TW201221318A - Power tool and battery pack for use in the power tool - Google Patents

Description

201221318 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用鐘離子電池組之無線動力工具， 且更特定言之，係關於一種具有達成保護以免於過電流狀 態（在該過電流狀態下’相對較大電流持續幾秒鐘至幾分 鐘）之保護電路的無線動力工具，及一種用於該動力工具 之電池組。 【先前技術】 諸如電動螺絲起子、電鑽或衝擊工具之動力工具大體上 在藉由減速機構使來自馬達之旋轉動力減速之後將馬達之 動力傳輸至一尖端工具。作為馬達之電源供應器，迄今已 使用商業AC電源供應器。然而，近年來，已頻繁地使用 無線動力工具（各自使用藉由鎳氫電池組或鋰離子電池組 表示之一-人電池組作為電源供應器）。詳言之，因為標稱 電壓較大’所以藉由鐘離子電池組及敛離子聚合物電池組 表不之鐘離子二次電池組可減少所需之電池組電池的數 目’從而導致諸如可減小動力工具之重量及大小的優點。 說月曰中，鋰離子二次電池組意謂為一種類型之非水 電解質二次電池組的二次電池組，其中電解質中之鐘離子 承擔電傳導。㈣子電池組大體上制㈣氧化物用於正 =極使用石墨用於負電極，且使用有機電解質作為電解 ::::次電池組之標稱電壓較高(例如，3 6 V)，且自 一-人電池組獲得對應於三個鎳氫電池組之電壓。因 158546.doc 201221318 此’裡離子二次電池組係有利的，此係因為：如與錦氮電 池組相比較，當將鋰離子二次電池組用作動力工具之電源 供應器時，可顯著地減少電池組電池之數目。另—方面， 存在以下風險：當鋰離子二次電池組過充電或過放電或允 許過量電流在鐘離子二次電池組中流動時，可使循環#命 (cycle life)顯著地劣化。 為了防止過電流，本發明申請人已在jp_a_2〇〇6 28i4q4 中提議一種具有保護電路之電池組，該保護電路可允許在 起動馬達時流動的瞬間過電流且在馬達之搖動期間中斷過 電流（搖動發生於使用動力工具時）。又，本發明申請人已 在JP-A-2010-131749中提議將用於在發生過電流或過放電 時中斷電流之流動的所需數目個中斷單元安置於動力工具 側。 【發明内容】 在動力工具中，保護馬達以免於過電流係重要的。另一 方面，發現.藉由允許一給定的大電流（或中間電流）在一 給定時間週期或更長時間週期内繼續流動而防止電池組劣 化亦係重要的。舉例而言，在圖15中所說明的包括一馬達 及一電池組之—電路中，當經由一開關S將一 DC電壓自一 電池組V(其為一 Dc電源供應器）施加至一 DC馬達Μ時，藉 由以下表達式（1)表示之一電流Ia在該開關s閉合之後立即 (亦即，在起動時）在該DC馬達及該開關S中流動。 ^(V-EVRa ⑴ 其中V為該DC電源供應器v之一電壓，Ra為該DC馬達社 158546.doc 201221318 一電樞繞組的一電阻值，且E為該DC馬達之一反電動勢。 因為在起動該DC馬達Μ時一轉子係靜止的，所以該反電 動勢Ε變成〇，藉此使得難以在一非常短的時間週期中防止 一過量電流流動。另一方面’在諸如一電動起子或一電鑽 之該動力工具中，可將尖端工具切入或咬夾至一工件中。 在此狀況下’可臨時鎖定該DC馬達Μ。當鎖定該馬達時， 該DC馬達Μ之該反電動勢Ε變成0，且因此，一過量電流在 該電路中流動。 又，在諸如一圓鋸、一錘鑽或一豎鋸之該無線動力工具 中’儘管難以鎖疋§亥馬達’但取決於一操作者按壓該動力 工具之程度而對該馬達施加一高負載，且減小該馬達之 rpm從而減小該反電動勢ε。因此，存在一相當大電流繼續 在該馬達中流動的一風險。當該相當大電流因此繼續在該 馬達中流動時，一較大電力繼續自該電池組放電，從而導 致以下的一風險：歸因於該電池組之該過放電及持續一長 時間週期的該大電流，故使得該循環壽命劣化。 已在上述情況下作出本發明，且因此，本發明之一目標 為：提供一種使用諸如一鋰離子電池組之一第二電池組作 為一電源供應器的動力工具，該動力工具包括一過電流保 護電路’該過電流保護電路中斷在使用中在一給定時間週 期或更長時間週期内流動之大電流的放電之持續。 本發明之另一目標為：將一用於一電池組之過電流保護 電路裝設於該電池組中，該電池組以可拆卸方式附接至該 動力工具。 -6 · 158546.doc

S 201221318 本發明之再一目標為：提供一種允許一操作者在一過電 流狀態繼續之前認識到該過電流狀態以中斷電流供應的動 力工具。 [用於解決問題之手段] 下文將描述本發明中所揭示的本發明之典型特徵。 (1)一種動力工具，其包含： 電池組電池群組’其包括複數個二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； 一馬達，一電力係經由該切換元件及該觸發器開關而自 該電池組電池群組供應至該馬達； 一電流偵測器，其經組態以偵測在通過該電池組電池群 組、該切換元件及該馬達之一電流路徑中流動的一電流 值；及 -控制器，其經組態以接收來自該電流偵測器之一偵測 4號且控制該切換元件之接通/斷開操作， 其中若該電流债測器偵測到在該電池組電池群組中流動 之該電流值在-第-時間週期内連續超過—給定值，則該 控制器進行警報顯示及警報控制中之一者以用於使一操作 者知道一高負載操作繼續，且 其中若該電流值在一比該第一時間週期長之第二時間週 期内連續超過該給定值’則該控制器切斷該切換元件以中 斷該電流路徑。 (2)如技術方案（1)之動力工具，其中 158546.doc 201221318 該控制器包括一具有一計時器之微電腦，且 器 該微電腦藉由使用-來自該電流偵測器之信號及該計時 而對該所债測之電流值超過該給定值的一狀態之一持續 時間計數。 (3)如技術方案（1)之動力工具，其中 該控制器包括-具有-内建式或外部計時器之專用積體 電路，且 該積體電路藉由使用-來自該電流偵測器之信號及該計 時器而對該所偵測之電流值超過該給定值的一狀態之一持 續時間計數。 (4) 如技術方案（2)或（3)之動力工具，其中該電池組電池群 組以可拆卸方式附接至該動力工具之一主體而作為一儲存 於一外殼中之電池組。 (5) 如技術方案（4)之動力工具，其中該控制器及該切換元 件安置於該電池組内。 (6) 如技術方案（4)之動力工具，其中該控制器及該切換元 件安置於安置有該觸發器開關及該馬達之一主體上。 (7) 如技術方案（6)之動力工具，其中 該控制器安置於該電池組内， 該切換元件安置於該主體側上，且 該電池組包括一連接端子，該連接端子將該切換元件之 一控制信號輸出至該主體。 (8) 如技術方案（1)至（7)中任一項之動力工具，其中 該切換元件包括一場效電晶體，且 158546.doc 201221318 在該警報控制下，當該第一時間週期消逝時，該控制器 以短時間間隔將該切換元件之該接通/斷開操作重複複數 次。 (9)一種動力工具，其包含： 一電池組電池群組，其包括複數個二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； -馬達，-電力係經由該切換元件及該觸發器開關而自 該電池組電池群組供應至該馬達； 一電流偵測器，其經組態以偵測在通過該電池組電池群 組、該切換元件及該馬達之一電流路徑中流動的一電流 值；及 ^ -控制器’其經組態以在該電流彳貞測器於—給^時間週 期或更長時間週期内偵測到一過量電流之情況下切斷該切 換元件， Λ 其中該控制器在切斷該切換元件之前執行—通知控制以 用於向一操作者通知切斷該切換元件。 ⑽如技術方案(9)之動力工具’其中該控制器在未消除該

過量電流之情況下切斷該切換元件，直至自執行該通知控 制起消逝該給定時間週期為止。 I 該通知控制以短時間 重複複數次。 (11) 如技術方案（9)之動力工具，其中 間隔將該切換元件之該接通/斷開操作 (12) —種電池組，其包含： 二次電池組電池 一電池組電池群組’其包括複數個 158546.doc -9- 201221318 一控制電路，其經組態以監視來自該電池組電池群組之 一放電電流； 一連接端子，其經組態以連接至一電池組驅動型裝 置；及 一切換元件，其經組態以中斷自該等二次電池組電池至 該連接端子之一放電路徑， 其中該控制電路在來自該等二次電池組電池之該放電電 流超過一可允許放電最大值之情況下中斷該切換元件，且 其中該控制電路在來自該等二次電池組電池之該放電電 流連續超過一低於該可允許放電最大值之參考電流值且在 一第一時間週期内下降至該可允許放電最大值以下的情況 下中斷該切換元件。 (13) 如技術方案（12)之電池組，其中 該切換元件包括一半導體切換元件，且 該控制電路包括一具有一計時器之微電腦。 (14) 如技術方案（13)之電池組，其中 該切換元件包括一半導體切換元件，且 該控制電路包括一具有一内建式或外部計時器之專用積 體電路。 . (15) —種動力工具，其包含： 至少一二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； 一馬達，-電力係經由該切換元件及該觸發器開關而自 158546.doc ,Λ -10 -

