CN114362309A - 一种正反向升降压充放电路及电动工具 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种正反向升降压充放电路及电动工具，所述正反向升降压充放电路包括：电池、正反向升降压充放电单元和第一控制单元，所述电池用于储电以及为负载供电；所述正反向升降压充放电单元，用于为所述电池充放电；所述第一控制单元用于控制所述正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制所述正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电；所述电池与所述正反向升降压充放电单元相连，所述正反向升降压充放电单元与所述第一控制单元相连。本申请实施例提供的正反向升降压充放电路及电动工具，提高了充电效率。

Description

一种正反向升降压充放电路及电动工具

技术领域

本申请涉及电动工具技术领域，具体涉及一种正反向升降压充放电路及电动工具。

背景技术

市面上的很多传统的电动工具只具有单独放电功能，在锂电池电量用完的情况下，需要将锂电池拆卸下来，通过充电器进行充电，充电完成之后再安装到电动工具上使用，由于需要进行锂电池的拆卸，导致充电效率低。

发明内容

针对充电时需要拆卸充电电池的问题，本申请实施例提供一种正反向升降压充放电路及电动工具，能够至少部分地解决上述问题。

一方面，本申请提出一种正反向升降压充放电路，包括电池、正反向升降压充放电单元和第一控制单元，其中：

所述电池，用于储电以及为负载供电；

所述正反向升降压充放电单元，用于为所述电池充放电；

所述第一控制单元，用于控制所述正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制所述正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电；

所述电池与所述正反向升降压充放电单元相连，所述正反向升降压充放电单元与所述第一控制单元相连。

进一步地，所述正反向升降压充放电单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电感、第一电容和第二电容，其中：

所述第一开关管与所述第二开关管串联、所述第三开关管与所述第四开关管串联，所述电池的正极与所述第一开关管的第一端相连，所述第一开关管的第一端与所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第三开关管的第一端相连，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第一端接地，所述第一电感的第一端连接于所述第一开关管和所述第二开关管之间，所述第一电感的第二端连接于所述第三开关管和所述第四开关管之间，所述第二开关管的第二端和所述第四开关管的第二端分别与所述电池的负极相连；

所述第一控制单元用于驱动所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管实现所述电池升压或者降压向负载供电，以及实现通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电。

进一步地，所述正反向升降压充放电路还包括限流单元，所述限流单元用于对所述正反向升降压充放电路进行限流保护。

进一步地，所述正反向升降压充放电路还包括至少一个降噪单元，所述降噪单元与所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管或所述第四开关管并联。

进一步地，所述正反向升降压充放电路还包括至少一个滤波电容，每个滤波电容与所述电池并联。

进一步地，所述正反向升降压充放电电路还包括第二控制单元，所述第二控制单元与所述第一控制单元相连，所述第二控制单元用于触发所述第一控制单元控制所述正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制所述正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电。

进一步地，所述正反向升降压充放电路还包输入保护单元，所述输入保护单元与所述第二控制单元相连，所述输入保护单元用于对所述正反向升降压充放电路进行过流保护。

进一步地，所述输入保护单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容、第五电容和比较器，其中：

所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述电池的负极回路耦合；所述第三电容的第一端与所述第二电阻的第二端相连，所述第三电容的第二端接地；所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第四电容的第一端相连，所述第四电阻的第二端和所述第四电容的第二端接地；所述比较器的第一输入端与所述第二电阻的第二端相连，所述比较器的第二输入端连接于所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述比较器的输出端与所述第六电阻的第一端相连；所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第五电阻的第二端与所述比较器的输出端相连，所述第六电阻的第二端与所述第五电容的第一端相连，所述第五电容的第二端接地，所述第六电阻的第二端与所述第二控制单元相连。

