CN207676244U - 用于电动工具的防电池接入打火装置及电动工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种用于电动工具的防电池接入打火装置及电动工具，属于电动工具电路设计技术领域。所述电动工具包括电源正极接口、电源负极接口和跨接电源正极接口和电源负极接口的储能电容，其中电源正极接口和电源负极接口之间用于接入电池，以及该用于电动工具的防电池接入打火装置包括：控制单元；N沟道场效应管，其栅极连接至控制单元，其源极连接至电源负极接口，以及其漏极连接至储能电容；其中，控制单元用于在电池被接入至电源正极接口和电源负极接口之间时，延时增加栅极的电压，以延时导通N沟道场效应管。由此，通过控制N沟道场效应管的延时导通，防止了储能电容两端的电压突变，有效避免了打火现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动工具电路设计技术领域，具体地涉及一种用于电动工具的防电池接入打火装置及电动工具。
背景技术
由电池供电的电动工具，在电池接入电动工具的同时，往往会在电气接触点产生电火花，电火花的产生会严重降低连接器的电气寿命。
本申请的发明人在实践本申请的过程中发现，导致电池接入打火现象的原因在于：在电池接入工具瞬间，工具中的储能电容发生了电压及电流的突变，致使发生打火现象。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是提供一种用于电动工具的防电池接入打火装置及电动工具，以消除电池插入产生的电火花，延长连接器的电气寿命。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种用于电动工具的防电池接入打火装置，所述电动工具包括电源正极接口、电源负极接口和跨接所述电源正极接口和所述电源负极接口的储能电容，其中所述电源正极接口和所述电源负极接口之间用于接入电池，以及该装置包括：控制单元；N沟道场效应管，其栅极连接至所述控制单元，其源极连接至所述电源负极接口，以及其漏极连接至所述储能电容；其中，所述控制单元用于在所述电池被接入至所述电源正极接口和所述电源负极接口之间时，延时增加所述栅极的电压，以延时导通所述N沟道场效应管。
可选的，所述控制单元包括串联的电容器和电阻，其中，所述电容器的一端连接至所述N沟道场效应管的源极，以及所述电容器的另一端连接至所述电阻和所述N沟道场效应管的栅极。
可选的，所述储能电容的电容量大小为220μF，以及所述电容器的电容量的大小为10μF。
可选的，所述电阻的阻值为47K欧姆。
可选的，所述控制单元还连接至电池接入控制电路，以及该电池接入控制电路用于在所述电池被接入至所述电源正极接口和所述电源负极接口之间时，输出脉冲宽度调制信号至所述控制单元；其中，所述电池接入控制电路所输出的所述脉冲宽度调制信号包括具有预定延时的低电平脉冲宽度调制信号，和在该低电平脉冲宽度调制信号之后的高电平脉冲调制信号。
可选的，所述控制单元还包括：三极管，其基极连接至所述电池接入控制电路，以接收自所述电池接入控制电路所输出的所述脉冲宽度调制信号，以及所述三极管的发射极连接所述N沟道场效应管的所述源极，以及所述三极管的集电极连接至所述栅极。
可选的，所述控制单元还包括电源模块，用于输出电压值大于所述N沟道场效应管的导通阈值电压值的电压。
本实用新型实施例另一方面提供一种电动工具，包括：电源正极接口；电源负极接口，其中所述电源正极接口和所述电源负极接口之间用于接入电池；储能电容，跨接所述电源正极接口和所述电源负极接口；上述的用于电动工具的防电池接入打火装置。
通过上述技术方案，打破传统的控制器储能电容与控制器直接连接的设计，在二者中间串入N沟道场效应管，并由控制单元控制以实现对N沟道场效应管的延时导通，有效防止了储能电容端的电压及电流的突变，有效避免了打火现象。
本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
图1是本实用新型一实施例的电动工具的结构框图；
图2是本实用新型一实施例的用于电动工具的防电池接入打火装置的电路连接示意图；
图3是本实用新型另一实施例的用于电动工具的防电池接入打火装置的电路连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
如图1示出的是本实用新型一实施例的电动工具20的结构框图，该电动工具20包括电源正极接口201、电源负极接口202和跨接电源正极接口201和电源负极接口202的储能电容C1，其中电源正极接口201和电源负极接口202之间用于接入电池，以及防电池接入打火装置10。该装置10包括：控制单元102、N沟道场效应管Q1，其栅极G连接至控制单元102，其源极S接至电源负极接口202，以及其漏极D连接至储能电容C1；其中，控制单元102用于在电池被接入至电源正极接口201和电源负极接口202之间时，延时增加栅极G的电压，以延时导通N沟道场效应管。由此，实现对储能电容C1两端电压的控制，防止电压突变，消除了电池接入打火现象。
