可充电电动工具的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可充电电动工具，其包括：电力驱动的执行部件、为所述执行部件提供电力的可充电电池和与外部充电器相连并同时为电动工具以及可充电电池提供电力的供电线路。可充电电动工具还包括电流分配模块、控制模块和检测模块，检测模块检测电机的工作状态和可充电电池的充电状态，述控制模块根据检测模块的检测结果控制电流分配模块工作，电流分配模块根据控制模块传来的控制信号控制从供电线路供给电机与可充电电池的电流。电流分配模块可以灵活调整供应给电机与可充电电池的电流，所以从充电器输出至电机与可充电电池的电流之和就可以小于电机正常工作和可充电电池正常充电时的电流之和，充电器的输出电流变小，充电器的成本也就较低。
【专利说明】
可充电电动工具
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电动工具，特别是涉及一种可充电电动工具。
【背景技术】
[0002]电动工具为了使用方便一般会采用可充电电池来为电动工具提供能量。这样电动工具在使用时就不用拖着电线进行工作。当可充电电池内的电量用完后，需要对可充电电池进行充电。此时，可能还需要电动工具继续工作。也就是说需要电动工具边充电边工作。
[0003]对于此类电动工具，与之相配合的充电器的充电电流I需大于功率输出电流Il和电池充电电流12之和，以保证同时实现工作与充电的要求。即充电器输出电流I > 11+12。这样，就要求充电器的充电电流较大，充电器的体积就会较大，充电器的成本也会较高。另外，当电动工具不工作时，充电器的输出电流会都供给可充电电池，会导致可充电电池的充电电流过大，影响可充电电池的使用寿命。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种可充电电动工具，其能够降低充电器的成本。
[0005]一种可充电电动工具，包括:电力驱动的执行部件、为所述执行部件提供电力的可充电电池和与外部充电器相连并同时为电动工具以及可充电电池提供电力的供电线路，所述可充电电动工具还包括位于供电线路与执行部件与可充电电池之间的电流分配模块、控制模块和检测模块，所述检测模块检测执行部件的工作状态和可充电电池工作状态，所述控制模块获取检测模块的检测结果并生成控制信号，所述电流分配模块根据控制模块传来的控制信号调整供电线路分配给执行部件与可充电电池的电流比例。
[0006]在其中一个实施例中，所述执行部件的工作状态包括小电流运行状态和大电流运行状态，检测模块检测到执行部件切换到小电流运行状态时，电流分配模块降低供电线路传递至执行部件的电流比例；检测模块检测到执行部件切换到大电流运行状态时，电流分配模块增加供电线路传递至执行部件的电流比例。
[0007]在其中一个实施例中，所述电流分配模块控制对可充电电池的充电电流始终不超过其最大充电电流。
[0008]在其中一个实施例中，所述执行部件的工作状态包括常规状态及异常状态，位于异常状态的执行部件所需电流超过供电线路所能提供最大电流，检测模块检测到执行部件由常规状态切换至异常状态时，控制模块控制可充电电池对可执行部件供电；检测模块检测到执行部件由异常状态切换至常规状态时，控制模块停止可充电电池对执行部件的供电。
[0009]在其中一个实施例中，所述电流分配模块包括控制电流大小的第一电流控制单元和第二电流控制单元，所述第一电流控制单元连接于所述供电线路与所述执行部件之间，所述第二电流控制单元连接于所述供电线路和所述可充电电池之间。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一电流控制单元为第一开关控制元件，第二电流控制单元为第二开关控制元件，第一开关控制元件分别与执行部件和供电线路相连，第二开关控制元件分别与可充电电池和供电线路相连，第一开关控制元件和第二开关控制元件的控制端与控制模块相连均由控制模块控制。
[0011]在其中一个实施例中，所述执行部件与所述第一电流控制单元之间连接有控制执行部件工作的状态开关。
[0012]在其中一个实施例中，所述可充电电动工具还包括用于指示是否充电完成的指示模块。
