斷電保護(hù)控制裝置、斷電保護(hù)控制電路及電動(dòng)工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種斷電保護(hù)控制裝置，尤其是一種用于電動(dòng)工具的斷電保護(hù)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的手持式工具，如角磨機(jī)或直磨機(jī)，通常采用的是普通ON+OFF帶鎖定功能的開關(guān)。用戶工作過程中為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，喜歡將開關(guān)按鈕鎖定。而且用戶喜歡通過連接電源線插板上的開關(guān)通斷機(jī)器。如果開關(guān)在鎖定后接通電源，一旦電源接通，工具會(huì)立即啟動(dòng)。并且在意外斷電(由于插頭松動(dòng)等)的時(shí)候，如果突然來電，則工具也會(huì)立即啟動(dòng)。對(duì)于帶砂輪片或刀片的工具來說，這存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，需要斷電保護(hù)裝置以消除這一安全隱患。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的斷電保護(hù)控制裝置有兩種，一種采用單片機(jī)控制設(shè)計(jì)的帶斷電保護(hù)的開關(guān)，另一種是采用電磁鐵結(jié)構(gòu)的斷電保護(hù)控制裝置。而第一種方案的缺陷在于成本高，并且因?yàn)閱纹瑱C(jī)存在供電，存在靜態(tài)功耗的問題；而第二種方案的缺陷在于體積大，抗震性不好，并且電磁鐵同樣存在靜態(tài)功耗。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的斷電保護(hù)裝置均存在很多缺點(diǎn)，需要提供一種改進(jìn)的斷電保護(hù)裝置來克服上述缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本申請(qǐng)創(chuàng)新地提出一種利用全硬件控制，即純模擬電路實(shí)現(xiàn)的斷電保護(hù)控制裝置。該創(chuàng)新的斷電保護(hù)控制裝置成本低廉，制作簡單并且具有高可靠性。在該創(chuàng)新的斷電保護(hù)控制裝置的保護(hù)下，如果開關(guān)處于鎖定的時(shí)候接通電源，其所控制的負(fù)載(如電動(dòng)工具)不工作，需要重新接通開關(guān)，該負(fù)載才能開始工作。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種斷電保護(hù)控制裝置，其與電源輸入端、機(jī)械控制開關(guān)、電氣負(fù)載串聯(lián)構(gòu)成回路，所述裝置包括第一電容充電電路、時(shí)序差控制電路、第二電容充電電路、可控硅及其觸發(fā)電路，其中所述可控硅及其觸發(fā)電路中的雙向可控硅的兩個(gè)主端子被串聯(lián)在所述回路中，并且所述第一電容充電電路連接在所述電源輸入端的兩端上，以對(duì)所述第一電容充電電路中的第一電容進(jìn)行充電；所述第二電容充電電路被配置為響應(yīng)于所述第一電容上的高電壓值以及所述機(jī)械控制開關(guān)的接通將耦合到所述雙向可控硅的控制極的第二電容充電到足以觸發(fā)所述雙向可控硅的高電壓值并且響應(yīng)于所述機(jī)械控制開關(guān)的關(guān)斷和/或所述第一電容的低電壓值不將所述第二電容充電到所述高電壓值；所述時(shí)序差控制電路被配置為響應(yīng)于所述機(jī)械控制開關(guān)的先接通以及所述電源輸入端的后供電對(duì)所述第一電容進(jìn)行放電并且響應(yīng)于所述電源輸入端的先供電以及所述機(jī)械控制開關(guān)的后接通不對(duì)所述第一電容進(jìn)行放電；所述可控硅及其觸發(fā)電路響應(yīng)于所述第二電容的所述高電壓值被觸發(fā)而導(dǎo)通所述雙向可控硅。
[0006]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第二電容充電電路包括第二晶體管開關(guān)，所述第二晶體管開關(guān)的控制極耦合到所述第一電容；所述時(shí)序差控制電路包括第一晶體管開關(guān)，所述第一晶體管開關(guān)的控制極經(jīng)由電阻器和第二電容耦合到所述機(jī)械控制開關(guān)。
[0007]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一電容與所述第二晶體管開關(guān)的控制極之間串聯(lián)有一二極管。
[0008]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一電容充電電路中串聯(lián)有一二極管。