S 201221318 該電池組電池供應至該馬達； 電流偵測器，其經組態以偵測在通過該電池組電池、 該切換元件及該馬達之一電流路徑中流動的一電流值；及 控制器’其經組態以接收來自該電流偵測器之一偵測 化號且控制該切換元件之接通/斷開操作， 其中若該電流偵測器偵測到在該電池組電池中流動之該 電流值在一第一時間週期内連續超過一給定值，則該控制 器進行警報顯示及警報控制中之一者以用於使一操作者知 道一高負載操作繼續，且 其中若該電流值在一比該第一時間週期長之第二時間週 期内連續超過該給定值，則該控制器切斷該切換元件以中 斷該電流路徑。 (16)—種動力工具，其包含： 至少一二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； 馬達，一電力係經由該切換元件及該觸發器開關而自 該電池組電池供應至該馬達； 一電流谓測器，其經組態則貞測在通過該電池組電池、 該切換元件及該馬達之一電流路徑中流動的一電流值；及 -控制器’其經組態以在該電流偵測器於一給定時間週 期或更長時間週期内偵測到一過量電流之情況下 換元件， ~ 通知控制以 其中該控制器在切斷該切換元件之前執行一 158546.doc 11· 201221318 用於向一操作者通知切斷該切換元件。 (17)—種電池組，其包含： 至少—二次電池組電池； 一控制電路，其經組態以監視來自該電池組電池之一放 電電流； 一連接端子’其經組態以連接至一電池組驅動型裝 置；及 一切換元件，其經組態以令斷自該二次電池組至該連接 端子之一放電路徑， 其中該控制電路在來自該二次電池組之該放電電流超過 一可允許放電最大值之情況下中斷該切換元件，且 其中該控制電路在來自該二次電池組之該放電電流連續 超過一低於該可允許放電最大值之參考電流值且在一第一 時間週期内下降至該可允許放電最大值以下的情況下中斷 該切換元件。 [本發明之效應] 根據本發明之第一態樣’在於該電池組電池群組中流動 之該電流值保持該給定值或更大值的同時，當該第二時間 週期消逝時，強迫地切斷該切換元件。因此，即使僅就該 電流值之量值而言未被中斷的該大電流或該中間電流持續 5亥給定時間週期或更長時間週期，仍可有效地中斷該電流 路徑。另外’當在該電池組電池群組中流動之該電流值在 該第一時間週期内繼續該給定值或更大值時，進行該寧報 顯示或該警報控制以用於允許該操作者認識到該高負載操 158546.doc •12· 201221318 作繼續。因此，由於避免了該操作者未預期到的該電流中 斷，故可實現該便利動力工具。 據本發明之第二態樣，由於藉由該微電腦來對該所偵 測之電流值超過該給定值的該狀態之該持續時間計數，故 可藉由執行程式來容易地偵測該大電流之該連續放電狀 態。 根據本發明之第三態樣，由於藉由一具有該内建式或外 部計時器之專用積體電路來實現該控制器，故可藉由使用 該積體電路來偵測該大電流之該連續放電狀態。 根據本發明之第四態樣，由於該電池組電池群組以可拆 卸方式附接至該動機工具之該主體而作為儲存於該外殼中 之該電池組，故可容易地用另一電池組來替換該電池組， 且將其設定於專用充電器上以便容易地加以充電。 根據本發明之第五態樣，由於將該控制器及該切換元件 安置於該電池組内，故可僅藉由該電池組來有效地防止該 大電流之該連續放電狀態而不管該動力工具側之組態。 根據本發明之第六態樣，由於將該控制器及該切換元件 安置於該動力工具之該主體側上，故即使將任何類型之電 池紐·裝載於該動力工具中，亦可防止該大電流之該連續放 電狀態。 根據本發明之第七態樣，由於將該控制器安置於該電池 組内’且將該切換元件安置於該動力工具之該主體側上， 故可簡化該電池組側之組態，且可減少該電池組之成本。 又’由於該電池組具備將該切換元件之該控制信號輸出至 158546.doc -13· 201221318 該動力工具之該主體側的該連接端子，故可自該電池組侧 中斷該電流路徑。 根據本發明之第八態樣，由於藉由該場效電晶體來組態 該切換元件，且在該警報控制下，當該第一時間週期消逝 時’該控制器以短時間間隔將該切換元件之該接通/斷開 操作重複該複數次，故可藉由使用中斷該電流路徑之該元 件來容易地實現該警報操作。 根據本發明之第九態樣，提供：該電流偵測器，其偵測 在該電流路徑中流動之該電流值；及該控制器，其在該電 流偵測器於該給定時間週期或更長時間週期内偵測到該過 量電流時切斷該切換元件，且該控制器在切斷該切換元件 之前執行料知控制以詩向該操作者通知輯該切換元 件。藉由上述組態’可實現可防止該馬達在無任何通知之 情況下被停止的該有用動力工具。 根據本發明之第十態樣’該控制器在未消除該過量電流 時斷該切換元件，直至自執行該通知控制起消逝該給定 時間週期為止。藉由上述組態，#消除了該過量電流，則 ~操作可“.、原m X，若存在該通知控制，則該操作 者可改變該動力工具之該操作狀態(例如，實施反制措施 以藉由使推動負載變弱來避免該大電流放電狀態）。 =據本發明之第十-態樣，由於該通知控制以該等短時 二广將該切換元件之該接通/斷開操作重複複數次，故 ^在^加-新的電子元件或部件之情況下藉由使用該現 件來容易地實現該通知控制，且可使製造成本之—辦 158546.doc •14- 201221318 加最小化。 根據本發明之第十二態樣，由於將該控制電路安置於該 電池組中’故當來自該電池組之該放電電流超過該可允許 放電最大值時，可瞬間中斷該放電路徑。又，當來自該等 二次電池組電池之該放電電流超過該可允許放電最大值 時，中斷该切換元件，且當來自該二次電池組電池之該放 電電流在該第一時間週期内繼續該可允許放電最大值之該 參考電流值或更低電流值時，中斷該切換元件。因此，當 該放電電流單獨藉由該電池組而在該給定時間週期或更長 時間週期内繼續該給定值或更大值時，可強迫地中斷該放 電狀態。 根據本發明之第十三態樣，由於藉由該半導體切換元件 來組態該切換元件，且藉由具有該計時器之該微電腦來組 態δ亥控制電路，故可藉由一簡單電路組態來實現該過量電 流之該保護電路。 根據本發明之第十四態樣，由於藉由該半導體切換元件 來組態該切換元件，且藉由具有該内建式或外部計時器之 *亥專用積體電路來組態該控制電路，故即使未使用該微電 腦，亦可僅藉由該積體電路來容易地實現該過量電流之該 保護電路。 本發明之上述及其他目標與新穎特徵將自本說明書之以 下描述及附圖而變得顯而易見。 【實施方式】. 第一實施例 158546.doc I"； ，w«f •15· 201221318 下文中，將參看隨附圖式來描述本發明之實施例。在以 下描述中，垂直、水平及前後方向指示在所引用之圖式中 所展示的方向。 圖1說明根據本發明之裝設有電池組的動力工具之一實 例。圖1說明將無線鑽用作動力工具1的實例。動力工具丄 括作為裝置主體之主體部分2，及以可拆卸方式附接至 主體部分2之電池組1〇 ^電池組1〇在沿主體部分2之前後方 向之延伸方向上以可拆卸方式附接至手柄部分3之末端（下 端）。操作部分23安置於電池組1〇上，且操作部分23在裝 設電池組10時充當鎖定機構，而且在移除電池組1〇時充當 釋放按鈕。如圖1中所說明，當在藉由箭頭Α指示之安裝方 向上沿主體部分2之前後方向將電池組丨〇安裝於手柄部分3 中時’將電池組10裝設於動力工具！*。另一方面，當在 與藉由箭頭A指示之方向相反的方向上移動電池組丨〇同時 推動操作部分23時，可將電池組1〇自手柄部分3中移除。 主體。卩分2包括馬達（未圖不）’及位於其中的控制馬達 之驅動的控制部分（未圖示）’且具有工具保持部分2Α，工 具保持部分2Α使得能夠將諸如鑽頭之尖端工具6裝載於尖 端部分中。手柄部分3自圓柱形主體部分2向下延伸，且觸 發器8Α安置於延伸部分之底座部分上。觸發器8α充當將 電力供應至未圖示之馬達的開關（觸發器開關），且當操作 者觸發觸發器8 Α時，馬達開始旋轉。 圖2為說明根據本發明之實施例的自另一角度檢視之無 線動力工具1之外部的透視圖，無線動力工具1處於移除了 158546.doc •16· 201221318 電池組1 0之狀態，且自下方檢視，無線動力工具i倒置β 複數個板狀端子4(4Α、4Β、4C)在延伸方向上安置於手柄 部分3之末端（下端）上以便向前及向下突出。在該複數個端 子當中，正端子4Α及負端子4Β經安置為電力端子，用於 - 驅動馬達之電流在該等端子中流動。另外，設置一信號傳 輸端子4C，其用於將一令斷控制信號傳輸至動力工具侧， 該中斷控制信號用於在發生過電流或過放電時中斷在動力 工具側處之電流。 圖3為說明圖1中所說明之電池組1 〇之外部的透視圖。電 池組10裝載於該圖中藉由箭頭Α指示之方向上。電池組10 包括複數個電池組電池及一控制外殼2 〇内部之充電及放電 操作的控制板。外殼20劃分成上部外殼21及下部外殼22。 操作部分23安置於上部外殼21之前側的側表面上。端子插 入部分24實質上形成於上部外殼21之上表面的中心中，且 電池組10在滑動時自前側移動至端子4，藉此將主體部分2 之端子4裝配至端子插入部分24中以將電池組丨〇電連接至 動力工具1»用於將端子插入至之八個狹縫24a形成於上部 夕卜殼21之端子插人部分24中。^而，無需為所有彼等狹縫 24A提供連接端子。僅為彼等狹縫24A提供所需數目個連 接端子。 圖4為說明圖3中所# BB 恭、!^ , 說明之電池組10充電之狀態的透視 圖。當對電池組1 〇充雷拄 ,. 凡電時’如圖4中所說明，將電池組1 〇 自動力工具1中移险，ΒΜ々 且將電池組1〇裝載於充電器99中。 充電器99藉由使用商蚩t Α β 間菜電源供應器（諸如，AC 100 V)產生 158546.doc •17· 201221318 用於充電的給定DC電壓及給定DC電流，且對容納於集合 電池組10中的電池組電池充電。充電器99可由投放市場之 已知充電器形成’且不與本發明直接相關，且因此將省略 其描述。 圖5為圖3中所說明之電池組1〇之分解透視圖。電池組1〇 包括由非導電部件形成之外殼2〇，且殼體3〇容納於外殼2〇 中。自強度及重量之觀點而言，較佳藉由諸如塑膠之聚合 物樹脂來一體式模製外殼2〇。外殼20主要由上部外殼2 i及 下部外殼22形成，且彼等上部外殼21及下部外殼22經由軸 套21A及22B而彼此嚙合。在外殼2〇中，殼體3〇、板4〇及 端子蓋49自下方依次容納於下部外殼22中，且用上部外殼 21加以覆蓋。用於使外殼2〇與手柄部分3嚙合的一對操作 部分23附接至外殼20之前側的兩個側面。端子插入部分24 用端子蓋49加以覆蓋以便不使板4〇曝露至外部。 殼體30包括（作為複數個電池組電池容納部分）：一電池 框架（cell frame)31，其固持複數個電池組電池32 ; 一電極 部分（未圖示），其電連接於該複數個電池組電池32之各別 電極之間；及至所連接之電池組電池32的兩個連接端子 (未圖示）。該等連接端子連接至板40。該等電池組電池32 中之每一者為諸如鋰離子電池組之二次電池組，且可被充 電及放電複數次。在此實施例中，將各自具有3 6 v之標 稱電壓的四組成對鋰離子電池組串聯連接以獲得14.4 ¥之 電壓。 板40固定至殼體3〇之上側以便位於上部外殼2丨内部。一 I58546.doc

