电动螺丝批的驱动电路的制作方法

电动螺丝批的驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电动螺丝批的驱动电路，包括有电源电路、电子换向器和控制电路，电源电路响应于外部交流电，以输出稳定的直流电源；电源电路耦接有浪涌电路，且浪涌电路响应于直流电源，以输出稳定的供电电压；浪涌电路与控制电路耦接，控制电路响应于供电电压以驱动无刷电机工作，控制电路包括有开关管和无刷电机，开关管响应于电子换向器输出的换向信号，以驱动无刷电机换向。本实用新型的目的在于提供一种保护并驱动电动螺丝批的控制电路，其在电动螺丝批的驱动电路产生尖峰电流或者电压等干扰时能够快速的消除干扰，避免元器件的烧损以及无刷电机的损坏，同时降低了稳态时的功耗。
【专利说明】
电动螺丝批的驱动电路

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动螺丝批，更具体地说，它涉及一种电动螺丝批控制电路的控制电路。

【背景技术】
[0002]现有的电动螺丝批主要使用串激电机，而串激电机在使用时噪音较大，而且受本身结构限制，串激电机需要使用碳刷，碳刷和滑环表面相接触，由于弹簧压力作用和材料弹性变形的缘故，使直接接触部分互相嵌入。当相对滑动时，因摩擦作用而形成磨损。如果碳刷颗粒粗硬，或含有如金刚砂之类的硬质颗粒，则会使机械磨损大大增加。同时由于碳刷中含有少量的碳化铁、碳化硅即金刚沙灰粉，以提高电刷的耐磨性能，但也会使集电环表面拉成沟槽，一旦形成沟槽对电机的危害极大。碳刷是非金属导电材料，电阻系数大，是铜的400倍。电阻产生的能耗高；持续的滑动摩擦导电产生的接触电阻、机械摩擦热耗，加上电刷的电阻能耗转化为高热易使弹簧失压及导线老化，引起接触不良、产生火花，严重影响电机正常运行。而且碳刷要依靠弹力与滑环表面接触，如果压力过小碳刷和滑环表面接触不稳定，容易引起电弧，使换向器磨损增大。压力过大，刷面的硬粒对滑环表面刮割严重，又会使机械磨损增加。而且现有的电动螺丝批在没有外部交流电的情况下无法工作，制约了其使用。
[0003]在申请号为CN200920114918.3的专利文献中记载了一种电动螺丝批，采用无刷电机以代替原有的有刷电机，降低噪音，避免碳刷的粉尘以及磨损，效率提高30%，机器寿命比串激电机高数倍。
[0004]直流无刷永磁电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按一定极对数(2p=2，4，…)组成。三相两极直流无刷电机结构，三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结，A、B、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3相接。位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联结。当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各项绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。常见的电子开关优选地可以选取MOS管作为开关器件。其中，MOS管在反复受控启闭的过程中，容易受到电流冲击，对MOS管造成损坏。当回路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，需要在较短的时间内，消除外界干扰，也避免了电流冲击对回路中无刷电机的损害。
实用新型内容
[0005]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种保护并驱动电动螺丝批的控制电路，其在电动螺丝批的驱动电路产生尖峰电流或者电压等干扰时能够快速的消除干扰，避免元器件的烧损以及无刷电机的损坏，同时降低了稳态时的功耗。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0007]一种电动螺丝批的驱动电路，包括有电源电路、电子换向器和控制电路，该电源电路响应于外部交流电，以输出稳定的直流电源；该电源电路耦接有浪涌电路，且该浪涌电路响应于该直流电源，以输出稳定的供电电压；该浪涌电路与控制电路耦接，该控制电路响应于该供电电压以驱动无刷电机工作，该控制电路包括有开关管和无刷电机，该开关管响应于电子换向器输出的换向信号，以驱动无刷电机换向。
[0008]作为本实用新型的一项设置，该电源电路包括有整流电路和稳压集成电路，所述整流电路与稳压集成电路耦接，且外部交流电经整流电路整流后，由稳压集成电路稳压，以输出恒定的该直流电源。
[0009]作为本实用新型的设置，该浪涌电路包括有三极管和场效应管，该场效应管的源极以及三极管的发射极均连接该直流电源，该场效应管的源极通过第一电阻与其漏极连接，该场效应管的漏极通过第一电容后接地，且该漏极通过第二电阻与三极管的基极连接，该三极管的集电极连接于场效应管的源极，其集电极与场效应管的栅极短接，该栅极通过第三电阻接地。
[0010]优选地，该控制电路的无刷电机包括有三组相序端，任意一组该相序端的一端耦接至浪涌电路，另一端通过一开关管后耦接至电源电路。
[0011]与现有技术相比，本实用新型针对控制电路中的开关管在反复换向启闭过程中，容易造成浪涌冲击造成开关管短时击穿以及对无刷电机造成损坏，提出了可以保护在无刷电机换向过程中，各个开关管启闭不会由于启闭瞬间，造成开关管的击穿以及无刷电机的损坏。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为本实用新型电动螺丝批的驱动电路实施例的电路图；
[0013]图2为本实用新型电动螺丝批的驱动电路实施例的电源电路图；
[0014]图3为本实用新型电动螺丝批的驱动电路实施例的浪涌电路图；
[0015]图4为本实用新型电动螺丝批的驱动电路实施例的控制电路图。
[0016]【专利附图】