[0009]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一和第二晶體管開關(guān)分別通過各種類型的三極管、場效應(yīng)管和可控硅中的一種來實(shí)施。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種斷電保護(hù)控制電路，其與電源輸入端、機(jī)械控制開關(guān)、電氣負(fù)載串聯(lián)構(gòu)成回路，所述電路主要包括以下元件:第一晶體管開關(guān)、第二晶體管開關(guān)、第一電容器、第二電容器和雙向可控硅，其中所述雙向可控硅的兩個(gè)主端子串聯(lián)于所述回路中，所述第一電容器與第一電阻器構(gòu)成的串聯(lián)電路連接在所述電源輸入端的兩端；所述第二電容器的第一端耦合到所述雙向可控硅的控制端，而第二端經(jīng)由所述第二晶體管開關(guān)連接到所述可控硅中遠(yuǎn)離所述機(jī)械控制開關(guān)的主端子，所述第一晶體管開關(guān)被并聯(lián)在所述第一電容器兩端，所述第一晶體管開關(guān)的控制端經(jīng)由第二電阻器連接到所述第二電容器的第二端，并且經(jīng)由第三電阻器連接到所述雙向可控硅中遠(yuǎn)離所述機(jī)械控制開關(guān)的主端子；所述第二晶體管開關(guān)的控制端連接到所述第一電容器與所述第一電阻器之間的接點(diǎn)，并且所述第一晶體管開關(guān)的另一主端子和所述第二晶體管開關(guān)的另一主端子均連接到所述雙向可控硅中遠(yuǎn)離所述機(jī)械控制開關(guān)的主端子；所述雙向可控硅中靠近所述機(jī)械控制開關(guān)的主端子經(jīng)由第四電阻器耦合到所述雙向可控硅的控制端。
[0011]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一電容器兩端還并聯(lián)有第五電阻器。
[0012]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一電阻器與所述第一電容器的串聯(lián)電路中還串聯(lián)有二極管。
[0013]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，在所述第二晶體管開關(guān)的控制端和所述第一電容器與所述第一電阻器之間的接點(diǎn)之間設(shè)置有二極管。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面，提供了一種電動(dòng)工具，所述電動(dòng)工具包括根據(jù)上述的斷電保護(hù)控制裝置或上述的斷電保護(hù)控制電路以用于控制所述電動(dòng)工具中的電氣負(fù)載的工作。
[0015]上述實(shí)施例解決了防止在開關(guān)被接通的情況下由于電源的突然接通而導(dǎo)致的電氣負(fù)載意外啟動(dòng)的技術(shù)問題，并且實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)電氣負(fù)載的安全性的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0016]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的斷電保護(hù)控制裝置的功能框圖。
[0017]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的斷電保護(hù)控制裝置的電路原理圖。
[0018]圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型的第一優(yōu)選實(shí)施例的斷電保護(hù)控制裝置的詳細(xì)電路圖。
[0019]圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型的第二優(yōu)選實(shí)施例的斷電保護(hù)控制裝置的詳細(xì)電路圖。
[0020]應(yīng)當(dāng)注意到，以下具體實(shí)施例及其附圖是用于闡明本實(shí)用新型的原理并且說明其具體實(shí)施例的目的，而并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。本實(shí)用新型還覆蓋落入權(quán)利要求中限定的本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)的其它修改、變型和等同形式。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如本文中使用的術(shù)語“連接到”表示在連接的兩個(gè)元件之間不存在中間元件。而如本文中使用的術(shù)語“耦合到”表示在連接的兩個(gè)元件之間可以存在或可以不存在中間元件。