S 201221318 用於控制對電池組電池3 2充電及放電之操作的控制電路裝 設於板40上。複數個端子42安置於板40之上表面上。在此 貫施例中’該等端子42中之七個端子安置於適當距離處， 且經由端子插入部分24而插入的主體部分2之端子4A至4C 與對應端子嚙合。考慮裝載有各種動力工具的狀況，預備 用於若干動力工具（在此實施例中為七個）的電池組1〇之端 子42 °然而’當裝載動力工具時，未使用所有彼等端子 42 ’而是僅連接必要的端子42。 圖6為移除了上部外殼21之狀態下的電池組1〇之平面 圖。七個端子42(42A至42G)由以下各者構成：自板40之一 末端依次的一用於充電之正端子42A ; —用於放電之正端 子42B ;信號傳輸端子42C、42D、42E ; —用於充電及放 電之負端子42F ;及一信號傳輸端子42G。正端子42A及 42B連接至殼體30之一（加側）電極部分，且負端子42F連接 至電池組電池32之另一（減侧）電極部分。因此，當對電池 組電池32充電時’對應於充電電壓之電流在正端子42A及 負端子42F中流動。當對電池組電池32放電時，對應於動 力工具1之負載的電流自正端子42B及負端子42F而放電。 因此’使用正端子42A、42B及負端子42F來允許對應於電 池組電池32之充電及放電操作的電流在電池組10與動力工 具1或充電器9 9之間流動。 使用信號傳輸端子42C至42E及42G來分別用於辨別所容 納之電池組電池的類型及數目、用於偵測過充電、用於傳 輸來自熱敏電阻之輸出’及用於防止過放電或過電流。經 158546.doc •19· 201221318 由信號傳輸端子42C至42E及42G來傳輸用於控制電池組l〇 之充電及放電操作的控制信號。 正端子42A及42B配置於藉由由虛擬中心線κ-κ劃分板40 而獲得的兩個區域中之一者40A中，該虛擬中心線K-K通 過板40之寬度L的中心且平行於插入方向a延伸。另一方 面’負端子42F配置於由中心線K-K劃分之另一區域40B 中。亦即’中心線K-K位於負端子42F與正端子42A、42B 中之任一者之間。信號傳輸端子42C至42E及42G配置於板 40上距安置有正端子42A、42B及負端子42F之位置適當距 離處。在此實施例中，板40由雙面板形成，其中稍後將描 述的組態控制電路之各種電子元件裝設於板4〇之上表面及 下表面上。 隨後，將參看圖7來描述過電流保護電路之一特定實 例。在根據本發明之動力工具中’作為用於防止來自鋰離 子二次電池組之過電流的電路，提議由以下方法组成的三 種方法：將過電流保護電路裝設於電池組1〇内之板4〇上的 方法，將過電流保護電路裝設於動力工具1内的方法；及 將過電流保護電路裝設於電池組10及動力工具i中之每一 者内的方法❶在圖7中所說明之實例中，將過電流保護電 路裝没於電池組10内之板40上。在本說明書中，「過電 流」意謂兩種狀態，亦即：（1)放電峰值電流超過最大可允 許電流值（峰值可允許電流）的狀況；及（2)放電電流值小於 最大可允許電流值但此大電流在一給定可允許時間週期或 更長可允許時間週期（例如，約十幾秒至幾十秒）（大電流可 •20· 158546.doc

S 201221318 允許持續時間）内繼續流動的狀況》在此實施例中，主要 注意（2)大電流可允許持續時間，且當（例如）20 a或大於20 A之電流持續約30至50秒時，致動根據此實施例之過電流 保護電路。 - 圖7為根據本發明之實施例的過電流保護電路之電路 圖。用於對電池組10放電之正端子42B及負端子42F分別連 接至安置於動力工具1中之正端子4A及負端子4B。DC馬達 5及觸發器開關8串聯連接於動力工具1之正端子4A與負端 子4B之間。某一控制電路頻繁地介入於實際動力工具1之 電路中。然而，在此實施例中，為簡化描述，動力工具i 内之電路組態僅包括馬達5及觸發器開關8。 電池組1 0包括容納複數個電池組電池之殼體3 〇，在該等 電池組電池中，電池組電池集合32入至32£)藉由位於其中 之連接板而串聯連接。電池組電池集合32入至32£)中之每 一者藉由並聯連接之兩個電池組電池而組態。然而，電池 組電池集合3 2 A至3 2 D中之每一者可藉由一個電池組電池 來組態，或可藉由並聯連接之三個或三個以上電池組電池 而組態。當電池組10與動力工具丨連接至彼此且接通動力 工具1之觸發器開關8時，形成自殼體3〇之正端子流經動力 工具1至殼體30之負端子的放電電流之路徑。一電阻器電 路或-用於調整馬達5之旋轉速度的速度控管電路通常包 括於動力工具丨側之路徑中。然而，在此實施例中，省略 此電路之說明及描述。 在所形成之放電電流路徑中，切換部分5〇、恆定電壓電 158546.doc -21- 201221318 源供應器55、電池組電壓偵測器7〇及觸發器偵測器83連接 於電池組10侧之路徑中。彼等各別部分連接至為控制單元 之微電腦60〇電池組1〇進一步包括亦連接至微電腦6〇之一 電池組溫度偵測器75及一顯示部分86。 微電腦60包括藉由一内部匯流排而相互連接的一中央處 理單元（CPU)61、一唯讀記憶體（R〇M)62、一隨機存取記 憶體（RAM)63、一計時器64、一 A/D轉換器65、一輸出埠 66及一重設輸入埠67。 切換部分50連接於殼體30之負電極側與電池組1〇之負端 子42F之間，且在微電腦6〇之控制下切換在動力工具！中流 動的負載電流。切換部分50包括一場效電晶體（fet)5 1、 一二極體52及電阻器53、54，且經由電阻器54而將一控制 信號自微電腦60之輸出埠66供應至FET 51之閘極。二極體 52連接於FET 5 1之源極與汲極之間以在電池組電池集合 32A至32D之充電期間組態一充電電流路徑。 電流偵測器80偵測在FET 51 t流動之電流，且具有：一 輸入側’其連接至在二極體52之陰極與FET 51之汲極之間 的連接點；及一輸出側’其連接至微電腦6〇之A/D轉換器 65。電流偵測器go具有一反相放大器電路與一非反相放大 器電路兩者’且基於FET 51之接通電阻及二極體52之接通 電壓而使藉由在其中流動之電流之方向逐漸形成的電位經 受反相放大及非反相放大。根據充電或放電操作而自反相 放大器電路或非反相放大器電路產生一輸出，且微電腦 之A/D轉換器65基於彼輸出而進行A/D轉換。 158546.doc •22- 201221318 恆定電壓電源供應器55包括一三-端子調節器56、平滑 電容器57、58及一重設1C 59，且自恆定電壓電源供應器 55輸出之恆定電壓VCC充當電池組溫度偵測器75、微電腦 60、電流偵測器80及顯示部分86之電源供應器。重設ic 59連接至微電腦60之重設輸入淳67，且輸出一用於初始化 微電腦60之重設信號。 電池組電壓偵測器70偵測殼體30之電池組電壓，且包括 三個電阻器71至73。串聯連接於殼體30之正端子與接地之 間的電阻器71及72之連接點經由電阻器73而連接至微電腦 60之A/D轉換器65。自A/D轉換器65輸出對應於所偵測之 電池組電壓的數位值，且微電腦60之CPU 61比較經轉換之 數位值與第一給定電壓及第二給定電壓。預先將該第一給 定電壓及該第二給定電壓儲存於微電腦60之r〇m 62中。 第一給定電壓為被視為過充電之電壓值且第二給定電壓為 被視為過放電之電壓值。 電池組溫度偵測器75安置於殼體30附近，且偵測電池組 電池32A至32D之溫度。電池組溫度偵測器75包括—熱感 測器元件之熱敏電阻76及電阻器77至79。熱敏電阻76經由 電阻器78而連接至微電腦60之A/D轉換器65。自A/D轉換 器65輸出對應於所偵測之電池組溫度的數位值，且微電腦 60之CPU 61比較該輸出之數位值與一給定值，且判定電池 組溫度是否異常地高。 觸發器偵測器83包括電阻器84及85，且偵測動力工具i 中之觸發器開關8的接通操作。當觸發器開關8接通時，因 158546.doc •23- 201221318 為DC馬達5之DC電阻非常小（約幾歐姆），所以實質上電池 組電壓施加於FET 51之汲極與源極之間，且此電壓藉由電 阻器84及85而劃分且接著輸入至A/D轉換器65。因此， CPU 61可偵測觸發器開關8之接通操作。 顯不部分86包括一發光二極體（LED)87及一電阻器， 且根據微電腦60之輸出埠66之輸出而接通LED 87或使led 87消隱。舉例而言，當由電池組溫度债測器75傾測到的電 池組溫度高於一給定溫度時，顯示部分86顯示異常電池組 溫度。儘管圖3中未展示，但可wLED 87安置於（例如）電 池組1 〇之前表面的任意位置處，或可將LED 87安置於可為 操作者觀測到的另一任意位置處。 隨後，將給出保護用於根據本發明之動力工具的鋰離子 二次電池組以免於過電流的控制程序之描述。可藉由借助 於微電腦60中之CPU 61執行程式而以軟體方式執行圖8之 流程圖中所說明的控制。 虽將電池組10裝載於動力工具1中並壓下觸發器8A時， 觸發器開關8接通。CPU 61首先偵測觸發器開關8是否接 通’且等待直至觸發器開關8接通為止（步驟4〇1)。在接通 觸發器開關8後，CPU 61便將一給定電壓自輸出埠66輸出 至FET 51之閘極，藉此接通FET 51(使源極及汲極變得導 電）（步驟402)。因此，將DC電力供應至DC馬達5以起動^^ 馬達5。接著，CPU 61藉由使用計時器64而開始量測時間 間隔（步驟403)。 在此實施例中，CPU 61設定八計時器、A計時器及丁3計 158546.doc -24· 201221318 時器以用於量測三個時間間隔。1計時器對用於藉由使用 電流彳貞測器80之輸出來偵測電流的取樣間隔（1〇毫秒）計 數。丁2計時器對用於判定一給定的大電流或中間電流（例 如，平均為20 A或大於2〇 A)是否在一給定時間週期（例 如’ 50秒）内連續流動的持續時間計數。Τ3計時器對自由 丁2汁時器計數之給定電流值下降至給定電流或更低電流起 是否消逝給定時間週期（例如，5秒）計數。亦即，丁3計時器 對自過電流監視狀態至正常狀態的恢復時間週期計數。 當FET 51接通以起動!^馬達5時，cpu 61開始對I計時 器計數（步驟403)。接著，cpu 61更新八計時器之計數（步 驟404)，且判定Tl計時器之計數值是否達到ι〇毫秒加8)(步 驟405^若^計時器之計數值並未達到1〇毫秒，則使該處 理返回至步驟404。若^計時器之計數值達到1〇毫秒，則 ㈣61借助於電流偵㈣器8〇之輸出來偵測電流(步驟 4〇6) ’且將所偵測之電流值儲存於ram 63中，藉此順序 地累積放電電流值以用於計算平均電流（步驟術）。 接著’ CPU 61偵測Tl計時器之計數值是否達到時間週 Τα(步驟408)。時間週期Τα為所謂《「停滯時間週期」，且 ^夺間間隔Τα或更短日㈣間隔中，未計算電流之平均值。 右時間週期τα並未消逝’則使處理返回至步驟侧，且从 時間週期Τα消逝，則CPU 61藉由使用儲存純錢 放電電流值來計算放電電流之平均值(步驟4〇9)。 儲存於RAM 63中之放9 在 内… 中放電電流值當中提取最近Τα時間週期 内之貝料錢得平均值料該電電叙平均值。因=期 158546.doc -25- 201221318 在此貫施例中，滿足Τα> 1 〇毫秒係重要的。又，將時間週 期Τα(其為停滯時間週期）設定為充分大於〇(：馬達5之擊穿 電流流動所歷時的it #月，以便將其設定為使得冑穿電流之 平均值.並不超過一給定電流（例如，2〇 A)(即使針對每一時 間週期Τα來計算放電電流之平均值亦如此）的時間間隔。 在此狀況下’由於在後續步驟中未偵測到DC馬達5之擊穿 電流’故可實質上防止擊穿電流被偵測為過電流。 接著，CPU 61判定所計算之放電電流平均值是否超過2〇 A(其為給定電流）（步驟41〇)。此給定電流可由動力工具或 電池組之設計者任意設定，且可根據二次電池組之放電特 性或DC馬達5之特性來設定。在此實施例中，將給定電流 設定為20 A(作為一參考），但給定電流並不限於此值。不 僅可设定允許連續放電的參考放電電流，而且可設定允許 瞬間中斷瞬時放電（即使發生瞬時放電亦如此）的最大可允 許電流值（此實施例中未加以描述）。因此，較佳地，將允 許連續放電的參考放電電流設定為最大可允許電流值之約 20%至 90%。 隨後，在步驟411中，CPU 61更新T2計時器（步驟411)， 且清除A計時器（步驟412)。接著，CPU 61判定τ2計時器 之累計值（integrated value)是否達到30秒或更長（步驟 413)。若丁2計時器之累計值並未達到30秒，則使處理返回 至步驟404。 在步驟410中’若所計算之放電電流平均值為2〇 a或小 於20 A(其為給定電流），則CPU 61更新T3計時器之計數（步 •26· 158546.doc

