CN113595033A - 用于开关动作识别和异常上电识别的电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了用于开关动作识别和异常上电识别的电路及方法，适用于包括单刀单掷开关的无刷工具的控制电路。该用于开关动作识别的电路包括：第一电压采集模块，用于采集单刀单掷开关的第二端的电压以得到第一电压值；第二电压采集模块，用于采集单刀单掷开关的第一端的电压以得到第二电压值；处理模块，用于基于第一电压值和第二电压值来识别单刀单掷开关的动作。该用于异常上电识别的电路包括：电容器，其第一端连接到单刀单掷开关的第一端并且其第二端接地；电压采集模块，用于在单刀单掷开关闭合后周期性地采集电容器的第一端的电压值；处理模块，用于在电压采集模块所采集的电压值呈上升趋势时识别出无刷工具异常上电。
Description
技术领域
本公开总体涉及电路技术领域，更具体地涉及用于开关动作识别和异常上电识别的电路及方法。
背景技术
在电池供电的电动工具领域，无刷电机逐渐代替了有刷电机，因为与有刷电机相比，无刷电机具有效率高、启动扭矩大等优点。
包括无刷电机的无刷工具采用逆变器控制。为了抑制金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的开关噪声，无刷工具控制器中通常采用大容量的母线电容。
图1示出了典型的无刷工具的控制电路的示意图，其中使用了单刀单掷开关。如图1所示，闭合开关，电池给母线电容充电；母线电容充满电后，具有稳压作用；若断开开关再闭合开关，电容不会再充电，即开关是否闭合，母线电容电压无变化。在这种情况下，常规的开关检测电路无法识别开关断开和闭合的动作。
此外，在角磨、圆锯、链锯等使用无刷电机来进行操作的工具中，接入电池，再闭合开关，认为是安全操作(这种情况在本文中称为“正常上电”)；而如果先闭合开关，然后才接入电池，则电机不能正常工作(这种情况在本文中称为“异常上电”)，因为这种情况可能是误操作，此时，如果使电机运行，则可能存在对操作者造成伤害的风险。因此，需要对正常上电还是异常上电进行识别。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，本公开提供了新颖的用于开关动作识别和异常上电识别的电路及方法。
根据本公开实施例的第一方面，公开了一种用于开关动作识别的电路，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，用于开关动作识别的电路包括：第一电压采集模块，用于采集单刀单掷开关的第二端的电压以得到第一电压值；第二电压采集模块，用于采集单刀单掷开关的第一端的电压以得到第二电压值；以及处理模块，用于基于第一电压值和第二电压值来识别单刀单掷开关的动作。
根据本公开实施例的第二方面，公开了一种用于异常上电识别的电路，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，用于异常上电识别的电路包括：电容器，电容器的第一端连接到单刀单掷开关的第一端并且电容器的第二端接地；电压采集模块，用于在单刀单掷开关闭合后周期性地采集电容器的第一端的电压值；处理模块，用于在电压采集模块所采集的电压值呈上升趋势时识别出无刷工具异常上电。
根据本公开实施例的第三方面，公开了一种无刷工具的控制电路，包括：电池组；母线电容器，母线电容器的第一端连接到电池组的正极并且母线电容器的第二端接地；单刀单掷开关，单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极并且单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端；半导体开关组，半导体开关组与母线电容器并联，并且连接到无刷工具的电机；微控制器MCU，用于通过半导体开关组控制无刷工具的电机进行操作；以及根据本公开实施例的第一方面的用于开关动作识别的电路，用于开关动作识别的电路的第一电压采集模块连接到单刀单掷开关的第二端和母线电容器的第一端，用于开关动作识别的电路的第二电压采集模块连接到单刀单掷开关的第二端和母线电容器的第一端并且连接到电池组的正极和单刀单掷开关的第一端。
