CN113224987B - 一种电动工具的开机自检方法和电动工具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电动工具的开机自检方法和电动工具，该开机自检方法包括：监测到所述电动工具的开机信号时，所述控制器输出驱动信号至所述电机驱动电路，并获取所述无刷电机的转子位置；在获取所述无刷电机的转子位置期间，通过所述电压检测电路检测所述无刷电机的绕组的相电压或线电压；根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机是否短路。本发明实施例提供的技术方案在检测无刷电机转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压来确定开关元件、无刷电机是否短路，以降低电动工具开机时烧机的风险，该方法简便快捷，且能够节省电动工具的开机时间。

Description

一种电动工具的开机自检方法和电动工具

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种电动工具的开机自检方法和电动工具。

背景技术

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关元件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于各类电动工具中。

由于电子开关元件与电压和电流关系紧密，过压或过流都会损坏开关元件。因此，通常在电动工具开机后都会检测开关元件是否存在短路问题，防止损坏电动工具中其他的元件。现有技术一般采用开机前检测开关元件之间的电压，以确定开关元件是否有短路。但是这种检测方法不能保证电动工具的安全性，当开关元件出现短路时，在开机时面临着烧机的风险。且现有技术的开机时间较长，降低用户的体验效果。

发明内容

本发明实施例提供一种电动工具的开机自检方法和电动工具，以实现在电动工具启动时，能够检测开关元件是否短路，节省开机时间。

第一方面，本发明实施例提供了一种电动工具的开机自检方法，所述电动工具包括无刷电机、电机驱动电路、控制器和电压检测电路；所述电机驱动电路包括逆变桥，所述逆变桥包括上桥臂开关元件和下桥臂开关元件；所述无刷电机的相电压或线电压输入端与所述逆变桥连接；所述无刷电机的相电压或线电压输入端与所述逆变桥之间连接的线路上连接有所述电压检测电路，所述电压检测电路与所述控制器连接；

所述电动工具的开机自检方法包括：

监测到所述电动工具的开机信号时，所述控制器输出驱动信号至所述电机驱动电路，并获取所述无刷电机的转子位置；

在获取所述无刷电机的转子位置期间，通过所述电压检测电路检测所述无刷电机的绕组的相电压或线电压；

根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述上桥臂开关元件、所述下桥臂开关元件和/或所述无刷电机是否短路。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电动工具，包括：

功能元件，用于实现电动工具的功能；

无刷电机，用于驱动所述功能元件，包括定子和转子；

开机信号监测电路，用于监测所述电动工具是否开机，监测到所述电动工具开机，则输出开机信号；

电机驱动电路，用于根据驱动信号驱动无刷电机转动；

电压检测电路，用于检测所述无刷电机的绕组的相电压或线电压；

控制器，用于获取所述无刷电机的转子位置，接收所述开机信号并输出驱动信号至电机驱动电路，并根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述电机驱动电路的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或所述无刷电机是否短路。

本发明实施例提供的技术方案，通过在监测到电动工具的开机信号时，控制器向电机驱动电路发出驱动信号，以检测无刷电机转子在静止时的位置；并在检测无刷电机转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压来确定开关元件和/或无刷电机是否短路。若检测到开关元件和/或无刷电机短路，则阻止无刷电机启动，进而降低烧机风险；否则启动无刷电机。由于是在检测无刷电机转子位置时，检测开关元件是否存在短路的问题，因此在电动工具启动时能够节省电动工具的开机时间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电动工具的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电动工具的开机自检方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种电动工具的开机自检方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种电动工具的开机自检方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种电动工具的开机自检方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的另一种电动工具的电路结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电动工具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种电动工具的电路结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种电动工具的开机自检方法的流程图。参考图1和图2，该方法可以由电动工具来执行，具体可以由电动工具中的软件和/或硬件来实现。电动工具包括无刷电机10、电机驱动电路20、控制器30和电压检测电路40；电机驱动电路20包括逆变桥，逆变桥包括上桥臂开关元件和下桥臂开关元件；无刷电机10的电压输入端与逆变桥连接；无刷电机10的电压输入端与逆变桥之间连接的线路上连接有电压检测电路40，电压检测电路40与控制器30连接；