进一步地，所述输入保护单元还包括第七电阻和第六电容，其中：

所述第六电容的第一端与所述第五电阻的第一端相连，所述第六电容的第二端与所述第七电阻的第一端相连，所述第七电阻的第二端与所述第五电阻的第二端相连。

进一步地，所述输入保护单元包括开关单元，所述开关单元包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、三极管、稳压二极管、场效应管和共模电感，其中：

所述第十一电阻的第一端与所述第二控制单元相连，所述第十一电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述三极管的发射极接地，所述第九电阻的第一端与所述第十一电阻的第二端相连，所述第九电阻的第二端接地，所述第十电阻的第一端与所述三极管的集电极相连，所述第十电阻的第二端分别与所述稳压二极管的第一端、所述第十二电阻的第一端和所述场效应管的源极相连，所述稳压二极管的第二端、所述第十二电阻的第二端分别与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极与所述共模电感相连，所述场效应管的栅极与所述电池的正极相连，所述共模电感与所述电池的负极相连。

进一步地，所述正反向升降压充放电路还包括降压单元，所述正反向升降压充放电路还包括降压单元，所述降压单元与所述第二控制单元相连，所述降压单元用于将所述开关单元的输出电压降为预设电压。

进一步地，所述降压单元包括第五开关管、第六开关管、第八电阻、第二电感和第三控制单元，其中：

所述第五开关管的第一端与所述电池的正极相连，所述第五开关管的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端分别与所述第六开关管的第一端和所述第二电感的第一端相连，所述第六开关管的第二端接地，所述第二电感的第二端接降压输出端，所述第五开关管和所述第六开关管分别与所述第三控制单元相连。

进一步地，所述降压单元还包括至少一个第二降噪单元，所述第二降噪单元与第五开关管或第六开关管并联。

另一方面，本申请提出一种电动工具，包括上述任一实施例所述的正反向升降压充放电路。

本申请实施例提供的正反向升降压充放电路，包括电池、正反向升降压充放电单元和第一控制单元，电池用于储电以及为负载供电，正反向升降压充放电单元用于为电池充放电，第一控制单元用于控制正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为电池充电，电池与正反向升降压充放电单元相连，正反向升降压充放电单元与第一控制单元相连，能够在不拆卸电池的情况下实现充电功能，提高了充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请第一实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图2是本申请第二实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图3是本申请第三实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图4是本申请第四实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图5是本申请第五实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图6是本申请第六实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图7是本申请第七实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图8是本申请第八实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图9是本申请第九实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图10是本申请第十实施例提供的输入保护单元的结构示意图。

图11是本申请第十一实施例提供的输入保护单元的结构示意图。

图12是本申请第十二实施例提供的输入保护单元的结构示意图。

图13是本申请第十三实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图。

图14是本申请第十四实施例提供的降压单元的结构示意图。

图15是本申请第十五实施例提供的降压单元的结构示意图。

图16是本申请第十六实施例提供的降压单元的结构示意图。

图17是本申请第十七实施例提供的电动工具的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。图1是本申请第一实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供的正反向升降压充放电路，包括电池1、正反向升降压充放电单元2和第一控制单元3，其中：

电池1用于储电以及为负载供电；

正反向升降压充放电单元2用于为电池1充放电；

第一控制单元2用于控制正反向升降压充放电单元3升压或者降压向负载供电，以及控制正反向升降压充放电单元3通过外部输入电压升压或者降压为电池1充电；

电池1与正反向升降压充放电单元2相连，正反向升降压充放电单元2与第一控制单元3相连。

具体地，本申请提供的正反向升降压充放电路，具有两种工作状态：正向供电状态和反向充电状态。当处于正向供电状态时，如果输出端输出的电压需要低于电池1的直流电压，第一控制单元3控制正反向升降压充放电单元2将电池1提供的电压降压输出到输出端。如果需要输出端输出的电压需要高于电池1的直流电压，第一控制单元2控制正反向升降压充放电单元3将电池1提供的电压升压输出到输出端。当处于反向充电状态时，如果电池1的充电电压低于输出端的电压，第一控制单元2控制正反向升降压充放电单元3将输出端提供的外部输入电压降压输出给电池1，为电池1降压充电；如果电池1的充电电压高于输出端的电压，第一控制单元2控制正反向升降压充放电单元3将电池1提供的电压升压输出给电池1，通过输出端的电压为电池1升压充电。