根据本公开实施例的第四方面，公开了一种用于开关动作识别的方法，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，用于开关动作识别的方法包括：采集单刀单掷开关的第二端的电压得到第一电压值；采集单刀单掷开关的第一端的电压得到第二电压值；并且基于第一电压值和第二电压值来识别单刀单掷开关的动作。
根据本公开实施例的第五方面，公开了一种用于异常上电识别的方法，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，用于异常上电识别的方法包括：使电容器的第一端连接到单刀单掷开关的第一端并且电容器的第二端接地；在单刀单掷开关闭合后周期性地采集电容器的第一端的电压值；并且在所采集的电压值呈上升趋势时识别出无刷工具异常上电。
根据本公开实施例的第六方面，公开了一种无刷工具的控制方法，包括：利用根据本公开实施例的第五方面的用于异常上电识别的方法识别无刷工具是否异常上电；在无刷工具正常上电的情况下，利用根据本公开实施例的第四方面的用于开关动作识别的方法来识别无刷工具的单刀单掷开关的动作；或者在无刷工具异常上电的情况下，利用脉冲信号周期性地断开和闭合无刷工具的半导体开关组以使得无刷工具的电机耗电来给无刷工具的母线电容器放电，从而所采集的第一电压值下降，所采集的第二电压值保持不变，当第一电压值小于第二电压值时，识别到单刀单掷开关断开。
附图说明
从下面结合附图对本公开的具体实施方式的描述中可以更好地理解本公开。为了图示的简单和清晰，附图中图示的元素不一定是按比例绘制的。例如，为了清晰，一些元素的尺寸相对于其他元素可被夸大。另外，在认为适当时，附图标记在附图之间被重复以指示出对应的或相似的元素。
图1示出了典型的无刷工具的控制电路的示意图，其中使用了单刀单掷开关。
图2示出了无刷工具的控制电路的示意图，其中使用了单刀双掷断电流开关。
图3示出了无刷工具的控制电路的示意图，其中使用了双刀单掷断电流开关。
图4示出了无刷工具的控制电路的示意图，其中母线电容被放置在断电流开关之前。
图5示出了根据本公开实施例的无刷工具的控制电路。
图6示出了根据本公开实施例的用于开关动作识别的电路。
图7示出了图6的电路中涉及的各个信号的时序图。
图8示出了根据本公开实施例的用于异常上电识别的电路。
图9A示出了图8的电路在正常上电时涉及的各个信号的时序图。
图9B示出了图8的电路在异常上电时涉及的各个信号的时序图。
图10示出了根据本公开另一实施例的无刷工具的控制电路。
图11示出了图10的无刷工具的控制电路在发生异常上电情况后的各个信号的时序图。
具体实施方式
下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本公开的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本公开可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本公开的示例来提供对本公开的更好的理解。本公开决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本公开的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本公开造成不必要的模糊。
需要指出的是，在下面的描述中提到的“装置”、“模块”、“单元”、“组件”等都可以指电路或电路的一部分。本公开的说明书及权利要求书中使用“第一”、“第二”等序数词仅是为了对后面修饰的事物进行区分，而不具有任何先后顺序的含义。
本公开的实施例涉及用于开关动作识别和异常上电识别的电路及方法，这样的电路及方法例如可被应用于包括无刷电机的无刷工具的控制电路中。
如上所述，在包括无刷电机的无刷工具中，需要对断电流开关的断开和闭合动作进行识别。目前存在两种方案来实现对无刷工具中的断电流开关的断开和闭合动作的识别。
一种方案是使用单刀双掷开关或双刀单掷开关。图2示出了无刷工具的控制电路的示意图，其中使用了单刀双掷断电流开关。图3示出了无刷工具的控制电路的示意图，其中使用了双刀单掷断电流开关。但是，单刀双掷开关或双刀单掷开关比单刀单掷开关的成本高。