如图2示出的是本实用新型一实施例的防接入打火装置的电路连接示意图，其中控制单元102包括串联的电容器C2和电阻R1，其中电容器C2的一端连接至所述N沟道场效应管的源极S，以及所述电容器的另一端连接至电阻R1和N沟道场效应管的栅极G。其中，在电池装入的瞬间，Q1处于断开状态，C1不充电，电压电流没有突变，所以不会产生打火现象；当电池被装入之后，控制器电路203被使能启动并开始工作，由控制单元102的R1和C2组成延时电路，控制N-MOSFET栅极G缓慢升到12V，让电流逐渐通过Q1为C1充电，直到C1充满，此时Q1完全导通以发挥C1在整体电路中的储能作用。由此，实现控制N-MOSFET延迟导通，防止C1两端的电压突变。
本实施例还进一步公开了该装置中的器件的选型参数，例如当设定电路VDD=50V时，可以选定C1=220μF，R1=47K欧姆，C2=10μF，Q1的导通阈值电压Q1-Vgs(th)=5V。此时，在电池插入之后，由于R1的限流作用，C2的电压由0V升到5V用时250毫秒，5V是Q1的导通阈值电压，所以在电池接入经过250毫秒后Q1才处于完全导通状态，之后，C1与电池接入控制电路完全导通。由此，C1经由Q1的延时导通过程，避免了接触点电火花的产生。
如图3示出的是本实用新型另一实施例的防接入打火装置的电路连接示意图，其可被视为是图2所示的防接入打火装置的一种变形。不同之处在于，控制单元102连接至电池接入控制电路203的单片机PWM引脚。其中，在电池接入之后，电池接入控制电路203开始工作，PWM引脚输出具有预定时长的低电平占空比（例如250毫秒），之后输出高电平脉冲，由此导通Q1。具体地，在控制单元102中还包括三极管Q2，其基极连接至电路接入控制电路，以接收自所述电路接入控制电路所输出的脉冲宽度调制信号，以及该三极管Q2的发射极连接N沟道场效应管Q1的源极，集电极连接至Q1的栅极。以及，在控制单元102中还包括电源模块（如+5V和+12V），用于输出电压值不小于N沟道场效应管的导通阈值电压的电压，以及还包括设置在电路中的电阻R2、R3和R4，具体连接关系，可以参照图3所示，在此不加赘述。
以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。
Claims (8)
1.一种用于电动工具的防电池接入打火装置，其特征在于，所述电动工具包括电源正极接口、电源负极接口和跨接所述电源正极接口和所述电源负极接口的储能电容，其中所述电源正极接口和所述电源负极接口之间用于接入电池，以及该装置包括：控制单元；N沟道场效应管，其栅极连接至所述控制单元，其源极连接至所述电源负极接口，以及其漏极连接至所述储能电容；其中，所述控制单元用于在所述电池被接入至所述电源正极接口和所述电源负极接口之间时，延时增加所述栅极的电压，以延时导通所述N沟道场效应管。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括串联的电容器和电阻，其中，所述电容器的一端连接至所述N沟道场效应管的源极，以及所述电容器的另一端连接至所述电阻和所述N沟道场效应管的栅极。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述储能电容的电容量大小为220μF，以及所述电容器的电容量的大小为10μF。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电阻的阻值为47K欧姆。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元还连接至电池接入控制电路，以及该电池接入控制电路用于在所述电池被接入至所述电源正极接口和所述电源负极接口之间时，输出脉冲宽度调制信号至所述控制单元；其中，所述电池接入控制电路所输出的所述脉冲宽度调制信号包括具有预定延时的低电平脉冲宽度调制信号，和在该低电平脉冲宽度调制信号之后的高电平脉冲调制信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制单元还包括：三极管，其基极连接至所述电池接入控制电路，以接收自所述电池接入控制电路所输出的所述脉冲宽度调制信号，以及所述三极管的发射极连接所述N沟道场效应管的所述源极，以及所述三极管的集电极连接至所述栅极。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元还包括电源模块，用于输出电压值大于所述N沟道场效应管的导通阈值电压值的电压。
8.一种电动工具，其特征在于，包括：电源正极接口；电源负极接口，其中所述电源正极接口和所述电源负极接口之间用于接入电池；储能电容，跨接所述电源正极接口和所述电源负极接口；如权利要求1-7中任一项所述的用于电动工具的防电池接入打火装置。
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| CN201820105003.5U CN207676244U (zh) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | 用于电动工具的防电池接入打火装置及电动工具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111745598A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 南京德朔实业有限公司 | 电动工具、电池包与电动工具组合 |
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2018
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