本申请实施例提供的正反向升降压充放电路，包括电池、正反向升降压充放电单元和第一控制单元，电池用于储电以及为负载供电，正反向升降压充放电单元用于为电池充放电，第一控制单元用于控制正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为电池充电，电池与正反向升降压充放电单元相连，正反向升降压充放电单元与第一控制单元相连，能够在不拆卸电池的情况下实现充电功能，提高了充电效率。

图2是本申请第二实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请实施例提供的正反向升降压充放电单元2包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电感L1、第一电容C1和第二电容C2，其中：

第一开关管Q1与第二开关管Q2串联、第三开关管Q3与第四开关管Q4串联，电池1的正极与第一开关管Q1的第一端相连，第一开关管Q1的第一端与第一电容C1的第一端相连，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与第三开关管Q3的第一端相连，第一电容C1的第二端和第二电容C2的第一端接地，第一电感L1的第一端连接于第一开关管Q1和第二开关管Q2之间，第一电感L1的第二端连接于第三开关管Q3和第四开关管Q4之间，第二开关管Q2的第二端和第四开关管Q4的第二端分别与电池1的负极相连，电池1的负极可以接地。Port1端为正反向升降压充放电单元2的输出端。

第一控制单元3分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4相连，用于驱动第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4实现电池1升压或者降压向负载供电，以及实现通过外部输入电压升压或者降压为电池1充电。电池1可采用锂电池组；第一控制单元3可采用型号为SC8815的控制芯片。第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4可以采用金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)。

具体地，本申请提供的正反向升降压充放电路，具有两种工作状态：正向供电状态和反向充电状态。当处于正向供电状态时，如果输出端输出的电压需要低于电池1的电压，第一开关管Q1和第二开关管Q2在第一控制单元3的驱动下打开作为上下桥臂，第一电感L1作为降压电感，第三开关管Q3同时打开，输出端可以输出低于电池1的直流电压。如果需要输出端输出的电压需要高于电池1的电压，第一开关管Q1打开，第一电感L1作为升压电感，第三开关管Q3和第四开关管Q4在第一控制单元3的驱动下打开作为上下桥臂，输出端可以输出高于电池1的直流电压。当处于反向充电状态时，如果电池1的反向充电电压低于输出端的电压，第一开关管Q1和第二开关管Q2在第一控制单元3的驱动下打开作为上下桥臂，第一电感L1作为降压电感，第三开关管Q3同时打开，通过输出端的电压为电池1降压充电；如果电池1的反向充电电压高于输出端的电压，第一开关管Q1打开，第一电感L1作为升压电感，第三开关管Q3和第四开关管Q4在第一控制单元3的驱动下打开作为上下桥臂，通过输出端的电压为电池1升压充电。第一电容C1和第二电容C2起到补充工作频率的作用。

在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请提供的正反向升降压充放电路还包括限流单元，限流单元用于对所述正反向升降压充放电路进行限流保护。

具体地，限流单元可以设置在电池1与第一开关管Q1相连的线路上，限流单元的第一端与电池1的正极相连，限流单元的第一端与第一开关管Q1的第一端相连。

在上述各实施例的基础上，进一步地，限流单元包括至少一个限流电阻，每个限流电阻的第一端与电池1的正极相连，每个限流电阻的第二端与第一开关管Q1的第一端相连。限流电阻的数量根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限定。每个限流电阻的阻值根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限定。

