CN202150066U - 电动工具法拉电容调功率装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动工具法拉电容调功率装置，主要用于以法拉电容作为能源的电动工具。可以根据法拉电容上的电压变化，利用脉宽调制方式实时控制电动工具电机的输出功率。法拉电容C、电动工具电机M、场效应管Q串联成一个回路，场效应管Q的栅极通过电阻R接脉冲发生器A的输出端，脉冲发生器A的电源端接在法拉电容C的二端。本实用新型的有益效果是：可依据法拉电容C的耐压值，输入尽可能多的能量，并能效控制法拉电容C的输出电流，使电动工具的功率平稳。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种电动工具法拉电容调功率装置，主要用于以法拉电容作为能源的电动工具。
背景技术
人们在日常工作与生活中经常会使用各种电动工具，传统电动工具使用的能源大体有二种，交流电源与蓄电池电源。交流电源使用最普遍，它的优势是电压稳定并可连续使用，但也存在不足，一是使用场所必需有就近的交流电源，二是电动工具拖有一根电源线，在有些环境中使用不便，并存有一定的触电安全隐患。使用蓄电池电源可以克服交流电源的上述不足，但蓄电池必需在使用前充足电，并且充电时间较长，一般都需数小时，给使用带来不便。因此近来市场出现用法拉电容作为能源的电动工具，法拉电容是一种电容量较大的电容，其工作原理是：先对电容充电，仍后直接利用电容放电来驱动电机运行，这种产品的优点是：1、充电时间短，一般只需几十秒即可完成充电，克服了蓄电池电源充电时间较长的缺撼；2、特别环保，无仍何污染；3、使用寿命长，电容的充放电次数可达数十万次，而蓄电池的充放电次数仅有数百次。但是，现有的这种以法拉电容作为能源的电动工具，也存在严重不足，首先，由于采用电容直接放电驱动电机，因此要求充电后电容上的电压不能超过电动工具的最大工作电压，否则就可能造成电动工具电机烧毁，这样势必造成电容充电不足，使电动工具工作时间缩短。其次，电容放电时电压的变化量远远大于蓄电池，在使用过程中，起初电容上的电压较高，电机转速也偏高，处于超负荷状态运行，随着电容上的电压逐步下降，电机越转越慢，造成电动工具的功率不平稳。
发明内容
为了克服现有的法拉电容电动工具的不足，本实用新型提供一种电动工具法拉电容调功率装置，可以根据法拉电容上的电压变化，利用脉宽调制方式实时控制电动工具电机的输出功率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
法拉电容C、电动工具电机M、场效应管Q串联成一个回路，场效应管Q的栅极通过电阻R接脉冲发生器A的输出端，脉冲发生器A的电源端接在法拉电容C的二端。
本实用新型的有益效果是：可依据法拉电容C的耐压值，输入尽可能多的能量，并能 效控制法拉电容C的输出电流，使电动工具的功率平稳。
举例来对比说明，现有的一款产品，其电动工具电机的电压是3.6V，法拉电容的耐压值是2.7V，容量是180F，2节串联使用，在充电时每节电容最高只能充到2.1V，2节串联电压是4.2V，电压再升高就会使电动工具电机烧毁，工作时电动工具电机的电压从4.2V逐步降到3V，工作不平稳，计算法拉电容释放的能量是：P1＝0.5×C×U2＝0.5×(180÷2)×(4.22-32)＝388.8焦耳；本实用新型的一款产品，其电动工具电机的电压同样是3.6V，法拉电容的耐压值同样是2.7V，容量是120F，3节串联使用，二款产品法拉电容总电容量相等，在充电时每节电容可充到2.7V，3节串联电压是8.1V，计算法拉电容释放的能量是：P1＝0.5×C×U2＝0.5×(120÷3)×(8.12-32)＝1132.2焦耳。二款产品法拉电容释放的能量比是：1132.2÷388.8＝2.91，接近3倍，并且本实用新型能使电动工具在等功率条件下工作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的基本电原理图；
图中相关元器件：C是法拉电容，R是驱动电阻，M是电动工具电机，Q是场效应管，A是脉冲发生器。
具体实施方式
在图1中，法拉电容C、电动工具电机M、场效应管Q串联成一个回路，场效应管Q的栅极通过电阻R接脉冲发生器A的输出端，脉冲发生器A的电源端接在法拉电容C的二端。当场效应管Q导通，法拉电容C放电，电动工具电机M运转，当场效应管Q截止，回路切断，电动工具电机M停转，场效应管Q的栅极受脉冲发生器A控制。脉冲发生器A的输出端输出的是占空比可调的方波，方波占空比大，电机M输出功率大，方波占空比小，电机M输出功率小，这就是脉宽调制的原理。脉冲发生器A的电源端接在法拉电容C的二端，有二方面作用，一是向脉冲发生器A提供工作电源，二是向脉冲发生器A提供法拉电容C上的电压信息。我们知道，随着电动工具电机M的工作，法拉电容C上的电压会逐步下降，脉冲发生器A必需依据法拉电容C上的电压变化，即时逐步增加输出端的占空比，使电动工具电机M的功率平稳。
脉冲发生器A是一种已有的成熟技术，可用CPU、运算放大器、数字集成电路等实现其功能。
Claims (1)
1.电动工具法拉电容调功率装置，由法拉电容C、电动工具电机M、场效应管Q、脉冲发生器A成，其特征是：法拉电容C、电动工具电机M、场效应管Q串联成一个回路，场效应管Q的栅极通过电阻R接脉冲发生器A的输出端，脉冲发生器A的电源端接在法拉电容C的二端。
Priority Applications (1)
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| CN201120196561U CN202150066U (zh) | 2011-06-13 | 2011-06-13 | 电动工具法拉电容调功率装置 |
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| CN201120196561U CN202150066U (zh) | 2011-06-13 | 2011-06-13 | 电动工具法拉电容调功率装置 |
Publications (1)
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| CN202150066U true CN202150066U (zh) | 2012-02-22 |
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| CN201120196561U Expired - Fee Related CN202150066U (zh) | 2011-06-13 | 2011-06-13 | 电动工具法拉电容调功率装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN202150066U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015143588A1 (zh) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 南京西普尔科技实业有限公司 | 超级电容可调功率控制器 |
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2011
- 2011-06-13 CN CN201120196561U patent/CN202150066U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20120222 Termination date: 20170613 |