[0013]上述可充电电动工具由控制模块根据检测模块检测到的电机的工作状态和可充电电池的充电状态来控制电流分配模块分配从充电接口供给电机与可充电电池的电流，这样可以在电机工作时调低或者调停流向可充电电池的电流，电机不工作时调高流向可充电电池的电流。因为电流分配模块可以灵活调整供应给电机与可充电电池的电流，所以从充电器输出至电机与可充电电池的电流之和就可以小于电机正常工作和可充电电池正常充电时的电流之和，充电器的输出电流变小，充电器的成本也就较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为一个实施例的可充电电动工具的充电电路功能模块图；
[0015]图2为图1所示可充电电动工具的充电电路图。
[0016]电流分配模块110 控制模块120检测模块130 电机140
[0017]可充电电池150指示模块160充电器200第一场效应晶体管Ql
[0018]第二场效应晶体管Q2第二场效应晶体管Q3状态开关S
【具体实施方式】
[0019]请参考图1，一个实施例提供一种可充电电动工具。该可充电电动工具包括执行部件、为执行部件提供能量的可充电电池150和与外部充电器200相连为电动工具提供能量的供电线路。执行部件外部充电器200之间以及可充电电池150和与外部充电器200之间通过供电线路相连。该可充电电动工具可以为电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、音响等，执行部件可以钻头、砂轮、音频模块等。该可充电电动工具还包括电流分配模块110、控制模块120、检测模块130和指示模块160。此处的执行部件为电机140，在其它实施例中执行部件也可以为音频模块。电流分配模块110的与外部充电器200、可充电电池150及质心部件相连。检测模块130检测执行部件(即电机140)的工作状态和可充电电池150的工作状态，控制模块120获取检测模块130的检测结果并生成控制信号，电流分配模块110根据控制模块120传来的控制信号调整电机140与可充电电池150所得到的电流比例，指示模块160与控制模块120相连，用来指示是否充电完成。当可充电电池150充电完成时，控制模块120控制指示模块160指示充电完成。
[0020]另外，当检测模块130检测到电机140处于启动状态时，电流分配模块110增大供电线路传递至电机140的电流比例；当检测模块130检测到电机140处于关断状态时，电流分配模块110降低供电线路传递至电机140的电流比例。电流分配模块110控制对可充电电池150的充电电流始终不超过其最大充电电流。这样可以保证可充电电池150在充电过程中处于安全状态。
[0021]此处，执行部件(即电机140)的工作状态包括小电流运行状态及大电流运行状态。检测模块130检测到执行部件(即电机140)切换到小电流运行状态时，电流分配模块110降低供电线路传递至执行部件的电流比例；检测模块130检测到执行部件切换到大电流运行状态时，电流分配模块110增加供电线路传递至执行部件的电流比例。执行部件的工作状态还包括常规状态及异常状态。执行部件处于常规状态时，其所需的电流小于充电器200所能提供的电流；执行部件处于异常启动状态时，其所需的电流大于充电器200所能提供的电流。当检测模块130检测到执行部件由常规状态切换至异常状态时时，控制模块120控制可充电电池150对执行部件供电，同时电流分配模块110关断对可充电电池150的充电电流。检测模块130检测到执行部件由异常状态切换至常规状态时，控制模块120停止可充电电池150对执行部件的供电。可充电电池150的工作状态包括可充电电池是否充电完成两种状态。当可充电电池150充电完成时，电流分配模块110将不再为可充电电池150分配电流。该实施例中的可充电电池150可以为锂离子电池或铅蓄电池。
[0022]另外，供电线路和电流分配模块110之间连接有稳流单元。稳流单元可以使从供电线路输入电流分配模块110更加稳定，从而起到保护电机140和可充电电池150的作用。