电动工具的开机自检方法包括：

步骤110、监测到电动工具的开机信号时，控制器输出驱动信号至电机驱动电路，并获取无刷电机的转子位置。

其中，开机信号可以是开关S被触发以使无刷电机10启动的信号。供电装置50可以包括交流电源，与整流滤波模块和电磁兼容模块等配合使用，也可以包括直流电源，例如电池包，电池包可拆卸地安装在电动工具中。具体的，逆变桥的上桥臂开关元件包括Q1、Q3和Q5，下桥臂开关元件包括Q2、Q4和Q6。控制器30检测到电动工具的开机信号时，控制器30发出驱动脉冲信号至开关元件Q1-Q6，以使无刷电机10的绕组的导通状态分别为AB相导通、AC相导通、BC相导通、BA相导通、CA相导通、CB相导通，通过脉冲注入法来确定无刷电机10的转子在静止时的位置，能有效的避免无刷电机10瞬时的反转或者起动失败。

步骤120、在获取无刷电机的转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压。

具体的，逆变桥的上桥臂开关元件和下桥臂开关元件组成三相电桥，分别连接至无刷电机10的三相绕组A、B和C。示例性的，上桥臂开关元件Q1和下桥臂开关元件Q2组成A相绕组的电桥，A相绕组的电压输入端连接至开关元件Q1和开关元件Q2之间的U点；上桥臂开关元件Q3和下桥臂开关元件Q4组成B相绕组的电桥，B相绕组的电压输入端连接至开关元件Q3和开关元件Q4之间的V点；上桥臂开关元件Q5和下桥臂开关元件Q6组成C相绕组的电桥，C相绕组的电压输入端连接至开关元件Q5和开关元件Q6之间的W点。

当控制器30向电机驱动电路20发送驱动脉冲信号时，开关元件Q1-Q6根据控制器30发出的驱动信号改变导通状态，从而改变供电电源50加载在无刷电机10的绕组上的电压状态。在获取无刷电机10的转子位置期间，通过连接在无刷电机10与电机驱动电路20之间的电压检测电路40检测U、V、W三点的电压(即无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压，其中线电压为相电压的

倍)。示例性的，电压检测电路40可以包括三条电压采集支路，每一条电压采集支路对应一相绕组。电阻R1-R6为采集电阻，用于采集无刷电机10的绕组的相电压或线电压，并将采集到的绕组的相电压或线电压输出至控制器30。

步骤130、根据无刷电机的绕组的相电压或线电压确定上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机是否短路。

具体的，控制器30监测到开机信号时，控制器30通过控制电机驱动电路20中的开关元件的通断状态来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。在控制器30获取无刷电机10的转子位置期间，电压检测电路40采集无刷电机10三相绕组的相电压或线电压，控制器30根据接收到的绕组的相电压或线电压确定电机驱动电路20中的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机10是否短路。若确定上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机10出现短路，则阻止无刷电机10启动。例如，可以通过封锁控制器30输出驱动信号来停止启动无刷电机10。若确定上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机10没有短路，则在确定无刷电机10的转子位置后启动无刷电机10。当然，本发明实施例提供的技术方案也可以用于检测无刷电机10是否存在相间短路的问题。

本发明实施例提供的技术方案，通过在监测到电动工具的开机信号时，控制器向电机驱动电路发出驱动信号，以检测无刷电机转子在静止时的位置；并在检测无刷电机转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压来确定开关元件或无刷电机是否短路。若检测到开关元件或无刷电机短路，则阻止无刷电机启动，进而降低烧机风险；否则启动无刷电机。由于是在检测无刷电机转子位置时，检测开关元件是否存在短路的问题，因此在电动工具启动时能够节省电动工具的开机时间。

图3为本发明实施例提供的另一种电动工具的开机自检方法的流程图，参考图3，在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的电动工具的开机自检方法包括：

