度。在传统的方法中，一般是将温度采样用的NTC温度传感器布置在电路板上靠近驱动电路的至少一个开关的位置，以有效监测桥开关的温度，防止温度过高而损坏电子元器件。但是，额外增加的温度传感器不但会增加电路板的设计和零部件成本，还会增加电路板的尺寸。
作为可选地，为了克服上述问题，本公开的控制器42采用内部集成有温度传感器的MCU，采用该温度传感器代替额外的温度采样用的NTC温度传感器，以估算驱动电路43的开关的温度，并且在驱动电路43的温度检测值超过预设阈值时，所述控制器42控制驱动电路43停止工作。利用控制器42内部集成的温度传感器来测算驱动电路43的温度，能够简化电路板设计，节约零部件成本，使电路板尺寸更加紧凑。在一些具体的实施方式中，所有电路板单面面积之和小于2500cm^2。
在一些具体的实施例中，采用单片机，其内部集成有温度传感器，可以用来测量CPU即周围温度，测得的结果可以用于估算驱动电路43的温度，当检测到的温度超过预设值时，开启温度保护功能，例如，关闭电动工具、开启散热风扇、关闭驱动电路43等。
上述实施例是以具有三相绕组的无刷电机44的电动工具10而言，本领域技术人员可理解的，上述技术方案也可以应用到其他具有无刷电机44的电动工具中，例如两相无刷电机。
本公开还公开了一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括：驱动电路，包括：第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；多个高侧开关，所述高侧开关包括高侧端和低压端，所述高侧开关的高侧端分别电性连接至所述第一驱动端；多个低侧开关，所述低侧开关包括高侧端和低压端，所述低侧端分别电性连接至所述第二驱动端；所述电动工具的控制方法包括：使所述高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态；使所述低侧开关中的一个处于导通和关断状态中的另一个；其中，所述高侧开关中的一个的低侧端连接至所述低侧开关中的一个的高侧端，以使不能瞬变的电流经过该低侧开关，而不会经过该低侧开关并联的寄生二极管，以减少发热和功率损耗。
作为可选地，所述第一控制信号为第一PWM信号；所述第二控制信号为第二PWM信号。
作为可选地，在所述第一控制信号满足预设条件时，控制器才输出第二控制信号。这样做的好处在于：一方面，能够避免第一PWM信号的占空比较小时加剧负扭矩产生的情况发生，以及不必要的对控制与高侧开关低侧端连接的低侧开关的通断；另一发方面，能够避免在第一PWM信号的占空比较大时，控制与高侧开关低侧端连接的低侧开关的通断，反而会由于开关的频繁开关而引起的开关损耗。
作为可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
作为可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
作为可选地，所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
作为可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长T1。这样的好处在于，能够避免高侧开关导通时，与该高侧开关的低侧端连接的低侧开关同时导通而造成短路情况的发生。
作为可选地，所述第一预设时长T1的取值范围为5微秒～10微秒，(包含端点)既能够防止短路问题，同时抑制温升效果较好。
作为可选地，所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长T2。这样的好处在于，能够避免产生负扭矩而导致制动效果使电机转速下降。
作为可选地，所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长T1，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长T2。这样的好处在于，能够防止短路问题，同时抑制温升效果较好，并且能够避免产生负扭矩而导致制动效果使电机转速下降。
作为可选地，所述第一预设时长T1与所述第二预设时长T2的比值小于等于1。这样的好处在于，能够进一步避免产生负扭矩而导致制动效果使电机转速下降。
作为可选地，所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。这样的好处在于，能够防止短路问题的同时抑制温升和/或能够避免产生负扭矩而导致制动效果使电机转速下降。
作为可选地，电动工具的控制方法还包括：在所述相电流小于等于零时，输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，以使得电机保持输出正向扭矩。所述低侧开关中的一个为与当前导通的高侧开关的低侧端连接的低侧开关。
上述实施方式是以高侧开关采用PWM控制方式为例。对于低侧开关采用PWM控制方式而言，其控制方法与上述实施方式类似，此处不再赘述。
需要说明的是，采用低侧开关采用PWM控制方式中，作为可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。作为可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。作为可选地，所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
以上显示和描述了本公开的基本原理、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公开，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本公开的保护范围内。
工业实用性
本公开提供了一种电动工具以及控制方法，该电动工具能够有效抑制驱动电路温升，降低功率损耗。

Claims (47)

1.一种电动工具，包括：
功能件，用于实现所述电动工具的功能；
电机，用于驱动所述功能件，所述电机包括多个绕组；
电源模块，用于提供供电电流，包括第一电源端和第二电源端；
驱动电路，电连接至所述电机，所述驱动电路包括：
第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；
第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；
多个高侧开关，所述高侧开关的高侧端分别电性连接至所述第一驱动端；
多个低侧开关，所述低侧开关的低侧端分别电性连接至所述第二驱动端；
控制器，被配置为：
输出第一控制信号至所述高侧开关中的一个以使所述高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态；
输出第二控制信号至所述低侧开关中的一个以使所述低侧开关中的一个处于导通和关断状态中的另一个；
其中，所述高侧开关中的一个的低侧端连接至所述低侧开关中的一个的高侧端；
所述电动工具还包括：
电流测算模块，用于检测或估算相电流；
所述控制器被配置为：
在所述电机的相电流小于等于零时，所述控制器被配置为：输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，或输出第一控制信号控制以关断所述高侧开关中的一个，以使所述电机保持输出正向扭矩。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
所述控制器输出的第一控制信号为第一PWM信号；所述控制器输出的第二控制信号为第二PWM信号。
3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
4.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
5.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
6.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长。
7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，
所述第一预设时长的取值范围为5微秒～10微秒。
8.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于，
所述第二预设时长的取值范围为5微秒～30微秒。
10.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
