CN219477853U - 单电池包逆变器 - Google Patents
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Abstract
本文所述的实施例提供了一种降低成本并改善在工作场所的用户体验的单电池包逆变器(100)。本文所述的单电池包逆变器(100)提供了壳体(110)、设置在壳体(110)的第一表面(120)上以接纳电动工具电池包(105)的电池包接口(300)、设置在壳体(110)的第二表面(115)上用于给外部设备供电的输出接口、在壳体(110)中用于将来自电动工具电池包(105)的直流(DC)电力转换成在输出接口处提供的交流(AC)电力的逆变器电路(510)、以及设置在壳体(110)上并且被配置成可在第一位置与第二位置之间枢转的挂钩(200)。当挂钩(200)处于第二位置时,挂钩(200)使得单电池包逆变器(100)能够悬挂到支撑件上。
Description
相关申请
本申请要求于2020年3月19日提交的美国临时专利申请号62/991,817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
本申请涉及给交流设备和/或直流设备供电的单电池包逆变器。
背景技术
电动工具、户外工具和其他动力设备的用户在工作场所内外利用广泛范围的个人电子器件(包括低功率交流产品)。在一些情况下,交流插座在工作场所可能不可用于为个人电子器件充电或供电。这种场景可能迫使用户从有可靠电力可用的遥远地点获得电力(例如,通过延长绳线)或利用基于燃料的发电机(其可能是笨重并且声音较大的)。这可能导致生产率下降、便携性下降、持续的不便、整体上较差的用户体验等。另外,大型发电机是昂贵、笨重的并且进一步降低了用户体验。
实用新型内容
本文所述的实施例提供了一种降低成本并改善在工作场所的用户体验的单电池包逆变器。具体地,该单电池包逆变器是便携式设备,该便携式设备可以由用户在不同的个人场所与工作场所之间携带以便为用户的电动工具和个人电子器件供电。
本文所述的单电池包逆变器提供了壳体;电池包接口,该电池包接口设置在壳体上以接纳电动工具电池包;输出接口,该输出接口设置在壳体上,用于给一个或多个外部设备供电;逆变器电路,该逆变器电路在壳体中并且被配置成将来自电动工具电池包的直流电力转换成在输出接口处提供的交流电力;以及挂钩,该挂钩设置在壳体上并且被配置成可在第一位置与第二位置之间枢转。当挂钩处于第二位置时,挂钩使得单电池包逆变器能够支撑在支撑件上。当挂钩处于第一位置时,挂钩定位在壳体的表面上。
在一些方面,壳体的高度在大约66毫米至大约75毫米的范围内。
在一些方面,壳体的宽度在大约60毫米至大约80毫米的范围内。
在一些方面,壳体的深度在大约85毫米至大约95毫米的范围内。
在一些方面,单电池包逆变器的重量小于1磅。
在一些方面,逆变器包括电量计(fuel gauge),该电量计指示电动工具电池包的荷电水平。
在一些方面,挂钩使用紧固构件固定在壳体的表面上。
在一些方面,挂钩包括L形悬挂部分以及枢转部分。
在一些方面,紧固构件包括:平坦部分,该平坦部分使用紧固构件紧固到表面;以及钩接纳部分,该钩接纳部分具有被配置成接纳枢转部分的开口,其中,挂钩围绕枢转部分和钩接纳部分枢转。
在一些方面,L形悬挂部分在钩接纳部分的第一侧从枢转部分延伸,单电池包逆变器进一步包括止动棒,该止动棒从钩接纳部分的第二侧延伸并且被配置成减少挂钩的轴向移动,其中,止动棒沿垂直于枢转部分的轴向方向的方向延伸。
在一些方面,钩接纳部分进一步包括在钩接纳部分的第二侧的第一对凹槽和第二对凹槽;当悬挂部分枢转至第一位置时,止动棒搁置在第一对凹槽中;并且当悬挂部分枢转至第二位置时,止动棒搁置在第二对凹槽中。
在一些方面,逆变器包括钥匙孔,该钥匙孔设置在壳体上并且被配置成接纳悬挂紧固件。
在一些方面,挂钩的深度为约1英寸。
在一些方面,电动工具电池包接口包括:台阶式凹槽,这些台阶式凹槽被配置成可滑动地接纳电动工具电池包;以及端子排,该端子排支撑在电动工具电池包接口上并且被配置成与电动工具电池包的对应端子排机械接口连接以及电接口连接。
在一些方面,输出接口包括接收交流电力的交流插座和接收直流电力的直流插座。
在一些方面,逆变器包括用户接口,该用户接口包括被配置成启用和禁用交流插座的交流输出启用按钮以及被配置成启用和禁用直流插座的直流输出启用按钮。
在一些方面,交流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用交流插座;当启用交流插座时,点亮交流输出启用按钮;并且当禁用交流插座时,不点亮交流输出启用按钮。
在一些方面,直流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用直流插座;当启用直流插座时,点亮直流输出启用按钮;并且当禁用直流插座时,不点亮直流输出启用按钮。
在一些方面,直流插座是第一直流插座,输出接口进一步包括由电池包供电的第二直流插座,其中,直流输出启用按钮被配置成启用和禁用第一直流插座和第二直流插座两者。
在一些方面,交流插座、第一直流插座和第二直流插座被配置成被同时启用。