步骤210、控制器发送驱动信号至电机驱动电路，控制无刷电机的绕组交替通电。

具体的，控制器30检测到电动工具的开机信号时，控制器30发出驱动脉冲信号至开关元件Q1-Q6，以使无刷电机10的绕组的导通状态分别为AB相导通、AC相导通、BC相导通、BA相导通、CA相导通、CB相导通，通过脉冲注入法来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。示例性的，电机驱动电路20中的开关元件可以MOSFET或者IGBT。对于MOSFET而言，各开关元件的栅极端分别与控制器30的信号输出端电性连接，各个开关元件的漏极或源极与无刷电机10的绕组的相电压或线电压输入端电连接。如：开关元件Q1的源极和开关元件Q2的漏极与无刷电机10的A相绕组的电压输入端电连接。开关元件Q1-Q6依据控制器30输出的驱动信号改变其通断状态，从而改变供电电源50加载在无刷电机10的绕组上的电压状态，以确定无刷电机10的转子在静止时的位置。

步骤220、在获取无刷电机的转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压。

步骤230、若至少有两个无刷电机的绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则确定上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机短路。

具体的，控制器30监测到开机信号时，控制器30通过控制电机驱动电路20中的开关元件的通断状态来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。在控制器30获取无刷电机10的转子位置期间，电压检测电路40采集无刷电机10三相绕组的相电压或线电压。控制器30检测电压检测电路40采集到的相电压或线电压，若三相绕组的相电压或线电压至少有两相绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则可以确定电机驱动电路20中的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机10出现短路。其中预设电压值范围可以理解为至少有两相绕组的相电压或线电压的电压值相近，例如，可以通过比较采集电阻上的电压值来获取判断U、V、W三点的电压值是否存在相近的数值，也可以通过检测U、V、W三点的脉冲电压波形来确定是否存在至少两个电压的数值相近。示例性的，控制器30通过输出驱动信号控制上桥臂开关元件Q1导通，下桥臂开关元件Q4导通，开关元件Q1的源极连接无刷电机10的A相绕组，开关元件Q4的漏极连接无刷电机10的B相绕组，即，无刷电机10的AB相绕组通电，C相绕组断电。因此A相绕组的相电压或线电压最大，B相绕组的相电压或线电压最小，C相绕组的相电压或线电压为中性点电压，介于A相绕组与B相绕组的相电压或线电压值之间。由于同一组电桥的两个开关元件不能同时导通，因此，若下桥臂开关元件Q2短路，使得V点电压升高至W点的电压，即C相绕组的相电压或线电压与B相绕组的相电压或线电压相等或相近(即V、W两点的电压值相近)，由此可以确定下桥臂开关元件Q2短路。当控制器30输出的驱动脉冲信号使开关元件Q3和Q6导通时，无刷电机10的B相绕组和C相绕组通电，A相绕组断电。因此B相绕组的相电压或线电压最大，C相绕组的相电压或线电压最小，A相绕组的相电压或线电压为中性点电压，介于B相绕组与C相绕组的相电压或线电压值之间。若下桥臂开关元件Q4短路，则无刷电机10的B相绕组连接的电桥导通，使得W点的电压升高至U点电压，即，U、W两点的电压相近，由此可以确定下桥臂开关元件Q4短路。按照同样的方式可以确定上桥臂开关元件和无刷电机10是否短路，具体方法不再赘述。

图4为本发明实施例提供的另一种电动工具的开机自检方法的流程图，在上述实施例的基础上，参考图4，本发明实施例提供的电动工具的开机自检方法包括：

步骤310、监测到电动工具的开机信号，在电机驱动电路处于关断状态时，根据无刷电机的绕组的相电压或线电压确定上桥臂开关元件是否短路。

具体的，控制器30监测到电动工具的开机信号时，控制器30不输出驱动信号至电机驱动电路20，电机驱动电路20中的上桥臂开关元件和下桥臂开关元件均处于关断状态，此时通过电压检测电路40检测无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压，即，U、V、W三点的电压。控制器30监测到开机信号时，控制器30先不输出驱动信号至开关元件Q1-Q6，电压检测电路40直接采集无刷电机10三相绕组的相电压或线电压，控制器30根据接收到的绕组的相电压或线电压确定电机驱动电路20中的上桥臂开关元件是否短路。若确定上桥臂开关元件出现短路，则阻止无刷电机10启动。若确定上桥臂开关元件没有短路，则控制器30输出驱动信号至电机驱动电路20，通过控制电机驱动电路20中的开关元件的通断状态来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。在控制器30获取无刷电机10的转子位置期间，电压检测电路40采集无刷电机10三相绕组的相电压或线电压，控制器30根据接收到的绕组的相电压或线电压确定电机驱动电路20中的下桥臂开关元件是否短路。

