CN218788734U - 动力工具及用于动力工具的制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动力工具及用于动力工具的制动系统。其中，动力工具包括马达、配置成被致动的触发器、以及联接到马达的制动开关。制动电阻器组件经由制动开关选择性地联接到马达，并且包括冲压制动电阻器。冲压制动电阻器包括端子部分和电阻部分。电阻部分包括平面蛇形路径。包括电子处理器和存储器的控制器联接到触发器、马达和制动开关，并且控制器被配置成基于触发器的位置控制输送到马达的功率，在马达操作期间确定将马达制动，并且响应于确定将马达制动而启动制动开关以将冲压制动电阻器与马达连接。

Description

动力工具及用于动力工具的制动系统

相关申请

本申请要求于2019年12月18日提交的美国临时专利申请号62/949,900的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本文描述的实施例涉及一种动力工具及用于动力工具的制动系统。

实用新型内容

在具有永磁转子和相关联的定子（该定子具有定子绕组）的永磁无刷马达中，转子的旋转引起变化的磁场，该变化的磁场在定子的绕组内感应出电流。该电流进而在定子绕组中产生电压，称为马达的反电动势。当停止向定子绕组供应功率以停止驱动马达时，惯性将使转子在转子减速时继续旋转一段时间。因此，仍然旋转的转子继续产生反电动势，从而有效地将马达转变成发电机。反电动势还产生有助于使马达减慢的反作用力。然而，如果未经检查，反电动势可能变得过大并且损坏马达驱动电路的部件。为了避免反电动势过大，可以使用制动式电阻器。制动式电阻器在制动期间联接到定子绕组，以将仍在旋转的转子产生的能量作为热量消散。

典型地，具有足够的电阻以用作制动电阻器的筒状电阻器可能较大，且在空间受限的应用中是不期望的。另外，从制动电阻器消散热量可能需要大的散热件或其他散热技术，这在空间受限的应用中是不期望的。

本文描述的一些实施例提供了一种动力工具，以及一种使用动力工具的方法，该动力工具具有冲压制动式电阻器。冲压制动式电阻器可以联接到一个或多个平面散热件，从而实现改进的热量消散和紧凑的制动式电阻器组件。相应地，在一些实施例中，本文描述的动力工具和使用动力工具的方法包括改进的制动和相应的热量消散。

在一些实施例中，提供了一种动力工具，该动力工具包括马达、配置成被致动的触发器、联接到马达的制动开关、以及制动电阻器组件。制动电阻器组件经由制动开关选择性地连接到马达，并且包括冲压制动电阻器，该冲压制动电阻器包括端子部分和电阻部分。电阻部分包括平面蛇形路径。动力工具进一步包括控制器，该控制器包括电子处理器和存储器。控制器连接到触发器、马达和制动开关。控制器被配置成基于触发器的位置控制输送到马达的功率，在马达操作期间确定将马达制动，并且响应于确定将马达制动而启动制动开关以将冲压制动电阻器连接到马达。

在一些实施例中，制动电阻器组件进一步包括将冲压制动电阻器夹在中间的第一绝缘垫和第二绝缘垫。在一些实施例中，制动电阻器组件进一步包括将第一绝缘垫和第二绝缘垫夹在中间的第一散热件和第二散热件。

在一些实施例中，电阻部分和端子部分位于同一平面。在一些实施例中，电阻部分包括第一腿、垂直于第一腿的第二腿、第三腿、以及垂直于第三腿的第四腿。在一些实施例中，第一腿和第三腿经由电阻部分中的开口分开。在一些实施例中，第二腿和第四腿经由平面蛇形路径联接。在一些实施例中，冲压电阻器进一步包括互锁间隙。在一些实施例中，冲压电阻器由选自由以下项组成的组中的至少一种构成：锌、铝、铬、铁、黄铜、青铜、不锈钢、碳、金属氧化物、酚醛树脂、钽、金属陶瓷以及金属合金。

在一些实施例中，提供了一种制动动力工具中的马达的方法。该方法包括：通过动力工具的马达控制器，基于触发器的位置控制输送到马达的功率。该方法包括：利用马达控制器，在马达操作期间确定将马达制动。响应于确定将马达制动，该方法包括：利用马达控制器，启动制动开关，以将冲压制动电阻器与马达连接。冲压制动电阻器包括端子部分和电阻部分，其中，电阻部分包括平面蛇形路径。响应于启动制动开关，该方法包括：利用冲压制动电阻器，从马达接收马达电流，从而将马达制动。