在一些方面,用户接口包括:过载指示器,该过载指示器被配置成当单电池包逆变器的负载输出超过预定负载阈值时被点亮;以及过温指示器,该过温指示器被配置成当单电池包逆变器的温度超过预定温度阈值时被点亮。
本文所述的单电池包逆变器提供了壳体;电池包接口,该电池包接口设置在壳体的第一表面上并且被配置成接纳电动工具电池包;输出接口,该输出接口设置在壳体的第二表面上,用于给外部设备供电;以及逆变器电路,该逆变器电路在壳体中,用于将来自电动工具电池包的直流电力转换成在输出接口处提供的交流电力。第二表面设置在壳体的与第一表面相反的一侧。
本文所述的单电池包逆变器提供了壳体;电池包接口,该电池包接口设置在壳体的第一表面上并且被配置成接纳电动工具电池包;输出接口,该输出接口设置在壳体的第二表面上,用于给外部设备供电;以及逆变器电路,该逆变器电路在壳体中,用于将来自电动工具电池包的直流电力转换成在交流插座处提供的交流电力。第二表面设置在壳体的与第一表面相反的一侧。输出接口包括交流插座和直流插座。
在一些方面,直流插座是第一直流插座,输出接口进一步包括由电池包供电的第二直流插座。
在一些方面,交流插座、第一直流插座和第二直流插座被配置成被同时启用。
在一些方面,逆变器包括设置在壳体的第二表面上的用户接口,该用户接口包括:过载指示器,该过载指示器被配置成当单电池包逆变器的负载输出超过预定负载阈值时被点亮;以及过温指示器,该过温指示器被配置成当单电池包逆变器的温度超过预定温度阈值时被点亮。
本文所述的单电池包逆变器提供了壳体;电池包接口,该电池包接口设置在壳体的第一表面上并且被配置成接纳电动工具电池包;输出接口,该输出接口设置在壳体的第二表面上,用于给外部设备供电;用户接口,该用户接口设置在壳体的第二表面上;以及逆变器电路,该逆变器电路在壳体中,用于将来自电动工具电池包的直流电力转换成在交流插座处提供的交流电力。第二表面设置在壳体的与第一表面相反的一侧。输出接口包括交流插座和直流插座。用户接口包括:过载指示器,该过载指示器被配置成当单电池包逆变器的负载输出超过预定负载阈值时被点亮;以及过温指示器,该过温指示器被配置成当单电池包逆变器的温度超过预定温度阈值时被点亮。
在一些方面,用户接口进一步包括被配置成启用和禁用交流插座的交流输出启用按钮以及被配置成启用和禁用直流插座的直流输出启用按钮。
在一些方面,交流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用交流插座;当启用交流插座时,点亮交流输出启用按钮;并且当禁用交流插座时,不点亮交流输出启用按钮。
在一些方面,直流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用直流插座;当启用直流插座时,点亮直流输出启用按钮;并且当禁用直流插座时,不点亮直流输出启用按钮。
在一些方面,直流插座是第一直流插座,输出接口进一步包括由电池包供电的第二直流插座,其中,直流输出启用按钮被配置成启用和禁用第一直流插座和第二直流插座两者。
在一些方面,交流插座、第一直流插座和第二直流插座被配置成被同时启用。
在详细解释任何实施例之前,应该理解的是,实施例并不将其应用限制于以下说明中阐述的或在附图中展示的配置细节和部件布置。实施例能够以多种不同的方法来实践或实施。还应理解的是,本文使用的措辞和术语是出于说明的目的,而不应被视为是限制性的。“包括(including)”、“包括(comprising)”或“具有”、及其变型的使用意指涵盖了下文列出的项及其等同物、以及附加项。除非另有说明或限制,否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”、及其变型被广泛使用,并且涵盖直接安装、连接、支撑和联接和间接安装、连接、支撑和联接两种情况。
另外,应理解的是,实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块,为了讨论的目的,这些部件或模块可以被展示和描述为好像大多数部件仅在硬件中实现。然而,本领域的普通技术人员基于对这个详细描述的阅读将认识到,在至少一个实施例中,基于电子的方面可以在可由一个或多个处理单元(例如微处理器和/或专用集成电路(“ASIC”))执行的软件(例如,存储在非暂态计算机可读介质上)中实现。这样,应注意的是,可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实现实施例。例如,说明书中描述的“服务器”和“计算设备”可以包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口以及连接部件的各种连接件(例如,系统总线)。
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是根据一些实施例的连接至电池包的单电池包逆变器的前立体视图。
图2是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的前视图。
图3是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的后视图。
图4是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的第一侧视图。