S 201221318 驟419)，且判定&計時器之計數值是否持續$秒或更長， 亦P所计算之放電電流平均值為20 A或小於20 A的狀態 是否持續5秒或更長（步驟420)。若該狀態持續5秒或更長， 則CPU 61判疋大電流之連續放電狀態停止，清除丁2計時器 且返回至步驟4〇4(步驟421)。若在步驟420中所計算之放電 電桃平均值為2〇 a或小於20 A的狀態並未持續5秒，則CPU 61返回至步驟404。 右在步驟413中20 A或大於20 A之所計算之放電電流平 均值持續30秒或更長，則CPU 61發出警報以用於向操作者 通知大電流之連續放電狀態（過電流狀態）繼續。以各種方 式提議如何發出警報。在此實施例中’ cpu 61進行脈衝驅 動以使得針對5秒僅在1秒内減少待供應至FET 5 1之電流 值。圖9中說明脈衝驅動期間的驅動狀態。 圖9為圖7之過電流保護電路之操作期間的電流波形圖。 橫座標軸為消逝之時間週期（秒），且縱座標軸為來自電池 組1 〇之放電電流值（單位A)。藉由放電曲線9〇來指示隨消 逝之時間週期的放電電流之實例。當在時間t〇壓下觸發器 8A時’相當大的擊穿電流在DC馬達5中流動，且其電流值 在時間h遠遠超過2〇 A，如藉由箭頭91指示。擊穿電流可 取決於DC馬達5之類型而超過1〇〇 A。然而，擊穿電流流動 所歷時的時間較短，且電流值變成20 A或大於20 A所歷時 的TP最大在100毫秒内《在此實例中，較佳地，停滯時間 週期Τα為Τρ之約2至4倍般長《若因此將停滯時間週期丁^設 定為更長時間週期’則可使擊穿電流與連續流動之大電流 158546.doc -27- 201221318 彼此區分。 5田搫？電流在DC馬達5中流動以在時間tl開始使DC馬達 ^速時，在DC馬達5中流動之電流減小，且電流在藉由 ^ '拓示之點處再次開始增加。此後，電流值根據DC =達5之rpm及負載之量值而變化。然而，在藉由箭頭μ指 I之時間點，電流超過給定電流（在此實施例中為放電電 l 20 A) ’且在此時間點，I計時器開始對大電流之持續時 十數。§將在貫際動力工具丨中所量測之放電電流用圖 形表不為如此這般時，電流波動以致未獲得圖9中所說明 之平滑放電曲線。然而，在此實施例中，藉由使用在最近 Τα時間週期内的平均放電電流值來用圖形表示放電電流， 且因此可減小電流波動之影響。 由於20 Α或大於20 Α之放電電流持續30秒而到達時間 h(藉由箭頭94指示之時間點），故放電電流僅在1秒内切換 為如圖8之步驟414中所展示之警報操作。切換操作係減小 動力工具之輸出（其中放電電流之平均值的減小僅在1秒之 短時間内達成）且允許操作者認識到過電流狀態。在微電 腦60控制FET 5 1的同時，執行切換操作。 位於圖9之下側的放電曲線9〇將切換操作期間的電流波 形放大。圖9展示在自時間t3秒至時間（t3+1)秒之1秒内的放 電曲線90。CPU 61(參看圖7)控制FET 51(參看圖7)以在切 換操作期間針對每1 〇毫秒（mS)週期性地重複FET 51之接通 或斷開操作。因此’ FET 5 1之50個接通狀態及50個斷開狀 態交替地存在於自時間t3秒至時間（t3+l)秒的1秒内❺以此 158546.doc •28· 201221318 方式，在此實施例中，針對每5_秒間隔僅在第一個丨秒内 進行FET 51之切換操作，藉此使得能夠實f上將切換操作 期間之平均放電電流減半。藉由該切換操作，操作者可感 覺到輸出稍減小，且切換操作充當用於操作者之警報功 此。由於操作者可能因此而在動力工具之操作狀態下感覺 . 不舒適，故操作者可容易地知道來自電池組10之大電流 (或中間電流）放電狀態繼續，且在如此這般連續壓下觸發 器8 A之後立即強迫地使dc馬達5停止。 舉例說明了此實施例中所描述的進行警報操作時的開始 時間點（在t2之後30秒）、警報操作之執行間隔（每剛及切 換操作時間（1秒），且可任意地設定彼等時間。又，亦類似 地舉例說明了用於接通或切斷！^丁 51之時間間隔（接通狀 態為10毫秒，斷開狀態為10毫秒），且可以任意間隔或任 意時間比率來進行接通/斷開操作。可考慮併入於電池組 10中之電池組電池32的特性、動力工具i中之DC馬達5的 特性及動力工具丨之可想到的使用條件來適當地設定彼等 時間。 在此實施例中，儘管進行了警報操作，但當操作者連續 • 地觸發觸發器8A以繼續操作時，CPU 61控制ρΕΤ 51以切 • 斷從而在一給定時間週期（自起之50秒）消逝的時間t4(藉 由箭頭95指示之時間點）強迫地使DC馬達5停止。 再次返回至圖8,若在步驟415中所計算之放電電流平均 值為20 A或大於20 A的狀態持續50秒或更長，則cpu “切 斷FET 51(步驟416)。接著，CPU 61等待直至由操作者切 158546.doc -29· 201221318 斷觸發器開關8為止（步驟417)，且當切斷觸發器開關8時， CPU 61再次接通FET 51，且返回至步驟403(步驟418) » 如上文所描述’根據此實施例，甚至在大電流或中間電 流之長時間放電（在過量峰值放電電流時，其無法藉由中 斷功能而被中斷）中’亦可強迫地使動力工具之馬達停 止。因此’可避免電池組之過電流狀態（詳言之，大電流 連續放電狀態），結果為可有效地防止電池組劣化。 附帶言之，在上述實施例中，將放電電流之參考值設定 為20 A ’且解釋放電電流為20 A或大於20 A的狀況。然 而’放電電流並不限於該情形。可以與上文在放電電流大 於20 A(例如，40 A或大於40 A)之狀況下的方式相同之方 式來控制電池組。 第二實施例 隨後，將參看圖10及圖11來描述根據本發明之第二實施 例之過電流保護電路。與第一實施例相似，在第二實施例 中’藉由使用裝設於電池組10之板40上的微電腦60而價測 電池組10内之過電流狀態。然而，由微電腦6〇執行之程式 不同於第一實施例中之程式，且進行比第一實施例中之過 電流保護之等級高的過電流保護。 圖10為根據第二實施例的過電流保護電路之操作期間的 電流波形圖。橫座標轴為消逝之時間週期（秒），且縱座標 軸為來自電池組10之放電電流值（單位A)。放電電流值藉 由放電曲線450來指示。圖10說明一實例，其中指示放電 之放電曲線450藉由箭頭452或453而分成6個放電曲線圖举 158546.doc •30· 201221318 。當在時間t〇第-次壓下觸發器8A時，相#大的擊穿 電流在DC馬達5中流冑，且其電流值在時間tl超過8〇 A(如 藉由箭頭451指示)。擊穿電流可取決於％馬達$之類型而 超過100 A。然而’擊穿電流流動所歷時的持續時間較 短’且電流值變成1() a或大於1G A所歷時的1最大為μ毫 秒。在此實例中’若在此實施例中將丁。至I設定為過電流 保護電路之停滯時間週期，則可使DC馬達5之擊穿電流與 待監視之過電流彼此區分。 當擊穿電流在DC馬達5中流動以在時間tl開始使Dc馬達 5,加速時，在DC馬達5中流動之電流減小，且電流在藉由 箭頭452指不之點再次開始增加。當在動力工具工為圖夏中 所說明之無線鑽且尖端工具為木工鑽的此狀況下負载較小 時，放電電流在h至h稍微增加，如藉由曲線A指示，且此 後繼續此狀態（在木工鑽中，操作通常在1〇内終止）。在此 狀況下，由於在此實施例中放電電流值並未達到用於進行 過電流保護之最低臨限值（2〇 A)，故微電腦6〇未進行任何 過電流保護操作。 曲線C為在與第一實施例中所描述之狀態下的控制相同 之控制下的放電電流圖案。當擊穿電流在DC馬達5中流動 以在時間ti開始使DC馬達5加速時，在DC馬達5中流動之 電流減小’且電流在藉由箭頭452指示之點再次開始增 加’且放電電流值在箭頭453之點超過2〇 A ^接著，微電 腦60將過量電流之中斷時間週期Τ2〇(意謂在過量電流為2〇 Α時的中斷時間週期τ)設定為5〇秒（=ts_t3)。在此狀況下， 158546.doc 201221318 在諸如曲線c之放電圖案的狀況下，微電腦60在1秒内進行 警報操作以用於針對每10毫秒控制FET 51之接通/斷開操 作。在第二實施例中，微電腦60並非將用於進行警報操作 之時間週期設定為30秒而是設定為40秒。 另一方面，在曲線B中，微電腦60在時間設定過量電 流之中斷時間週期ho。然而，由於在丁2〇消逝之前（緊於卜 之後）電流值再次減小至20 Α或低於20 Α(如藉由箭頭454指 不），故放電電流偏離大電流狀態，且此偏離狀態持續丁3 私（>5衫）。因此，清除自時間h開始的中斷時間週期丁2〇之 計數。然而，由於電流值在藉由箭頭455指示之時間h再次 超過20 A，故再次设定自時間開始的過量電流之中斷時 間週期Τα，且重複相同控制直至釋放觸發器8A為止。 h後，在曲線D中，電流值在箭頭452之點再次開始增 加，且放電電流值在箭頭453之點超過2〇 A，且將T2q設定 為過量電流之中斷時間週期。此後，放電電流值進一步增 加，且在箭頭456之點超過4〇 A。在該等情形下，微電腦 :用τ4。替換過量電流之中斷時間週期T〗。。當連續放電電 «•值超過40 Α時，Τα為中斷時間週期，且將設定為比 Τ曰2〇短，且在此實施例中將丁4〇設定為30秒。較佳地，Τ4〇之 量測基點並非箭頭4 5 6之時間點(時間16 )，而是仍然為時間 t3 :當用丁4。替換過量電流之中斷時間週期T2。時，需要加 决實施用於針對每j 〇毫秒控制接通及斷開操作之警報操作 的時序。舉例而言，當將τ4〇設定為4〇秒時，可將實施警 報操作之時序设定為在4之後30秒。可將用於實施警報操 158546.doc