在一些实施例中，该方法包括：利用马达控制器，响应于检测到触发器的释放而确定将马达制动。在一些实施例中，由制动电阻器接收的马达电流是由马达的反电动势产生的电流。在一些实施例中，该方法包括：利用马达控制器并且为了基于触发器的位置控制输送到马达的功率，选择性地启动联接到马达的相的开关元件。另外，在一些实施例中，选择性地启动连接到马达的相的功率开关元件包括：当启动制动开关时，基于转子的位置选择性地启动功率开关元件。在一些实施例中，该方法包括：利用马达控制器并且响应于确定将马达制动，将连接在电源与功率开关元件之间的开关断开。

在一些实施例中，提供了一种用于动力工具的制动系统。该系统包括具有端子部分和电阻部分的冲压电阻器。该电阻部分包括平面蛇形路径，平面蛇形路径形成多个叶片，各叶片之间具有间隙。该系统进一步包括将冲压电阻器夹在中间的第一绝缘垫和第二绝缘垫，以及将第一绝缘垫和第二绝缘垫夹在中间的第一散热件和第二散热件。

在一些实施例中，端子部分包括用于连接到电压源的端子，该端子与冲压电阻器位于同一平面。在一些实施例中，该多个叶片中的每个叶片的宽度大约为2.5 mm，并且其中，该多个间隙中的每个间隙的宽度至少为1.5 mm。在一些实施例中，冲压电阻器进一步包括互锁间隙。在一些实施例中，蛇形路径包括位于形成在相邻叶片之间的每个间隙内的填充物质。

在详细解释本实用新型的任何实施例之前，将理解，本实用新型在其应用方面不限于在以下描述中阐述或在附图中展示的部件的构造和布置细节。本实用新型能够具有其他实施例并且能够以各种方式来实践或实施。本文所使用的“包括”和“包含”及其变型旨在涵盖下文所列各项及其等同物以及附加项。本文所使用的“由……组成”及其变型旨在仅涵盖下文所列各项及其等同物。

并且，本文中描述为由一个部件执行的功能可以由多个部件以分布式方式执行。同样，由多个部件执行的功能可以由单一部件合并和执行。类似地，被描述为执行特定功能的部件也可以执行本文未述的附加功能。例如，以某种方式“配置”的装置或结构至少以该方式被配置，但是也可以以未列出的方式被配置。

此外，本文描述的一些实施例可以包括一个或多个电子处理器，该一个或多个电子处理器被配置成通过执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令来执行所描述的功能。类似地，本文描述的实施例可以被实施为存储可由一个或多个电子处理器执行以执行所描述的功能的指令的非暂时性计算机可读介质。如本申请中所使用，“非暂时性计算机可读介质”包括所有计算机可读介质，但不是由暂时性传播信号组成。相应地，非暂时性计算机可读介质可以包括例如硬盘、CD-ROM、光存储装置、磁存储装置、ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）、寄存器存储器、处理器高速缓存、或它们的任何组合。

所描述的模块和逻辑结构中的许多模块和逻辑结构能够在由微处理器或类似装置执行的软件中实施，或者能够使用包括例如专用集成电路（“ASIC”）的各种部件在硬件中实施。像“控制器”和“模块”等术语可以包括或指代硬件和/或软件两者。大写的术语符合惯例，并帮助将描述与编码示例、方程式和/或绘图相关。然而，没有任何特定的含义仅仅因为使用了大写字母就是隐含的或者应该被推断出来。因此，权利要求不应限于特定示例或术语，或任何特定硬件或软件实施方案或软件或硬件的组合。