图5是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的第二侧视图。
图6是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的俯视图。
图7是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的仰视图。
图8是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的前立体视图,其中电池包被移除。
图9是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的前视图。
图10是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的后视图。
图11是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的第一侧视图。
图12是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的第二侧视图。
图13是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的俯视图。
图14是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的仰视图。
图15是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的立体视图。
图16是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的挂钩的立体视图。
图17是根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的简化框图。
图18是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的立体视图,其中壳体的一部分被移除。
图19是根据一些实施例的图8的单电池包逆变器的分解视图。
图20至图27展示了根据一些实施例的图1的单电池包逆变器的组装过程。
图28展示了根据一些实施例的单电池包逆变器。
具体实施方式
本文所述的实施例涉及给交流(AC)有绳设备和/或直流(DC)有绳设备供电的单电池包逆变器。
图1至图14展示了由电动工具电池包105供电的单电池包逆变器100。单电池包逆变器100可操作以便给不同的AC设备(例如,电动工具、灯等)和DC设备(例如,USB供电设备)供电。
电池包105可以包括一个或多个单体串,每个单体串具有串联连接的多个(例如,5个)电池单体以提供期望的放电输出(例如,标称电压[例如,18 V]和电流容量)。电池包105可以包括并联连接的多个单体串(例如,单个单体串“5S1P”、两个单体串“5S2P”、三个单体串“5S3P”等)。在其他实施例中,其他电池单体组合(串联配置、并联配置、串并联组合配置)也是可能的。每个电池单体可以具有介于3 V与5 V之间的标称电压和介于1.5 Ah与5 Ah之间的标称容量。电池单体可以是任何可再充电电池单体化学物质类型,比如锂(Li)/锂离子(Li-ion)、另一锂基化学物质、镍镉(NiCd)、镍-金属氢化物(NiMH)等。于2018年7月25日提交的题为“HIGH POWER BATTERY-POWERED SYSTEM(高功率电池供电系统)”的美国专利申请公开第2019/0044110号中描述和展示了类似的电池包105,该美国专利申请的全部内容通过援引并入本文。
所展示的单电池包逆变器100包括壳体110,该壳体具有顶表面115、底表面120、前表面125、后表面130和相反的侧表面135、140。参考图10和图11,所展示的单电池包逆变器100包括的高度145在大约65 mm至大约75 mm的范围内。在一些实施例中,高度145为大约71.3 mm。所展示的单电池包逆变器100包括的宽度150在大约60 mm至大约80 mm的范围内。在一些实施例中,宽度150为大约74 mm。所展示的单电池包逆变器100包括的深度155在大约85 mm至大约95 mm的范围内。在一些实施例中,深度155为大约91.1 mm。在一些实施例中,单电池包逆变器100的重量(不带电池包105)小于1 lb。在一些实施例中,单电池包逆变器100的重量在大约0.5 lb至大约1 lb的范围内。在一些实施例中,单电池包逆变器100的重量为大约0.62 lb。如图6所示,电池包105包括电量计160,该电量计指示电池包105的荷电水平。单电池包逆变器100的大小被设定为使得电量计160一直对用户可见。例如,单电池包逆变器100的深度155的大小被设定成小于电池包105的深度。
挂钩200使用紧固构件205固定在侧表面135上。参考图11和图15,挂钩200包括L形悬挂部分210以及枢转部分215。紧固构件205包括平坦部分220,该平坦部分使用紧固件225紧固到侧表面135。紧固构件205还包括钩接纳部分230,该钩接纳部分具有用于接纳挂钩200的枢转部分215的开口。挂钩200围绕枢转部分215和钩接纳部分230枢转。