【附图说明】:1、电源电路；2、浪涌电路；3、控制电路。

【具体实施方式】
[0017]参照图1至图4对本实用新型电动螺丝批的驱动电路实施例做进一步说明。
[0018]浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。
[0019]本人结合生产实践，在电动螺丝批的生产过程中，针对其先进的采用无刷电机的电动螺丝批的驱动电路作出改进，本实施例公开如下:
[0020]一种电动螺丝批的驱动电路，包括有电源电路1、电子换向器和控制电路3。其中电源电路I为本实施例中无刷电机的驱动提供电源，而针对无刷电机驱动电源的需求是直流的、小额的。因此单纯的外部交流电是无法满足本实施例的要求，对此需要通过电源电路I将外部交流电转换为稳压，小额的直流电源。因此通过电源电路I在一定程度上达到稳压，防止来自于外部交流电的干扰源所造成的浪涌。
[0021]电源电路I耦接有浪涌电路2，且浪涌电路2响应于直流电源，以输出稳定的供电电压；浪涌电路2与控制电路3耦接，控制电路3响应于供电电压以驱动无刷电机工作，控制电路3包括有开关管和无刷电机，开关管响应于电子换向器输出的换向信号，以驱动无刷电机换向。传统的无刷电机一般均附有电子换向器，电子换向器通过位置传感器，检测无刷电机转子的位置，并将位置转换为电信号以控制开关管的启闭，不同开关管的启闭会使无刷电机的定子各项绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。在此过程中本实施例的浪涌电路2可以有效地防止开关管在按照次序反复启闭的过程中，容易产生浪涌冲击，在瞬时内对开关管本身以及无刷电机造成损坏，即使浪涌冲击造成的过电流或者过电压较小，但是在开光管频繁开关的过程中依旧会反复的损害开关管以及无刷电机造成慢性的破坏。
[0022]优选地，本实施例的电源电路I包括有整流电路和稳压集成电路，本实施例通过整流电路将交流电整流成适用于直流无刷电机的直流电，在通过稳压集成电路使整流后的直流电能够保持在一恒定值，防止由于交流电受到外界干扰源影响而导致电源电路I所输出的直流电源的稳定性、可靠性降低。
[0023]整流电路与稳压集成电路耦接，且外部交流电经整流电路整流后，由稳压集成电路稳压，以输出恒定的直流电源。
[0024]具体地，电源电路I输入端通过一电阻Rl连接于二极管Dl的正极，二极管Dl的负极通过并联的电阻R2和电感LI后接至稳压集成芯片LM7812的输入端，LM7812的输出端通过电容Cl接地。为了去除交流电所携带的谐波，以提高本实施例输入电源的稳定性。二极管Dl的负极通过电容C2接地；LM7812的输入端通过电容C3接地。
[0025]浪涌电路2包括有NPN型三极管和PMOS管，PMOS管的源极以及NPN型三极管的发射极均与LM7812连接，PMOS管Q2的源极通过电阻R3与其漏极连接，PMOS管Q2的漏极通过电容C2后接地，且漏极通过电阻R4与NPN型三极管Ql的基极连接，NPN型三极管Ql的集电极连接于PMOS管Q2的源极，其集电极与PMOS管Q2的栅极短接，栅极通过电阻R5接地。