S -32· 201221318 作之間隔設定為5秒’且可僅在第一個1秒内針對每丨〇毫秒 重複FET 5· 1之接通或斷開操作。 在曲線E中’放電電流值在箭頭453之點超過2〇 a,且將 Τζο設定為過量電流之中斷時間週期。由於放電電流值在 箭頭4W之點超過40 A，故用τ40替換中斷時間週期Τ20，且 由於放電電流值在箭頭458之點超過6〇 Α，故用τ6〇替換中 斷時間週期Τ4〇。將丁6〇設定為比τ4〇短，且在此實施例中設 定為ίο秒。丁6〇之量測基點仍然為t3而無改變。若基點並未 因此自時間t3改變，則由於可如此這般使用由丁2計時器進 行之計數值，故時間管理較容易。甚至當設定中斷時間週 期丁6〇時，在中斷時間週期丁6〇消逝之前，在中斷之前仍僅 在1秒内切換放電電流作為警報操作。當將中斷時間週期 Τδ0設定為10秒時，可將警報操作之開始時間設定為5秒。 在曲線F中，放電電流值在箭頭453之點超過Α，且將 Τ20設定為過量電流之中斷時間週期。由於放電電流值在 箭頭459之點超過40 Α，故用丁4〇替換中斷時間週期Τ20。由 於放電電流值在箭頭460之點超過6〇 Α，故用Τ6。替換中斷 時間週期Τ4。。由於放電電流值在箭頭461之點超侧a， 故用Τ8。替換中斷時間週期Τ6。。放電電流值在箭頭州之時 f:1點超過80 Α意謂放電電流為幾乎被瞬間中斷的過量電 流。因此，將T80設定為一足夠短的時間週期(例如，〇5 秒)。又’借助於中斷時間週期Τ8。來中斷放電電流，由於 在中斷放電電流之前無時間來進行警報操作，故cpu叫 無使用警報操作之通知的情況下突然中斷放電電流。由於 158546.doc •33- 201221318 丁8〇之量測基點仍然為如此這般之t3，故若在箭頭461之時 間點自t3起消逝了 T80秒或更長，則CPU 61立即切斷FET 5 1 以中斷放電電流。 如上文所描述，根據第二實施例，由於在控制下基於放 電電流之量值而改變可允許持續時間，故可基於放電電流 之量值而以高精度來進行過電流保護。在上述實施例中， 當以T2〇、T4〇及T6〇之所陳述次序改變中斷時間週期時，將 改變之後的時間計數之開始點（該圖中之ω維持為如此這 般。或者，由Τ2計時器進行之計數可在每次以丁2〇、τ4〇及 丁6〇之所陳述次序改變中斷時間週期時開始，而不維持開 始點。又，若在以丁2〇、Τ4〇及Τ6〇之所陳述次序改變的中斷 時間週期消逝之前電流值在一給定時間週期内下降至經設 定之中斷時間週期的參考電流值以下，則可在控制下以 丁2〇、丁“及丁⑼之所陳述次序再次重設中斷時間週期。 隨後，將參看圖11之流程圖來描述根據本發明之第二實 施例的過電流保護電路之操作1同圖8中所說明之流程 圖’可藉由借助於微電腦6G執行程式而以軟體方式來執^ 圖11之流程圖中所說明的控制。在第二實施例中，微 60使用三個計時H計時H計時ϋα計時琴。儘 管Τ2計時器及了3計時器用於與第—實施例之預期目的同 的預期㈣’但T1計時器不同於第-實施例之1計時器？ 該1計時器偵測一停滞時間 間，在壓下觸發^㈣時間週期期 流偵測’以便不會偵測到擊穿6 τ :進仃任何電 芽電流β 丁2计時器對一給定電 158546.doc -34· 201221318 流或更大電流連續流動所歷時的時間週期計數4計時器 對在給定流動電流或更大電流下降至給定值或更低值之後 是否消逝-給定時間週期計數，亦即，對恢復時間週期計 數0 當將電池組Η)裝載於動力卫以中且壓下觸發器从以接 通觸發器開關㈣（步驟5G1)，CPU 61將—給定電壓自輸出 槔66輸出至FET 51之間極，以藉此接通附51(允許源極 與没極之間的傳導）（步驟5G2)1此，將dc電力自電池組 10供應至DC馬達5以起動DC馬達5。料，cpu 61開始乃 計時器之計數，該Tl計時器對停料間㈣之消逝計數以 便允許由擊穿電流引起之峰值電流（步驟5G3)。在此實施例 中，將停料間週期設定為〇.5秒。若Τι計時器在步驟5〇4 中並未達到0.5秒，則使處理前進至步驟521，在步驟521 中，判定觸發器開關8之操作是否改變。若觸發器開關8仍 然為接通，則使處理前進至步驟5〇3,且若觸發器開關_ 斷，則使處理返回至步驟5〇1(步驟521)。 若丁,計時器在步驟5咐達狀5秒，則清奸計時器（步 驟505)，且CPU 61計算放電電流平均值l(步驟5〇6)。在每 -給定取樣間隔(例如’ 10毫秒間隔)内量測放電電流，且 將量測值順序地儲存於RAM 63(參看圖7)中。放電電流平 均值11為在所獲取之複數個量測值當十的在最近50毫秒内 所量測的電流值之平均值。類似地，cpu 61根據在所獲取 之複數個電埤值當中的在最近3秒内所量測之電流值來計 算放電電流平均值Μ步驟507)。若用於計算放電電流平均

158546.doc -35- 201221318 值I的50毫秒或用於計算放電電流平均值的3秒並未消 逝’則該等平均值可仍然為〇，而不計算放電電流平均值 11及〗2，或可取少量量測值之平均值。 接著’ CPU 61判定放電電流平均值I!是否為8〇 A或大於 8〇 A(步驟508)。若平均值1丨為80 A或大於80 A，則CPU 61 將直至進行警報操作（脈衝驅動型）為止的時間週期％設定 為〇.5秒，且將用於中斷FET 51之時間週期Ts設定為〇.5秒 (步驟509) ’且前進至步驟5 1 6。在此實例中，滿足τρ=ίά 原因係因為：在1么80 Α的情況下，！^751被瞬間切斷而不 進行警報操作。 若在步驟508中滿足^<80 A，則CPU 61判定放電電流平 均值I2是否為60 A或大於60 A(步驟510) »若滿足l226〇 a， 則CPU 61將直至進行警報操作（脈衝驅動型）為止的時間週 期Tp設定為5秒，且將用於中斷叩丁 51之時間週期凡設定 為1〇秒（步驟511)，且前進至步驟516。藉由此設定，在放 電電流平均值I2超過20 Α之後的5秒内在！秒内執行警報操 作（脈衝驅動型），且FET 51在完成警報操作之後的4秒（在 I2超過20 A之後的1〇秒）内切斷。 若在步驟510中滿足^<60 A，則cpu 61判定放電電流平 均值la是否為40 A或大於40 a(步驟512)。若滿足ΐ2^4〇 a， 則CPU 6!將直至進行警.報操作（脈衝驅動）為止的時間週期 TP設定為20秒，且將用於中斷附51之時間週期l設定為 3〇秒（步驟513)，且前進至步驟516。同樣，若在步驟川中 滿足l2<40A’則CPU61判定放電電流平均值i2是否為2〇a 158546.doc

S 201221318 或大於20 A(步驟514)。若滿足1220 A，則CPU 61將直至 進行警報操作（脈衝驅動型）為止的時間週期Tp設定為4〇 秒’且將用於中斷FET 51之時間週期Ts設定為5〇秒（步驟 515) ’且前進至步驟516。 若放電電流平均值I2在步驟514中下降至20 A以下，則 CPU 61在平均放電電流變小時開始T3計時器之計數以用於 清除Τ2計時器（步驟523)。若Τ3計時器超過5秒，則CPU 61 清除T2計時器，且前進至步驟522(步驟524及525)。若在步 驟524中丁3計時器低於5秒，則cpu 61前進至步驟522。在 步驟522中，CPU 61判定觸發器開關8是否仍然為接通的， 且若觸發器開關8仍然為接通的，則CPU 61前進至步驟 506且若觸發器開關8為斷開的，則CPU 61前進至步驟 501。 在於步驟516中清除丁3計時器（步驟516)之後，CPU 61更 新丁2計時器之計數值（步驟517) ^接著，cpu 61判定^計 時器之汁數值是否為用於進行警報操作之設定值L或更大 值（步驟518)。若計數值達到用於中斷奸丁 51之時間週期