挂钩200在第一位置(示出在图11中)与第二位置(示出在图15中)之间枢转。当处于第一位置时,挂钩200搁置在侧表面135上,使得悬挂部分210大致平行于侧表面135以便于储存单电池包逆变器100。当处于第二位置时,悬挂部分210垂直于侧表面135延伸。在第二位置中,悬挂部分210可以放置在例如在工作场所处存在的横梁、机架、金属棒、木棒(2 x4个)、推车等上。在工作场所用于放置单电池包逆变器100的平坦表面可能较为少见。因此,使用挂钩200将单电池包逆变器100悬挂在工作场所可用的设备、推车和其他特征上。挂钩200的深度为约1英寸,使得单电池包逆变器100可以悬挂在深度为1英寸或更小的任何特征上。
悬挂部分210在钩接纳部分230的第一侧从枢转部分215延伸。参考图16,止动棒235在钩接纳部分230的第二侧从枢转部分215延伸,以减少挂钩200的轴向移动。止动棒235沿垂直于枢转部分215的轴向方向的方向延伸。钩接纳部分230包括在钩接纳部分230的第二侧的第一对凹槽240和第二对凹槽245。当悬挂部分210枢转至第一位置时,止动棒235搁置在第一对凹槽240中。当悬挂部分210枢转至第二位置时,止动棒235搁置在第二对凹槽245中。在一些实施例中,在钩接纳部分230中设置有弹簧,以使枢转部分215轴向移动,使得可以使止动棒235在第一对凹槽240与第二对凹槽245之间移动。可以在钩接纳部分230的第一侧在枢转部分215上设置与止动棒235类似的器具,以将枢转部分215的轴向移动限制在钩接纳部分230中。
参考图28,在一些实施例中,除挂钩200之外或代替该挂钩,提供了钥匙孔250。钥匙孔250用来将单电池包逆变器100悬挂在设置于壁上的悬挂紧固件上或工作场所的其他设备上。在一些实施例中,也可以使用其他悬挂特征(例如,系绳夹、竖钩等)。
参考图8至图14,提供了用于电池包105的电池包接口300。在所展示的构造中,电池包接口300设置在壳体110的底表面120(例如,第一表面)上。电池包接口300包括台阶式凹槽305和端子排310。台阶式凹槽305使得电池包105可滑动地被接纳在电池包接口300中。端子排310支撑在电池包接口300上,以与电池包105的对应端子排机械接口连接以及电接口连接,从而在其间传输电力。
电池包105包括致动器机构315,该致动器机构包括设置在电池包105的每侧的两个致动器320。为了将电池包105附接至单电池包逆变器100,将电池包105的凹槽与台阶式凹槽305在前表面125处对齐,并且朝着端子排310将电池包105推至后表面130。致动器机构315锁定到电池包接口300上,以防止电池包105滑出单电池包逆变器100。为了将电池包105从单电池包逆变器100移除,按下致动器320以释放锁定,并朝着前表面125拉动电池包105。
电池包105是例如由Milwaukee®营销和销售的M18™ REDLITHIUM™电池包。电池包105可以用来给电动工具系统的若干个电动工具和电动设备供电。例如,电池包105可以用来给由Milwaukee®营销和销售的M18™电动工具系统中的任何设备供电。
图6和图13展示了用户接口400,该用户接口设置在壳体110的顶表面115(例如,第二表面)上。在所展示的示例中,用户接口400包括AC插座405、第一DC插座410、第二DC插座415、AC输出启用按钮420、DC输出启用按钮425、过载指示器430和过温指示器435。所展示的指示器包括视觉指示器,并且在其他构造中可以包括其他类型的指示器(比如可听指示器、触觉指示器等)。
AC插座405是例如提供与壁式插座类似的功率输出的120 V AC插座。在一些实施例中,AC插座405是240 V AC插座。第一DC插座410是例如USB C型插座,并且第二DC插座415是例如USB A型插座。AC插座405、第一DC插座410和第二DC插座415由电池包105供电。
AC输出启用按钮420和DC输出启用按钮425可以被实现为按压按钮、双向开关、触摸式按钮等。AC输出启用按钮420用来启用和禁用AC插座405。DC输出启用按钮425用来启用和禁用第一DC插座410和第二DC插座415。在所展示的示例中,AC输出启用按钮420和DC输出启用按钮425是背光按压按钮。按下AC输出启用按钮420以在启用与禁用来自AC插座405的输出功率之间进行切换。当启用AC插座405时,点亮(或以第一颜色点亮)AC输出启用按钮420,并且当禁用AC插座405时,不点亮(或以第二颜色点亮)AC输出启用按钮420。按下DC输出启用按钮425以在启用与禁用来自第一DC插座410和第二DC插座415的输出功率之间进行切换。当启用第一DC插座410和第二DC插座415时,点亮(或以第一颜色点亮)DC输出启用按钮425,并且当禁用第一DC插座410和第二DC插座415时,不点亮(或以第二颜色点亮)DC输出启用按钮425。在一些实施例中,这三个插座(即,AC插座405和DC插座410、415)可以同时操作。例如,用户可以使用AC输出启用按钮420和DC输出启用按钮425同时启用AC插座405和DC插座410、415。
过载指示器430是包括放置在过载指示器430上的过载标记的背光指示器。当单电池包逆变器100的负载输出超过预定负载阈值时,点亮过载指示器430。过温指示器435是包括放置在过温指示器435上的温度标记的背光指示器。当单电池包逆变器100的温度超过预定温度阈值时,点亮过温指示器435。