通过考虑详细说明和附图，本实施例的其他方面将变得清楚。

附图说明

图1展示了根据一些实施例的动力工具。

图2展示了根据一些实施例的图1所示的动力工具的立体图，其中移除了顶部壳体部分。

图3展示了根据一些实施例的如图2所示的制动电阻器组件的分解视图。

图4展示了根据一些实施例的如图3所示的制动电阻器组件的局部侧视图。

图5A至图5B展示了根据一些实施例的如图3所示的冲压制动电阻器。

图6展示了根据一些实施例的如图1所示的动力工具的框图。

图7展示了根据一些实施例的如图1所示的动力工具的电路图。

图8展示了根据一些实施例的可以通过图1的动力工具实现的方法的流程图。

具体实施方式

图1展示了具有电池包105的动力工具100的示例。在所示的实施例中，动力工具100是具有带有手柄115的壳体110的切割锯。壳体110联接到底座120，该底座包括夹具125和刀片壳体130。动力工具100具有马达630（参见图6），该马达被配置成使用于保持刀片壳体130的刀片（未示出）的柄轴旋转。旋转刀片被配置成对在底座120上通过夹具125固定的工件进行切割。尽管图1所展示的动力工具100是切割锯，但是本说明书也适用于具有马达的其他动力工具，比如冲击式扳手、AC研磨机、锤钻、冲击孔锯、冲击驱动器、钻、往复锯、打钉机、装订机等。本说明书还适用于有刷马达和无刷马达及控制。换言之，在一些实施例中，动力工具100包括有刷马达来代替无刷马达630。

图2展示了壳体110的立体图，其中移除了顶部壳体部分。壳体110的手柄115进一步包括触发器205。触发器205电子联接到电子处理器（参见图7）。在操作期间，触发器205被拉动以启动动力工具100并使动力工具100的马达630（参见图6）旋转。释放触发器205使功率停止向马达630流动，但可以不立即停止马达630。制动电阻器组件200（下文进一步详细描述）位于壳体110的顶部部分中，并且经由功率端子215联接到功率开关网络700和制动开关640（参见图7）。在一些实施例中，功率端子215经由端子紧固件225联接到功率开关网络700和制动开关640。在一些实施例中，功率端子215可以通过焊接、熔合或钎焊工艺联接到电子处理器。壳体110被配置成经由功率接口220接纳电池包105（参见图1）。

在一些实施例中，功率接口220类似于两种或更多种类型的装置的套件的功率接口，并且因此动力工具电池包105也与这些功率接口兼容，该两种或更多种类型的装置选自动力工具、流体流动控制装置、测试和测量装置、工地无线电装置和工作灯。电池包105包括电池壳体，在该电池壳体内有一个或多个电池电芯，电池电芯可以是锂离子（“Li-ion”）电芯、镍镉（“Ni-Cad”）电芯或其他化学类型的电芯。根据该包，电芯可以共同提供不同值的额定电压。例如，电池包105可以具有4 V、12 V、18 V、28 V、36 V、40 V的额定输出电压、电平之间的电压或其他电平。在一些实施例中，功率接口220是交流电（AC）功率接口，该AC功率接口被配置成连接到标准AC插座，该标准AC插座进一步联接到AC电网或AC发电机。例如，AC源可以包括大约120 V、60 Hz的功率信号或者大约240 V、50 Hz的功率信号。换言之，在一些实施例中，动力工具100包括用于（例如，从壁装插座）接收AC功率以驱动马达630的AC源电线，而不是用于接纳提供DC功率的电池包105的电池接口。

图3示出了制动电阻器组件200的分解视图。制动电阻器组件200包括冲压制动电阻器300、第一绝缘垫305a、第二绝缘垫305b、第一散热件310a、第二散热件310b、多个紧固件315以及多个绝缘套筒318。在所展示的示例中，冲压制动电阻器300、第一绝缘垫305a、第二绝缘垫305b、第一散热件310a以及第二散热件310b中的每一者包括四个孔320，每个外拐角处各有一个孔。每个相应拐角处的孔320对准，使得当冲压制动电阻器300、绝缘垫305a、305b以及散热件310a、310b堆叠时，在每个拐角处形成通道325（例如，参见图4）。紧固件315中的每一个紧固件穿过冲压制动电阻器300、绝缘垫305a、305b以及散热件310a、310b的对准的相应孔320（即，穿过通道325之一），以将这些元件固定在一起并将制动电阻器组件200附接到动力工具100。在一些实施例中，通道325中的每一个通道还接纳一个绝缘套筒318。更具体地，如图4所展示的，紧固件315中的每一个紧固件穿过一个通道325以及一个绝缘套筒318，并且与动力工具100的壳体110的螺纹孔405接合，以将制动电阻器组件200附接到动力工具100。绝缘套筒318限制流过冲压制动电阻器300的电流进入紧固件315。虽然冲压制动电阻器300、绝缘垫305a、305b以及散热件310a、310b中的每一者展示为包括四个孔320，但是在一些实施例中，它们设置有更多或更少个孔320，孔320位于与拐角不同的位置，或者其组合。

