CN115911732A - 一种电动工具及放电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动工具及放电系统，电池包包括：第一正极端子、第一负极端子、第一控制器及第一状态检测端子；电动工具包括第二正极端子、第二负极端子、第二控制器、用于给第二控制器进行供电的电源模块及连接于电源模块的上电模块，上电模块在电池包与电动工具插接时连接于第一状态检测端子，第一状态检测端子根据电池包的状态控制上电模块的通断，以控制电动工具是否上电。本发明通过电池包的状态检测端子直接与电动工具的上电模块相连，可在电池包异常的时候控制上电模块不得电，即工具不得电，能够及时进行异常保护且电池包异常后不会产生损耗。

Description

一种电动工具及放电系统
【技术领域】
本发明涉及一种电动工具及放电系统。
【背景技术】
随着电动工具的动力需求越来越大，电池包作为直流电动工具的能量源，其电池包的状态检测要求也越来越高，以避免电池包严重损坏，现有的电动工具通过状态检测端子将电池包是否异常的状态发送至电动工具，电动工具的控制器输入端接收该状态并进行保护，且通常的保护在电动工具中进行，其在电池包发生欠压异常时，由于需电池包给电动工具提供电能以实现控制器的保护操作，存在电池包在欠压的情况下继续消耗电力，不能及时进行保护，导致电池包电能的浪费或损坏。
请参阅于2011年10月05日公告的中国发明专利第CN101662048B号，其揭示了电池包控制单元的电源模块设置在工具里，且电源模块也为工具控制单元提供电力，需要将电池包插接到工具并合上扳机开关后，也就是说，电池包在未插接或扳机开关未闭合的状态下，其电池包内的电子元器件并不工作，从而有效避免电池包内的电力不必要地消耗，但其指示电池工作状态的状态指示端子连接工具控制单元，异常时仍需由工具控制单元进行保护，不能及时保护。
因此，有必要设计一种保护及时且省电的电动工具及放电系统，以解决上述问题。
【发明内容】
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种保护及时且省电的电动工具及放电系统，以解决上述问题。
本发明解决现有技术问题可采用如下技术方案：一种放电系统，包括电池包和电动工具，其中，所述电池包包括：第一正极端子、第一负极端子、第一控制器及连接于所述第一控制器的第一状态检测端子；所述电动工具包括第二正极端子、第二负极端子；所述第二正极端子、第二负极端子分别与所述电池包的第一正极端子、第一负极端子电性接触，所述电动工具还包括第二控制器、用于给所述第二控制器进行供电的电源模块及连接于所述电源模块的上电模块，所述上电模块在所述电池包与所述电动工具插接时连接于所述第一状态检测端子，所述第一状态检测端子根据所述电池包的状态控制所述上电模块的通断，以控制所述电动工具是否上电。
进一步改进方案为：所述上电模块包括与所述第一状态检测端子连接的第二状态检测端子，所述第二状态检测端子连接第一开关，所述第一开关连接第二开关，所述第二开关连接于所述第二正极端子及所述电源模块。
进一步改进方案为：所述电源模块包括开关电路、连接于所述开关电路的稳压电路。
进一步改进方案为：所述开关电路包括第三开关及第四开关，所述第三开关的基极连接于所述第二开关，所述第三开关的集电极连接于所述第四开关的发射极、所述第四开关的基极且连接于所述第二正极端子，所述第四开关的集电极连接于所述稳压电路。
进一步改进方案为：所述电动工具包括扳机，所述扳机设于所述第二正极端子上且位于所述电源模块及所述上电模块之间。
进一步改进方案为：所述第一状态检测端子连接于所述第一正极端子，且所述第一状态检测端子包括连接于所述第一控制器的保护开关。
进一步改进方案为：所述第一状态检测端子连接于所述第一控制器的输出端口。
本发明解决现有技术问题还可采用如下技术方案：一种电动工具，所述电动工具可拆卸地连接电池包，所述电动工具包括：与所述电池包第一正极端子对应电性连接的第二正极端子、与所述电池包第一负极端子对应电性连接的第二负极端子，所述电动工具还包括第二控制器、用于给所述第二控制器进行供电的电源模块及连接于所述电源模块的上电模块，所述上电模块根据所述电池包的状态控制所述上电模块的通断，以控制所述电动工具是否上电。
进一步改进方案为：所述上电模块包括第二状态检测端子，所述第二状态检测端子连接第一开关，所述第一开关连接第二开关，所述第二开关连接于所述第二正极端子及所述电源模块。