步骤320、通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压。

具体的，控制器30监测到电动工具的开机信号时，控制器30不输出驱动信号至电机驱动电路20，电机驱动电路20中的上桥臂开关元件和下桥臂开关元件均处于关断状态，此时通过电压检测电路40检测无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压，即，U、V、W三点的电压。

步骤330、若无刷电机的绕组的相电压或线电压均为零，则控制电机驱动电路输出驱动信号，并获取无刷电机的转子位置。

具体的，控制器30监测到开机信号时，控制器30先不输出驱动信号至开关元件Q1-Q6，使开关元件Q1-Q6均处于关断状态，电压检测电路40直接采集无刷电机10三相绕组的相电压或线电压，若检测到无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压均为零，则电机驱动电路20的上桥臂开关元件正常。控制器30输出驱动信号至电机驱动电路20，使开关元件Q1-Q6交替导通，从而使得无刷电机10的三相绕组的导通状态分别为AB相导通、AC相导通、BC相导通、BA相导通、CA相导通和CB相导通，控制器30根据三相绕组的导通状态来确定无刷电机10的转子在静止时的位置，能有效的避免无刷电机10瞬时的反转或者起动失败。

步骤340、在获取无刷电机的转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压。

步骤350、根据无刷电机的绕组的相电压或线电压确定下桥臂开关元件或无刷电机是否短路。

图5为本发明实施例提供的另一种电动工具的开机自检方法的流程图，在上述实施例的基础上，参考图5，本发明实施例提供的电动工具的开机自检方法具体包括：

步骤410、通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压。

步骤420、若至少一个无刷电机的绕组的相电压或线电压不为零，则确定上桥臂开关元件短路。

具体的，当电机驱动电路20中的上桥臂开关元件和下桥臂开关元件都正常时，控制器30无驱动信号输出至开关元件Q1-Q6，因此电机驱动电路20不工作，U、V、W三点的电压均为零。若无刷电机10的三相绕组出现至少一相绕组的相电压或线电压不为零，则可以确定电机驱动电路20中的上桥臂开关元件至少有一个开关元件出现短路。示例性的，在电机驱动电路20处于关断状态时，通过电压检测电路40检测无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压，若A相绕组和B相绕组的相电压或线电压均为零，C相绕组的相电压或线电压不为零，则可以确定与C相绕组电连接的上桥臂开关元件Q5短路。本发明实施例在电动工具开机时，先在电机驱动电路20的所有开关元件均断开的情况下通过电压检测电路40检测无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压，以确定上桥臂开关元件是否有短路，其中，哪一相绕组的相电压或线电压不为零，则该相绕组电连接的上桥臂开关元件出现短路。当确定上桥臂开关元件出现短路时，控制器不会输出电机驱动电路20的驱动信号，阻止无刷电机10转动。

可选的，图6为本发明实施例提供的另一种电动工具的电路结构示意图，图7为本发明实施例提供的一种电动工具的结构示意图。电动工具可以是手持式电动工具，也可以是园林类电动工具、车辆型电动工具，电动工具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。这些电动工具也可能是园林类工具，比如修枝机、链锯；另外这些电动工具也可能作为其它用途，比如搅拌机。在上述实施例的基础上，参考图6和图7，该电动工具包括：

