一種電動工具的控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電動工具的控制電路，包括鋰電池組，無刷直流電機，電源電路，信號檢測輸入電路，主控芯片，霍爾檢測電路，三相驅動電路，電流檢測電路。電源電路連接鋰電池組與相關電路模塊；信號檢測電路和電流檢測電路分別與主控芯片相連，電流檢測電路還與三相驅動電路相連；三相驅動電路與霍爾檢測電路連接在主控芯片與無刷直流電機之間。與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：各信號檢測電路模塊的加入，能有效提高電動工具運行的安全性和穩(wěn)定性；以無刷直流電機代替有刷直流電機，無機械換向產生的火花，減小噪聲。
【專利說明】—種電動工具的控制電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種控制電路，具體地說是一種電動工具的控制電路。
【背景技術】
[0002]目前電動工具已廣泛應用于建筑、裝潢、機械、電力、橋梁、園藝等領域，并大量進入家庭。但由于一般電動工具通常采用交流、鉛酸電池或鎳氫電池供電，或是采用有刷直流電機，存在結構較笨重、使用不便、噪音大易影響臨近設備、機械換向產生火花、能量損耗較大、動態(tài)特性不好等或多或少的不良缺點。為了克服上述不良因素，達到輕巧便攜、使用方便、減少干擾噪音、增強工具動態(tài)特性的目的，采用鋰電池組做動力的無刷直流電動工具方案基本能滿足這些要求。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術，本實用新型要解決的技術問題是提供一種電動工具的控制電路。
[0004]為了解決上述問題，本實用新型的電動工具的控制電路，連接于鋰電池組與無刷直流電機之間，包括
[0005]主控芯片，用于控制各電路協(xié)調工作；其特征在于:還包括，
[0006]電源電路，用于向各電路提供合適的電源，連接于鋰電池組與各相關電路之間；
[0007]三相驅動電路，接收主控芯片輸出的控制信號，驅動或停止電機工作，連接于主控芯片與無刷直流電機之間；
[0008]信號檢測輸入電路，用于檢測調速輸入信號、檢測電池組溫度信號、檢測電池組電壓信號、檢測正轉/反轉輸入信號，與主控芯片相連；
[0009]霍爾檢測電路，提供用于電機霍爾器件的工作電源，及霍爾信號的連接輸入，連接于主控芯片與無刷直流電機之間；
[0010]電流檢測電路，檢測電機的工作電流，其信號采集端連接三相驅動電路，其信號輸出端連接主控芯片。
[0011]優(yōu)選的，所述信號檢測輸入電路包括
[0012]上拉電阻R38和切換開關S2，用于檢測無刷直流電機正/反轉，切換開關S2的端口 2通過上拉電阻R38與主控芯片對應的管腳連接，切換開關S2的端口 I與主控芯片對應的管腳連接，切換開關S2的端口 3與主控芯片對應的管腳連接；
[0013]電阻R7、電阻R16和電容C9，用于檢測電池組電壓，電阻R7與電阻R16串聯(lián)組成分壓網絡后外接開關SI與地端，電容C9并聯(lián)于電阻R16兩端，電阻R7與電阻R16之間的節(jié)點為檢測電壓輸出端口，與主控芯片對應的管腳連接；
[0014]電阻R27、熱敏電阻NTC1、電阻R33和電容C16，用于檢測電池組溫度，電阻R27與熱敏電阻NTCl串聯(lián)，電阻R33和電容C16串聯(lián)后與熱敏電阻NTCl并聯(lián)，電阻R33和電容C16之間的節(jié)點為檢測溫度的輸出端口，與主控芯片對應的管腳連接；[0015]可調電阻S1VR、電阻R18和電容C11，用于調速控制，電阻R18和電容Cll串聯(lián)后并聯(lián)于可調電阻SlVR的可調端與地端之間，電阻R18和電容Cll之間的節(jié)點為調速控制信號的輸出端ロ，與主控芯片對應的管腳連接。
[0016]優(yōu)選的，所述電源電路包括
[0017]電源開關SI，控制整個電路的通電，提供總電壓BAT+，并直接給三相驅動電路供電；