Ts ’則CPU 61切斷FET 51以中斷待供應至DC馬達5之DC電 力（步驟519)。接著，CPU 61等待直至操作者釋放觸發器 8A以切斷觸發器開關8為止（步驟52〇)，且在切斷觸發器開 關8後便返回至步驟5〇ι。 若在步驟518中A計時器之計數值低於設定值凡，則cpu 61判定丁2計時器之值是否為、或大於Tp。若該值為Τρ或大 於Tp，則CPU 61允許FET 51進行脈衝操作以發出一警報而 158546.doc •37· 201221318 向操作者通知大電流之連續放電狀態（過電流狀態）繼續（步 驟527)。脈衝驅動狀態為用於進行切換操作以針對每5_秒 間隔在第一個1秒内每10毫秒接通或切斷FET 51的控制， 如圖9之下側上的圖式中。 如上文所描述，根據第二實施例，由於可根據來自電池 組10之放電電流的量值來可變地設定可允許連續放電時間 週期’故若諸如鎖定電流之過量電流流動，則FEt 51被立 即切斷’藉此可穩妥地保護電池組1〇及動力工具1 ^又， 由於提供用於中斷自電池組10之放電的複數個臨限值，故 可根據動力工具之特性及使用狀態精細地保護電池組丨〇及 動力工具1以免於大電流連續放電狀態。又，可防止電池 組10劣化’且可防止DC馬達5損壞。另外，由於根據第二 實施例之控制係藉由由電池組1〇中所包括之微電腦6〇執行 程式來實現，故可僅藉由程式之改變來實現不同的過電流 保護控制。 附帶言之，在上述實施例中，將放電電流之參考值設定 為20 A ’且解釋放電電流為20 A或大於20 A之狀況。然 而，放電電流並不限於該情形。可以與上文在放電電流大 於20 A(例如，40 A或大於40 A)之狀況下的方式相同之方 式來控制電池組。 [第三實施例] 隨後，將參看圖12及圖13來描述根據本發明之第三實施 例之過電流保護電路。在第一實施例中，將微電腦6〇裝設 於電池組10之板40上，且藉由使用微電腦6〇來偵測電池組 158546.doc -38- 201221318 ι〇内之過電流狀態。第三實施例與第一實施例的相同之處 在於過電流保護電路裝設於電池組2〖〇之板24〇上，但係藉 由一使用專用電池組保護IC 253之電路而非藉由使用微電 腦來實現。又，未將用於中斷過電流之FET安置於電池組 210内而是安置於動力工具1〇1側上，且可自外部控制 FET，且自電池組21〇側控制FET之接通及斷開操作。與第 二實施例中之彼等組件相同的組件藉由相同參考符號來表 示。 圖12為根據本發明之第三實施例之電池組21〇的橫截面 圖。除了容納於電池組210中之電池組電池250的數目之 外’電池組210之組態基本上與圖5中所描述之電池組丨〇之 組態相同。藉由串聯連接各自具有3 6 乂之標稱電壓的四 個鐘離子電池組來組態所容納之電池組電池25〇。該等電 池組電池250中之四者於殼體225内對準，且安置於上部外 殼221與下部外殼222之間。板240安置於殼體225之上側與 上部外殼221之間，且正端子147及負端子143安置於板240 上。 圖13為根據本發明之第三實施例之過電流保護電路的電 路圖。在圖13中，動力工具1〇1及電池組21〇經由正端子 147、負端子143及過電流過放電輸出端子156而以可拆卸 方式連接至彼此。電池組210亦具備一過充電輸出端子 157，且過充電輸出端子157連接至充電器99而不連接至動 力工具101。電池組101包括藉由自電池組21〇供應之電力 驅動的馬達105、具有可手動切換之觸發器開關1〇8的開關 158546.doc -39- 201221318 單元103 ’及使馬達1 〇5之旋轉停止的控制器1 〇4。 電池組210連接至動力工具1 〇 1，電池組2〗〇已被預先充 電至一給定電壓或更高電壓以在正端子147與負端子H3之 間施加該給定電壓》當觸發器開關1〇8閉合且FEt 121接通 時，在正端子147與負端子143之間形成一經過馬達105的 閉合電路’且在接收到給定電力後，馬達1 〇5便被驅動。 電池組210包括：一電池組電池群組25 i，其具有串聯連 接之複數個電池組電池250 ; —電阻器252，其連接於正端 子147與電池組電池群組251之間；及一電池組保護IC 253，其偵測每一電池組電池250之過放電、過電流及過電 壓以將對應於偵測結果之信號輸出至動力工具1 〇〖或充電 器。電池組保護1C 253及電阻器252裝設於圖11中所說明 之板240上。 電阻器252及電池組電池群組25 1串聯連接於正端子丨47 與負端子143之間。組態電池組電池群組25丨之電池組電池 250為諸如鋰離子電池組之二次電池組。電池組保護1(： 253監視各別電池組電池250之過放電及過電流，且在偵測 到任何電池組電池250之過放電或過電流後，便經由過電 流過放電輸出端子156將一用於中斷至馬達【〇5之電源供應 器的信號輸出至控制器104。又，在偵測到電池組電池25〇 被過充電後’電池組保護IC 253便經由過充電輸出端子 157將一用於使充電操作停止之信號輸出至充電器。在此 實施例中，鋰離子電池組之額定值為3 6 v/每一電池組電 池250，最大充電電壓為4·2 V，且判定：當最大充電電壓 158546.doc -40· 201221318 變成4.35 V或高於4.35 V時，進行過放電。又，將過電流 指向在負載中流動之電流超過—給定值的狀態。在此實施 例中，被視為過電流之電流包括20 a或大於2〇 A之放電電 流持續一給定時間週期（例如，十幾秒至幾十秒）。將過放 電指向各別電池組電池250之剩餘電壓下降至一給定值以 下的狀態，且在此實施例中，假定被視為過放電之一電池 組電池250的電壓為2 V。 電池組保護1C 253包括一單位電池電壓偵測器23〇、一 過電壓偵測器235、一過放電偵測器234、一過電流偵測器 233及一開關238。單位電池電壓偵測器23〇偵測各別電池 組電池250之個別電壓’且將偵測結果輸出至過電壓偵測 器235及過放電偵測器234。 過電壓偵測器23 5自單位電池電壓偵測器23〇接收各別電 池組電池250之電壓，且在任何電池組電池25〇之電壓為給 定值或大於給定值時判定發生過電壓。過放電偵測器234 自單位電池電壓偵測器230接收各別電池組電池25〇之電 壓，且在任何電池組電池250之電壓為給定值或小於給定 值時判定發生過放電，且輸出用於閉合（接通）開關23 8之信 號。 過電流偵測器233偵測在電阻器252中流動之電流值，在 所谓測之電流超過一可允許最大電流值時判定發生過電 抓，且輸出用於閉合開關23 8之信號。當回應於來自過放 電偵測器234或過電流偵測器233之信號而閉合開關238 時’過電流過放電輸出端子15 6與接地線連接至彼此。因 158546.doc .41 · 201221318 此，在彼狀況下，電池組保護IC 253將0伏特（Lo信號）輸出 至動力工具101之控制器104。 大電流偵測器電路241偵測在電阻器252中流動之電流是 否為20 A或大於20 A ’且在電流為20 A或大於20 A的情況 下將一信號輸出至計時器計數器242。在接收到該信號 後’計時器計數器242便開始計時器之計數，且隨著5〇秒 的消逝而將一用於閉合（接通）開關238之信號輸出至開關 238。如上文所描述’當閉合開關238時，電池組保護IC 253經由過電流過放電輸出端子156將〇伏特（L〇信號）輸出 至動力工具101之控制器1 04。若由大電流偵測器電路241 偵測之電流下降至20 A以下’則大電流偵測器電路241將 一信號輸出至恢復電路243。在接收到該信號後，恢復電 路243便開始一不同於上文所描述之計時器的計時器之計 數’且隨著5秒的消逝而將一用於重設計時器之信號輸出 至計時器計數器242。 當電流為2 0 A或大於2 0 A的狀態因此持續5 0秒時，電池 組保護1C 253將0伏特（Lo信號）輸出至動力工具1〇丨之控制 器104。當在電流為20 A或大於20 A的狀態持續50秒之前 電流下降至20 A以下時’將計時器計數器242中之計時器 之計數暫時中止。當電流下降至20 A以下的狀態持續5秒 時’藉由恢復電路243重設計時器計數器242中之計時器之 計數。因此，即使電流再次達到20 A或大於20 A，在未進 —步繼續此狀態歷時50秒的情況下亦不將〇伏特（L〇信號） 輸出至動力工具101之控制器104。 -42- 158546.doc

S 201221318 動力工具101之馬達105經由開關單元i〇3及控制器i〇4而 連接至正端子147及負端子143❶開關單元ι〇3連接至馬達 105，且包括觸發器開關108及正反向開關i 。觸發器開 關10 8串聯連接至馬達10 5 ’且由操作者操作以接通或切斷 馬達105。正反向開關109使連接至正端子147及負端子143 的馬達105之極性反轉以改變旋轉方向。 在自電池組保護1C 2 5 3接收到用於中斷電源供應器之信 號後’控制器104便切斷FET 121以中斷用於將電力供應至 馬達105的閉合電路’且使動力工具ι〇1停止。控制器ι〇4 包括一主電流開關電路120、一主電流斷開保持電路13〇及 一顯示部分14 0。 主電流開關電路120包括FET 121'電阻器122及電容器 123。FET 121分別具有一連接至馬達105之汲極、一連接 至過電流過放電輸出端子156之閘極及一連接至負端子143 之源極。電阻器122連接於正端子147與FET 121之閘極之 間。電容器123連接於FET 121之閘極與源極之間。FET 121之閘極、電阻器122及電容器123連接於接觸點124處。 FET 121接通，同時將電力通常自電池組21〇供應至馬達 105 °亦即’當動力工具101與電池組210連接至彼此時， 電池組電壓經由電阻器122而施加至接觸點124(FET 121之 閘極）。因此，FET 121接通。另一方面，當電池組保護ic 253偵測到過放電或過電流且將〇伏特（L〇信號）自過電流過 放電輸出端子156輸入至FET 121之閘極時，FET m切斷 以中斷至馬達1〇5之電源供應器。