当组装时，如图4所示，将冲压制动电阻器300夹在第一绝缘垫305a与第二绝缘垫305b之间；并且，将第一绝缘垫305a、冲压制动电阻器300以及第二绝缘垫305b的集合夹在第一散热件310a与第二散热件310b之间。因此，第一绝缘垫305a被定位在冲压制动电阻器300的第一侧上，并且第二绝缘垫305b被定位在冲压制动电阻器300的相反的第二侧上。由第一绝缘垫305a和第二绝缘垫305b形成的平面基本上彼此平行。第一散热件310a被定位在第一绝缘垫305a的第一侧上，并且第二散热件310b被定位在第二绝缘垫305b的第二侧上。由第一散热件310a和第二散热件310b形成的平面基本上彼此平行。虽然图4展示了制动电阻器组件200的一个拐角处的截面，但是制动电阻器组件200的其他拐角可以包括类似的配置。

返回到图3，冲压制动电阻器300、第一绝缘垫305a、第二绝缘垫305b、第一散热件310a以及第二散热件310b中的每一者包括一个或两个大致平坦的接合表面330（分别标记为330a至330j），用于与冲压制动电阻器300、第一绝缘垫305a、第二绝缘垫305b、第一散热件310a以及第二散热件310b中的另一者的接合表面330中的相邻一个接合表面接合。例如，冲压制动电阻器300包括与第一绝缘垫305a的接合表面330c接合的接合表面330a，并且第一散热件310a包括与第一绝缘垫305a的接合表面330d接合的接合表面330e。另外，接合表面330a面向与接合表面330b相反的方向；接合表面330c面向与接合表面330d相反的方向；并且接合表面330f面向与接合表面330g相反的方向。此外，第一散热件310a包括朝外表面335a，并且第二散热件310b包括朝外表面335b。朝外表面335a面向与接合表面330e相反的方向，并且朝外表面335b面向与接合表面330h相反的方向。

绝缘垫305a、305b由电绝缘的材料构成，并且限制电流从冲压制动电阻器300行进到散热件310a、310b。在一些实施例中，绝缘垫305a、305b由还导热的材料构成，以将冲压制动电阻器300中产生的热量分别传导至散热件310a、310b。散热件310a、310b将由冲压制动电阻器300产生的热量从冲压制动电阻器300消散走并且到壳体110内的周围环境中。在一些实施例中，壳体110进一步包括通向动力工具100的周围环境的一个或多个通风口，相应地，由散热件310a、310b消散的热量经由该一个或多个通风口至少部分地消散到动力工具100的周围环境中。

在一些实施例中，冲压制动电阻器300由锌构成。在一些实施例中，冲压制动电阻器300由另一导电材料构成，该另一导电材料比如是：碳；金属氧化物；酚醛树脂；钽；金属陶瓷；包括比如铝、铜、镍、铬和/或铁等元素的金属合金；黄铜；青铜；不锈钢等。在一些实施例中，绝缘垫305a、305b由硅构成。在一些实施例中，绝缘垫305a、305b由另一绝缘材料构成，该另一绝缘材料比如是玻璃、纸、特氟龙（Teflon）或瓷器。

图5A示出了冲压制动电阻器300的立体图。冲压制动电阻器300包括电阻部分500和端子部分530。电阻部分500包括第一腿505、第二腿510、第三腿515和第四腿520。第一腿505在第一远侧端部处联接到端子部分530并且在第二远侧端部处联接到第二腿510，并且第一腿505基本上垂直于第二腿510。第三腿515在第一远侧端部处联接到端子部分530并且在第二远侧端部处联接到第四腿520，并且第三腿515基本上垂直于第四腿520。第一腿505和第三腿515由端子部分530的间隙540分开。

第二腿510和第四腿520基本上彼此平行地、背离冲压制动电阻器300的具有第一腿505和第三腿510的端部延伸。第二腿510具有连接到第一腿505的第一远侧端部和联接到平面蛇形路径525的第一端部525a的第二远侧端部。第四腿520具有连接到第三腿515的第一远侧端部和联接到平面蛇形路径525的第二端部525b的第二远侧端部。

第二腿510和第四腿520经由平面蛇形路径525联接。在一些实施例中，平面蛇形路径525是多圈且平面的蜿蜒路径。例如，如所展示的，平面蛇形路径525包括形成多个间隙527的多个叶片526。每个叶片526包括基本上平行于第二构件528b延伸的第一构件528a，其中，第一构件528a和第二构件528b在一个远侧端部529a处由多个间隙527之一分开并且在第二远侧端部529b处的转弯点处接合。在所展示的实施例中，平面蛇形路径525包括八个叶片526；然而，在一些实施例中，平面蛇形路径525中包括更多或更少个叶片526。