[0018]電阻R2、電容C8、ニ極管D4、電阻R1、電容C6、穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7，用于提供電壓VCC到主控芯片，電阻R2與電容C8串聯(lián)，ニ極管D4、電阻Rl和電容C6串聯(lián)后與電容C8并聯(lián)，穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7并聯(lián)后與C6并聯(lián)，電阻Rl和電容C6之間的節(jié)點為電壓VCC的輸出端ロ，與主控芯片對應的管腳連接；
[0019]電阻R3、電阻R14、M0S管Ql、穩(wěn)壓管Z2、電阻R22、電容C13、三極管Q3、電阻R15、電阻R23、電阻R35和三極管Q2，用于提供電壓VLED到照明指示電路和電量顯示電路，電阻R15與電阻R23串聯(lián)，三極管Q2的集電極與發(fā)射極并聯(lián)在電阻R23上，其中，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極連接有電阻R35，電阻R15與電阻R23之間的節(jié)點接入三極管Q3的基極，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極通過電阻R22連接到電阻R14與電容C23之間的節(jié)點，電阻R14的另一端與MOS管Ql的柵極、穩(wěn)壓管Z2的陽極相連，穩(wěn)壓管Z2的陰極連接MOS管Ql的源極，穩(wěn)壓管Z2的兩端并聯(lián)有電阻R3，M0S管Ql的漏極為電壓VLED的輸出端ロ ；
[0020]電阻R37、電容C21、電阻R39、三極管Q4、基準電壓芯片U1、電容C20、電阻R40、電阻R45和電容C22，用于提供電壓2V4到信號檢測輸入電路，電阻R37和電容C21串聯(lián)，電阻R37和電容C21之間的節(jié)點接入三極管Q4的集電極，三極管Q4的基極與基準電壓芯片Ul的陰極，基準電壓芯片Ul的參考極接到電阻R40與R45之間的節(jié)點，電阻R40的另一端與三極管Q4的發(fā)射極相連，三極管Q4的集電極與基極并聯(lián)有電阻R39，電阻R45兩端并聯(lián)有電容C20，電容C22 —端接到三極管Q4的發(fā)射極，另一端接地，三極管Q4的發(fā)射極為電壓2V4的輸出端ロ。
[0021]優(yōu)選的，所述霍爾檢測電路包括與傳感器對應管腳相連的電阻R46、電阻R47和電阻R48，以及陽極分別與各電阻串聯(lián)的ニ極管D9、ニ極管DlO和ニ極管Dll ;所述ニ極管D9、ニ極管DlO和ニ極管Dll的陰極相連，并連接至主控芯片對應的管腳。
[0022]優(yōu)選的，所述三相驅動電路可分為結構相同的U、V、W三相驅動電路，其中U相電路包括組成U相自舉電路的ニ極管D1、電容C3、電阻R19、ニ極管D5，以及相互串聯(lián)后連接在電壓BAT+與地之間的MOS管QUHl和MOS管QULl ;所述MOS管QUHl的源極與MOS管QULl的漏極相連，MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點與U相自舉電路連接，MOS管QUHl的柵極和MOS管QULl的柵極分別通過電阻R4和電阻R24連接至主控芯片對應的管腳，MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點輸出U相信號驅動無刷直流電機。
[0023]優(yōu)選的，所述電流檢測電路包括電阻R36、電阻R55、電阻R56和電容C32 ；電阻R36兩端分別接入電阻R55和電阻R56，電阻R55和電阻R56另一端連接到主控芯片對應的管腳，電阻R55和電阻R56之間連接有濾波電容C32。
[0024]優(yōu)選的，還包括
[0025]照明指示電路，用于開機時照明，保證每次開機不低于預設的照明時間，也用于整個電路系統(tǒng)發(fā)生異常時的警告指示，與主控芯片相連；
[0026]電量指示電路,用于開機時顯示電量,每次開機最長不大于預設的電量顯示時間，系統(tǒng)斷電則自動熄滅，與主控芯片相連。