功能元件100，用于实现电动工具的功能；

无刷电机10，用于驱动功能元件100，包括定子和转子；

开机信号监测电路70，用于监测电动工具是否开机，监测到电动工具开机，则输出开机信号；

电机驱动电路20，用于根据驱动信号驱动无刷电机10转动；

电压检测电路40，用于检测无刷电机10的绕组的相电压或线电压；

控制器30，用于获取无刷电机10的转子位置，接收所述开机信号并输出驱动信号至电机驱动电路20，并根据无刷电机10的绕组的相电压或线电压确定电机驱动电路20的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机是否短路。

本发明实施例提供的技术方案，通过在监测到电动工具的开机信号时，控制器向电机驱动电路发出驱动信号，以检测无刷电机转子在静止时的位置；并在检测无刷电机转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压来确定开关元件或无刷电机是否短路。若检测到开关元件或无刷电机短路，则阻止无刷电机启动，进而降低烧机风险；否则启动无刷电机。由于是在检测无刷电机转子位置时，检测开关元件是否存在短路的问题，因此在电动工具启动时能够节省电动工具的开机时间。

可选的，控制器30具体用于：

在获取无刷电机10的转子位置期间，若至少有两个无刷电机10的绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则确定上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机短路；

当接收到开机信号，在电机驱动电路20处于关断状态时，若至少一个无刷电机10的绕组的相电压或线电压不为零，则确定上桥臂开关元件短路。

可选的，控制器30还用于：

控制器30用于发送驱动信号至电机驱动电路20，控制无刷电机10的绕组交替通电。

具体的，控制器30检测到电动工具的开机信号时，控制器30发出驱动脉冲信号至开关元件Q1-Q6，以使无刷电机10的绕组的导通状态分别为AB相导通、AC相导通、BC相导通、BA相导通、CA相导通、CB相导通，通过脉冲注入法来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。示例性的，电机驱动电路20中的开关元件可以MOSFET或者IGBT。对于MOSFET而言，各开关元件的栅极端分别与控制器30的信号输出端电性连接，各个开关元件的漏极或源极与无刷电机10的绕组的相电压或线电压输入端电连接。如：开关元件Q1的源极和开关元件Q2的漏极与无刷电机10的A相绕组的相电压或线电压输入端电连接。开关元件Q1-Q6依据控制器30输出的驱动信号改变其通断状态，从而改变供电电源50加载在无刷电机10的绕组上的电压状态，确定无刷电机10的转子在静止时的位置。在控制器30获取无刷电机10的转子位置期间，电压检测电路40采集无刷电机10三相绕组的相电压或线电压，控制器30根据接收到的绕组的相电压或线电压确定电机驱动电路20中的下桥臂开关元件是否短路。若三相绕组的相电压或线电压至少有两相绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则可以确定电机驱动电路20中的下桥臂开关元件出现短路。其中预设电压值范围可以理解为至少有两相绕组的相电压或线电压的电压值相近。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图6，该电动工具还包括供电电源50、电源转换电路60；

电源转换电路60与控制器30电连接，用于将供电电源50输出的电压转换为控制器30所匹配的电压，供电电源50用于为电动工具提供电能。

本发明实施例所提供的电动工具可执行本发明任意实施例所提供的电动工具的开机自检方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。

需要说明的是，本发明实施例是将开机信号监测电路70与控制器30分开设置的，在其他实施例中，开机信号监测电路70与控制器30也可以集成为一个整体。

在上述实施例的基础上，继续参考图6，本发明实施例提供的电动工具的具体工作原理如下：

供电电源50用于为电动工具提供电源，供电电源50可以包括交流电源，与整流滤波模块和电磁兼容模块等配合为电动工具提供直流电压，也可以包括直流电源，例如电池包，电池包可拆卸地安装在电动工具中。供电装置62通过开关S与电机驱动电路电连接，闭合开关S，电动工具接通电源，开机信号监测电路70输出开机信号至控制器30。控制器30输出六个驱动脉冲信号至电机驱动电路20，以驱动个开关元件，使无刷电机10的绕组的导通状态分别为AB相导通、AC相导通、BC相导通、BA相导通、CA相导通、CB相导通，通过脉冲注入法来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。