例如，如图3所示，限流单元包括第一限流电阻R17和第二限流电阻R18，第一限流电阻R17的第一端和第二限流电阻R18的第一端分别与电池1的正极相连。第一限流电阻R17的第二端和第二限流电阻R18的第二端分别与第一开关管Q1的第一端相连。

图4是本申请第五实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图4所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请提供的正反向升降压充放电路还包括至少一个降噪单元22，降噪单元22与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3或第四开关管Q4并联。第一降噪单元用于降低开关管的噪声信号。

具体地，可以为第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4中的一个或者几个并联至少一个第一降噪单元22。第一降噪单元22的具体设置方式和数量根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限定。

例如，图5是本申请第四实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图5所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，正反向升降压充放电单元2包括四个降噪单元：第一降噪单元、第二降噪单元、第三降噪单元和第四降噪单元，其中：

所述第一降噪单元包括第十三电阻R13和第十三电容C13，第十三电阻R13与第十三电容C13串联后与第一开关管Q1并联，即第十三电阻R13的第一端与第一开关管Q1的第一端相连，第十三电阻R13的第一端与第十三电容C13的第一端相连，第十三电容C13的第二端与第一开关管Q1的第二端相连；所述第二降噪单元包括第十四电阻R14和第十四电容C14，第十四电阻R14与第十四电容C14串联后与第二开关管Q2并联，即第十四电阻R14的第一端与第二开关管Q2的第一端相连，第十四电阻R14的第一端与第十四电容C14的第一端相连，第十四电容C14的第二端与第二开关管Q2的第二端相连；所述第三降噪单元包括第十五电阻R15和第十五电容C15，第十五电阻R15与第十五电容C15串联后与第三开关管Q3并联，即第十五电阻R15的第一端与第三开关管Q3的第一端相连，第十五电阻R15的第一端与第十五电容C15的第一端相连，第十五电容C15的第二端与第三开关管Q3的第二端相连；所述第四降噪单元包括第十六电阻R16和第十六电容C16，第十六电阻R16与第十六电容C16串联后与第四开关管Q4并联，即第十六电阻R16的第一端与第四开关管Q4的第一端相连，第十六电阻R16的第一端与第十六电容C16的第一端相连，第十六电容C16的第二端与第四开关管Q4的第二端相连。所述第一降噪单元、所述第二降噪单元、所述第三降噪单元和所述第四降噪单元能够起到降低开关管的噪声信号的作用。

图6是本申请第六实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图6所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请实施例提供的正反向升降压充放电路还包括至少一个滤波电容C9，每个滤波电容C9与电池1并联。滤波电容C9起到滤波的作用。其中，滤波电容C9的具体数量根据实际需要进行设置，比如设置4个滤波电容，本申请实施例不做限定。

图7是本申请第七实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图7所示，本申请提供的正反向升降压充放电路包括：电池1、三个滤波电容、正反向升降压充放电单元2和第一控制单元3，其中：

正反向升降压充放电单元2包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、所述第一降噪单元、所述第二降噪单元、所述第三降噪单元、所述第四降噪单元、第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2、第一限流电阻R17和第二限流电阻R18；第一开关管Q1与第二开关管Q2串联、第三开关管Q3与第四开关管Q4串联，电池1的正极与第一开关管Q1的第一端相连，第一开关管Q1的第一端与第一电容C1的第一端相连，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与第三开关管Q3的第一端相连，第一电容C1的第二端和第二电容C2的第一端接地，第一电感L1的第一端连接于第一开关管Q1和第二开关管Q2之间，第一电感L1的第二端连接于第三开关管Q3和第四开关管Q4之间，第二开关管Q2的第二端和第四开关管Q4的第二端分别与电池1的负极相连，电池1的负极接地。