[0027]優(yōu)選的，所述照明指示電路包括電阻R28和發(fā)光二極管LED4，電阻R28與發(fā)光二極管LED4的陽極相連，發(fā)光二極管LED4的陰極接地。
[0028]優(yōu)選的，所述電量指示電路包括發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3、分別串聯(lián)在各發(fā)光二極管的陰極與地之間的三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7 ;所述各三極管的基極通過電阻R34、電阻R17和電阻R29連接至主控芯片對應的管腳。
[0029]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:一、各信號檢測電路模塊的加入，能有效提高電動工具運行的安全性和穩(wěn)定性；二、以無刷直流電機代替有刷直流電機，無機械換向產生的火花，減小噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型實施的電動工具的控制電路模塊圖。
[0031]圖2為本實用新型實施的電源電路、照明指示、電量顯示和信號檢測輸入電路四大模塊的連接電路圖。
[0032]圖3為本實用新型實施的主控芯片及其外圍相關電路電路圖。
[0033]圖4為本實用新型實施的三相驅動電路電路圖。
【具體實施方式】
[0034]為了讓本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0035]本實用新型的【具體實施方式】如圖1?圖4所示，一種電動工具的控制電路，包括電源電路5，照明指示電路1，電量指示電路2，信號檢測輸入電路3，主控芯片4，霍爾檢測電路6，三相驅動電路7，電流檢測電路8。
[0036]其中，主控芯片4，用于控制各電路協(xié)調工作；
[0037]電源電路5，用于向各電路提供合適的電源，連接于鋰電池組與各相關電路之間；
[0038]三相驅動電路7，接收主控芯片4輸出的控制信號，驅動或停止電機工作，連接于主控芯片4與無刷直流電機之間；
[0039]信號檢測輸入電路3，用于檢測調速輸入信號、檢測電池組溫度信號、檢測電池組電壓信號、檢測正轉/反轉輸入信號，與主控芯片4相連；
[0040]霍爾檢測電路6，提供用于電機霍爾器件的工作電源，及霍爾信號的連接輸入，連接于主控芯片4與無刷直流電機之間；
[0041]電流檢測電路8，檢測電機的工作電流，其信號采集端連接三相驅動電路7，其信號輸出端連接主控芯片4 ；
[0042]照明指示電路I，用于開機時照明，保證每次開機不低于預設的照明時間，也用于整個電路系統(tǒng)發(fā)生異常時的警告指示，與主控芯片4相連；
[0043]電量指示電路2,用于開機時顯示電量,每次開機最長不大于預設的電量顯示時間，系統(tǒng)斷電則自動熄滅，與主控芯片4相連。[0044]信號檢測輸入電路3包括
[0045]上拉電阻R38和切換開關S2，用于檢測無刷直流電機正/反轉，切換開關S2的端ロ 2通過上拉電阻R38與主控芯片4對應的管腳連接，切換開關S2的端ロ I與主控芯片4對應的管腳連接，切換開關S2的端ロ 3與主控芯片4對應的管腳連接；
[0046]電阻R7、電阻R16和電容C9，用于檢測電池組電壓，電阻R7與電阻R16串聯(lián)組成分壓網絡后外接開關SI與地端，電容C9并聯(lián)于電阻R16兩端，電阻R7與電阻R16之間的節(jié)點為檢測電壓輸出端ロ，與主控芯片4對應的管腳連接；
[0047]電阻R27、熱敏電阻NTCl、電阻R33和電容C16，用于檢測電池組溫度，電阻R27與熱敏電阻NTCl串聯(lián)，電阻R33和電容C16串聯(lián)后與熱敏電阻NTCl并聯(lián)，電阻R33和電容C16之間的節(jié)點為檢測溫度的輸出端ロ，與主控芯片4對應的管腳連接；
[0048]可調電阻S1VR、電阻R18和電容C11，用于調速控制，電阻R18和電容Cll串聯(lián)后并聯(lián)于可調電阻SlVR的可調端與地端之間，電阻R18和電容Cll之間的節(jié)點為調速控制信號的輸出端ロ，與主控芯片4對應的管腳連接。