11.根据权利要求10所述的电动工具，其特征在于，
所述第一预设时长与所述第二预设时长的比值小于等于1。
12.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，
所述控制器同步输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
13.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。
14.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
15.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
16.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
17.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述控制器包括设置于所述控制器内部的温度传感器，所述控制器根据所述温度传感器的检测值估算所述驱动电路的温度，并且在所述驱动电路的温度检测值超过预设阈值时，所述控制器控制驱动电路停止工作。
18.一种电动工具，包括：
功能件，用于实现所述电动工具的功能；
电机，用于驱动所述功能件，所述电机包括多个绕组；
电源模块，用于提供供电电流，包括第一电源端和第二电源端；
驱动电路，电连接至所述电机，包括：
第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；
第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；
第一高侧开关，所述第一高侧开关的高侧端电性连接至所述第一驱动端；
第一低侧开关，所述第一低侧开关的低侧端电性连接至所述第二驱动端；
控制器，被配置为：
输出第一控制信号至所述第一高侧开关以使所述第一高侧开关处于导通状态或关断状态；
输出第二控制信号至所述第一低侧开关以使所述第一低侧开关处于导通或关断状态中的另一个；
其中，所述第一高侧开关的低侧端连接至所述第一低侧开关的高侧端；
所述电动工具还包括：
电流测算模块，用于检测或估算相电流；
所述控制器被配置为：
在所述电机的相电流小于等于零时，所述控制器被配置为：输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，或输出第一控制信号控制以关断所述高侧开关中的一个，以使所述电机保持输出正向扭矩。
19.根据权利要求18所述的电动工具，其特征在于，
所述驱动电路还包括第二低侧开关，所述第二低侧开关的低侧端电性连接至所述第二驱动端；
所述控制器被配置为：
输出所述第一控制信号至所述第一高侧开关和所述第二低侧开关以构成第一电流回路；在所述第一电流回路中，所述电源模块提供的供电电流依次经所述第一驱动端、第一高侧开关、绕组、第二低侧开关和第二驱动端。
20.根据权利要求18所述的电动工具，其特征在于，
所述控制器输出的第一控制信号为第一PWM信号；所述控制器输出的第二控制信号为第二PWM信号。
21.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
22.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
23.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
24.根据权利要求18所述的电动工具，其特征在于，
所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长。
25.根据权利要求24所述的电动工具，其特征在于，
所述第一预设时长的取值范围为5微秒～10微秒。
26.根据权利要求18所述的电动工具，其特征在于，
所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
27.根据权利要求18所述的电动工具，其特征在于，
所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
28.根据权利要求27所述的电动工具，其特征在于，
所述第一预设时长与所述第二预设时长的比值小于等于1。
29.根据权利要求18所述的电动工具，其特征在于，
所述控制器同步输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
30.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。
31.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
32.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
33.根据权利要求20所述的电动工具，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
34.一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括：
功能件，用于实现所述电动工具的功能；
电机，用于驱动所述功能件，所述电机包括多个绕组；
电源模块，用于提供供电电流，包括第一电源端和第二电源端；
驱动电路，包括：
第一驱动端，与所述第一电源端电性连接；
第二驱动端，与所述第二电源端电性连接；
多个高侧开关，所述高侧开关包括高侧端和低侧端，所述高侧开关的高侧端分别电性连接至所述第一驱动端；
多个低侧开关，所述低侧开关包括高侧端和低侧端，所述低侧开关的低侧端分别电性连接至所述第二驱动端；
所述电动工具的控制方法包括：
使所述高侧开关中的一个处于导通状态或关断状态；
使所述低侧开关中的一个处于导通和关断状态中的另一个；
其中，所述高侧开关中的一个的低侧端连接至所述低侧开关中的一个的高侧端；
在所述电机的相电流小于等于零时，输出第二控制信号以关断所述低侧开关中的一个，或输出第一控制信号控制以关断所述高侧开关中的一个，以使所述电机保持输出正向扭矩。
35.根据权利要求34所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一控制信号为第一PWM信号；所述第二控制信号为第二PWM信号。
36.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
37.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
38.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
39.根据权利要求34所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长。
40.根据权利要求39所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一预设时长的取值范围为5微秒～10微秒。
41.根据权利要求34所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
42.根据权利要求34所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一控制信号的下降沿与所述第二控制信号的上升沿之间间隔第一预设时长，且所述第一控制信号的上升沿与所述第二控制信号的下降沿之间间隔第二预设时长。
43.根据权利要求42所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一预设时长与所述第二预设时长的比值小于等于1。
44.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第一PWM信号的占空比和所述第二PWM信号的占空比之和小于100％。
45.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为20％～90％。
46.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为10％～95％。
47.根据权利要求35所述的电动工具的控制方法，其特征在于，
所述第二PWM信号的占空比的取值范围为30％～95％。
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