电动工具的负载保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动工具的负载保护电路，包括供电电源、负载、负载控制器件和负载电压检测电路，供电电源的正极与负载的正向电源输入端相连接，供电电源的负极通过负载控制器件与负载反向电源输入端相连接，负载电压检测电路的输入端与负载两端相连接，负载电压检测电路的输出端与负载控制器件的控制输入端相连接，本实用新型专利技术使用负载电压检测电路检测负载两端电压能够始终保持关断负载控制器件，使带调速功能的电动工具实现安全可靠的短路保护，设计简单、容易实现，并有效的提高了电动工具的可靠性，具有良好的应用前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及控制电路
，具体涉及ー种电动工具的负载保护电路及方法。
技术介绍
传统的用于电动工具的负载保护电路往往采用电流检测手段来检测负载是否短路，当电流达到或者超过设定值时触发保护，关闭负载控制器件，此方案有如下几点缺陷I、无法用于带调速功能的电动工具的短路检测，比如马达，输入PWM信号时，当PWM信号为高电平时，触发保护，但PWM信号低电平吋，又会解除保护，而负载驱动器件不能完全关闭； 2、在低温下短路保护功能容易失效，导致带调速功能的电动工具可靠性降低，假设负载是马达，由于马达特性，马达启动和堵转时电流非常大，为了避免在堵转、启动时触发短路保护，往往会把短路保护阀值设置很大，这样如果环境温度降低，回路电阻增加，短路电流降低，则最终导致短路保护功能失效；3、在整机堵转、启动时，短路保护容易误动作，导致带调速功能的电动工具的性能、手感下降，和第二条相反，为了使短路保护功能可靠，保护电流阀值设置较小，如果环境温度升高，回路电阻降低，则启动、堵转电流变大，最終导致堵转、启动时触发短路保护，整机性能下降，通用性差，灵活性低，许多工具会配数款马达，数款电池，如果数款马达、电池内阻差异较大，则导致此类电路參数配置困难，甚至无法通用、兼容。上述问题是电流检测型短路保护电路的通病，主要是由于锂电池内阻会随着温度的变化而改变，使电路电流随着工作环境温度变化而改变，如果系统在正常工作环境温度内，高温环境下的堵转电流和低温环境下的短路电流相等或者超过，则此问题无法通过调节电路參数解決。
技术实现思路
为了解决现有技术中采用传统的电流检测来判断负载是否短路的方案，引起的无法用于带调速功能的电动工具的短路检测，在高、低温下短路保护功能不可靠，不能兼容多款马达、电池包的问题。本技术采用电压检测来判断负载是否短路，在电动工具在配多款马达、电池包的情况下，在正常工作环境温度变换时均能可靠保护工具。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是一种电动工具的负载保护电路，包括供电电源、负载和和负载控制器件，所述供电电源的正极与负载的正向电源输入端相连接，所述供电电源的负极通过负载控制器件与负载反向电源输入端相连接，其特征在于还包括负载电压检测电路，所述负载电压检测电路的输入端与负载两端相连接，所述负载电压检测电路的输出端与负载控制器件的控制输入端相连接。前述的电动工具的负载保护电路，其特征在于所述负载控制器件为半导体控制器件。前述的电动工具的负载保护电路，其特征在于所述负载控制器件为MOS管。前述的电动工具的负载保护电路，其特征在于，所述负载电压检测电路，包括用于连接PWM波的PWM输入接ロ、发射极与所述负载的正向电源输入端相连接的第一三极管、负极与所述负载的反向电源输入端相连接的第一ニ极管、基极与所述第一三极管的集电极相连接的第三三极管、与所述第三三极管的集电极相连接的高电平、基极与所述第三三极管的集电极相连接的第五三极管、正极与所述负载的反向电源输入端相连接的第二ニ极管、集电极与所述第五三极管的基极相连接的第二三极管、负极与所述第五三极管的集电极相连接的第三ニ极管，所述PWM输入接ロ通过第十一电阻与负载控制器件的控制输入端相连接，所述第一二极管的正极与第一三极管的发射极相连接，所述第二ニ极管的负极与负载控制器件的控制输入端相连接，所述第二三极管的发射极与高电平相连接，所述第三ニ极管的正极作为负载电压检测电路的输出端与负载控制器件的控制输入端相连接。前述的电动工具的负载保护电路，其特征在于所述各三极管的基极和发射极之间均设有偏置电阻，所述各三极管的基极均设有限流电阻。