在控制器30获取无刷电机10的转子在静止时的位置期间，电压检测电路40检测无刷电机10三相绕组的相电压或线电压，若无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压至少有两相绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则与该相绕组连接的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机10出现短路。控制器阻止电机驱动电路20启动，从而使得无刷电机无法旋转。

当然，也可以在获取无刷电机10的转子位置之前，直接检测上桥臂开关元件是否出现短路。闭合开关S，电动工具接通电源，开机信号监测电路70输出开机信号至控制器30，此时，控制器30进行脉冲封锁，无驱动信号输出至电机驱动电路20的开关元件Q1-Q6，电压检测电路40检测无刷电机10的各相绕组与各电桥连接的U、V、W三点的电压(即为无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压)。若无刷电机10的三相绕组的相电压或线电压至少有一相绕组的相电压或线电压不为零，则与该相绕组连接的上桥臂开关元件出现短路。控制器阻止电机驱动电路20启动，从而使得无刷电机无法旋转。

当电压检测电路40检测到三相绕组的相电压或线电压均为零时，表明上桥臂开关元件均正常，控制器30输出六个驱动脉冲信号至电机驱动电路20，以驱动个开关元件，使无刷电机10的绕组的导通状态分别为AB相导通、AC相导通、BC相导通、BA相导通、CA相导通、CB相导通，通过脉冲注入法来确定无刷电机10的转子在静止时的位置。在获取无刷电机10的转子位置期间，当电压检测电路40检测到三相绕组的相电压或线电压均为零时，表明上桥臂开关元件均正常，继续检测下桥臂开关元件或无刷电机10是否短路。若至少有两相绕组的相电压或线电压相近，则可以确定电机驱动电路20的下桥臂开关元件存在短路现象。控制器30不输出电机驱动信号，从而阻止无刷电机10启动，进而降低烧机风险。否则，控制器30输出电机驱动信号至电机驱动电路20的开关元件Q1-Q6，使上桥臂一个开关元件与下桥臂两个开关元件或上桥臂两个开关元件与下桥臂一个开关元件交替导通。电机驱动电路20根据各个开关元件的通断状态不同而具有多个驱动状态，在不同驱动状态下无刷电机10的定子绕组会产生不同的磁场，控制器30被配置为依据无刷电机10的转子转动位置来输出相应的驱动信号至电机驱动电路20，以使电机驱动电路20切换不同的驱动状态，从而改变加载在无刷电机10的三相绕组上的电压状态，进而无刷电机10产生交变的磁场驱动转子转动，实现对无刷电机的驱动。

作为一种具体实施例的电动工具，电动工具可以为手持电钻，参考图7，电动工具包括壳体200、无刷电机10、功能元件100、操作机构300。功能元件100用于实现电动工具的功能，对于电钻而言，功能元件100为钻头；无刷电机10用于驱动功能元件100转动，无刷电机10可以直接驱动功能元件100转动，也可以通过减速装置减速后驱动功能元件100；触发机构300供用户操作使用，触发机构300与上述开关S关联连接，触发机构300可以是扳机、按钮等；该电动工具还可以包括供电电源，用于为电动工具提供电能，供电电源可以是电池包，电池包可拆卸地安装在电动工具中。

本发明实施例提供的技术方案，通过在监测到电动工具的开机信号时，在电机驱动电路的开关元件都处于关断状态时，通过电压检测电路检测三相绕组的相电压或线电压来确定上桥臂开关元件是否短路。若上桥臂开关元件短路，则停止启动无刷电机。否则，控制器向电机驱动电路发出驱动信号，使无刷电机的三相绕组每两相绕组交替通电，以检测无刷电机转子在静止时的位置；并在检测无刷电机转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压来确定开关元件是否短路。若检测到开关元件短路，则阻止无刷电机启动，进而降低烧机风险；否则启动无刷电机。本当然，也可以通过在监测到电动工具的开机信号时，控制器向电机驱动电路发出驱动信号，以检测无刷电机转子在静止时的位置；并在检测无刷电机转子位置期间，通过电压检测电路检测无刷电机的绕组的相电压或线电压来确定上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机是否短路。本发明实施例提供的技术方案能够方便快捷的实现电动工具通过开机自检的方法来确定开关元件是否短路，有利于提高的电动工具的安全可靠性。且由于是在检测无刷电机转子位置时，检测开关元件是否存在短路的问题，因此在电动工具启动时能够节省电动工具的开机时间。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动工具的开机自检方法，其特征在于，所述电动工具包括无刷电机、电机驱动电路、控制器和电压检测电路；所述电机驱动电路包括逆变桥，所述逆变桥包括上桥臂开关元件和下桥臂开关元件；所述无刷电机的相电压输入端与所述逆变桥连接；所述无刷电机的相电压输入端与所述逆变桥之间连接的线路上连接有所述电压检测电路，所述电压检测电路与所述控制器连接；