如图1至图14所示,用户接口400设置在单电池包逆变器100的与电池包接口300相反的表面(或面)上。即,电池包接口300设置在第一表面(即,底表面120)上,而用户接口400设置在第二表面(即,顶表面115)上。如图6和图13所示,AC插座405和DC插座410、415设置在与电池包接口300所设置于的表面(即,底表面120)相反的同一表面(即,顶表面115)上。
参考图11和图12,第一通风口450和第二通风口455分别设置在壳体110的相反的侧表面135、140上。第一通风口450和第二通风口455使得冷却空气在壳体110内循环,以冷却单电池包逆变器100的部件(例如,电子器件)。
图17是单电池包逆变器100的简化框图。在所展示的示例中,单电池包逆变器100包括电池包接口300、AC插座405、第一DC插座410、第二DC插座415、AC输出启用按钮420、DC输出启用按钮425、控制器500、DC-DC转换器505、逆变器510、指示器515和一个或多个风扇520。
控制器500包括给控制器500和/或单电池包逆变器100内的部件和模块提供电力、操作性控制和保护的多个电气部件和电子部件。例如,控制器500尤其包括处理单元555(例如,微处理器、微控制器、电子处理器、电子控制器或另一合适的可编程设备)、存储器560、输入单元565和输出单元570。处理单元555尤其包括控制单元575、ALU 580和多个寄存器585(在图17中示出为一组寄存器),并且是使用已知的计算机架构(例如,经修改的哈佛架构、冯·诺依曼架构等)实现的。处理单元555、存储器560、输入单元565和输出单元570、以及连接至控制器500的各个模块或电路通过一个或多个控制总线和/或数据总线(例如,公共总线590)进行连接。控制总线和/或数据总线在图17中笼统地示出,用于展示性目的。鉴于本文所述的实施例,将一个或多个控制总线和/或数据总线用于各个模块、电路和部件之间的互连和通信将会是本领域技术人员已知的。在一些实施例中,控制器500部分地或全部地在现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等上实现。
存储器560是非暂态计算机可读介质并且包括例如程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器的组合,如ROM、RAM(例如,DRAM、SDRAM等)、EEPROM、闪速存储器、硬盘、SD卡或其他合适的磁存储器设备、光存储器设备、物理存储器设备或电子存储器设备。处理单元555连接至存储器560并执行软件指令,这些软件指令能够存储在存储器560的RAM(例如,在执行期间)、存储器560的ROM(例如,在通常永久的基础上)或者如另一存储器或盘等另一非暂态计算机可读介质中。单电池包逆变器100的实施方式中包括的软件可以存储在控制器500的存储器560中。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序、程序数据、过滤器、规则、一个或多个程序模块以及其他可执行指令。控制器500被配置成从存储器560取得并且除了别的之外还执行与本文所述的控制过程和方法有关的指令。在其他构造中,控制器500包括附加的部件、更少的部件或不同的部件。
DC-DC转换器505从电池包105接收DC电力供应,并且向逆变器510提供高电压DC电力(例如,120 V)并向第一DC插座410和第二DC插座415提供低电压DC电力(例如,5 V)。DC-DC转换器505包括用于将电池包电压转换成高电压DC电力(例如,18 V至120 V)的升压型转换器(step-up converter)(例如,升压转换器)和用于将电池包电压转换成低电压DC电力(例如,18 V至5 V)的降压型转换器(step-down converter)(例如,降压转换器)。在一些实施例中,DC-DC转换器505的升压型转换器和降压型转换器各自设置在不同的印刷电路板上。在一些实施例中,升压型转换器可以设置有逆变器510,而DC-DC转换器505仅包括降压型转换器。
逆变器510从DC-DC转换器505接收高电压DC电力并将高电压DC电力转换成AC输出(例如,120 V AC电力输出)。然后,向AC插座405提供AC输出。逆变器510可以例如基于AC输出启用按钮420由控制器500控制。控制器500向逆变器510提供启用/禁用信号,以启用或禁用逆变器510向AC插座405提供AC输出。逆变器510向控制器500提供附加反馈。例如,逆变器510在逆变器510的温度超过预定温度阈值时提供过温信号、在AC插座405上的负载超过预定负载阈值时提供过载反馈信号、并且提供指示流到AC插座405的输出电流量的电流传感器反馈。在一些实施例中,当高功率AC设备插到AC插座405中时,逆变器510向控制器500提供过载指示。控制器500响应于过载指示来关闭单电池包逆变器100,并点亮过载指示器430。用户可以通过进行电力循环来重置单电池包逆变器100。例如,用户通过按两次AC输出启用按钮420来重置单电池包逆变器100。