[0049]電源電路5包括
[0050]電源開關SI，控制整個電路的通電，提供總電壓BAT+，并直接給三相驅動電路7供電；
[0051]電阻R2、電容C8、ニ極管D4、電阻R1、電容C6、穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7，用于提供電壓VCC到主控芯片4，電阻R2與電容C8串聯(lián)，ニ極管D4、電阻Rl和電容C6串聯(lián)后與電容C8并聯(lián)，穩(wěn)壓ニ極管Zl和電容C7并聯(lián)后與C6并聯(lián)，電阻Rl和電容C6之間的節(jié)點為電壓VCC的輸出端ロ，與主控芯片4對應的管腳連接；
[0052]電阻R3、電阻R14、M0S管Ql、穩(wěn)壓管Z2、電阻R22、電容C13、三極管Q3、電阻R15、電阻R23、電阻R35和三極管Q2，用于提供電壓VLED到照明指示電路I和電量顯示電路2，電阻R15與電阻R23串聯(lián)，三極管Q2的集電極與發(fā)射極并聯(lián)在電阻R23上，其中，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極連接有電阻R35，電阻R15與電阻R23之間的節(jié)點接入三極管Q3的基板，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極通過電阻R22連接到電阻R14與電容C23之間的節(jié)點，電阻R14的另一端與MOS管Ql的柵極、穩(wěn)壓管Z2的陽極相連，穩(wěn)壓管Z2的陰極連接MOS管Ql的源極，穩(wěn)壓管Z2的兩端并聯(lián)有電阻R3，M0S管Ql的漏極為電壓VLED的輸出端ロ ；
[0053]電阻R37、電容C21、電阻R39、三極管Q4、基準電壓芯片U1、電容C20、電阻R40、電阻R45和電容C22，用于提供電壓2V4到信號檢測輸入電路3，電阻R37和電容C21串聯(lián)，電阻R37和電容C21之間的節(jié)點接入三極管Q4的集電極，三極管Q4的基極與基準電壓芯片Ul的陰極，基準電壓芯片Ul的參考極接到電阻R40與R45之間的節(jié)點，電阻R40的另一端與三極管Q4的發(fā)射極相連，三極管Q4的集電極與基極并聯(lián)有電阻R39，電阻R45兩端并聯(lián)有電容C20，電容C22 —端接到三極管Q4的發(fā)射極，另一端接地，三極管Q4的發(fā)射極為電壓2V4的輸出端ロ。
[0054]照明指示電路I包括電阻R28和發(fā)光二極管LED4，電阻R28與發(fā)光二極管LED4的陽極相連，發(fā)光二極管LED4的陰極接地。
[0055]電量指示電路2包括發(fā)光二極管LEDl、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3、分別串聯(lián)在各發(fā)光二極管的陰極與地之間的三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7 ;所述各三極管的基極通過電阻R34、電阻R17和電阻R29連接至主控芯片4對應的管腳。
[0056]霍爾檢測電路6包括與傳感器對應管腳相連的電阻R46、電阻R47和電阻R48，以及陽極分別與各電阻串聯(lián)的二極管D9、二極管DlO和二極管Dll ;所述二極管D9、二極管DlO和二極管Dll的陰極相連，并連接至主控芯片4對應的管腳。
[0057]三相驅動電路7可分為結構相同的U、V、W三相驅動電路，其中U相電路包括組成U相自舉電路的二極管D1、電容C3、電阻R19、二極管D5，以及相互串聯(lián)后連接在電壓BAT+與地之間的MOS管QUHl和MOS管QULl ;所述MOS管QUHl的源極與MOS管QULl的漏極相連，MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點與U相自舉電路連接，MOS管QUHl的柵極和MOS管QULl的柵極分別通過電阻R4和電阻R24連接至主控芯片4對應的管腳，MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點輸出U相信號驅動無刷直流電機。