所述电动工具的开机自检方法包括：

监测到所述电动工具的开机信号时，所述控制器输出驱动信号至所述电机驱动电路，从而改变加载在无刷电机的绕组上的电压状态，并获取所述无刷电机的转子位置；

在获取所述无刷电机的转子位置期间，通过所述电压检测电路检测所述无刷电机的绕组的相电压或线电压；

根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述上桥臂开关元件、所述下桥臂开关元件和/或所述无刷电机是否短路。

2.根据权利要求1所述的电动工具的开机自检方法，其特征在于，所述根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述上桥臂开关元件、所述下桥臂开关元件和/或所述无刷电机是否短路包括：

若至少有两个所述无刷电机的绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则确定所述上桥臂开关元件、所述下桥臂开关元件和/或所述无刷电机短路。

3.根据权利要求1所述的电动工具的开机自检方法，其特征在于，所述监测到所述电动工具的开机信号时，所述控制器输出驱动信号至所述电机驱动电路，并获取所述无刷电机的转子位置包括：

所述控制器发送驱动信号至所述电机驱动电路，控制所述无刷电机的绕组交替通电。

4.根据权利要求1所述的电动工具的开机自检方法，其特征在于，还包括：

监测到所述电动工具的开机信号，在所述电机驱动电路处于关断状态时，根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述上桥臂开关元件是否短路。

5.根据权利要求4所述的电动工具的开机自检方法，其特征在于，

通过所述电压检测电路检测所述无刷电机的绕组的相电压或线电压；

若至少一个所述无刷电机的绕组的相电压或线电压不为零，则确定所述上桥臂开关元件短路。

6.根据权利要求5所述的电动工具的开机自检方法，其特征在于，若所述无刷电机的绕组的相电压或线电压均为零，则控制所述电机驱动电路输出驱动电压，并获取所述无刷电机的转子位置。

7.一种电动工具，其特征在于，包括：

功能元件，用于实现电动工具的功能；

无刷电机，用于驱动所述功能元件，包括定子和转子；

开机信号监测电路，用于监测所述电动工具是否开机，监测到所述电动工具开机，则输出开机信号；

电机驱动电路，用于根据驱动信号驱动所述无刷电机转动；

电压检测电路，用于检测所述无刷电机的绕组的相电压或线电压；

控制器，用于获取所述无刷电机的转子位置，接收所述开机信号并输出驱动信号至所述电机驱动电路，并根据所述无刷电机的绕组的相电压或线电压确定所述电机驱动电路的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或无刷电机是否短路。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

所述控制器具体用于：

在获取所述无刷电机的转子位置期间，若至少有两个所述无刷电机的绕组的相电压或线电压在预设电压值范围内，则确定所述上桥臂开关元件、下桥臂开关元件和/或所述无刷电机短路；

当接收到开机信号，在所述电机驱动电路处于关断状态时，若至少一个所述无刷电机的绕组的相电压或线电压不为零，则确定所述上桥臂开关元件短路。

9.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

所述控制器具体用于；

所述控制器用于发送驱动信号至所述电机驱动电路，控制所述无刷电机的绕组交替通电。

10.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

还包括供电电源和电源转换电路；

所述电源转换电路与所述控制器电连接，用于将所述供电电源输出的电压转换为控制器所匹配的电压，所述供电电源用于为所述电动工具提供电能。

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