逆变器510是例如场效应晶体管(FET)开关桥。在一些实施例中,逆变器510被实现为H桥或三相开关桥。例如,逆变器510包括由控制器500控制的多个高侧FET和多个低侧FET。具体地,控制器500使用驱动电路来提供脉宽调制(PWM)控制信号,以打开和关闭多个高侧FET和多个低侧FET从而将DC电力转换成AC电力。在一些实施例中,控制器500控制逆变器510向AC插座405提供纯正弦波输出、修正正弦波输出等。
当AC插座405和DC插座410、415均被启用以进行并行操作时,控制器500控制DC-DC转换器505和逆变器510在AC插座405和DC插座410、415处提供输出功率。
控制器500基于单电池包逆变器100的状态控制指示器515(例如,视觉指示器、可听指示器、触觉指示器等)。指示器515包括视觉指示器(例如,过载指示器430和过温指示器435)和可听指示器(例如,蜂鸣器)。在其他实施例中,指示器515可以包括比图17所展示的状态指示器更多或更少的状态指示器515。控制器500基于从电池包105和逆变器510接收到的温度信号激活或停用过温指示器435。控制器500基于从逆变器510接收到的过载反馈激活或停用过载指示器430。
在一些实施例中,蜂鸣器基于从控制器500接收到的控制信号向用户提供可听指示。蜂鸣器可以针对单电池包逆变器100的各种阈值条件提供可听指示。阈值条件可以包括低电压条件(电池包105低于低电压阈值[例如,12 V或更少])、过载条件(基于功率曲线的过载阈值[例如,在某个时间段内的功率输出(例如,7秒内220 W或更多、3.5秒内200 W或更多等)])、温度条件(单电池包逆变器100或其部件的温度[例如,110°C])。在其他实施例中,单电池包逆变器100包括附加的视觉指示器、可听指示器、触觉指示器或其他指示器,以提供如上文关于可听蜂鸣器所描述的低电压指示、过载指示和过温指示。
控制器500控制风扇520的旋转,以控制通过单电池包逆变器100的气流。在一些实施例中,控制器500基于单电池包逆变器100的温度来控制风扇520的速度。在其他实施例中,控制器500在温度高于阈值时打开风扇520并在温度低于阈值时关闭风扇520。
图18展示了单电池包逆变器100,其中壳体110的一部分被移除。在所展示的示例中,单电池包逆变器100包括第一印刷电路板(PCB)600、第二PCB 605、PCB连接器610、端子排310和风扇520。单电池包逆变器100的电气部件分布在第一PCB 600与第二PCB 605之间。例如,控制器500和逆变器510设置在第一PCB 600上,而DC-DC转换器505设置在第二PCB605上。第一PCB 600被用来向AC插座405提供输出功率,并且第二PCB 605被用来给USB插座(即,DC插座410、415)供电。
第一PCB 600和第二PCB 605以多层级结构提供,使得第一PCB 600设置在第一层级并且第二PCB 605设置在第二层级,其中第一层级与第二层级之间的间隙距离用于第一PCB 600的电气部件。PCB连接器610将第一PCB 600连接至第二PCB 605,以在第一PCB 600与第二PCB 605之间传输控制信号和电力信号。端子排310设置在第一PCB 600下面并且电连接至第一PCB 600以向逆变器510提供来自电池包105的操作功率。在所展示的实施例中,风扇520沿着壳体110的侧表面(例如,侧表面135)设置在第一PCB 600与第二PCB 605之间。
图19展示了单电池包逆变器100的分解视图。壳体110由顶盖700、第一半壳体705和第二半壳体710形成。第一半壳体705和第二半壳体710形成蛤壳壳体,该蛤壳壳体在顶部具有由顶盖700覆盖的开口。顶盖700包括用于接纳用户接口400的特征的开口。顶盖700包括AC插座405、用于接纳DC插座410、415的开口、用于接纳启用按钮420、425的开口、以及指示器515。启用按钮420、425设置在按钮橡胶715上,该按钮橡胶包括设置在按钮橡胶715下面以点亮启用按钮420、425的发光二极管(LED)(未示出)。指示器LED 720设置在指示器515下面。插入件725将第一PCB 600上的逆变器510联接至AC插座405(参见图20)。
图20至图27展示了单电池包逆变器100的组装过程。组装过程开始于将插入件725插入顶盖700的AC插座405中(示出在图20中)。然后,通过相应开口提供按钮橡胶715和LED720(示出在图21中)。然后,使用紧固件730将第二PCB 605固定至顶盖700(示出在图22中)。使用紧固件735将风扇520固定至第二半壳体710的第二通风口455(示出在图23中)。将包括顶盖700的已组装部件的顶盖组件740放置在第二半壳体710上(示出在图24中)。将第一PCB600放置在顶盖组件740下方,并且使用PCB连接器610来将第一PCB 600连接至第二PCB 605并将风扇520连接至第一PCB 600(示出在图25中)。将端子排310联接至第一PCB 600(示出在图26中)。然后,将第一半壳体705固定至第二半壳体710和顶盖组件740(示出在图27中)。在一些实施例中,顶盖700、第一半壳体705和第二半壳体710设置有支撑肋以增加壳体110的强度。例如,支撑肋可以在掉落事件期间向壳体110以及单电池包逆变器100的内部部件提供额外保护。