进一步改进方案为：所述电源模块包括开关电路、连接于所述开关电路的稳压电路。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：电动工具设有第二控制器、用于给第二控制器进行供电的电源模块及连接于电源模块的上电模块，上电模块在电池包与电动工具插接时连接于电池包的第一状态检测端子，第一状态检测端子根据电池包的状态控制上电模块的通断，以控制电动工具是否上电，电池包的状态检测端子直接与电动工具的上电模块相连，可在电池包异常的时候控制上电模块不得电，即工具不得电，能够及时进行异常保护且电池包异常后不会产生损耗。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:
图1是本发明电池包与电动工具的立体图；
图2是本发明第一实施例的电池包与电动工具的电路原理图；
图3是本发明第二实施例的电池包与电动工具的电路原理图。
图中附图标记的含义：
100、100'、电池包101、101'、第一正极端子102、102'、第一负极端子103、103'、第一控制器104、104'、第一状态检测端子105、105'、温度传感器106、保护开关200、电动工具201、第二正极端子202、第二负极端子203、第二控制器204、驱动模块205、采样电路206、扳机1、电源模块2、上电模块21、第二状态检测端子22、第一开关23、第二开关24、第三开关25、第四开关26、第二稳压电路
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1所示，为本发明涉及的一种放电系统，包括电池包100和电动工具200，所述电池包100可拆卸地安装至所述电动工具200。
请参阅图2所示，为本发明第一实施例涉及的一种放电系统电路图，所述电池包100包括：电芯、第一正极端子101、第一负极端子102、第一控制器103、连接于所述第一控制器103的第一状态检测端子104及温度传感器105，所述第一控制器103检测每节电芯的电压及所述温度传感器105的温度等数据。所述第一状态检测端子104连接于所述第一正极端子101，且所述第一状态检测端子104包括连接于所述第一控制器103的保护开关106，所述保护开关106为MOS管，当然，在其他实施方式中，也可为三极管等，所述保护开关106的源极连接所述第一正极端子101，所述保护开关106的栅极通过三极管Q1连接所述第一控制器103的输入端，所述保护开关106的漏极连接所述第一状态检测端子104，所述第一控制器103检测所述电池包100的状态，若基于每节电芯的电压及所述电池包温度判断所述电池包100正常，通过控制所述三极管Q1导通以使所述保护开关106导通，因此，所述第一状态检测端子104连接于所述第一正极端子101；若所述电池包100异常，通过控制所述三极管Q1关断以使所述保护开关106关断，因此，所述第一状态检测端子104断开与所述第一正极端子101的连接。
所述电动工具200包括第二正极端子201、第二负极端子202，所述第二正极端子、第二负极端子分别与所述电池包的第一正极端子、第一负极端子电性接触，所述电动工具200还包括第二控制器203、连接于所述第二控制器203的驱动模块204、用于给所述第二控制器203进行供电的电源模块1及连接于所述电源模块1的上电模块2，所述上电模块2在所述电池包100与所述电动工具200插接时连接于所述第一状态检测端子104，所述第一状态检测端子104根据所述电池包100的状态控制所述上电模块2的通断，以控制所述电动工具200是否上电。
所述上电模块2包括与所述第一状态检测端子104连接的第二状态检测端子21，所述第二状态检测端子21连接第一开关22，所述第一开关22连接第二开关23，所述第二开关23连接于所述第二正极端子201及所述电源模块1。具体地，所述第一开关22为MOS管，所述第二开关23为三极管，所述第二状态检测端子21通过电阻连接所述第一开关22，电阻R1及电阻R2串联，所述第二状态检测端子21连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1及电阻R2的连接点连接所述第一开关22的栅极，所述第一开关22的源极与所述电阻R2另一端相连且接地，所述电阻R2两端并联有稳压管ZD1，所述第一开关22的漏极连接所述第二开关23的基极，所述第二开关23的发射极连接所述第二正极端子201，所述第二开关23的集电极连接所述电源模块1。
所述电源模块1包括开关电路、连接于所述开关电路的稳压电路。所述开关电路包括第三开关24及第四开关25，所述第三开关24及所述第四开关25为三极管，所述第三开关24的基极连接于所述第二开关23的集电极，所述第三开关24的集电极连接于所述第四开关25的发射极、所述第四开关25的基极且连接于所述第二正极端子201，所述第四开关25的集电极连接于所述稳压电路。所述稳压电路包括第一稳压电路及第二稳压电路26，所述第一稳压电路包括三极管Q2及稳压管ZD2，所述三极管Q2的集电极连接所述第四开关25的集电极，所述三极管Q2的基极连接所述稳压管ZD2，所述三极管Q2的发射极连接所述第二稳压电路26，所述第二稳压电路26为稳压芯片。所述电动工具200还包括采样电路205，所述采样电路205包括电机反电动检测电路、温度检测电路等，所述第一稳压电路及第二稳压电路26可将电池电压降压成两种不同的电压，例如15V及5V，以供所述第二控制器203及所述采样电路205供电，其他实施方式中，所述第一稳压电路也可由稳压芯片替换，所述稳压电路输出的电压由具体的电路决定。所述电动工具200还包括扳机206，所述扳机206设于所述第二正极端子201上且位于所述电源模块1及所述上电模块2之间。
