[发明专利]无电刷电动机驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动无电刷电动机的驱动电路；以及，更具体地，涉及驱动用在可充电电动工具中的无电刷电动机的驱动电路。

背景技术

公开了一种用于通过采用电池作为其电源来驱动DC无电刷电动机的驱动电路(参见，例如，日本专利申请公开No.H06-104000)。在该传统的示例中，当控制单元基于从无电刷电动机的位置检测单元(未示出)输出的信号，通过经由驱动器电路切换包括多个场效应晶体管(FET)的桥式电路，来使无电刷电动机旋转时，由浮动(floating)电压生成器(引导电路)生成将提供至FET的栅极的电压。

同时，如图3所示，施加在栅极和源极(后文中，称为“栅/源电压”)之间的更高的电压会降低导通电阻并因此减少热发散。另一方面，更低的栅/源电压会升高导通电阻并因此增加热发散。在图3中所示的FET的情况下，优选地施加7V或更高的栅/源电压。

另一方面，控制单元典型地由微计算机形成，并且其驱动电压为约3或5V，这低于所需要的栅/源电压。

在使用电池供电的电动工具的情况下，电池电压在完全充满状态下较高，并随着电池电量的降低而变低。为了增加每个充电周期的工作量，可能需要在即使电池电量较低，并因此电池电压较低的情况下仍然操作电动工具。然而，当电池电压降低时，FET的栅/源电压也降低，这会导致增加的热发散，并使FET的运行不稳定。

因此，当电池电压变得低于参考电压时，需要停止电动工具的操作。然而，由于参考电压高于控制单元的可操作电压范围，因此参照参考电压来停止电动工具的操作会导致每单个充电周期工作量的减小。

发明内容

考虑上述，本发明提供了即使在电池电压降低时仍然能够维持无电刷电动机的操作的无电刷电动机驱动电路。

根据本发明的一个实施例，提供了无电刷电动机驱动电路，其包括：电池，用于向所述无电刷电动机驱动电路供电；驱动器电路；桥式电路，其包括多个N沟道场效应晶体管(FET)；控制单元，用于通过基于转子位置检测信号，经由所述驱动器电路而切换所述桥式电路，来使无电刷电动机旋转；浮动电压生成器，用于将电压施加至所述桥式电路的第一组所述FET；以及转换器，其从所述电池供电。所述转换器的输出连接至所述桥式电路的所述第一组FET的所述浮动电压生成器的输入并且连接至所述桥式电路的第二组所述FET的所述驱动器电路的输入，以专门向所述FET的栅极供电，以及所述控制单元从所述电池供电而不使用所述转换器。

根据本发明的另一实施例，提供了一种无电刷电动机驱动电路，包括：电池，用于向所述无电刷电动机驱动电路供电；驱动器电路；桥式电路，其包括多个N沟道场效应晶体管(FET)；控制单元，用于通过基于位置检测信号，经由所述驱动器电路而切换所述桥式电路，来使无电刷电动机旋转；第一转换器，用于专门向所述桥式电路的第一组所述FET的栅极供电；以及第二转换器，用于专门向所述桥式电路的第二组所述FET的栅极供电。所述第一转换器的输出电压高于所述第二转换器的输出电压，以及所述控制单元从所述电池供电而不使用所述第一转换器和所述第二转换器。

当所述转换器(或者，所述第一或第二转换器)的电压等于或者低于预设电压时，所述控制单元停止所述FET的运行。此外，所述无电刷电动机驱动电路还可以包括布置在所述FET附近的温度检测单元。所述控制单元可以基于由所述温度检测单元检测到的温度来改变所述预设电压。

根据本发明，通过转换器向FET的栅极供电，因此，在即使电池电压变得更低时也可以获得FET的稳定运行。此外，虽然电池电压略微降低，也不需要停止FET的运行。因此，当用于电动工具时，可以增加每一个充电周期的工作量。此外，转换器专用于向FET的栅极供电。该电力从电池提供到具有高功耗的控制单元，而不用经过转换器。因此，可以采用额定电压小的转换器。

附图说明

根据结合附图给出的实施例的一些描述，本发明的目的和特征将变得显而易见，其中：

图1是示出了根据本发明第一实施例的用于驱动无电刷电动机的驱动电路的示意性电路图；

图2是示出了驱动电路的转换器的电路图；

图3说明了导通电阻和FET的栅/源电压之间的关系；

图4是示出了在该驱动电路用在电动工具中时的电池电压的变化的时间图；

图5是示出了根据本发明第二实施例的用于驱动无电刷电动机的驱动电路的示意性电路图；

图6是示出了根据本发明第三实施例的用于驱动无电刷电动机的驱动电路的示意性电路图；

图7是示出了驱动电路的转换器的电路图；