所述第一降噪单元包括第十三电阻R13和第十三电容C13，第十三电阻R13与第十三电容C13串联后与第一开关管Q1并联；所述第二降噪单元包括第十四电阻R14和第十四电容C14，第十四电阻R14与第十四电容C14串联后与第二开关管Q2并联；所述第三降噪单元包括第十五电阻R15和第十五电容C15，第十五电阻R15与第十五电容C15串联后与第三开关管Q3并联；所述第四降噪单元包括第十六电阻R16和第十六电容C16，第十六电阻R16与第十六电容C16串联后与第四开关管Q4并联。

第一限流电阻R17的第一端和第二限流电阻R18的第一端分别与电池1的正极相连。第一限流电阻R17的第二端和第二限流电阻R18的第二端分别与第一开关管Q1的第一端相连。第一滤波电容C9、第二滤波电容C10和第三滤波电容C11分别与电池单元1并联。

图8是本申请第八实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图8所示，本申请实施例提供的正反向升降压充放电路还包括第二控制单元814，正反向升降压充放电路81包括电池811、正反向升降压充放电单元812和第一控制单元813，第二控制单元814与第一控制单元813相连。第二控制单元814用于触发第一控制单元813控制正反向升降压充放电单元812升压或者降压向负载供电，以及控制正反向升降压充放电单元812通过外部输入电压升压或者降压为电池1充电第一控制单元。

例如，第二控制单元814检测到正反向升降压充放电路的输出端需要的电压低于电池811的直流电压，第二控制单元814向第一控制单元813发送第一控制信号，第一控制单元813接收到第一控制信号之后，控制正反向升降压充放电单元812将电池811提供的电压降压输出到输出端。第二控制单元814检测到正反向升降压充放电路的输出端需要的电压高于电池811的直流电压，第二控制单元814向第一控制单元813发送第二控制信号，第一控制单元813接收到第二控制信号之后，控制正反向升降压充放电单元812将电池811提供的电压降压输出到输出端。第二控制单元814可以采用控制芯片，根据实际需要进行选择，本申请实施例不做限定。

图9是本申请第九实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图9所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请实施例提供的正反向升降压充放电路还包括输入保护单元815，输入保护单元815与第二控制单元814相连，输入保护单元815用于对正反向升降压充放电路81进行过流保护。

图10是本申请第十实施例提供的输入保护单元的结构示意图，如图10所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，输入保护单元815包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和比较器U1，其中：

第一电阻R1的第一端接地，第一电阻的第二端与第二电阻R2的第一端相连，第一电阻的第二端与电池1的负极回路耦合；第三电容C3的第一端与第二电阻R2的第二端相连，第三电容C3的第二端接地；第三电阻R3的第一端接地，第三电阻R3的第二端分别与第四电阻R4的第一端和第四电容C4的第一端相连，第四电阻R4的第二端和第四电容C4的第二端接地；比较器U1的第一输入端与第二电阻R2的第二端相连，比较器U1的第二输入端连接于第三电阻R3和第四电阻R4之间，比较器U1的输出端与第六电阻R6的第一端相连；第五电阻R5的第一端与第六电阻R6的第二端相连，第五电阻R5的第二端与比较器U1的输出端相连，第六电阻R6的第二端与第五电容C5的第一端相连，第五电容C5的第二端接地，第六电阻R6的第二端与第二控制单元814相连。

具体地，第一电阻R1的第一端接地，第一电阻R1的第二端耦合到电池1的负极，通过第三电阻R3采集第一电阻R1的过流检测信号，经过比较器U1放大之后，经过第六电阻R6流入到第二控制单元814的检测引脚。当第二控制单元814的检测引脚获得的检测电流超过过流阈值时，第二控制单元814向第一控制单元813发送关闭信号，使得正反向升降压充放电路81停止工作，以提高电路工作的安全性。其中，第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5起到滤波的作用，以减少干扰。第五电阻R5提供比较器U1的放大级数。第六电阻R6起到限流的作用。其中，第一电阻R1可以通过共模电感耦合到电池1的负极回路。过流阈值根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限定。第一电阻的第二端为Port2端。第六电阻的第二端为Port3端。