[0023]具体的，该可充电电动工具的电流分配模块110包括控制电流大小的第一电流控制单元和第二电流控制单元。第一电流控制单元连接于供电线路与电机140之间，第二电流控制单元连接于供电线路和可充电电池150之间。其中，第一电流控制单元为第一开关控制元件，第二电流控制单元为第二开关控制元件，第一开关控制元件分别与执行部件和供电线路相连，第二开关控制元件分别与可充电电池和供电线路相连，开关控制元件和第二开关控制元件的控制端与控制模块120相连均由控制模块120控制。
[0024]请参考图2，第一开关控制元件和第二开关控制元件均为场效应晶体管。其中，第一电流控制单元为第一场效应晶体管Ql第二电流控制单元为第二场效应晶体管Q2。第一场效应晶体管Ql的源极和漏极分别与电机140和供电线路相连，第二场效应晶体管Q2的源极和漏极分别与可充电电池150和供电线路相连。第一场效应晶体管Ql和第二场效应晶体管Q2的栅极均与控制模块120相连。控制模块120会根据检测模块130检测的电机140的工作状态和可充电电池150的充电状态来控制流经第一场效应晶体管Ql和第二场效应晶体管Q2的电流的大小。此处的控制模块120为单片机。该控制模块120还可以控制该可充电电动工具其它模块的工作。
[0025]电机140与第一电流控制单元之间连接有控制电机工作的状态开关S。当状态开关S合上后电机140开始工作。状态开关S与可充电电池150之间连接有电池开关。电池开关也为场效应晶体管，此处电池开关为第三场效应晶体管Q3。第三场效应晶体管Q3的源极和漏极分别与状态开关S和可充电电池150相连，第三场效应晶体管Q3的栅极与控制模块120相连。当出现特别情况，电机140所需要的电流大于供电线路输入的电流时，第三场效应晶体管Q3可以打开，这样可充电电池150可以同时为电机140供电。电机140得到的电流就会较大，从而满足电机140的需求。当然，这种特别情况持续的时间不会太长。特别情况结束后就可以关闭第三场效应晶体管Q3。
[0026]当可充电电池150内的电用完时，该可充电电动工具的供电线路会与充电器200相连，充电器200将为可充电电池150充电。当检测模块130检测到电机140不工作时，控制模块120将关闭第一场效应晶体管Ql和第三场效应晶体管Q3，并通过调节第二场效应晶体管Q2控制进入可充电电池150的充电电流。此时，可充电电池150得到的充电电流为最佳充电电流。也就是说，此时输入可充电电池150的充电电流既不会对可充电电池150造成伤害又能保证快速完成充电。
[0027]当检测模块130检测到电机140需要工作时(即此时电机140为工作状态)，控制模块120会通过检测模块130进一步判断电机140的工作状态，即判断电机140所需要的工作电流的大小。当电机140所需要的工作电流不大于充电器200输入到供电线路的电流时，控制模块120将关闭第三场效应晶体管Q3，并通过调节第一场效应晶体管Ql和第二场效应晶体管Q2来分配控制进入电机140和可充电电池150的电流。此时会优先满足电机140工作所需的电流，剩余的电流供应给可充电电池150。
[0028]当检测模块130检测到电机140需要工作，且控制模块120通过检测模块130判断出电机140所需要的工作电流大于充电器200输入到供电线路的电流时，控制模块120将关闭第二场效应晶体管Q2，并通过调节第一场效应晶体管Ql和第三场效应晶体管Q3来分配控制进入电机140的电流。此时会优先从充电器200获得电流，剩余的电流再从可充电电池150获得。
[0029]当检测模块130检测到可充电电池150充电完成时(即此时可充电电池150处于充电完成状态)，控制模块120将关闭第二场效应晶体管Q2，同时控制指示模块160显示充电完成，以提醒操作者拔掉充电器200。如果操作者拔掉充电器200，电机所需要的电流将由可充电电池150提供。此时控制模块120会打开第三场效应晶体管Q3或者同时打开第一场效应晶体管Ql和第二场效应晶体管Q2。如果操作者为拔掉充电器200,控制模块120会调节第一场效应晶体管Q1，由充电器200为电机140提供电流。当出现电机140所需要的电流大于供电线路输入的电流的特殊情况时，控制模块120会同时调节第一场效应晶体管Ql和第三场效应晶体管Q3以为电机140供电。