具体的放电工作流程包括：将所述电池包100插接于所述电动工具200，所述第一正极端子101与所述第二正极端子201连接，所述第一负极端子102与所述第二负极端子202连接，所述电池包100上电并通过所述第一控制器103判断所述电池包100的每节电芯电压是否被过充或过放，且通过所述温度传感器105检测所述电池包100是否过温，若发生异常，所述第一控制器103控制三极管Q1关断以使所述保护开关106关断，因此，所述第一状态检测端子104断开与所述第一正极端子101的连接，即所述第二状态检测端子21不得电，所述第一开关22及第二开关23均不导通，因此，所述第三开关24及所述第四开关25不导通，所述电源模块1不得电，即所述第二控制器203及所述采样电路205均不得电，所述电动工具200不可启动。通过所述上电模块2，在电池包100发生异常时，可以直接反应至电动工具200，工具直接不得电，且无需电动工具200去检测电池包100的状态就能实现保护，可避免电池包100产生额外的电量损耗，防止所述电池包100不必要地放电甚至损坏。
若所述第一控制器103检测所述电池包100没有发生异常，所述第一控制器103控制三极管Q1导通以使所述保护开关106导通，因此，所述第一状态检测端子104连接所述第一正极端子101，所述第二状态检测端子21可通过所述第一状态检测端子104得到所述电池包压，所述第二状态检测端子21、电阻R1、电阻R2、接地形成回路，通过稳压管ZD1在电阻R2两端进行稳压，使所述第一开关22的源极及栅极之间形成压差，所述第一开关22导通，且若按下所述扳机206，即所述第二开关23导通，所述第二正极端子201、所述第二开关23通电，所述第三开关24的基极与所述第二正极端子201相连，所述第三开关24导通，随即所述第四开关25导通，所述第四开关25的发射极连接所述第二正极端子201，所述三极管Q2及所述稳压芯片导通，此时，所述第一稳压电路将所述电池包电压稳压成15V输出，所述第二稳压电路26将所述第一稳压电路的电压稳压成5V输出，所述第二控制器203检测到所述扳机206闭合，并控制所述驱动模块204驱动所述电机。所述扳机206设在所述电源模块1及所述上电模块2之间，只有当所述电池包100正常且所述扳机206按下，所述电动工具200才会上电，避免不必要的电池包100损耗，节约电能。
请参阅图3所示，为本发明第二实施例涉及的一种放电系统电路图，所述电池包100'包括：电芯、第一正极端子101'、第一负极端子102'、第一控制器103'、连接于所述第一控制器103'的第一状态检测端子104'及温度传感器105'，所述第一控制器103'检测每节电芯的电压及所述温度传感器105'的温度等数据。所述第一状态检测端子104'连接于所述第一控制器103'的输出端口，所述第一控制器103'检测所述电池包100'的状态，若基于每节电芯的电压及所述电池包100'温度判断所述电池包100'正常，所述第一控制器103'通过所述第一状态检测端子104'输出高电平，本实施方式中，为5V；若所述电池包100'异常，所述第一控制器103'通过所述第一状态检测端子104'输出低电平，本实施方式中，为0V。
所述电动工具200与第一实施例结构相同，具体的放电工作流程包括：将所述电池包100'插接于所述电动工具200，所述第一正极端子101'与所述第二正极端子201连接，所述第一负极端子102'与所述第二负极端子202连接，所述电池包100'上电并通过所述第一控制器103'判断所述电池包100'的每节电芯电压是否被过充或过放，且通过所述温度传感器105'检测所述电池包100'是否过温，若发生异常，所述第一控制器103'通过所述第一状态检测端子104'输出低电平，即所述第二状态检测端子21不得电，所述第一开关22及第二开关23均不导通，因此，所述第三开关24及所述第四开关25不导通，所述电源模块1不得电，即所述第二控制器203及所述采样电路205均不得电，所述电动工具200不可启动。通过所述上电模块2，在电池包100'发生异常时，可以直接反应至电动工具200，工具直接不得电，且也无需电动工具200去检测电池包100'的状态就能实现保护，可避免电池包100'产生额外的电量损耗，防止所述电池包100'不必要地放电甚至损坏。
