[发明专利]电动工具的负载保护电路及方法

说明书

技术领域

    本发明涉及控制电路技术领域，具体涉及一种电动工具的负载保护电路及方法。

背景技术

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：

 1、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信号低电平时，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，最终导致堵转、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，则导致此类电路参数配置困难，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参数解决。

发明内容

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。本发明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，本发明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输入接口、

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一二极管、

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二二极管、

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三二极管，

所述PWM输入接口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，所述第二二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，所述第三二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。

电动工具的负载保护方法，其特征在于：在所述电动工具的负载保护电路上进行电动工具的负载保护方法，包括以下步骤：

步骤（1）、使用负载电压检测电路检测负载两端电压或检测与负载两端电压相关联的电压值；