在一些实施例中,在介于约3秒与约7秒之间的短时间段内(例如,5秒),单电池包逆变器100的峰值功率输出在大约180 W至大约220 W的范围内(例如,200 W)。例如,单电池包逆变器100可操作以在至少5秒内输出介于约180 W与约220 W之间的峰值功率输出。在一些实施例中,单电池包逆变器100在至少大约5秒内提供大约200 W的峰值输出功率。
在一些实施例中,持续或连续最大输出功率在大约120 W至180 W的范围内。例如,单电池包逆变器100可操作以在至少约60分钟内输出介于约120 W与约180 W之间的持续最大输出功率。在一些实施例中,持续或连续最大输出功率为大约150 W。单电池包逆变器100可操作以在至少约50分钟内输出150 W的持续最大输出功率。
具有单个“5S3P”电池包的单电池包逆变器100在最大输出功率下的运行时间在大约30分钟至大约120分钟的范围内(例如,约75分钟)。在一些实施例中,具有单个“5S3P”电池包的单电池包逆变器100在最大输出功率下的运行时间为大约75分钟。具有单个“5S2P”电池包的单电池包逆变器100在最大输出功率下的运行时间在大约20分钟至大约80分钟的范围内(例如,约50分钟)。在一些实施例中,具有单个“5S2P”电池包的单电池包逆变器100在最大输出功率下的运行时间为大约50分钟。具有单个“5S1P”电池包的单电池包逆变器100在最大输出功率下的运行时间在大约15分钟至大约40分钟的范围内。在一些实施例中,具有单个“5S1P”电池包的单电池包逆变器100在最大输出功率下的运行时间为大约30分钟。
USB A型插座(即,第一DC插座410)能够在5 V下提供2.4 A的输出。USB C型插座(即,第二DC插座415)能够提供45 W的输出,并且还包括USB C型标准握手和通信协议。
因此,本文所述的实施例提供了单电池包逆变器。在所附权利要求中阐述了各种特征和优点。
Claims (31)
1.一种单电池包逆变器,其特征在于,包括:
壳体;
电池包接口,该电池包接口设置在该壳体上以接纳电动工具电池包;
输出接口,该输出接口设置在该壳体上,用于给一个或多个外部设备供电;
逆变器电路,该逆变器电路在该壳体中、被配置成将来自该电动工具电池包的直流电力转换成在该输出接口处提供的交流电力;以及
挂钩,该挂钩设置在该壳体上并且被配置成能够在第一位置与第二位置之间枢转,
其中,当该挂钩处于该第二位置时,该挂钩使得该单电池包逆变器能够支撑在支撑件上,并且
其中,当该挂钩处于该第一位置时,该挂钩定位在该壳体的表面上。
2.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该壳体的高度在大约66毫米至大约75毫米的范围内。
3.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该壳体的宽度在大约60毫米至大约80毫米的范围内。
4.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该壳体的深度在大约85毫米至大约95毫米的范围内。
5.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该单电池包逆变器的重量小于1磅。
6.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,进一步包括电量计,该电量计指示该电动工具电池包的荷电水平。
7.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该挂钩使用紧固构件固定在该壳体的表面上。
8.如权利要求7所述的单电池包逆变器,其中,该挂钩包括L形悬挂部分以及枢转部分。
9.如权利要求8所述的单电池包逆变器,其中,该紧固构件包括:
平坦部分,该平坦部分使用该紧固构件紧固到该表面;以及
钩接纳部分,该钩接纳部分具有被配置成接纳该枢转部分的开口,其中,该挂钩围绕该枢转部分和该钩接纳部分枢转。
10.如权利要求9所述的单电池包逆变器,其中,该L形悬挂部分在该钩接纳部分的第一侧从该枢转部分延伸,该单电池包逆变器进一步包括:
止动棒,该止动棒从该钩接纳部分的第二侧延伸并且被配置成减少该挂钩的轴向移动,
其中,该止动棒沿垂直于该枢转部分的轴向方向的方向延伸。
11.如权利要求10所述的单电池包逆变器,其中:
该钩接纳部分进一步包括在该钩接纳部分的第二侧的第一对凹槽和第二对凹槽;
当该悬挂部分枢转至该第一位置时,该止动棒搁置在该第一对凹槽中;并且
当该悬挂部分枢转至该第二位置时,该止动棒搁置在该第二对凹槽中。
12.如权利要求11所述的单电池包逆变器,其中,进一步包括钥匙孔,该钥匙孔设置在该壳体上并且被配置成接纳悬挂紧固件。
13.如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该挂钩的深度为约1英寸。
14. 如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该电动工具电池包接口包括:
台阶式凹槽,这些台阶式凹槽被配置成可滑动地接纳该电动工具电池包;以及