为了图示清楚，仅沿着平面蛇形路径525标记了叶片526、间隙527、构件528a、528b和端部529a、529b中的一些。在一些实施例中，平面蛇形路径525的每个叶片526的宽度至少为2.5 mm。在一些实施例中，多个间隙527中的每个间隙的宽度至少为1.5 mm。在一些实施例中，腿510和520中的每一个腿的单独宽度大于叶片526中的每一个叶片的单独宽度；然而，总体上，叶片526的宽度（即，平面蛇形路径525的宽度）大于腿510和520的单独宽度或者共同宽度。另外，间隙527的单独宽度小于叶片526的单独宽度，并且小于构件528a、528b的单独宽度。

在一些实施例中，比如图5A的实施例，平面蛇形路径525由第一腿505、第二腿510、第三腿515和第四腿520界定。在一些实施例中，构件528a、528b在延伸超过冲压制动电阻器300的与端子部分530相反的端部（即，平面蛇形路径525连接到第二腿510和第四腿520的端部）之前转弯。换言之，第二腿510和第四腿520向远侧延伸得与叶片526的构件528a、528b延伸得一样远或更远。

在一些实施例中，蜿蜒路径或者平面蛇形路径525包括位于每个间隙527内的填充物质。例如，在没有填充物的情况下，叶片526可能随着时间的推移或在构造冲压制动电阻器300期间开始从期望形状变形。可以将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）填充物放置在形成于每个叶片526之间的每个间隙527中，以维持冲压制动电阻器300的正确形状。另外，冲压制动电阻器300可以包括多个互锁间隙550a至550f，以在加工期间帮助将冲压制动电阻器300固定，如图5B所示。例如，互锁间隙550a至550g可以与保持冲压制动电阻器300的模具上的相应特征接合，同时将PMMA填充物注入模具中以填充间隙527。

端子部分530包括被配置成将冲压制动电阻器300连接到功率端子215（参见图2和图7）的第一端子535a和第二端子535b。第一端子535a和第二端子535b经由间隙540分开。在一些实施例中，电阻部分500位于第一平面。如图5A所展示的，端子部分530可以包括弯曲部分，该弯曲部分使端子部分530弯曲，使得第一端子535a和第二端子535b位于第二平面中，该第二平面是与第一平面分开的平行平面。在其他实施例中，比如图5B所展示的，端子部分530可以与电阻部分500位于相同的平面中（例如，端子部分530相对于电阻部分500是平坦的）。

图6是图1的示例性动力工具100的框图。动力工具100的系统600除其他之外包括功率接口605、场效应晶体管（FET）620、马达630、输出单元635、霍尔传感器625、马达控制器615、用户输入610、制动开关640以及其他部件650（电池包燃料计、工作灯（LED）、电流/电压传感器等）。功率接口605可以是例如图2的功率接口220。马达控制器615也可以称为电子马达控制器或马达微控制器，并且除其他之外包括电子处理器和存储器。在一些实施例中，存储器存储由电子处理器执行的指令，以实现本文所描述的马达控制器615的功能。

霍尔传感器625提供马达信息反馈（比如马达旋转位置信息），该马达信息反馈可以由马达控制器615使用以确定马达位置、速度和/或加速度。马达控制器615从用户输入610接收用户控制，比如通过按下触发器205或切换动力工具100的前进/后退选择器来接收用户控制。响应于马达信息反馈和用户控制，马达控制器615传输控制信号（例如，脉宽调制信号）以控制FET 620来驱动马达630。例如，通过选择性地循环地启用和禁用FET 620，来自功率接口605的功率被选择性地施加到马达630的定子绕组，以引起马达630的转子旋转。马达630的旋转的转子驱动输出单元635。在从用户输入610接收到使马达630停止的指示（比如按下触发器205）时，马达控制器615的电子处理器可以启动制动开关640以启用马达630的制动机构。尽管未示出，但是动力工具100的马达控制器615和其他部件电联接到功率接口605并从功率接口接收功率。FET 620还可以称为功率开关元件。FET 620、马达630、霍尔传感器625、马达控制器615和输出单元635可以称为动力工具100的机电部件660。

