[发明专利]制动电动工具的方法

说明书

本发明涉及一种无刷直流(BLDC)电机的两阶段制动方法。该方法包括：根据换向方案控制开关阵列来驱动无刷直流电机，以降低无刷直流电机的速度，允许无刷直流电机惯性减速，确定无刷直流电机的速度，以及致动高侧开关和/或低侧开关以基本停止无刷直流电机的旋转运动。

技术领域

本发明一般涉及一种电动工具的电动无刷电机的制动。

背景技术

电动工具，例如由无刷直流(BLDC)电机驱动的电动棘轮扳手、钻头、砂轮和驱动器，通常用于汽车、工业和家庭应用中，用于拧紧和拧松工件(例如螺纹紧固件)以及例如对工件施加扭矩和/或角位移。电动工具通常使用三种方法之一来制动无刷直流电机。一种方法允许无刷直流电机在停止供电时惯性减速至停止。虽然这种方法不会损坏电动工具的电气开关或其他电路部件，但对用户而言，这是一种耗时、繁琐且可能具有潜在危险性的方法。例如，如果用户出于安全原因(例如，衣服被夹在工具中)需要立即停止无刷直流电机的旋转，则通过允许无刷直流电机惯性减速至停止而不是立即停止，可能会对用户造成物理伤害。

另一种方法是使用利用微控制器或微处理器计算机在软件中实现的无刷直流电机换向来使无刷直流电机减速至停止。例如，换向方案可由微控制器或微处理器计算机实现，以反向驱动电机。但是，该方法需要高总线电压电容以防止在制动期间损坏电动工具的电气开关或其他电气部件。此外，这种方法还会导致无刷直流电机部件过早磨损。

第三种方法同时致动所有高侧电气开关或所有低侧电气开关，使电机相位一起短路并停止电机。然而，这种方法会导致高电流流过电气开关，这会损坏电动工具的电气开关或其他电气部件。

发明内容

本发明广泛地涉及电动工具的电动无刷直流(BLDC)电机的两阶段制动。在第一阶段，控制器使无刷直流电机交替换向，并使无刷直流电机惯性减速以允许无刷直流电机减速至较低速度。当控制器命令较低速度并使无刷直流电机换向时，总线电压将升高，但当允许无刷直流电机惯性减速时，总线电压降低。重复该步骤时，无刷直流电机的速度迅速下降。在第二阶段，一旦电机中剩余的能量是极小的，所有三个高侧开关或低侧开关都将接通以完全制动电机。这种两阶段制动方法可快速地使无刷直流电机停止，不允许总线电压增加至损坏水平，并最大限度地降低高电流流经电动工具的电气开关或其他电气部件可能造成损坏的可能性。

在一个实施例中，本发明广泛包括计算机实现的电动工具的电动无刷直流电机的两阶段制动方法。该方法包括：根据换向方案控制开关阵列来驱动无刷直流电机以降低无刷直流电机的速度，允许无刷直流电机惯性减速，确定无刷直流电机的速度，以及致动所有高侧和/或低侧开关以基本停止无刷直流电机的旋转运动。

在另一实施例中，本发明广泛包括电动工具。所述电动工具包括适于驱动所述电动工具的驱动凸耳的无刷直流电机、适于选择性地将来自电源的功率供应到所述无刷直流电机的开关阵列、以及控制器，该控制器适于：根据换向方案控制开关阵列来驱动所述无刷直流电机以使所述无刷直流电机减速、允许所述无刷直流电机惯性减速、确定所述无刷直流电机的速度、以及致动所有高侧和/或低侧开关以基本停止无刷直流电机的旋转运动。

附图说明

出于使寻求保护的主题容易理解的目的，在附图中示出了其实施例，通过查看附图，当结合下列描述进行考虑时，所寻求保护的主题、其构造和操作以及许多其优点应会容易地理解和获知。

图1是根据本发明一实施例的示例性工具(例如电动棘轮工具)的透视图，该工具包括受控的无刷直流电机。

图2是根据本发明一实施例的具有无刷直流电机的电动工具的示例性开关示意图。

图3是示出根据本发明一实施例的电动工具的电动无刷直流(BLDC)电机的制动方法的流程图。

具体实施方式