[0026]上述浪涌电路的工作原理如下:当Vin接外部电源时，由于电容C2两端的初始电压为0，或降低的电压值，外部电源通过电容C2分两路到达地线。一路经过电阻R3，另一路经过三极管Ql的发射极和基极、电阻R4。此时三极管Ql工作，由于Ql为MOS管，其栅极的偏执电阻R5取值较大，一般在M欧姆左右。故三极管Ql直接进入放大工作状态，使得P沟道的MOS管Q2的删极到源极的电压较高，为三极管Ql的放大工作压降，通常大于0.7V。因此MOS管Q2处于关断状态。故此在外接电源是可以通过R3保证不产生难以抑制的电流，该电流的值仅与电阻R3和电阻R4有关。当电容C2充电完成后，电流无法经电容C2接地，此时PMOS管的栅极电压降低，在降低在一定值后，PMOS管Q2导通，使R3相对短接。实现线路闭合至稳态的电流不会过大。
[0027]这样的设置，一、能够有效地抑制浪涌；二、在电路处于非元器件开端的瞬间时，可以有效地降低为了实现抑制浪涌而产生的多余功率损耗；三、对提供NMOS管以及无刷电机本身提供短路保护功能；四、在外部电源有浪涌电压产生，且稳压集成电路不能够提供恒定的直流电源时，对控制电路3提供动态的、实时保护。可有效保护NMOS管以及无刷电机不受浪涌电压影响，保证其稳定工作。
[0028]优选地，控制电路3的无刷电机包括有三组相序端，分别是A和A’、B和B’、C和C’。其中A端与NMOS管Q2的漏极连接，A’通过NMOS管Q3后接地；其中B端与NMOS管Q2的漏极连接，B’通过NMOS管Q3后接地；其中C端与NMOS管Q2的漏极连接，C’通过NMOS管Q5后接地。
[0029]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电动螺丝批的驱动电路，包括有电源电路、电子换向器和控制电路，其特征在于: 该电源电路响应于外部交流电，以输出稳定的直流电源； 该电源电路耦接有浪涌电路，且该浪涌电路响应于该直流电源，以输出稳定的供电电压； 该浪涌电路与控制电路耦接，该控制电路响应于该供电电压以驱动无刷电机工作，该控制电路包括有开关管和无刷电机，该开关管响应于电子换向器输出的换向信号，以驱动无刷电机换向。
2.根据权利要求1所述的电动螺丝批的驱动电路，其特征在于: 该电源电路包括有整流电路和稳压集成电路，所述整流电路与稳压集成电路耦接，且外部交流电经整流电路整流后，由稳压集成电路稳压，以输出恒定的该直流电源。
3.根据权利要求1所述的电动螺丝批的驱动电路，其特征在于: 该浪涌电路包括有三极管和场效应管，该场效应管的源极以及三极管的发射极均连接该直流电源，该场效应管的源极通过第一电阻与其漏极连接，该场效应管的漏极通过第一电容后接地，且该漏极通过第二电阻与三极管的基极连接，该三极管的集电极连接于场效应管的源极，其集电极与场效应管的栅极短接，该栅极通过第三电阻接地。
4.根据权利要求3所述的电动螺丝批的驱动电路，其特征在于:该控制电路的无刷电机包括有三组相序端，任意一组该相序端的一端耦接至浪涌电路，另一端通过一开关管后耦接至电源电路。
【文档编号】B25B21/00GK204145347SQ201420610374
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】翁磊 申请人:浙江明磊工具实业有限公司