图7展示了机电部件660的功率开关网络700。在所展示的实施例中，马达630是包括三相的无刷DC马达。例如，马达630可以包括具有布置成三相的六个定子绕组的外定子、以及具有四个永磁体的内转子。然而，在其他实施例中，可以使用不同类型的马达，比如那些具有不同数量的相、绕组和磁体的马达。如图7所示，功率开关网络700包括三个高侧电子开关712、716、720以及三个低侧电子开关710、714、718，这些电子开关是图6所示的FET 620的示例。在所展示的实施例中，电子开关710至720包括MOSFET。在其他实施例中，可以使用其他类型的电子开关，比如双极结型晶体管（BJT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以及其他电子开关类型。另外，每个电子开关710至720分别与体二极管730、732、734、736、738、740并联连接。在图7的图中，马达630的每个相由电感器、电阻器和电压源表示。由于马达630是三相马达，图7展示了三个电感器704a至704c、三个电阻器706a至706c、以及三个电压源702a至702c。每个电感器704a至704c表示马达630的每个相的马达绕组。每个电阻器706a至706c表示马达630的每个相的马达绕组。每个电压源702a至702c表示在每个相中产生的反电磁力（即，反电动势[emf]）。反电动势由转子磁体旋转从而在定子绕组中感应出电流而产生。另外，功率开关网络700包括与冲压制动电阻器300串联连接的制动开关640。制动开关640和冲压制动电阻器300与无刷DC马达630的第一相750、第二相752和第三相754并联连接。

功率开关网络700从功率接口605接收功率。在所展示的实施例中，功率接口605从电池包105接收功率。电池包105由与电阻器722和电感器724串联连接的电源701表示，该电阻器和电感器表示功率接口605、电池包105或这两者的内电阻和内电感。另外，电源701与二极管726和开关727的并联组合串联连接。二极管726和开关727控制来自电源701的电流流动。例如，开关727可在导通状态与非导通状态之间切换。可以基于触发器205来控制开关727。例如，在一些实施例中，马达控制器615的电子处理器基于触发器205的情况来控制开关727的状态。例如，在一些实施例中，当按下触发器205时，开关727被马达控制器615闭合，并且当释放触发器205时，开关727断开。在一些实施例中，开关727和触发器205是机电装置，由此当按下触发器205时开关727被触发器205闭合（例如，触点被枢转以形成电连接），并且当释放触发器205时开关727断开。

当开关727处于导通状态时，电流可以双向地流到电源701以及从电源流出。然而，当开关727处于非导通状态时，电流（例如，再生电流）仅可以通过二极管726流到电源701。在一些实施例中，不设置二极管726。如图7所示，电容器728与电源701并联连接。电容器728使来自（和到）电源701的电压平稳。另外，马达控制器615的电子处理器控制功率开关网络700中的电子开关710至720中的每一个的状态。

为了正向驱动马达630，电子处理器将开关727设定为导通状态，并且启动高侧电子开关712和低侧电子开关714。如图7所示，高侧电子开关712在马达630的第一相750的第一侧上，并且低侧电子开关714在第一相750的第二侧上。在这样的配置中，马达630的第一相750被连接成使得反电动势具有相对于电源701相反的极性。相应地，当电子处理器使第一高侧电子开关712和第一低侧电子开关714维持在导通状态时，反电动势降低了提供给马达630的总功率。换言之，通过将来自电源701的电压与反电动势之间的差除以马达630的电阻来设定马达电流。即，基于以下等式来设定马达电流：。

马达控制器615的电子处理器基于马达630的转子相对于定子的位置来确定将哪个高侧电子开关712、716、720和低侧电子开关710、714、718置于导通状态。特别地，成对高侧电子开关712、716、720以及低侧电子开关710、714、718的每次启动使马达630旋转大约120度。当马达630旋转约60度时，电子处理器使一对电子开关停用并启动不同的成对电子开关以使马达630的不同相通电。特别地，电子处理器启动第一高侧电子开关712和第一低侧电子开关714以正向驱动马达的第一相750。电子处理器启动第二高侧电子开关716和第二低侧电子开关718以正向驱动马达630的第二相752，并且电子处理器启动第三高侧电子开关720和第三低侧开关710以正向驱动马达630的第三相754。开关710至720可以由马达控制器615使用脉宽调制（PWM）控制信号来驱动。在每个相期间，马达控制器615可以通过调节到活动开关中的一个或两个开关的PWM控制信号的占空比来设定提供给马达630的电流（以及因此设定速度和扭矩）。