158546.doc •43· 201221318 主電流斷開保持電路130包括一 FET 132、電阻器131及 133 ’及一電容器134。FET 132具有：一汲極，其連接至 FET 121之閘極及過電流過放電輸出端子156 ;及一源極， 其連接至負端子143 °又’ FET 132具有一閘極，該閘極經 由電阻器131而連接至馬達105及FET 121之沒極，而且經 由彼此並聯連接之電阻器133及電容器134而連接至負端子 143。當在FET 132之閘極側上的接觸點135中逐漸形成電 壓時，FET 132接通，且連接至FET 132之汲極的接觸點 124連接至負端子（接地線）143。因為接觸點124連接至FET 121之閘極’所以FET 121之閘極亦連接至負端子143，且 在接通FET 132後，FET 121便切斷。 顯示部分140包括一電阻器141及一 LED 142，且並聯連 接於FET 12 1之汲極與源極之間。當觸發器開關丨〇8斷開或 FET 121接通且觸發器開關108接通以將電力供應至馬達 105時，由於在顯示部分140之兩端之間不存在電位差，故 LED 142並不接通。另—方面，當偵測到切斷FET ΐ2ι之過 放電或過電流時，在汲極與源極之間發生電位差。因此， 電流流經電阻器141以接通LED 142,藉此指示偵測到過放 電或過電流之狀態。因此，操作者可容易地認識到無法藉 由過放電來操作動力工具1〇1的狀態。 如上文所描述，根據第三實施例，安置於電池組210内 之電池組保護1C 253可指導動力工具中斷在動力工具之使 用中所產生的過量電流在 '給定時間週期或更長時間週期 内之持m，可防止電池組21G之異常溫度升高從而 I58546.doc • 44· 201221318 使使用哥命加長。在第三實施例中，電池組21〇具有僅串 聯連接之四個電池組電池250，且具有增加自各別電池組 電池250放電之電流的量（大於具有並聯連接之電池組的電 池組1〇(如第一實施例中））的趨勢。因此，若藉由使用安置 於電池組210中之電池組保護Ic 253來調節放電電流（如此 貫施例中）’則可顯著地延長電池組電池250之使用壽命。 [第四實施例] 將參看圖14來描述根據本發明之第四實施例的過電流保 濩電路《在描述第四實施例之前，將首先參看圖16至圖Η 來描述動力工具之另一實例。在第一實施例中，將無線鑽 舉例說明為動力工具。無線鑽通常在約幾秒内幾乎完成諸 如鑽孔工作之工作，且實際上幾乎不需要第一實施例至第 三實施例中所描述之過電流保護電路。因此，對於諸如無 線鑽之動力工具而言，不具有過電流保護電路之電池組實 際上已足夠。·然而，較佳地，該等動力工具中之一些動力 工具具有過電流保護電路。 圖16為說明需要過電流保護電路之無線動力工具的圖， 其中將無線圓細說明為動力工具。圖16為自前部傾斜 檢視之無線®⑽1料視圖。無線隨6〇1借助於電池組 10而使圓鑛刀片612隨著馬達之旋轉而旋轉。無線圓鑛6〇1 八有為外忙术之外设6〇2，且電池組】〇裝載於外殼6〇2後 。除了控制電路部分之外，電池組1Q可為與圖3至圖6或 圖1一2中所描述之結構相同的結構。在圓鋸刀片612之外側 置有鋸蓋606 ’其為具有實質上覆蓋圓鋸刀片612 158546.doc 45· 201221318 之前半側之形狀的外框架；一保護圓鋸刀片612之安全蓋 607 ’其經塑形以實質上覆蓋圓鋸刀片612之外周邊的下半 部；及一底座608 ’其具有使得圓鋸刀片612能夠自其底部 向下突出的開口。一部分地容納有觸發器613之手柄部分 604形成於圓鋸刀片612上方，且電池組10裝載於手柄部分 604之下端附近。 圖17為圖16中所說明之無線圓鋸6〇1的正視橫截面圖。 馬達609容納於外殼602之内部中，且馬達6〇9之旋轉力經 由一減速機構61〇而以給定比率減速，且接著被傳輸至輸 出軸桿611。圓鋸刀片612附接至輸出軸桿611之前端，且 被馬達609旋轉地驅動。 在無線圓鋸601中，若待切割之物件的 則可使馬達609連續旋轉歷時1〇秒或更長。又，在圓截 馬達609上之負載的量值係根據操作者朝木頭或盆類 似者：屡手柄部分6〇4所藉以的力的量值而改變。詳言 作者在將強^之木頭較硬或具有大量植物纖維（String)且操 ㉟力施加於手柄部分_上的同時切割木頭時， …、達609中流動的電流（亦 I自電池組10之放電電流） 大電流可持續長時間週期。 圖18為說明需要過電流保護 即，無線錘鑽70n_ 藏路之另動力工具(亦 看圖18 、圖，及自背部傾斜截取的透視圖。參 看圖18’無線錘鑽加具有— 分704。觸發Dm W7G2之後部的手柄部 文置於手柄部分704之一部分中^ f % 組附接部分7U安置於外_2之1 ^中。電池 外威702之則側下方，且電池組10附 158546.doc 201221318 =至電池組附接部分714。無線鐘鑽m用於諸如混凝土之 孔知之預鑽孔、岩心鐵頭工作、斷裂及開溝的工作， 且針對—項工作所需的時間週期可超過十秒。因此，在無 線錘鑽:01中’自不僅保護電池組10而且達成馬達保護： -而=使用根據本發明之過電流保護電路係較佳的。 圖19為自前部傾斜截取之透視圖，該圖說明需要過電流 保護電路之再—動力工具（亦即，無線暨鑛參看圖 19，無線豎鋸801包括一位於外殼8〇2上方之手柄部分 804，且一觸發器813安置於手柄部分中。電池組1〇裝 載於手柄部分804之後部。底座808安置於外殼802下方， 底座808具有使得鑛刀片（未圖示）能夠自其底部向下突出之 開口。電池組1 〇附接至電池組附接部分814。 無線豎鋸801用於木頭之曲線切割工作，且針對一項工 作所需的時間週期可超過十幾秒至幾十秒。又，當操作者 在進行曲線切割時以強力推動木頭穿過手柄部分8〇4時， 施加於馬達上之負載增加，從而導致增加流動電流之趨 勢。因此，在無線豎鋸8〇1中，自不僅保護電池組1〇而且 達成馬達保護之觀點而言’使用根據本發明之過電流保護 電路係較佳的。 如上文所描述’在圖16至圖19中所說明之動力工具中， 在防止劣化及達成電池組1〇之更長使用壽命方面，使用具 有過電流保護電路之電池組係極為有效的。然而，即使電 池組具有相同電壓，亦存在可根據電容方面的差異及電池 組電池方面的差異而裝載於動力工具令的若干種電池組， 158546.doc -47- 201221318 且亦存在不具有過電流保護電路的電池組。在該等情形 下，在第四實施例中，將過電流保護電路安置於動力工具 内。 、 圖14為根據本發明之第四實施例之過電流保護電路的電 路圖。在圖14中，與圖13中之電路元件相同的電路元件藉 由相同參考符號來表示，且將省略重複描I在第四實施 例中，在電池組260側上未偵測到在一給定時間週期或更 長時間週期内流動的給定過電流，但微電腦360安置於動 力八301内，且藉由微電腦360來控制對過電流狀態之摘 測及至馬達105之電流中斷。 微電腦360包括一中央處理單元（cpu)361、一 362、一 RAM 363、一計時器 364、一 A/D轉換器 365、一輸 出埠366及一重設輸入埠367。彼等組件藉由一内部匯流排 而連接至彼此。 電流偵測器350偵測在FET 121中流動之電流，且具有一 連接至FET 121之汲極之連接點的輸入側及一連接至微電 腦360之A/D轉換器365的輸出側。電流偵測器35〇包括一放 大器電路’且基於FET 121之接通電阻而將在流動電流之 方向上逐漸形成的電位放大。因此根據放電而在放大器電 路中產生一輸出，且微電腦360之A/D轉換器365將放大器 電路之輸出轉換成數位信號。 電源供應器電路部分370包括一三-端子調節器，且產生 待施加至微電腦360之恆定電壓Vcc。電源供應器電路部分 370並聯連接至平滑電容器371及372。另外，電源供應器 158546.doc -48· 201221318 電路部分370連接至微電腦36〇之重設輸入埠367，且將一 重5又^號輸出至重設輸入埠367以初始化微電腦36〇。 藉由上述電路組態’當微電腦360偵測到觸發器開關1〇8 被壓下時，藉由電流偵測器350來獲取電流值，根據圖8中 ' 所說明之程序來監視在馬達1〇5中流動之大電流的持續狀 . 態，且當持續時間週期達到一給定時間週期或更長時間週 期時，操作者進行警報操作。當大電流進一步繼續時，微 電腦360經由輸出埠366將一高信號輸出至FET 132之閘 極，藉此FET 132接通從而將FET 132之源極與閘極之間的 電壓没定為0伏特。因此，FET 121之閘極信號變成〇伏特 (Lo彳s號），FET 121之閘極信號切斷，待供應至馬達1〇5之 電流之路徑被中斷以使馬達i 〇 5之旋轉停止。 如上文所描述，在第四實施例中，由於將微電腦安 置於動力工具301侧上以達成保護以免於過電流，故不需 要提供用於偵測持續一給定時間週期或更長時間週期之過 電流的構件。因此，電池組保護IC 283不包括圖13中所說 明的大電流债測器電路241、計時器計數器242及恢復電路 243。圖14之電池組260中所包括的電池組保護扣283可由 投放市場之通用1C形成，包括用於達成保護以免於過量峰 • *電流的f路及用於達絲護以免於在充電操作期間過充 電的電路，且不需要在電池組處提供一專用電路以用於監 視大電流持續十幾秒至幾十秒。 已在上文基於實施例而描述了本發明。然而，本發明並 不限於上文所提及之實施例，而是可在不偏離本發明之標

158546.doc •49- 201221318 的物的情況下以各種方式加以改變。舉例而言，可如此這 般將圖14中所說明之動力工具3〇1與圖13中所說明之電^ 組210連接。在此狀況下，提供於動力工具3〇1側上的過電 流保護電路與提供於電池組21〇上的過電流保護電路兩者 操作。歸因於首先操作的任何過電流保護電路而使馬達 105停止，結果為：可以過電流保護電路之高冗餘及更高 可靠性來實現動力工具。 上文所提及之電池組不僅可用於動力工具，而且可用於 無線清潔器、無線工作燈、無線喷霧器、其他無線電裝置 及無線工作裝置。又，用於達成保護以免於大電流連續放 電的控制條件（中斷時間週期、警報操作時間週期）並不限 於上文所提及之實例，而是可根據待使用之動力工具及工 作特性而任意設定。另外，在上文所描述之實施例中，藉 由在1秒内進行高速切換操作（脈衝驅動型）來實現警報操 作。然而，本發明並不限於此組態，而是可藉由其他任意 方法向操作者發出警報。 【圖式簡單說明】 圖1為說明根據本發明之一實施例的無線動力工具之外 部的透視圓。 圖2為說明根據本發明之實施例的自另一角度檢視之無 線動力工具之外部的透視圖，其中移除了電池組丨〇。 圖3為說明根據本發明之實施例的電池組1 0之外部的透 視圖。 圖4為說明圖3中所說明之電池組1 〇充電之狀態的透視 I58546.doc

•50· S 201221318 圖。 圖5為圖3中所說明之電池組ίο之分解透視圖。 圖6為移除了上部外殼21之狀態下的電池組10之平面 圖。 圖7為根據本發明之實施例之過電流保護電路的電路 圖。 圖8為說明圖7之過電流保護電路之操作的流程圖。 圖9為圖7之過電流保護電路之操作期間的電流波形圖。 圖1〇為根據本發明之第二實施例的過電流保護電路之操 作期間的電流波形圖。 圖11為說明根據本發明之第二實施例的過電流保護電路 之操作的流程圖。 圖12為根據本發明之第三實施例之電池組的橫截面圖。 圖13為根據本發明之第三實施例之過電流保護電路的電 路圖。 圖14為根據本發明之第四實施例之過電流保護電路的電 路圖。 圖15為說明Dc馬達之操作的說明圖。 圖16為說明根據動力工具之一實例的無線圓鋸之透視 圖。 圖17為圖16中所說明之無線圓鋸的正視橫截面圖。 圖18為說明根據動力工具之一實例的無線錘鑽之透視 圖0 圖19為說明根據動力工具之—實例的無線豎鋸之透視 158546.doc -51· 201221318 圖 【主要元件符號說明】 1 動力工具 2 主體部分 2A 工具保持部分 3 手柄部分 4 板狀端子 4A 板狀端子/正端子 4B 板狀端子/負端子 4C 板狀端子/信號傳輸端子 5 直流（DC)馬達 6 尖端工具 8 觸發器開關 8A 觸發器 10 電池組 20 外殼 21 上部外殼 21A 軸套 22 下部外殼 22B 軸套 23 操作部分 24 端子插入部分 24A 狹縫 30 殼體 -52- 158546.doc