[0058]電流檢測電路8包括電阻R36、電阻R55、電阻R56和電容C32 ；電阻R36兩端分別接入電阻R55和電阻R56，電阻R55和電阻R56另一端連接到主控芯片對應的管腳，電阻R55和電阻R56之間連接有濾波電容C32。
[0059]開關SI閉合后，首先獲得電源電壓BAT+ ;電阻R2和電容C8組成RC濾波器，經單向導通二極管D4，穩(wěn)壓二極管Zl限制輸出電壓VCC的幅度，經過限流電阻R1，濾波電容C6，電容C7濾波，輸出相對穩(wěn)定的電壓VCC給主控芯片；鋰電池組電壓經偏置電阻R15、電阻R23分壓從而使三極管Q3導通，電阻R3、電阻R14、電阻R22組成的分壓網絡使MOS管Ql導通獲得電壓VLED ；電壓VCC分支經電阻R37，電容C21濾波。電阻R39提供三極管Q4的偏置，電阻R40，電阻R45組成反饋網絡提供給基準電壓芯片Ul保持三極管基極穩(wěn)定，從而保持恒定的電壓2V4輸出。電容C20濾除干擾雜波，電容C22濾除紋波。
[0060]電阻R35，三極管Q2控制照明指示電路及電量指示電路的電壓VLED，由主控芯片對應的管腳輸出的PW_CTR信號控制，當輸出為高電平時，三極管Q2導通，三極管Q3截止，MOS管Ql延遲截止，其延遲時間由電阻R3，電阻R14，電容C13組成的RC時間常數決定，延遲時間大于等于預設值。
[0061 ] 電壓VLED經電阻R28限流驅動發(fā)光二極管LED4，發(fā)光二極管LED4提供照明功能。如發(fā)生任何一種報警信號，則發(fā)光二極管LED4閃爍，以提示處于工作異常狀態(tài)。
[0062]電阻R8，電阻R34，發(fā)光二極管LEDl，三極管Q5組成LEDl驅動電路。主控芯片對應的管腳輸出LEDl信號經電阻R34控制三極管Q5的通斷，即可控制發(fā)光二極管LEDl的亮滅，電阻R8起限流作用；電阻R9，電阻R17，發(fā)光二極管LED2，三極管Q6組成LED2驅動電路。主控芯片對應的管腳輸出LED2信號經電阻R17控制三極管Q6的通斷，即可控制發(fā)光二極管LED2的亮滅，電阻R9起限流作用；電阻R10，電阻R29，發(fā)光二極管LED3，三極管Q7組成發(fā)光二極管LED3驅動電路。主控芯片對應的管腳輸出LED3信號經電阻R29控制三極管Q75的通斷，即可控制LED3的亮滅，電阻RlO起限流作用。
[0063]發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3用于電量顯不。最長顯不時間約為6S，開關SI斷開，則電量顯示燈自動熄滅。
[0064]電阻R7，電阻R16組成分壓網絡，經濾波電容C9輸入到主控芯片作AD轉換，獲取電池組實時電壓。其中，主控芯片內部具有2.4V的AD參考源；電阻R27，熱敏電阻NTCl組成分壓網絡，經電阻R33，濾波電容C16輸入到主控芯片作AD轉換，獲取電池組實時溫度；可調電阻SlVR上下滑動，中心抽頭獲得分壓比，經電阻R18，濾波電容Cll輸入到主控芯片作AD轉換，獲取速度參考值；切換開關S2撥向端ロ CW，上拉電阻R18使得端ロ CW呈現(xiàn)高電平I，切換開關S2撥向端ロ CCW，上拉電阻R18使得CCW呈現(xiàn)高電平I。
[0065]三相驅動電路7的電流流經電阻R36，經電阻R55，電阻R56，濾波電容C32輸入到主控芯片，經內部10 bits AD轉換處理獲取實時電流值。
[0066]無刷直流電機內部的霍爾傳感器信號經電阻R46，電阻R47，電阻R48輸入到主控芯片做轉子位置判斷處理。ニ極管D9，ニ極管D10，ニ極管Dll起電平鉗位作用。
[0067]主控芯片是ー個單電源的集成電機預驅動器的控制器，具有6通道PWM高端預驅動和低端預驅動，內置充電泵轉換電路。與外部三相驅動電路組合起來控制無刷直流電機。
[0068]電容C26，電容C27用于主控芯片內核電源濾波；電容C25用于主控芯片內部電源V3P3D濾波；電容C23，電容C24用于主控芯片內部電源V7A濾波；電阻R52，電容C28，電容C29用于主控芯片內部電源V7P和V7TORV濾波。電容C30是主控芯片內部電源V3P3A濾波。