前述的电动工具的负载保护电路，其特征在于所述第三三极管的基极还通过第八电阻与供电电源的负极相连接，所述第五三极管的基极还通过第十电阻与供电电源的负极相连接，所述高电平还通过第一电容与供电电源的负极相连接。本技术的有益效果是I、本技术的电动工具的负载保护电路采用电压检测来判断负载是否短路，能够使带调速功能的电动工具实现安全可靠的短路保护，提高电动工具的可靠性，同时短路保护功能也能够提高电动工具所使用电池的安全性；2、本技术的电动工具的负载保护电路的电动工具较传统保护方案相比，在环境温度变化吋，短路保护功能不会失效，也不会误动作，即负载短路后能够始终保持关断负载控制器件，保护马达提高电动工具的可靠性；3、使用本技术的电动工具的负载保护电路的电动工具能够兼容多种负载，t匕如更多款电池包、更多款的马达，在电动工具所配电池包型号、马达型号发生变化时，短路保护功能不会失效，也不会误动作，即负载短路后能够始终保持关断负载控制器件，提高电动工具的可靠性。附图说明图I是本技术的电动工具的负载保护电路的原理图。图2是本技术的电动工具的负载保护电路的简化示意图。附图标记含义如下mosg =MOS管的栅极；M1 :马达；Q1 :第一三极管；Q2 :第二三极管；Q3 :第三三极管；Q4 :M0S管；Q5 :第五三极管；Ul :供电电源；5V :高电平；Rl-Rll :各电阻；Cl :第一电容；Dl :第一ニ极管；D2 :第二ニ极管；D3 :第三ニ极管；M+:马达的正向电源输入端；M-:马达的负向电源输入端。具体实施方式下面将结合说明书附图，对本技术作进ー步的说明。本技术的电动工具的负载保护电路采用电压检测来判断负载是否短路，能够使带调速功能的电动工具实现安全可靠的短路保护，在环境温度变化时，短路保护功能不会失效，也不会误动作，能够始终保持关断负载控制器件，还能够兼容更多款电池包、更多款的马达，在电动工具所配电池包型号、马达型号发生变化时，能够始终保持关断负载控制器件，电路设计简单、容易实现，并有效的提高了电动工具的可靠性，如图I所示，本技术的电动工具的负载保护电路，包括供电电源U1、负载(这样负载为设置在电动工具中的马达Ml)、负载控制器件，负载控制器件一般为半导体控制器件(这里选用MOS管Q4来控制负载即马达Ml)和负载电压检测电路，负载电压检测电路的输入端与负载两端相连接，负载电 压检测电路的输出端与MOS管的栅极(即mosg)相连接，其中供电电源Ul为电动工具中的电池包，马达Ml能够实现电动工具的调速功能，供电电源Ul的正极与马达Ml的正向电源输入端M+相连接，供电电源Ul的负极通过MOS管Q4与马达Ml的反向电源输入端M-相连接，Q4的源极与Ul的负极连接，Q4的漏极与马达Ml的反向电源输入端M-连接。负载电压检测电路包括用于连接PWM波的PWM输入接ロ、第一三极管Ql、第一ニ极管D1、第三三极管Q3、高电平、第五三极管Q5、第二ニ极管D2、第二三极管Q2、第三ニ极管D3，PWM输入接ロ通过第i^一电阻Rl I与Q4的栅极相连接，马达Ml的正向电源输入端M+还与第一三极管Ql的发射极相连接，马达Ml的反向电源输入端M-还与第一ニ极管Dl的负极相连接，Dl的正极与Ql的发射极相连接，Ql的集电极通过第一电阻Rl与第三三极管Q3的基极相连接，Q3的集电极分别与高电平(这里的为5V电压)、第五三极管Q5的基极、第ニニ极管D2的正极相连接，5V高电平通过第一电容Cl与供电电源Ul的负极相连接，第一电容Cl用于充放电，实现Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动工具的负载保护电路，包括供电电源、负载和负载控制器件，所述供电电源的正极与负载的正向电源输入端相连接，所述供电电源的负极通过负载控制器件与负载反向电源输入端相连接，其特征在于：还包括负载电压检测电路，所述负载电压检测电路的输入端与负载两端相连接，所述负载电压检测电路的输出端与负载控制器件的控制输入端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闵国洪，王槐树，
申请(专利权)人：南京德朔实业有限公司，
类型：实用新型
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