在所展示的实施例中，马达控制器615的电子处理器还实现马达630的电子制动。图8是展示了电子地制动马达630的方法800的流程图。在框801处，马达控制器615基于触发器205的位置来驱动马达630（例如，将功率输送到马达630）。例如，参考图6，经由用户输入610接收触发信号，该触发信号向马达控制器615指示触发器205被按下。在一些实施例中，触发信号是二进制的，指示触发器205被按下还是未被按下。在一些实施例中，代替触发器205是否被按下的二进制指示，而是设置触发器传感器（例如，电位计、霍尔传感器等）作为用户输入610的一部分，指示触发器按下的量（例如，在0%到100%之间）。响应于检测到触发器205被按下，马达控制器615通过向开关710至720提供控制信号来驱动马达630，如上文关于图7所描述的。

在框802处，马达控制器615确定将马达630制动。例如，马达控制器615可以检测触发器205已经被释放，可以检测动力工具100的系统600中的故障，可以检测电池包105的低电荷状态（例如，使用电压传感器来感测电池电压已经下降到低于低电压阈值）等。

在框803处，响应于确定将马达630制动，马达控制器615启动制动开关640，以将冲压制动电阻器300与马达630连接。如图7所展示的，制动开关640与冲压制动电阻器300串联连接，并且串联连接的冲压制动电阻器300和制动开关640连接到向高侧开关712、716和720提供功率的电源线。

在框804处，马达控制器615基于马达630的转子相对于定子的位置来选择性地启动功率开关元件（例如，高侧电子开关712、716、720和低侧电子开关710、714、718）。在一些实施例中，给定马达630的转子的当前位置，马达控制器615启动提供从马达到制动电阻器300的最低阻抗路径的成对功率开关元件（包括一个高侧电子开关和一个低侧电子开关）。换言之，可选择以被启动的每潜在成对功率开关元件在某一时刻具有相关联的阻抗，并且潜在成对中的提供最低阻抗路径的成对被启动。例如，当转子处于第一位置时，马达控制器615可以启动高侧电子开关712和低侧电子开关714以提供来自第一相750的路径，当转子处于第二位置时，该马达控制器可以启动高侧电子开关716和低侧电子开关718以提供来自第二相752的路径，并且当转子处于第三位置时，该马达控制器可以启动高侧电子开关720和低侧电子开关710以提供来自第三相754的路径。在三相、六定子线圈无刷马达的一个示例中，可以在转子每旋转大约60度时改变由马达控制器615启动的所选择的成对功率开关元件。启动可以由马达控制器615通过向该成对的功率开关元件中的每一个功率开关元件提供相应的PWM信号来执行。至少在一些实施例中，针对给定转子位置的可选择的成对功率开关元件的预期阻抗（例如，根据实验测试）是已知的，使得马达控制器615已经（在存储器中）映射了相对于应当在特定时刻被启动从而导致连接最低阻抗路径的成对功率开关元件的各种转子位置。通过为通电相提供最低阻抗，最大马达电流可以从马达630的通电相流到冲压制动电阻器300。

在框805处，响应于制动开关640被启动，冲压制动电阻器300从马达630接收马达电流，从而将马达630制动。马达电流可以是例如由马达630的反电动势产生的电流。

在一些实施例中，动力工具100可以通过从框805循环回到框803来继续执行方法800，以继续启动制动开关640、选择性地启动成对功率开关元件，并且当马达被制动时将马达电流引导到冲压制动电阻器300。相应地，当转子在制动期间旋转时，马达控制器615基于转子位置继续选择性地启动提供最低阻抗路径的成对功率开关元件。因此，在马达制动期间，所选的成对功率开关元件随着转子旋转而改变。

在一些实施例中，比如在动力工具100中的有刷马达的情况中，可以绕过框804，因为可能不存在如图7所示的功率开关元件。例如，在具有有刷马达的工具的一些实施例中，与有刷马达串联的单个功率开关元件通过马达控制器经由PWM信号控制以调节马达速度或扭矩。在这样的实施例中，当在框803和805中闭合制动开关640时，此功率开关元件可以保持闭合（例如，具有100%占空比PWM信号）。