[0069]ニ極管Dl，電容C3，電阻R19，ニ極管D5組成U相自舉電路。當U相MOS管QULl處于導通階段，電源V7P電壓經ニ極管Dl，電容C3，電阻R19，U相MOS管QULl回路對C3充電。當MOS管QULl關閉，QUHl導通階段，電容C3下端電壓上升到BAT+，電容C3上端電壓上升到V7P + BAT+，此自舉電壓經端ロ UBOOT輸入到主控芯片，經內部電路處理，輸出到端ロ UHSD以驅動高端MOS管QUHl。電阻Rll是MOS管QUHl的GS (柵源)下拉電阻，穩(wěn)壓管Z3限制MOS管QUHl的GS電壓。電阻R24，電阻R30，穩(wěn)壓管Z6，M0S管QULl組成U相低端驅動。電阻R30是MOS管QULl的GS下拉電阻，穩(wěn)壓管Z6限制MOS管QULl的GS電壓。
[0070]ニ極管D2，電容C4，電阻R20，ニ極管D6組成V相自舉電路。當V相MOS管QVLl處于導通階段，電源V7P電壓經ニ極管D2，電容C4，電阻R20，V相MOS管QVLl回路對C4充電。當MOS管QVLl關閉，QVHl導通階段，電容C4下端電壓上升到BAT+，電容C4上端電壓上升到V7P + BAT+，此自舉電壓經端ロ VBOOT輸入到主控芯片，經內部電路處理，輸出到端ロ VHSD以驅動高端MOS管QVHl。電阻R12是MOS管QVHl的GS (柵源)下拉電阻，穩(wěn)壓管TA限制MOS管QVHl的GS電壓。電阻R25，電阻R31，穩(wěn)壓管Z7，M0S管QVLl組成V相低端驅動。電阻R31是MOS管QVLl的GS下拉電阻，穩(wěn)壓管Z7限制MOS管QVLl的GS電壓。
[0071]ニ極管D3，電容C5，電阻R21，ニ極管D7組成W相自舉電路。當W相MOS管QWLl處于導通階段，電源V7P電壓經ニ極管D3，電容C5，電阻R21，W相MOS管QWLl回路對C5充電。當MOS管QWLl關閉，QffHl導通階段，電容C5下端電壓上升到BAT+，電容C5上端電壓上升到V7P + BAT+，此自舉電壓經WBOOT輸入到主控芯片，經內部電路處理，輸出到端ロWHSD以驅動高端MOS管QWHl。電阻R13是MOS管QWHl的GS (柵源)下拉電阻，穩(wěn)壓管Z5限制MOS管QffHl的GS電壓。電阻R26，電阻R32，穩(wěn)壓管Z8，MOS管QffLl組成W相低端驅動。電阻R32是MOS管QWLl的GS下拉電阻，穩(wěn)壓管Z8限制MOS管QWLl的GS電壓。
[0072]主控芯片依據檢測到的信息來控制三相驅動電路輸出。具體過程如下:
[0073]電流檢測信號CSP/CSN，經主控芯片內部10 bits AD轉換，獲得實時工作電流值，如果此電流值小于所設定的最大工作電流值，那么主控芯片輸出相應占空比的U/V/W三相PWM信號給三相驅動電路，驅動無刷直流電機工作。否則主控芯片關閉U/V/W三相PWM信號，停止無刷直流電機工作。
[0074]霍爾檢測信號經主控芯片分析處理，未出現(xiàn)霍爾信號異常，那么主控芯片輸出相應占空比的U/V/W三相PWM信號給三相驅動電路，驅動無刷直流電機工作。如發(fā)生斷線或短路情形時，主控芯片關閉U/V/W三相PWM信號，停止無刷直流電機工作。
[0075]調速信號SV經主控芯片內部10 bits AD轉換，獲得參考速度，主控芯片輸出相應占空比的υ/V/W三相PWM信號給三相驅動電路，驅動無刷直流電機。
[0076]電壓檢測信號BAT_AD經主控芯片內部10 bits AD轉換，獲得鋰電池組實時電壓，如果此電壓在+15V-24V之間，那么主控芯片輸出相應占空比的U/V/W三相PWM信號給三相驅動電路，驅動無刷直流電機工作。否則主控芯片關閉U/V/W三相PWM信號，停止無刷直流電機工作。
[0077]溫度檢測信號BAT_NTC經主控芯片內部10 bits AD轉換，獲得鋰電池組實時溫度，如果此溫度在O °C -45 °C之間，那么主控芯片輸出相應占空比的U/V/W三相PWM信號給三相驅動電路，驅動無刷直流電機工作。否則主控芯片關閉U/V/W三相PWM信號，停止無刷直流電機工作。