S 201221318 31 電池框架 32 電池組電池 32A至 32D 電池組電池集合 40 板 40A 區域 40B 區域 42 端子 42A 正端子 42B 正端子 42C 信號傳輸端子 42D 信號傳輸端子 42E 信號傳輸端子 42F 負端子 42G 信號傳輸端子 49 端子蓋 50 切換部分 51 場效電晶體（FET) 52 二極體 53 電阻器 54 電阻器 55 恆定電壓電源供應器 56 三-端子調節器 57 平滑電容器 58 平滑電容器 158546.doc - 53 - 201221318 59 重設積體電路（IC) 60 微電腦 61 中央處理單元（CPU) 62 唯讀記憶體（ROM) 63 隨機存取記憶體（RAM) 64 計時器 65 類比/數位（A/D)轉換器 66 輸出埠 67 重設輸入蜂 70 電池組電壓偵測器 71 電阻器 72 電阻器 73 電阻器 75 電池組溫度偵測器 76 熱敏電阻 77 電阻器 78 電阻器 79 電阻器 80 電流偵測器 83 觸發器偵測器 84 電阻器 85 電阻器 86 顯示部分 87 發光二極體（LED) 54- 158546.doc s 201221318 88 電阻器 90 放電曲線 91 箭頭 92 箭頭 93 箭頭 94 箭頭 95 箭頭 99 充電器 101 動力工具 103 開關單元 104 控制器 105 馬達 108 觸發器開關 109 正反向開關 120 主電流開關電路 121 場效電晶體（FET) 122 電阻器 123 電容器 124 接觸點 130 主電流斷開保持電路 131 電阻器 132 場效電晶體（FET) 133 電阻器 134 電容器 158546.doc -55- 201221318 135 接觸點 140 顯示部分 141 電阻器 142 發光二極體（LED) 143 負端子 147 正端子 156 過電流過放電輸出端子 157 過充電輸出端干 210 電池組 221 上部外殼 222 下部外殼 225 殼體 230 單位電池電壓偵測器 233 過電流偵測器 234 過放電偵測器 235 過電壓偵測器 238 開關 240 板 241 大電流偵測器電路 242 計時器計數器 243 恢復電路 250 電池組電池 251 電池組電池群組 252 電阻器 56- 158546.doc s 201221318 253 電池組保護積體電路（IC) 260 電池組 283 電池組保護積體電路（1C) 301 動力工具 350 電流偵測器 360 微電腦 361 中央處理單元（CPU) 362 唯讀記憶體（ROM) 363 隨機存取記憶體（RAM) 364 計時器 365 類比/數位（A/D)轉換器 366 輸出埠 367 重設輸入璋 370 電源供應器電路部分 371 平滑電容器 372 平滑電容器 450 放電曲線 451 箭頭 452 箭頭 453 箭頭 454 箭頭 455 箭頭 456 箭頭 457 箭頭 158546.doc -57- 201221318 458 箭頭 459 箭頭 460 箭頭 461 箭頭 601 無線圓鋸 602 外殼 604 手柄部分 606 鋸蓋 607 安全蓋 608 底座 609 馬達 610 減速機構 611 輸出軸桿 612 圓鋸刀片 613 觸發器 701 無線錘鑽 702 外殼 704 手柄部分 713 觸發器 714 電池組附接部分 801 無線豎鋸 802 外殼 804 手柄部分 808 底座 158546.doc -58- 201221318 813 觸發器 814 電池組附接部分 A 箭頭/放電曲線圖案 B 放電曲線圖案 C 放電曲線圖案 D 放電曲線圖案 E 直流（DC)馬達之反電動勢/放電曲線圖案 F 放電曲線圖案 K-K 虛擬中心線 L 板之寬度 M 直流（DC)馬達 S 開關 t〇 時間 ti 時間 t2 時間 T20 時間週期 t3 時間 t3+ 1 時間 Ϊ4 時間 丁40 時間週期 Ϊ5 時間 ΤόΟ 時間週期 Τβο 時間週期 τ„ 時間週期 158546.doc -59- 201221318 Τβ

V 時間週期 電池組 158546.doc •60-

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Claims (1)

1. 201221318 七、申請專利範圍： 1. 一種動力工具，其包含： 電池忑電池群組，其包括複數個二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； 一馬達，-電力係經由該切換元件及該觸發器開關而 自該電池組電池群組供應至該馬達； -電㈣測器，其經組態以该測在通過該電池組電池 群組、該切換元件及該馬達之—電流路徑中流動的一電 流值；及 -控制器’其經組態以接收來自該電流偵測器之一偵 測信號且控制該切換元件之接通/斷開操作， 其中若n亥電⑺L偵測器偵測到在該電池組電池群組中流 動之該電流值在一第一時間週期内連續超過一給定值， 則該控制器進行警報顯示及警報控制中之—者以用於使 一操作者知道一高負載操作繼續，且 其中若該電流值在一比該第一時間週期長之第二時間 週期内連續超過該給定值，則該控制器切斷該切換元件 以中斷該電流路徑。 2.如請求項1之動力 工具，其中 s玄控制器包括一具有一計時器之微電腦，且 該微電腦藉由使用一來自該電流偵測器之信號及該計 時器而對該所偵測之電流值超過該給定值的一狀態之一 持續時間計數。 158546.doc 201221318 3. 如 °月求項1之動力工具，其中 該控制器包括-具有-内 體電路，且 建式或外部計時器之專用積 計el:體電路藉由使用一來自該電流偵測器之信號及該 。 而對該所偵測之電流值超過該給定值的一狀熊之 一持續時間計數。 心 。月求項2或3之動力工具’其中該電池組電池群組以玎 拆卸方式附接至該動力工具之—主體而作為—儲存於〆 外殼中之電池組。 、 i如晴求項4之動力卫具’其中該控制器及該切換元件安 置於該電池組内。 之動力工具’纟中該㈣器及㈣換元件安 置於安置有該觸發器開關及該馬達之一主體上。 7. 如請求項6之動力工具，其中 5亥控制器安置於該電池組内， 該切換元件安置於該主體側上，且 該電池組包括一連接端子，該連接端子將該切換元件 之一控制信號輸出至該主體。 8. 如請求項1至7中任一項之動力工具，其中 該切換元件包括一場效電晶體，且 在該警報控制下，當該第一時間週期消逝時，該控制 器以短時間間隔將該切換元件之該接通/斷開操作重複複 數次。 9. 一種動力工具，其包含： -2 - 158546.doc S 201221318 次電池組電池 一電池組電池群組，其包括複數個 一切換元件； 一觸發器開關； 焉達電力係'經由邊切換元件及該觸發器開關而 自該電池組電池群組供應至該馬達； 電流谓心’其經組態以㈣在通過該電池組電池 群組、該切換元件及該馬達之-電流路徑中流動的-電 流值；及 控制态，其經組態以在該電流偵測器於一給定時間 週期或更長時間週期内偵測到—過量電流之情況下切斷 該切換元件， 其中該控制器在切斷該切換元件之前執行一通知控制 以用於向一操作者通知切斷該切換元件。 ίο. 11. 12. 如請求項9之動力工具，其中該控制器在未消除該過量 電流之情況下切斷該切換元件，直至自執行該通知控制 起消逝該給定時間週期為止。 如:月求項9之動力工具，其中該通知控制以短時間間隔 將該切換元件之該接通/斷開操作重複複數次。 一種電池組，其包含： -電池組電池群組’其包括複數個二次電池組電池； 制電路其經組態以監視來自該電池組電池群組 之一放電電流； 一連接端子，其經組態以連接至一電池組驅動型裝 置；及 158546.doc 201221318 一切換元件，其經組態以中斷自該等二次電池組電池 至該連接端子之一放電路徑， 其中該控制電路在來自該等二次電池組電池之該放電 電流超過一可允許放電最大值之情況下中斷該切換元 件，且 其中該控制電路在來自該等二次電池組電池之該放電 電流連續超過一低於該可允許放電最大值之參考電流值 且在一第一時間週期内下降至該可允許放電最大值以下 的情況下中斷該切換元件。 13. 如請求項12之電池組，其中 該切換元件包括一半導體切換元件，且 該控制電路包括一具有一計時器之微電腦。 14. 如請求項13之電池組，其中 該切換元件包括一半導體切換元件，且 該控制電路包括一具有一内建式或外部計時器之專用 積體電路》 15· 一種動力工具，其包含： 至少一二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； 馬達，一電力係經由該切換元件及該觸發器開關而 自該電池組電池供應至該馬達； 一電流偵測器，其經組態以偵測在通過該電池組電 池、該切換元件及該馬達之一電流路徑中流動的一電流 158546.doc S 4 201221318 值；及 一控制器，其經組態以接收來自該電流偵測器之一偵 測信號且控制該切換元件之接通/斷開操作， 其中若該電流偵測器偵測到在該電池組電池中流動之 該電流值在一第一時間週期内連續超過一給定值，則該 控制器進行警報顯示及警報控制中之一者以用於使一操 作者知道一高負載操作繼續，且 其中若該電流值在一比該第一時間週期長之第二時間 週期内連續超過該給定值，則該控制器切斷該切換元件 以中斷該電流路徑。 16. —種動力工具，其包含： 至少一二次電池組電池； 一切換元件； 一觸發器開關； 馬達，一電力係經由該切換元件及該觸發器開關而 自該電池組電池供應至該馬達； 一電流偵測器，其經組態以偵測在通過該電池組電 池、該切換元件及該馬達之一 t流路徑中流動的—電流 值；及 -控制器’其經組態以在該電流偵測器於―給定時間 週期或更長時間週期内偵測到_過量電流之情況下切斷 該切換元件， 其中該控制器在切斷該切換元件之前執行一通知控制 以用於向一操作者通知切斷該切換元件。 158546.doc 201221318 17_ —種電池組，其包含： 至少一二次電池組電池； 一控制電路’其經組態以監視來自該電池組電池之一 放電電流； 一連接端子，其經組態以連接至一電池組驅動型裝 置；及 一切換元件，其經組態以中斷自該二次電池組至該速 接端子之一放電路徑， 其中該控制電路在來自該二次電池組之該放電電流超 過一可允許放電最大值之情況下中斷該切換元件，且 其中該控制電路在來自該二次電池組之該放電電流速 續超過一低於該可允許放電最大值之參考電流值且在〆 第一時間週期内下降至該可允許放電最大值以下的情况 下中斷該切換元件。 158546.doc 6-