另一种方案是在无刷工具的控制电路中将母线电容放在断电流开关之前，如图4所示，如此一来，每次断开开关，电路直接断电，易于检测开关的闭合和断开动作。但是，母线电容放在断电流开关之前，会导致MOSFET在开关断开或闭合时的电压尖峰较大，需要采用更好的MOSFET，导致系统成本高。
本申请提供的技术方案能够解决常规无刷电机电路中使用单刀单掷开关时无法识别开关动作的问题，进一步地，还能够识别异常上电，并且在识别到异常上电的情况下，仍能识别断电流开关的动作。
图5示出了根据本公开实施例的无刷工具的控制电路500。在电路500中，使用单刀单掷开关12作为断电流开关。开关12的第一端连接到电池组11的正极(因此，开关12的第一端为其近电源)，电池组11的负极接地。开关12的第二端(即，其远电源端)连接到母线电容13的一端和MOSFET开关组15的一端。母线电容13的另一端和MOSFET开关组15的另一端均接地。
在开关12的两端连接有检测电路510，检测电路510能够采集开关12第一端的电压，即电池电压BAT 106，和开关12第二端的电压Bus1 104。当开关12闭合时，电压等于BAT106；当开关12断开时，Bus1即表示母线电容13两端的电压。
需要说明的是，本申请并不打算讨论MOSFET开关组15的具体结构及其与电机14的具体连接方式，本公开的技术方案适用于本领域中已知的任何MOSFET开关组及其与电机的连接方式，在此不作详细论述。
图6示出了根据本公开实施例的用于开关动作识别的电路600。用于开关动作识别的电路600可例如连接到图5的无刷工具的控制电路500中。
在用于开关动作识别的电路600中，串联连接的分压电阻R1和R2的一端连接到Bus1 104的等电势端，例如，图5的连接到开关12的第二端，其另一端接地。微控制器单元(MCU)(未示出)的模数转换模块(ADC)(未示出)通过分压电阻R1和R2对Bus1 104进行采样得到Bus_ADC1 101。
MCU同步采样电池电压。为了保持待机状态下的低功耗，例如，使用PNP三极管Q1、NPN三极管Q2搭建了常规的开关电路。需要指出的是，可以使用MOS晶体管来代替双极结型晶体管(BJT)，只要能够实现相应的功能即可。
如图所示，NPN三极管Q2的基极连接到Bus1 104的等电势端(例如，图5的连接到开关12的第二端)，并且连接到通用输入输出(GPIO)端子103，NPN三极管Q2的发射极接地，并且NPN三极管Q2的集电极连接到PNP三极管Q1的基极和发射集。PNP三极管Q1的发射集还连接到BAT 106的等电势端(例如，开关12的第一端)，PNP三极管Q1的集电极连接到用于为MCU提供电力的MCU供电电路。
电池电压BAT 106经过Q1之后的电压为Bus2 105。类似地，MCU的ADC通过分压电阻R3和R4对Bus2 105进行采样得到Bus_ADC2 102。
分压电阻R1和R2形成用于开关动作识别的电路600的第一电压采集模块。PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、以及分压电阻R3和R4形成用于开关动作识别的电路600的第二电压采集模块。MCU可用作开关动作识别的电路600的处理模块。
下面结合图7来说明根据本公开实施例的用于开关动作识别的电路的工作原理。图7示出了图6的电路600中涉及的各个信号的时序图。
在时刻t1闭合开关12，Bus1 104上升到逻辑高电平，使得NPN三极管Q2导通，NPN三极管Q2到地的回路打开，使得PNP三极管Q1导通，从而Bus2 105等于BAT 106。PNP三极管Q1导通后MCU供电电路工作，使得MCU上电工作。MCU上电后将GPIO 103置为逻辑高电平，保持Q2导通。MCU周期性地检测Bus1 104和Bus2 105的电压值，自动补偿PNP三极管Q1带来的压降。为了描述的清楚和简便，令R1/R2与R3/R4的分压比相同，然而实际上也可以采用不同的分压比。MCU计算Bus1 104和Bus2 105的电压差值，即
Δ＝Bus_ADC2-Bus_ADC1 (1)
如上所述，当开关12闭合时，Bus1 104等于BAT 106，Bus2 105也等于BAT 106，因此Δ＝0。