图11是本申请第十一实施例提供的输入保护单元的结构示意图，如图11所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，输入保护单元815还包括第七电阻R7和第六电容C6，其中：

第六电容C6的第一端与第五电阻R5的第一端相连，第六电容C6的第二端与第七电阻R7的第一端相连，第七电阻R7的第二端与第五电阻R5的第二端相连。第六电容C6和第五电阻R5起到稳定比较器U1的作用。

图12是本申请第十二实施例提供的输入保护单元的结构示意图，如图12所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，输入保护单元815包括开关单元8151，开关单元8151包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、三极管Q、稳压二极管D2、场效应管T1和共模电感H，其中：

第十一电阻R11的第一端与第二控制单元814相连，第十一电阻R11的第二端与三极管Q的基极相连，三极管Q的发射极接地，第九电阻R9的第一端与第十一电阻R11的第二端相连，第九电阻R9的第二端接地，第十电阻R10的第一端与三极管Q的集电极相连，第十电阻R10的第二端分别与稳压二极管D2的第一端、第十二电阻R12的第一端和场效应管T1的源极相连，稳压二极管D2的第二端、第十二电阻R12的第二端分别与场效应管T1的栅极相连，场效应管T1的漏极与共模电感H相连，场效应管T1的栅极与电池811的正极相连，共模电感H与电池811的负极相连。

如图12所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，第一电阻R1通过共模电感H耦合到电池811的负极回路，第三电阻R3的第一端接地，第六电阻R6的第一端与比较器U1的输出端相连，第六电阻R6的第二端与第二控制单元814的检测引脚相连。第十一电阻R11的第一端与第二控制单元814的过流控制引脚SW相连，第十一电阻R11的第二端与三极管Q的基极相连，三极管Q的发射极接地，第九电阻R9的第一端与第十一电阻R11的第二端相连，第九电阻R9的第二端接地，第十电阻的第一端与三极管Q的集电极相连，第十电阻的第二端分别与稳压二极管D2的第一端、第十二电阻R12的第一端和场效应管T1的源极相连，稳压二极管D2的第二端、第十二电阻R12的第二端分别与场效应管T1的栅极相连，场效应管T1的漏极与共模电感H相连。Port4端口可以连接正反向升降压充放电单元812。

第二控制单元814通过输入保护单元815判断检测引脚获得的检测电池811的负极电流超过过流阈值时，会通过过流控制引脚SW输出控制信号关断三极管Q，从而控制场效应管T1断开，使共模电感H断开，断开了所述正反向升降压充放电路的供电电路。

图13是本申请第十三实施例提供的正反向升降压充放电路的结构示意图，如图13所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请提供的正反向升降压充放电路还包括降压单元816和第二控制单元，降压单元816与第二控制单元814相连，降压单元816用于将开关单元8151的输出电压降为预设电压。其中，预设电压根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限定。降压单元816的输入端可以与电池811的输出端相连。降压单元816的输出端可以连接负载，为负载供电。

图14是本申请第十四实施例提供的降压单元的结构示意图，如图14所示，降压单元816包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第八电阻R8、第二电感L2和第三控制单元U2；第五开关管Q5的第一端与电池811的正极相连，第五开关管Q5的第二端与第八电阻R8的第一端相连，第八电阻R8的第二端分别与第六开关管Q6的第一端和第二电感L2的第一端相连，第六开关管Q6的第二端接地，第二电感L2的第二端接降压输出端，第五开关管Q5和第六开关管Q6分别与第三控制单元U2相连，第三控制单元U2与第二控制单元814相连。