在一些实施例中，马达控制器615可以联接到固态断路（SSD）PCB组件（未示出）。SSD PCB组件包括在功率接口605与马达630之间的固态断路开关。固态断路开关是基于半导体的，并且可以包括例如场效应晶体管（FET）。当固态断路开关闭合时，固态断路开关允许电流从功率接口605流到马达630，并且当固态断路开关断开时，固态断路开关防止功率流到功率接口605或从功率接口流出。在一些实施例中，马达控制器615被配置成响应于确定驱动马达630（例如，在框801中）而闭合固态断路开关。在一些实施例中，马达控制器615被配置成响应于确定制动马达630（例如，在框803中，在启动制动开关640之前）而将固态断路开关断开。以这种方式断开固态断路开关防止由马达的反电动势产生的电流流到功率接口605（例如，电源701）。在一些实施例中，图7的开关727表示固态断路开关。

在一些实施例中，马达控制器615可以被配置成响应于确定马达630已经停止旋转或下降到低于低速度阈值而停用制动开关640。电子处理器可以基于来自霍尔传感器625的马达位置信息来确定马达630已经停止或减慢到低于阈值。例如，每个霍尔传感器625可以在马达630的转子磁体旋转经过霍尔传感器625的面时输出脉冲。相应地，脉冲的频率与马达630的旋转速度成比例并且是该旋转速度的指示，并且在一定时间内缺少脉冲指示马达630不旋转。

因此，除其他之外，本披露内容提供了一种制动动力工具的马达的系统和方法。

Claims (14)

1.一种动力工具，包括：

马达；

触发器，该触发器被配置成被致动；

制动开关，该制动开关连接到该马达；

制动电阻器组件，该制动电阻器组件经由该制动开关选择性地连接到该马达，该制动电阻器组件包括冲压制动电阻器，该冲压制动电阻器包括端子部分和电阻部分，其中，该电阻部分包括平面蛇形路径；以及

控制器，该控制器包括电子处理器和存储器，该控制器连接到该触发器、该马达和该制动开关，该控制器被配置成：

基于该触发器的位置控制输送到该马达的功率，

在该马达操作期间确定将该马达制动，以及

响应于确定将该马达制动而启动该制动开关，以将该冲压制动电阻器连接到该马达。

2.如权利要求1所述的动力工具，其中，该制动电阻器组件进一步包括将该冲压制动电阻器夹在中间的第一绝缘垫和第二绝缘垫。

3.如权利要求2所述的动力工具，其中，该制动电阻器组件进一步包括将该第一绝缘垫和该第二绝缘垫夹在中间的第一散热件和第二散热件。

4.如权利要求1所述的动力工具，其中，该电阻部分和该端子部分位于同一平面。

5.如权利要求1所述的动力工具，其中，该电阻部分包括第一腿、垂直于该第一腿的第二腿、第三腿、以及垂直于该第三腿的第四腿。

6.如权利要求5所述的动力工具，其中，该第一腿和该第三腿通过该电阻部分中的开口分开。

7.如权利要求5所述的动力工具，其中，该第二腿和该第四腿通过该平面蛇形路径连接。

8.如权利要求1所述的动力工具，其中，该冲压电阻器进一步包括互锁间隙。

9.如权利要求1所述的动力工具，其中，该冲压电阻器由选自由以下项组成的组中的至少一种构成：锌、碳、金属氧化物、酚醛树脂、钽、金属陶瓷以及金属合金。

10.一种用于动力工具的制动系统，其特征在于：

冲压电阻器，该冲压电阻器具有端子部分和电阻部分，该电阻部分包括平面蛇形路径，该平面蛇形路径形成多个叶片，并且在每个叶片之间形成间隙；

第一绝缘垫和第二绝缘垫，该第一绝缘垫和该第二绝缘垫将该冲压电阻器夹在中间；以及

第一散热件和第二散热件，该第一散热件和该第二散热件将该第一绝缘垫和该第二绝缘垫夹在中间。

11.如权利要求10所述的制动系统，其中，该端子部分包括用于连接到电压源的端子，该端子与该冲压电阻器位于同一平面。

12.如权利要求10所述的制动系统，其中，

该多个叶片中的每个叶片的宽度大约为2.5毫米；并且

该多个间隙中的每个间隙的宽度至少为1.5毫米。

13.如权利要求10所述的制动系统，其中，该冲压电阻器进一步包括互锁间隙。

14.如权利要求10所述的制动系统，其中，该蛇形路径包括位于形成在相邻叶片之间的每个间隙内的填充物质。

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