在时刻t2断开开关12，Bus1 104被断开输入，其电压值靠母线电容电压支撑。同时，电机工作，会消耗母线电容的电量，导致Bus1 104的电压值下降。而GPIO 103由MCU保持为逻辑高电平，此时，与开关12闭合时的情况相同，NPN三极管Q2和PNP三极管Q1保持导通，Bus2 105保持等于BAT 106，从而Bus2 105大于Bus1 104，也即等式(1)的值Δ>0。
在时刻t3再次闭合开关12，Bus1 104重新等于BAT 106，同时电池组重新给母线电容13充电。如上所述，NPN三极管Q2和PNP三极管Q1保持导通，Bus2 105保持等于BAT 106，从而Bus2 105等于Bus1 104，也即等式(1)的值Δ＝0。
MCU基于Δ的变化即可识别单刀单掷开关12的闭合和断开动作。从图7可见，MCU识别到开关断开的时刻距断开开关12的时刻t2之间存在某一延迟。常用的无刷直流(BLDC)电机的MCU通常具有大于等于10比特(bit)的ADC分辨率，采用5伏特(V)电压供电，从而每个ADC差异约为5mV。假设分压电阻的比率为，例如，10倍，则Bus1 104电压值变化超过50mV，MCU即可以得到Δ>0。所以ADC能够识别Bus1 104的精细变化。MCU工作主频通常不小于16兆赫兹(MHz)，从而能够以豪秒级周期性判断Δ值。MCU周期性地判断Δ，设置合适的Δ变化判断规则，如阈值、回滞、时间、择多等等，能够在几十豪秒内准确判断出开关的动作。这样的延迟不会造成安全问题，而且使得操作人员几乎察觉不到，不影响使用体验。
在图5的无刷工具的控制电路500中使用根据本公开实施例的用于开关动作识别的电路600，能够正确识别单刀单掷开关的闭合和断开动作，避免了使用更为复杂昂贵的单刀双掷开关或双刀单掷开关的需要，而且也不会对MOSFET产生更高的要求。
如前面提到的，在无刷电机电路中还需要对异常上电进行识别。图8示出了根据本公开实施例的用于异常上电识别的电路800。电路800包括PNP三极管Q3、NPN三极管Q4、电容C1以及根据需要的电阻元件。同样需要指出，可以使用MOS晶体管来BJT，只要能够实现相应的功能即可。
从图5的描述中可知，BAT 106代表电池电压，Bus1 104代表母线电压。在开关12闭合时，Bus1 104电压等于BAT 106；当开关12断开时，Bus1即表示母线电容13两端的电压。
NPN三极管Q4的基极经由电阻R5连接到图5所示的Bus1 104的等电势端，例如连接到开关12的第二端。R5与R6串联后再接地构成分压结构。NPN三极管Q4的发射极接地。NPN三极管Q4的集电极连接到PNP三极管Q3的基极和发射集。PNP三极管Q3的发射集还连接到图5所示的BAT 106的等电势端，例如连接到开关12的第一端，PNP三极管Q3的集电极经由串联连接的电阻R7和R8接地。电容器C1的一端连接到PNP三极管Q3的发射集，另一端接地。
MCU的ADC通过分压电阻R7和R8对C1两端的电压值进行采样得到SW_ADC 108。
PNP三极管Q3、NPN三极管Q4、串联连接的电阻R5与R6以及串联连接的电阻R7和R8形成用于异常上电识别的电路800的电压采集模块。MCU可用作用于异常上电识别的电路800的处理模块。
下面结合图9A和图9B来说明根据本公开实施例的用于异常上电识别的电路800的工作原理。图9A示出了图8的电路800在正常上电时涉及的各个信号的时序图。图9B示出了图8的电路800在异常上电时涉及的各个信号的时序图。
在正常上电操作中，即先接入电池组再闭合开关，在闭合开关时，电池电压BAT106处于逻辑高电平，BAT 106给电容C1充电，使得C1两端电压等于电池电压BAT 106。
根据以上针对图5到图7的描述，在开关102闭合后，Bus1 104处于逻辑高电平。从而，NPN三极管Q4导通。NPN三极管Q4导通后，NPN三极管Q4到地的回路打开，使得PNP三极管Q3导通。PNP三极管Q3导通后，电容C1通过电阻R7和R8放电，直到电压稳定。如图9A所示，在开关102闭合后，C1的电压变化曲线是下降。
在MCU初始化完成后，通过分压电阻R7和R8检测C1的电压SW_ADC。第一次采样C1电压得到SW_ADC1；几十豪秒后，第二次采样C1电压得到SW_ADC2。由于C1的电压变化曲线是下降，所以SW_ADC1>SW_ADC2。