具体地，第五开关管Q5为降压电路的上桥臂，第六开关管Q6为降压电路的下桥臂，第三控制单元U2为第五开关管Q5和第六开关管Q6提供驱动信号，第二电感L2为续流输出电感。降压单元816能够将电池1提供的直流电压降压输出。第二控制单元814向第三控制单元U2发送降压输出触发信号，使得第三控制单元U2控制第五开关管Q5和第六开关管Q6输出预设电压。第三控制单元U2可以采用型号为SC8002的控制芯片。Port4端为降压单元816的输入端，可以与电池811的正极相连，Port5端为降压单元816的输出端，可以外接负载的输入端。

例如，降压单元816将电池811提供的输入的16-22V的直流电，转换为12V/10A的车充标准电压输出。

图15是本申请第十五实施例提供的降压单元的结构示意图，如图15所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，降压单元816还包括至少一个第二降噪单元8161，第二降噪单元8161与第五开关管Q5或第六开关管Q6并联。第二降噪单元用于降低开关管的噪声信号。

具体地，可以为第五开关管Q5或第六开关管Q6中的一个或者几个并联至少一个第二降噪单元8161。第二降噪单元8161的具体设置方式和数量根据实际需要进行设置，本申请实施例不做限定。

例如，图16是本申请第十六实施例提供的降压单元的结构示意图，如图16所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，第二降噪单元8161包括第五降噪单元和第六降噪单元，其中：

所述第五降噪单元包括第十九电阻R19和第十二电容C12，第十九电阻R19与第十二电容C12串联后与第五开关管Q5并联；所述第六降噪单元包括第二十电阻R20和第十三电容C17，第二十电阻R20与第十三电容C17串联后与第六开关管Q6并联。所述第五降噪单元和所述第六降噪单元起到降低开关管的噪声信号的作用。

本申请实施例提供一种电动工具，包括上述任一实施例所述的正反向升降压充放电路。电动工具包括但不限于点烟器。

图17是本申请第十七实施例提供的电动工具的结构示意图，如图17所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请实施例提供的电动工具包括正反向升降压充放电路81、第二控制单元814、输入保护单元815、降压单元816和指示单元82，其中：

正反向升降压充放电路81包括电池811、正反向升降压充放电单元812和第一控制单元813。第二控制单元814分别与第一控制单元813、输入保护单元815、降压单元816和指示单元82相连。降压单元816与电池811相连，用于将电池811的电压降压输出。输入保护单元815与电池811相连，用于对正反向升降压充放电路81进行过流保护。指示单元82用于根据第二控制单元814的指示进行过流提示。

当第二控制单元814通过输入保护单元815检测到过流时，可以向指示单元82发送过流指示信号，指示单元82可以根据过流指示信号进行过流提示。比如，指示单元82包括LED指示灯，指示单元82接收到流指示信号后LED指示灯亮起。

本申请提供的电动工具，具有体积小，功率大，重量轻等优点，能够实现充电电池的正反向升降压充放电，通过电池给负载提供能量，同时电池的电量用完后，可以使用充电接口例如USB-C口，将电池的电量重新充满。并通过设置输入保护单元采集流入电池负极的电流，第二控制单元判断出过流后会关闭第一控制单元的使能引脚信号，使正反向升降压充放电路停止工作，并向指示单元发送过流指示信号，使指示单元进行过流提示，提高了电动工具的使用安全性。此外，通过降压单元，可以实现类似车充输出口的供电功能，可以为120W满功率的直流12V电器供电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种正反向升降压充放电路，其特征在于，包括电池、正反向升降压充放电单元和第一控制单元，其中：

所述电池，用于储电以及为负载供电；

所述正反向升降压充放电单元，用于为所述电池充放电；

所述第一控制单元，用于控制所述正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制所述正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电；

所述电池与所述正反向升降压充放电单元相连，所述正反向升降压充放电单元与所述第一控制单元相连。

2.根据权利要求1所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电感、第一电容和第二电容，其中：

所述第一开关管与所述第二开关管串联、所述第三开关管与所述第四开关管串联，所述电池的正极与所述第一开关管的第一端相连，所述第一开关管的第一端与所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第三开关管的第一端相连，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第一端接地，所述第一电感的第一端连接于所述第一开关管和所述第二开关管之间，所述第一电感的第二端连接于所述第三开关管和所述第四开关管之间，所述第二开关管的第二端和所述第四开关管的第二端分别与所述电池的负极相连；