[0022]本實(shí)用新型的創(chuàng)新構(gòu)思在于，在可控硅(也稱為晶閘管)觸發(fā)電路的基礎(chǔ)上通過利用晶體管的開關(guān)特性來控制電容的充放電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)可控硅的選擇性觸發(fā)，由此實(shí)現(xiàn)防止當(dāng)電氣負(fù)載的開關(guān)處于接通的時(shí)候電氣負(fù)載在電源被斷開然后被接通的情況下的突然啟動(dòng)，由此消除潛在危險(xiǎn)，而用戶僅僅需要重新接通開關(guān)(即關(guān)閉開關(guān)后重新接通開關(guān))即能實(shí)現(xiàn)電氣負(fù)載的重新啟動(dòng)。
[0023]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的斷電保護(hù)裝置的功能框圖。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的斷電保護(hù)裝置的電路原理圖。由圖中可看出，該斷電保護(hù)裝置(圖1中的虛線框所指示的)大致包括5個(gè)部分，具體為第一電容充電電路1、時(shí)序差控制電路3、第二電容充電電路4、可控硅及其觸發(fā)電路5以及可選的防誤動(dòng)作電路6。當(dāng)然該裝置還與機(jī)械控制開關(guān)2、電氣負(fù)載7和用于提供交流電源的供電端子(即電源輸入端)L和N串聯(lián)連接成回路。該電氣負(fù)載7可以是各種電動(dòng)工具中的電動(dòng)機(jī)，或其它電氣負(fù)載。該電動(dòng)工具例如是手持類電動(dòng)工具(如角磨機(jī)、直磨機(jī)、電鋸等)，或臺(tái)式電動(dòng)工具(如刨床、磨床等)。
[0024]第一電容充電電路I被配置為響應(yīng)于電源的供電對(duì)第一電容Cl進(jìn)行充電。該輸入端充電電路I例如由圖2中的電阻Rl和電容Cl (其例如是電解電容)的串聯(lián)電路構(gòu)成。根據(jù)可選的實(shí)施例，該輸入端充電電路I中還可以設(shè)置有二極管Dl。二極管Dl的功能為半波整流，即通過交流電中的正半波并且阻擋交流電中的負(fù)半波，或者通過交流電中的負(fù)半波而阻擋交流電中的正半波。電容Cl的功能為濾波并且存儲(chǔ)電荷，而由于電容Cl耦合到晶體管開關(guān)Q2的控制極(兩者之間可存在可選的二極管D2)，因此電容Cl上的電壓值大小將是晶體管開關(guān)Q2是否導(dǎo)通的一個(gè)條件。
[0025]機(jī)械控制開關(guān)2為連接到電氣負(fù)載7的由用戶手動(dòng)操作的控制開關(guān)，并且可以是帶鎖定功能的開關(guān)。
[0026]第二電容充電電路4被配置為響應(yīng)于第一電容Cl的高電壓值以及機(jī)械控制開關(guān)2的接通將耦合到可控硅Tl的控制極的第二電容C2充電到足以觸發(fā)雙向可控硅的高電壓值并且響應(yīng)于機(jī)械控制開關(guān)2的關(guān)斷和/或第一電容Cl的低電壓值不將第二電容C2充電到高電壓值。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例(如圖2所示)，第二電容充電電路4由限流電阻R4、第二電容C2和晶體管開關(guān)Q2(其可以是三極管、場效應(yīng)管或可控硅)構(gòu)成。而C2的充電電壓決定了雙向可控硅Tl是否被觸發(fā)。晶體管開關(guān)Q2的導(dǎo)通與否由施加到其控制極(如在三極管的情況下的基極和在場效應(yīng)管的情況下的柵極)處的電壓(大致為電容Cl上的電壓)以及主端子(如在三極管的情況下的集電極和發(fā)射極和在場效應(yīng)管的情況下的漏極和源極)處的電壓(取決于機(jī)械開關(guān)2是否被接通)決定。另外，晶體管開關(guān)Q2的導(dǎo)通與否決定了 C2上的充電電壓的大小。在恰當(dāng)設(shè)置好限流電阻的電阻值的前提下，在Q2不導(dǎo)通的情況下，C2不能被充到可觸發(fā)可控硅Tl的電壓；而在Q2導(dǎo)通的情況下，C2可被充到可觸發(fā)可控硅Tl的電壓處。
[0027]時(shí)序差控制電路3被配置為響應(yīng)于機(jī)械控制開關(guān)2的先接通以及電源的后供電對(duì)第一電容Cl進(jìn)行放電并且響應(yīng)于電源的先供電以及機(jī)械控制開關(guān)2的后接通不對(duì)第一電容Cl進(jìn)行放電。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例(如圖2所示)，時(shí)序差控制電路3包括晶體管開關(guān)Ql (其可以是三極管、場效應(yīng)管或可控硅)、電阻R2和R3。Ql的控制極經(jīng)由電阻器和第二電容C2耦合到機(jī)械控制開關(guān)2。其中Ql的導(dǎo)通與否由施加到Ql的控制極上的電壓(即機(jī)械控制開關(guān)I的先接通)以及施加到Ql的主端子(如在三極管的情況下的集電極和發(fā)射極和在場效應(yīng)管的情況下的漏極和源極)上的電壓(即電源的后供電來決定。而晶體管Ql的導(dǎo)通與否還間接決定了晶體管Q2是否被導(dǎo)通。
[0028]可控硅及其觸發(fā)電路5包括雙向可控硅Tl和雙向觸發(fā)二極管D3。其中雙向觸發(fā)二極管D3