在异常上电操作中，即闭合开关先再接入电池组，在闭合开关时，电池电压BAT106处于逻辑低电平，无法给电容C1充电，使得C1两端电压也处于逻辑低电平。在接入电池组后，电池电压BAT 106瞬间抬升到逻辑高电平，给电容C1充电。如图9B所示，在接入电池组后，C1电压变化曲线是上升的。
此时，Bus1 104等于电池电压BAT 106，也处于逻辑高电平。从而，NPN三极管Q4导通，进而使得PNP三极管Q3导通。根据图5可知，在闭合开关102并接入电池组后，MCU上电，MCU的ADC通过分压电阻R7和R8检测C1的电压SW_ADC。第一次采样C1电压得到SW_ADC1；几十豪秒后，第二次采样C1电压得到SW_ADC2。由于C1的电压变化曲线是上升，所以SW_ADC1<SW_ADC2。
因此，MCU通过比较SW_ADC1和SW_ADC2的大小就能够识别是正常上电还是异常上电。
可以将图8的用于异常上电识别的电路800和图6的用于开关动作识别的电路600一起连接到图5无刷工具的控制电路500中，从而将用于异常上电识别的电路和用于开关动作识别的电路结合起来。图10示出了根据本公开另一实施例的无刷工具的控制电路1000，其中包括用于异常上电识别的电路1010和用于开关动作识别的电路1020。用于异常上电识别的电路1010和用于开关动作识别的电路1020的工作原理与以上针对图6到图9B所述的相同，在此不再重复。
在用于开关动作识别的电路1010识别到正常上电的情况下，用于开关动作识别的电路1020的操作与上文针对图6和图7所述相同，在此不再重复。
在用于开关动作识别的电路1010识别到异常上电的情况下，无刷电机的MCU控制电机14不工作，那么当断开开关12后，电机14不耗电。母线电容电压Bus1 104在几十豪秒内无变化，即等式(1)中的Δ＝0。所以，MCU无法根据Δ变化来识别开关的动作。
为此，在本公开的实施例中，MCU被编程为在检测到异常上电后，周期性地断开和闭合MOSFET开关组15，以使得电机14耗电来给母线电容放电。图11示出了图10的无刷工具的控制电路1000在发生异常上电情况后的各个信号的时序图。
如图11所示，在t1时刻，闭合开关12，此时未接入电池组，BAT106处于逻辑低电平；在t2时刻，接入电池组，BAT 106抬升到逻辑高电平。此时，MCU基于图9的时序图识别到异常上电，从而利用脉冲信号周期性地断开和闭合MOSFET开关组15以使得电机14耗电来给母线电容放电。在开关12断开之前，即t2到t3之间，Bus1 104和Bus2 105都等于BAT 106，Δ＝0。在t3时刻，断开开关12，Bus1 104等于母线电容电压，随着周期性地断开和闭合MOSFET开关组15，母线电容电压逐渐下降，Bus1 104逐渐下降，Bus2 105仍等于BAT 106，从而使得Bus2105大于Bus1 104，Δ>0。在t4时刻，MCU检测到Δ>0，识别到开关12断开。在t5时刻，再次闭合开关12，此时已接入电池组，MCU识别到正常上电。
如上所述，MCU能够在几十豪秒内准确判断出开关的动作。这样的延迟不会造成安全问题，而且使得操作人员几乎察觉不到，不影响使用体验。
图11所示的处理流程同样适用于识别开关闭合的情况，MCU检测到发生电池欠压保护、过压保护、过温保护、低温保护等时使得电机不工作，通过周期性打开半导体开关组，来使母线电容放电。
据本公开实施例的用于异常上电识别的电路利用无刷工具自带的MCU采集电容电压并根据电容电压的变化规律来识别是正常上电还是异常上电。根据本公开实施例的用于开关动作识别的电路利用无刷工具自带的MCU采集电池电压和母线电容电压并进行比较，通过电池电压和母线电容电压的差值来识别断电流开关的闭合和断开动作。将根据本公开实施例的用于异常上电识别的电路和用于开关动作识别的电路结合起来使得MCU能够在识别到异常上电的情况下仍能识别开关的闭合和断开动作的。根据本公开实施例的用于异常上电识别的电路和用于开关动作识别的电路也能够适用于与无刷工具具有类似特性的其他装置中，例如，变形器等)。
本公开可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本公开的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本公开的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本公开的范围之中。