端子排,该端子排支撑在该电动工具电池包接口上并且被配置成与该电动工具电池包的对应端子排机械接口连接以及电接口连接。
15. 如权利要求1所述的单电池包逆变器,其中,该输出接口包括:
交流插座,该交流插座接收该交流电力;以及
直流插座,该直流插座接收该直流电力。
16. 如权利要求15所述的单电池包逆变器,其中,进一步包括用户接口,该用户接口包括:
交流输出启用按钮,该交流输出启用按钮被配置成启用和禁用该交流插座;以及
直流输出启用按钮,该直流输出启用按钮被配置成启用和禁用该直流插座。
17.如权利要求16所述的单电池包逆变器,其中:
该交流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用该交流插座;
当启用该交流插座时,点亮该交流输出启用按钮;并且
当禁用该交流插座时,不点亮该交流输出启用按钮。
18.如权利要求16所述的单电池包逆变器,其中:
该直流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用该直流插座;
当启用该直流插座时,点亮该直流输出启用按钮;并且
当禁用该直流插座时,不点亮该直流输出启用按钮。
19.如权利要求16所述的单电池包逆变器,其中,该直流插座是第一直流插座,该输出接口进一步包括:
第二直流插座,该第二直流插座由该电池包供电,其中,该直流输出启用按钮被配置成启用和禁用该第一直流插座和该第二直流插座两者。
20.如权利要求19所述的单电池包逆变器,其中,该交流插座、该第一直流插座和该第二直流插座被配置成被同时启用。
21. 如权利要求16所述的单电池包逆变器,其中,该用户接口包括:
过载指示器,该过载指示器被配置成当该单电池包逆变器的负载输出超过预定负载阈值时被点亮;以及
过温指示器,该过温指示器被配置成当该单电池包逆变器的温度超过预定温度阈值时被点亮。
22.一种单电池包逆变器,其特征在于,包括:
壳体;
电池包接口,该电池包接口设置在该壳体的第一表面上并且被配置成接纳电动工具电池包;
输出接口,该输出接口设置在该壳体的第二表面上,用于给外部设备供电,该第二表面设置在该壳体的与该第一表面相反的一侧,该输出接口包括:
交流插座,以及
直流插座;以及
逆变器电路,该逆变器电路在该壳体中,用于将来自该电动工具电池包的直流电力转换成在该交流插座处提供的交流电力。
23.如权利要求22所述的单电池包逆变器,其中,该直流插座是第一直流插座,该输出接口进一步包括:
第二直流插座,该第二直流插座由该电池包供电。
24.如权利要求23所述的单电池包逆变器,其中,该交流插座、该第一直流插座和该第二直流插座被配置成被同时启用。
25. 如权利要求22所述的单电池包逆变器,其中,进一步包括用户接口,该用户接口设置在该壳体的第二表面上,该用户接口包括:
过载指示器,该过载指示器被配置成当该单电池包逆变器的负载输出超过预定负载阈值时被点亮;以及
过温指示器,该过温指示器被配置成当该单电池包逆变器的温度超过预定温度阈值时被点亮。
26.一种单电池包逆变器,其特征在于,包括:
壳体;
电池包接口,该电池包接口设置在该壳体的第一表面上并且被配置成接纳电动工具电池包;
输出接口,该输出接口设置在该壳体的第二表面上,用于给外部设备供电,该第二表面设置在该壳体的与该第一表面相反的一侧,该输出接口包括
交流插座,以及
直流插座;
用户接口,该用户接口设置在该壳体的第二表面上,该用户接口包括:
过载指示器,该过载指示器被配置成当该单电池包逆变器的负载输出超过预定负载阈值时被点亮,
过温指示器,该过温指示器被配置成当该单电池包逆变器的温度超过预定温度阈值时被点亮;以及
逆变器电路,该逆变器电路在该壳体中,用于将来自该电动工具电池包的直流电力转换成在该交流插座处提供的交流电力。
27. 如权利要求26所述的单电池包逆变器,其中,该用户接口进一步包括:
交流输出启用按钮,该交流输出启用按钮被配置成启用和禁用该交流插座;以及
直流输出启用按钮,该直流输出启用按钮被配置成启用和禁用该直流插座。
28.如权利要求27所述的单电池包逆变器,其中:
该交流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用该交流插座;
当启用该交流插座时,点亮该交流输出启用按钮;并且
当禁用该交流插座时,不点亮该交流输出启用按钮。
29.如权利要求27所述的单电池包逆变器,其中:
该直流输出启用按钮是背光按压按钮并且被配置成被切换以启用和禁用该直流插座;
当启用该直流插座时,点亮该直流输出启用按钮;并且
当禁用该直流插座时,不点亮该直流输出启用按钮。
30.如权利要求27所述的单电池包逆变器,其中,该直流插座是第一直流插座,该输出接口进一步包括:
第二直流插座,该第二直流插座由该电池包供电,其中,该直流输出启用按钮被配置成启用和禁用该第一直流插座和该第二直流插座两者。
31.如权利要求30所述的单电池包逆变器,其中,该交流插座、该第一直流插座和该第二直流插座被配置成被同时启用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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