所述第一控制单元用于驱动所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管实现所述电池升压或者降压向负载供电，以及实现通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电。

3.根据权利要求2所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电路还包括限流单元，所述限流单元用于对所述正反向升降压充放电路进行限流保护。

4.根据权利要求2所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电路还包括至少一个降噪单元，所述降噪单元与所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管或所述第四开关管并联。

5.根据权利要求1所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电路还包括至少一个滤波电容，每个滤波电容与所述电池并联。

6.根据权利要求1所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电路还包括第二控制单元，所述第二控制单元与所述第一控制单元相连，所述第二控制单元用于触发所述第一控制单元控制所述正反向升降压充放电单元升压或者降压向负载供电，以及控制所述正反向升降压充放电单元通过外部输入电压升压或者降压为所述电池充电。

7.根据权利要求6所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电路还包输入保护单元，所述输入保护单元与所述第二控制单元相连，所述输入保护单元用于对所述正反向升降压充放电路进行过流保护。

8.根据权利要求7所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述输入保护单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容、第五电容和比较器，其中：

所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述电池的负极回路耦合；所述第三电容的第一端与所述第二电阻的第二端相连，所述第三电容的第二端接地；所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第四电容的第一端相连，所述第四电阻的第二端和所述第四电容的第二端接地；所述比较器的第一输入端与所述第二电阻的第二端相连，所述比较器的第二输入端连接于所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述比较器的输出端与所述第六电阻的第一端相连；所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第五电阻的第二端与所述比较器的输出端相连，所述第六电阻的第二端与所述第五电容的第一端相连，所述第五电容的第二端接地，所述第六电阻的第二端与所述第二控制单元相连。

9.根据权利要求8所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述输入保护单元还包括第七电阻和第六电容，其中：

所述第六电容的第一端与所述第五电阻的第一端相连，所述第六电容的第二端与所述第七电阻的第一端相连，所述第七电阻的第二端与所述第五电阻的第二端相连。

10.根据权利要求7所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述输入保护单元包括开关单元，所述开关单元包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、三极管、稳压二极管、场效应管和共模电感，其中：

所述第十一电阻的第一端与所述第二控制单元相连，所述第十一电阻的第二端与所述三极管的基极相连，所述三极管的发射极接地，所述第九电阻的第一端与所述第十一电阻的第二端相连，所述第九电阻的第二端接地，所述第十电阻的第一端与所述三极管的集电极相连，所述第十电阻的第二端分别与所述稳压二极管的第一端、所述第十二电阻的第一端和所述场效应管的源极相连，所述稳压二极管的第二端、所述第十二电阻的第二端分别与所述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极与所述共模电感相连，所述场效应管的栅极与所述电池的正极相连，所述共模电感与所述电池的负极相连。

11.根据权利要求10所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述正反向升降压充放电路还包括降压单元，所述降压单元与所述第二控制单元相连，所述降压单元用于将所述开关单元的输出电压降为预设电压。

12.根据权利要求11所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述降压单元包括第五开关管、第六开关管、第八电阻、第二电感和第三控制单元，其中：

所述第五开关管的第一端与所述电池的正极相连，所述第五开关管的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端分别与所述第六开关管的第一端和所述第二电感的第一端相连，所述第六开关管的第二端接地，所述第二电感的第二端接降压输出端，所述第五开关管和所述第六开关管分别与所述第三控制单元相连。

13.根据权利要求12所述的正反向升降压充放电路，其特征在于，所述降压单元还包括至少一个第二降噪单元，所述第二降噪单元与第五开关管或第六开关管并联。

14.一种电动工具，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的正反向升降压充放电路。

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