Claims (17)
1.一种用于开关动作识别的电路，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，所述用于开关动作识别的电路包括：
第一电压采集模块，用于采集所述单刀单掷开关的第二端的电压以得到第一电压值；
第二电压采集模块，用于采集所述单刀单掷开关的第一端的电压以得到第二电压值；以及
处理模块，用于基于所述第一电压值和所述第二电压值来识别所述单刀单掷开关的动作。
2.如权利要求1所述的电路，其中，所述处理模块：
基于所述第一电压值等于所述第二电压值而识别到所述单刀单掷开关闭合，并且
基于所述第一电压值小于所述第二电压值而识别到所述单刀单掷开关断开。
3.如权利要求1或2所述的电路，其中，所述第二电压采集模块包括第一三极管和第二三极管，以及串联连接的第三电阻和第四电阻，所述第二三极管的基极连接到所述单刀单掷开关的第二端以及所述母线电容器的第一端，并且连接到通用输入输出GPIO端子，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极连接到所述第一三极管的基极和发射集，所述第一三极管的发射集还连接到所述单刀单掷开关的第一端，所述第一三极管的集电极连接到用于为所述控制电路的微控制器单元MCU提供电力的MCU供电电路，所述串联连接的第三电阻和第四电阻的第一端连接到所述第一三极管的集电极，所述串联连接的第三电阻和第四电阻的第二端接地，
其中，当所述单刀单掷开关闭合时，所述单刀单掷开关的第二端的电压抬升到逻辑高电平使得所述第二三极管导通，进而使得所述第一三极管导通，所述串联连接的第三电阻和第四电阻形成的分压结构对所述单刀单掷开关的第一端的电压进行采集来得到所述第二电压值，当所述单刀单掷开关断开时，所述第二三极管的基极由于通用输入输出GPIO端子的输入而维持在逻辑高电平，从而所述第二三极管导通和所述第一三极管保持导通，所述第二电压值保持不变。
4.如权利要求3所述的电路，其中，所述第一电压采集模块包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述串联连接的第一电阻和第二电阻的第一端连接到所述单刀单掷开关的第二端以及所述母线电容器的第一端，所述串联连接的第一电阻和第二电阻的第二端接地，其中所述串联连接的第一电阻和第二电阻形成分压结构以对所述单刀单掷开关的第二端的电压进行采集来得到所述第一电压值，
其中，当所述单刀单掷开关闭合时，所述单刀单掷开关的第二端的电压与所述单刀单掷开关的第一端的电压相等，从而所述第一电压值等于所述第二电压值，并且当所述单刀单掷开关断开时，所述单刀单掷开关的第二端的电压等于所述母线电容器的第一端的电压，并且随着母线电容器的放电而降低，从而所述第一电压值小于所述第二电压值。
5.如权利要求3所述的电路，其中，所述第一三极管为PNP三极管且和所述第二三极管为NPN三极管。
6.如权利要求3所述的电路，其中，所述第一三极管和所述第二三极管为金属氧化物MOS晶体管或双极结型晶体管BJT。
7.一种用于异常上电识别的电路，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，所述用于异常上电识别的电路包括：
电容器，所述电容器的第一端连接到所述单刀单掷开关的第一端并且所述电容器的第二端接地；
电压采集模块，用于在所述单刀单掷开关闭合后周期性地采集所述电容器的第一端的电压值；
处理模块，用于在所述电压采集模块所采集的电压值呈上升趋势时识别出所述无刷工具异常上电。
8.如权利要求7所述的电路，其中，所述电压采集模块包括第三三极管、第四三极管、串联连接的第五电阻和第六电阻、以及串联连接的第七电阻和第八电阻，
所述串联连接的第五电阻和第六电阻的第一端连接到所述单刀单掷开关的第二端以及所述母线电容器的第一端，所述串联连接的第五电阻和第六电阻的第二端接地，所述第四三极管的基极经由所述第五电阻连接到所述单刀单掷开关的第二端以及所述母线电容器的第一端，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接到所述第三三极管的基极和发射集，所述第三三极管的发射集连接到所述单刀单掷开关的第一端和所述电容器的第一端，所述第三三极管的集电极经由所述串联连接的第七电阻和第八接地，