[0078]正/反轉檢測信號CW/CCW經主控芯片讀取，主控芯片依據下表輸出相應占空比的υ/V/W三相PWM信號給三相驅動電路。
[0079]
【權利要求】
1.一種電動工具的控制電路，連接于鋰電池組與無刷直流電機之間，包括 主控芯片(4)，用于控制各電路協(xié)調工作；其特征在于:還包括， 電源電路(5)，用于向各電路提供合適的電源，連接于鋰電池組與各相關電路之間；三相驅動電路(7)，接收主控芯片(4)輸出的控制信號，驅動或停止電機工作，連接于主控芯片(4)與無刷直流電機之間； 信號檢測輸入電路(3)，用于檢測調速輸入信號、檢測電池組溫度信號、檢測電池組電壓信號、檢測正轉/反轉輸入信號，與主控芯片(4)相連； 霍爾檢測電路(6)，提供用于電機霍爾器件的工作電源，及霍爾信號的連接輸入，連接于主控芯片(4)與無刷直流電機之間； 電流檢測電路(8)，檢測電機的工作電流，其信號采集端連接三相驅動電路(7)，其信號輸出端連接主控芯片(4)。
2.根據權利要求1所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述信號檢測輸入電路(3)包括 上拉電阻R38和切換開關S2，用于檢測無刷直流電機正/反轉，切換開關S2的端ロ 2通過上拉電阻R38與主控 芯片(4)對應的管腳連接，切換開關S2的端ロ I與主控芯片(4)對應的管腳連接，切換開關S2的端ロ 3與主控芯片(4)對應的管腳連接； 電阻R7、電阻R16和電容C9，用于檢測電池組電壓，電阻R7與電阻R16串聯(lián)組成分壓網絡后外接開關SI與地端，電 容C9并聯(lián)于電阻R16兩端，電阻R7與電阻R16之間的節(jié)點為檢測電壓輸出端ロ，與主控芯片(4)對應的管腳連接； 電阻R27、熱敏電阻NTCl、電阻R33和電容C16，用于檢測電池組溫度，電阻R27與熱敏電阻NTCl串聯(lián)，電阻R33和電容C16串聯(lián)后與熱敏電阻NTCl并聯(lián)，電阻R33和電容C16之間的節(jié)點為檢測溫度的輸出端ロ，與主控芯片(4)對應的管腳連接； 可調電阻S1VR、電阻R18和電容C11，用于調速控制，電阻R18和電容Cll串聯(lián)后并聯(lián)于可調電阻SlVR的可調端與地端之間，電阻R18和電容Cll之間的節(jié)點為調速控制信號的輸出端ロ，與主控芯片(4)對應的管腳連接。
3.根據權利要求2所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述電源電路(5)包括 電源開關SI，控制整個電路的通電，提供總電壓BAT+，并直接給三相驅動電路(7)供電； 電阻R2、電容C8、二極管D4、電阻R1、電容C6、穩(wěn)壓二極管Zl和電容C7，用于提供電壓VCC到主控芯片(4)，電阻R2與電容C8串聯(lián)，二極管D4、電阻Rl和電容C6串聯(lián)后與電容C8并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管Zl和電容C7并聯(lián)后與C6并聯(lián)，電阻Rl和電容C6之間的節(jié)點為電壓VCC的輸出端ロ，與主控芯片(4)對應的管腳連接； 電阻R3、電阻R14、M0S管Q1、穩(wěn)壓管Z2、電阻R22、電容C13、三極管Q3、電阻R15、電阻R23、電阻R35和三極管Q2，用于提供電壓VLED到照明指示電路(I)和電量顯示電路(2)，電阻R15與電阻R23串聯(lián)，三極管Q2的集電極與發(fā)射極并聯(lián)在電阻R23上，其中，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極連接有電阻R35，電阻R15與電阻R23之間的節(jié)點接入三極管Q3的基板，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極通過電阻R22連接到電阻R14與電容C23之間的節(jié)點，電阻R14的另一端與MOS管Ql的柵極、穩(wěn)壓管Z2的陽極相連，穩(wěn)壓管Z2的陰極連接MOS管Ql的源極，穩(wěn)壓管Z2的兩端并聯(lián)有電阻R3，M0S管Ql的漏極為電壓VLED的輸出端口 ； 電阻R37、電容C21、電阻R39、三極管Q4、基準電壓芯片U1、電容C20、電阻R40、電阻R45和電容C22，用于提供電壓2V4到信號檢測輸入電路(3)，電阻R37和電容C21串聯(lián)，電阻R37和電容C21之間的節(jié)點接入三極管Q4的集電極，三極管Q4的基極與基準電壓芯片Ul的陰極，基準電壓芯片Ul的參考極接到電阻R40與R45之間的節(jié)點，電阻R40的另一端與三極管Q4的發(fā)射極相連，三極管Q4的集電極與基極并聯(lián)有電阻R39，電阻R45兩端并聯(lián)有電容C20，電容C22 —端接到三極管Q4的發(fā)射極，另一端接地，三極管Q4的發(fā)射極為電壓2V4的輸出端口。
4.根據權利要求3所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述霍爾檢測電路(6)包括與傳感器對應管腳相連的電阻R46、電阻R47和電阻R48，以及陽極分別與各電阻串聯(lián)的二極管D9、二極管DlO和二極管Dll ;所述二極管D9、二極管DlO和二極管Dll的陰極相連，并連接至主控芯片(4)對應的管腳。
5.根據權利要求4所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述三相驅動電路(7)可分為結構相同的U、V、W三相驅動電路，其中U相電路包括組成U相自舉電路的二極管Dl、電容C3、電阻R19、二極管D5，以及相互串聯(lián)后連接在電壓BAT+與地之間的MOS管QUHl和MOS管QULl ;所述MOS管QUHl的源極與MOS管QULl的漏極相連，MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點與U相自舉電路連接，MOS管QUHl的柵極和MOS管QULl的柵極分別通過電阻R4和電阻R24連接至主控芯片(4)對應的管腳，MOS管QUHl與MOS管QULl的之間的節(jié)點輸出U相信號驅動無刷直流電機。
6.根據權利要求5所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述電流檢測電路(8)包括電阻R36、電阻R55、電阻 R56和電容C32 ;電阻R36兩端分別接入電阻R55和電阻R56，電阻R55和電阻R56另一端連接到主控芯片對應的管腳，電阻R55和電阻R56之間連接有濾波電容C32。
7.根據權利要求6所述的電動工具的控制電路，其特征在于，還包括 照明指示電路(1)，用于開機時照明，保證每次開機不低于預設的照明時間，也用于整個電路系統(tǒng)發(fā)生異常時的警告指示，與主控芯片(4)相連； 電量指示電路(2)，用于開機時顯示電量，每次開機最長不大于預設的電量顯示時間，系統(tǒng)斷電則自動熄滅，與主控芯片(4)相連。
8.根據權利要求7所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述照明指示電路(I)包括電阻R28和發(fā)光二極管LED4，電阻R28與發(fā)光二極管LED4的陽極相連，發(fā)光二極管LED4的陰極接地。
9.根據權利要求8所述的電動工具的控制電路，其特征在于，所述電量指示電路(2)包括發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2、發(fā)光二極管LED3、分別串聯(lián)在各發(fā)光二極管的陰極與地之間的三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7 ;所述各三極管的基極通過電阻R34、電阻R17和電阻R29連接至主控芯片(4)對應的管腳。
【文檔編號】H02P6/00GK203399033SQ201320554024
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權日:2013年9月9日
【發(fā)明者】肖陽作 申請人:惠州市藍微電子有限公司