[0030]该可充电电动工具的供电线路与充电器200相连对可充电电池150充电时，会通过检测模块130检测电机140是否需要工作，然后再由电流分配模块110对供电线路输入的电流进行分配。由于电流分配模块110的存在，流入电机140和可充电电池150的电流就能根据需要进行分配，并优先保证电机140所需的电流。这样，充电器200输出的电流就可以小于电机140正常工作与可充电电池150正常充电所需电流之和。充电器200的输出电流相对于传统充电器的输出电流减小了，充电器200的成本就可以降低，充电器200的体积也可以减小。另外，由于电流分配模块110可以控制流入可充电电池的电流150，可充电电池150充电时的充电电流就能被控制在合适的大小，从而防止过大的充电电流对可充电电池150造成伤害。这样，可充电电池150的寿命就能得到延长。
[0031 ] 该可充电电动工具由控制模块根据检测模块检测到的电机的工作状态和可充电电池的充电状态来控制电流分配模块分配从供电线路供给电机与可充电电池的电流，这样可以在电机工作时调低或者调停流向可充电电池的电流，电机不工作时调高流向可充电电池的电流。因为电流分配模块可以灵活调整供应给电机与可充电电池的电流，所以从充电器输出至电机与可充电电池的电流之和就可以小于电机正常工作和可充电电池正常充电时的电流之和，充电器的输出电流变小，充电器的成本也就较低。
[0032]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种可充电电动工具，包括:电力驱动的执行部件、为所述执行部件提供电力的可充电电池和与外部充电器相连并同时为电动工具以及可充电电池提供电力的供电线路，其特征在于:所述可充电电动工具还包括位于供电线路与执行部件与可充电电池之间的电流分配模块、控制模块和检测模块，所述检测模块检测执行部件的工作状态和可充电电池工作状态，所述控制模块获取检测模块的检测结果并生成控制信号，所述电流分配模块根据控制模块传来的控制信号调整供电线路分配给执行部件与可充电电池的电流比例。
2.根据权利要求1所述的可充电电动工具，其特征在于:所述执行部件的工作状态包括小电流运行状态和大电流运行状态，检测模块检测到执行部件切换到小电流运行状态时，电流分配模块降低供电线路传递至执行部件的电流比例；检测模块检测到执行部件切换到大电流运行状态时，电流分配模块增加供电线路传递至执行部件的电流比例。
3.根据权利要求2所述的可充电电动工具，其特征在于:所述电流分配模块控制对可充电电池的充电电流始终不超过其最大充电电流。
4.根据权利要求2所述的可充电电动工具，其特征在于:所述执行部件的工作状态包括常规状态及异常状态，位于异常状态的执行部件所需电流超过供电线路所能提供最大电流，检测模块检测到执行部件由常规状态切换至异常状态时，控制模块控制可充电电池对可执行部件供电；检测模块检测到执行部件由异常状态切换至常规状态时，控制模块停止可充电电池对执行部件的供电。
5.根据权利要求2所述的可充电电动工具，其特征在于:所述电流分配模块包括控制电流大小的第一电流控制单元和第二电流控制单元，所述第一电流控制单元连接于所述供电线路与所述执行部件之间，所述第二电流控制单元连接于所述供电线路和所述可充电电池之间。
6.根据权利要求5所述的可充电电动工具，其特征在于:所述第一电流控制单元为第一开关控制元件，第二电流控制单元为第二开关控制元件，第一开关控制元件分别与执行部件和供电线路相连，第二开关控制元件分别与可充电电池和供电线路相连，第一开关控制元件和第二开关控制元件的控制端与控制模块相连均由控制模块控制。
7.根据权利要求5所述的可充电电动工具，其特征在于:所述执行部件与所述第一电流控制单元之间连接有控制执行部件工作的状态开关。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的可充电电动工具，其特征在于:所述可充电电动工具还包括用于指示是否充电完成的指示模块。
【文档编号】H02J7/00GK104242363SQ201310237430
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】黄文进 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司