其中，当所述单刀单掷开关闭合时，若已接入电池组，则所述单刀单掷开关的第二端抬升至逻辑高电平，使得所述第四三极管导通，进而使得所述第三三极管导通，所述电容器通过所述串联连接的第七电阻和第八电阻放电，从而所述电容器的第一端的电压值呈下降趋势；或者
当所述单刀单掷开关闭合时，若尚未接入所述电池组，则无法给所述电容器充电，在接入所述电池组后，才开始给所述电容器充电，从而所述电容器的第一端的电压值呈上升趋势。
9.如权利要求7所述的电路，其中，所述第三三极管为PNP三极管且和所述第四三极管为NPN三极管。
10.如权利要求7所述的电路，其中，所述第三三极管和所述第四三极管为金属氧化物MOS晶体管或双极结型晶体管BJT。
11.一种无刷工具的控制电路，包括：
电池组；
母线电容器，所述母线电容器的第一端连接到所述电池组的正极并且所述母线电容器的第二端接地；
单刀单掷开关，所述单刀单掷开关的第一端连接到所述电池组的正极并且所述单刀单掷开关的第二端连接到所述母线电容器的第一端；
半导体开关组，所述半导体开关组与所述母线电容器并联，并且连接到所述无刷工具的电机；
微控制器MCU，用于通过所述半导体开关组控制所述无刷工具的电机进行操作；以及
根据权利要求1-6中任一项所述的用于开关动作识别的电路，所述用于开关动作识别的电路的所述第一电压采集模块连接到所述单刀单掷开关的第二端和所述母线电容器的第一端，所述用于开关动作识别的电路的所述第二电压采集模块连接到所述单刀单掷开关的第二端和所述母线电容器的第一端并且连接到所述电池组的正极和所述单刀单掷开关的第一端。
12.如权利要求11所述的电路，还包括根据权利要求7-10中任一项所述的用于异常上电识别的电路，所述用于异常上电识别的电路的电压采集模块连接到所述单刀单掷开关的第二端和所述母线电容器的第一端并且连接到所述电池组的正极和所述单刀单掷开关的第一端。
13.如权利要求12所述的电路，当所述用于异常上电识别的电路识别出所述无刷工具异常上电时，所述MCU利用脉冲信号周期性地断开和闭合所述半导体开关组以使得所述无刷工具的电机耗电来给母线电容器放电，从而第一电压采集模块采集到的第一电压值下降，第二电压采集模块采集到的第二电压值保持不变，当所述第一电压值小于所述第二电压值时，所述MCU识别到所述单刀单掷开关断开。
14.一种用于开关动作识别的方法，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，所述用于开关动作识别的方法包括：
采集所述单刀单掷开关的第二端的电压得到第一电压值；
采集所述单刀单掷开关的第一端的电压得到第二电压值；并且
基于所述第一电压值和所述第二电压值来识别所述单刀单掷开关的动作。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
如果所述第一电压值等于所述第二电压值，则识别到所述单刀单掷开关闭合；或者
如果所述第一电压值小于所述第二电压值，则识别到所述单刀单掷开关断开。
16.一种用于异常上电识别的方法，适用于无刷工具的控制电路，该控制电路包括单刀单掷开关，该单刀单掷开关的第一端连接到电池组的正极且该单刀单掷开关的第二端连接到母线电容器的第一端，该母线电容器的第二端接地，所述用于异常上电识别的方法包括：
使电容器的第一端连接到所述单刀单掷开关的第一端并且所述电容器的第二端接地；
在所述单刀单掷开关闭合后周期性地采集所述电容器的第一端的电压值；并且
在所采集的电压值呈上升趋势时识别出所述无刷工具异常上电。
17.一种无刷工具的控制方法，包括：
利用如权利要求16所述的用于异常上电识别的方法识别所述无刷工具是否异常上电；
在所述无刷工具正常上电的情况下，利用如权利要求14或15所述的用于开关动作识别的方法来识别所述无刷工具的单刀单掷开关的动作；或者
在所述无刷工具异常上电的情况下，利用脉冲信号周期性地断开和闭合所述无刷工具的半导体开关组以使得所述无刷工具的电机耗电来给所述无刷工具的母线电容器放电，从而所采集的第一电压值下降，所采集的第二电压值保持不变，当所述第一电压值小于所述第二电压值时，识别到所述单刀单掷开关断开。
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