若所述第一控制器103'检测所述电池包100'没有发生异常，所述第一控制器103'通过所述第一状态检测端子104'输出高电平，即所述第二状态检测端子21有电压，所述第二状态检测端子21、电阻R1、电阻R2、接地形成回路，通过稳压管ZD1在电阻R2两端进行稳压，使所述第一开关22的源极及栅极之间形成压差，所述第一开关22导通，且若按下所述扳机206，即所述第二开关23导通，所述第二正极端子201、所述第二开关23通电，所述第三开关24的基极与所述第二正极端子201相连，所述第三开关24导通，随即所述第四开关25导通，所述第四开关25发射极连接所述第二正极端子201，所述三极管Q2及稳压芯片导通，此时，所述第一稳压电路将所述电池包电压稳压成15V输出，所述第二稳压电路26将所述第一稳压电路的电压稳压成5V输出，所述第二控制器203检测到所述扳机206闭合，并控制所述驱动模块204驱动所述电机。所述扳机206设在所述电源模块1及所述上电模块2之间，只有当所述电池包100正常且所述扳机206按下，所述电动工具200才会上电，避免不必要的电池包100损耗，节约电能。
本发明的电动工具200设有第二控制器203、用于给第二控制器203进行供电的电源模块1及连接于电源模块1的上电模块2，上电模块2在电池包100与电动工具200插接时连接于电池包100的第一状态检测端子104，第一状态检测端子104根据电池包100的状态控制上电模块2的通断，以控制电动工具200是否上电，电池包100的状态检测端子直接与电动工具200的上电模块2相连，可在电池包100异常的时候控制上电模块2不得电，即工具不得电，能够及时进行异常保护且电池包100异常后不会产生损耗。
本发明不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本发明原理和范畴的前提下，本发明的电动工具及放电系统还有其他很多的替代方案。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (10)

1.一种放电系统，包括电池包和电动工具，其中，所述电池包包括：第一正极端子、第一负极端子、第一控制器及连接于所述第一控制器的第一状态检测端子；所述电动工具包括第二正极端子、第二负极端子；所述第二正极端子、第二负极端子分别与所述电池包的第一正极端子、第一负极端子电性接触；其特征在于：所述电动工具还包括第二控制器、用于给所述第二控制器进行供电的电源模块及连接于所述电源模块的上电模块，所述上电模块在所述电池包与所述电动工具插接时连接于所述第一状态检测端子，所述第一状态检测端子根据所述电池包的状态控制所述上电模块的通断，以控制所述电动工具是否上电。
2.根据权利要求1所述的放电系统，其特征在于：所述上电模块包括与所述第一状态检测端子连接的第二状态检测端子，所述第二状态检测端子连接第一开关，所述第一开关连接第二开关，所述第二开关连接于所述第二正极端子及所述电源模块。
3.根据权利要求2所述的放电系统，其特征在于：所述电源模块包括开关电路、连接于所述开关电路的稳压电路。
4.根据权利要求3所述的放电系统，其特征在于：所述开关电路包括第三开关及第四开关，所述第三开关的基极连接于所述第二开关，所述第三开关的集电极连接于所述第四开关的发射极、所述第四开关的基极且连接于所述第二正极端子，所述第四开关的集电极连接于所述稳压电路。
5.根据权利要求4所述的放电系统，其特征在于：所述电动工具包括扳机，所述扳机设于所述第二正极端子上且位于所述电源模块及所述上电模块之间。
6.根据权利要求1所述的放电系统，其特征在于：所述第一状态检测端子连接于所述第一正极端子，且所述第一状态检测端子包括连接于所述第一控制器的保护开关。
7.根据权利要求1所述的放电系统，其特征在于：所述第一状态检测端子连接于所述第一控制器的输出端口。
8.一种电动工具，所述电动工具可拆卸地连接电池包，所述电动工具包括：与所述电池包第一正极端子对应电性连接的第二正极端子、与所述电池包第一负极端子对应电性连接的第二负极端子；其特征在于：所述电动工具还包括第二控制器、用于给所述第二控制器进行供电的电源模块及连接于所述电源模块的上电模块，所述上电模块根据所述电池包的状态控制所述上电模块的通断，以控制所述电动工具是否上电。
9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于：所述上电模块包括第二状态检测端子，所述第二状态检测端子连接第一开关，所述第一开关连接第二开关，所述第二开关连接于所述第二正极端子及所述电源模块。
10.根据权利要求9所述的电动工具，其特征在于：所述电源模块包括开关电路、连接于所述开关电路的稳压电路。
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