一种检测电路、防意外启动装置、及电动工具的制作方法

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种检测电路、防意外启动装置、及电动工具。

背景技术：

随着电子技术的发展，越来越多的产品使用驱动电机以实现其驱动工作，其例如以锂电池供电的单开关型电动工具产品，如角磨机、电锯、切割机等。

然而现有其电动工具的启动和停止只受一个控制开关的控制，其可能会出现控制开关未断开的情况下插入电池导致电动工具意外直接启动等危险，轻则损坏电动工具，重则可能导致人员伤亡。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种检测电路，旨在解决现有电池包插入时电动工具意外启动的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种检测电路，用于检测电池包的插拔状态，所述电路包括：

与所述电池包连接，用于当所述电池包插入时基于储能单元进行充电的充电模块；

与所述充电模块连接，用于当所述电池包拔出时对所述储能单元所存储的能量进行释放的放电模块；及

分别与所述充电模块及控制器连接，用于检测所述充电模块的状态，并当所述充电模块进行充电时，输出检测信号至所述控制器的检测模块；

所述充电模块用于当所述电池包插入时进行充电，并通过所述检测模块输出检测信号至所述控制器，以使所述控制器根据所述检测信号在所述电池包插入时禁止驱动电机的直接启动，及当所述电池包拔出时通过所述放电模块进行放电。

更进一步的，所述充电模块包括：

所述储能单元；

分别与所述储能单元和所述电池包两端连接，用于对所述电池包进行分压的第一分压单元；及

与所述储能单元一端连接，用于限制所述充电模块电流流向的第一防反单元。

更进一步的，所述放电模块包括：

与所述储能单元连接，用于对所述储能模块进行分压的第二分压单元；

与所述储能单元和所述第二分压单元连接，用于根据所述第二分压单元提供的电压大小相应控制所述储能单元放电状态的开关控制单元；及

与所述第二分压单元和所述开关控制单元连接，用于限制所述放电模块电流流向的第二防反单元。

更进一步的，所述检测模块包括：

分别与所述储能单元另一端和所述控制器连接，用于限制所述检测模块电流流向的第三防反单元；及

连接于所述第三防反单元和所述控制器之间，用于对所述控制器进行稳压的稳压单元。

更进一步的，所述储能单元为第一电容，所述第一分压单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一防反单元为第一二极管，所述第一电容的一端与所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述电池包的正极连接，所述第一电容的另一端分别与所述检测模块和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电池包的负极连接。

更进一步的，所述第二分压单元包括第三电阻和第四电阻，所述开关控制单元为三极管，所述第二防反单元为第二二极管，所述第三电阻一端与所述储能单元一端和所述三极管的发射极连接，所述第三电阻另一端与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第四电阻一端、所述三极管的基极、及所述电池包的正极连接，所述第四电阻另一端与所述三极管的集电极及所述电池包的负极连接。

更进一步的，所述第三防反单元为第三二极管，所述稳压单元为稳压二极管，所述第三二极管的正极与所述储能单元另一端连接，所述第三二极管的负极分别与所述控制器和所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极与所述电池包的负极连接。

本实用新型另一实施例还提供一种防意外启动装置，所述装置包括：

电池包；

驱动电机；

与所述驱动电机连接，驱动所述驱动电机工作的功率驱动电路；

分别与所述电池包和所述功率驱动电路连接，用于发出控制信号至所述功率驱动电路，以驱动所述驱动电机工作状态的控制器；

分别与所述电池包及所述控制器连接，用于输入开关信号至所述控制器，以控制所述功率驱动电路工作状态的开关电路；及

分别与所述电池包和所述控制器连接，如上述所述的检测电路；

所述控制器用于在检测到所述检测电路输入的检测信号及所述开关电路的开启信号时，禁止发送控制信号至所述功率驱动电路，以禁止所述驱动电机的直接启动，当再次获取到所述开关电路的开启信号时，发送控制信号至所述功率驱动电路，以启动所述驱动电机。

本实用新型另一实施例还提供一种电动工具，所述电动工具上设有如上述所述的防意外启动装置。

本实用新型实施例提供的检测电路，通过设置充电模块使得电池包插入时可进行相应的充电，通过设置检测模块使得可检测出充电模块的充电状态，并发送至控制器，通过设置放电模块使得电池包拔出时对充电模块进行放电，避免由于充电模块中存储有电能而在下一次电池包插入时检测模块产生检测误判的问题，因此本实施例提供的检测电路可快速准确的检测时电池包插拔的状态，并发送给控制器，使得控制器可根据检测电路输出的信号实现对电池包是否接入的状态进行获取，并在电池包接入时控制驱动电机禁止直接启动，实现防止电动工具的驱动电机意外启动的问题，从而避免电池包直接插入，而未断开控制开关导致驱动电机直接启动所带来的危险隐患问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的检测电路及其连接的模块示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的检测电路及其连接的模块示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的检测电路的电路示意图；

图4是本实用新型又一实施例提供的防意外启动装置的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型，通过检测模块使得可检测出充电模块在电池包插入时所进行充电的状态，并发送至控制器，使得控制器可相应在电池包插入时禁止驱动电机的直接启动，实现防止驱动电机意外启动的问题，从而避免电池包直接插入，而未断开控制开关导致驱动电机直接意外启动所带来的危险隐患问题，同时通过设置放电模块使得电池包拔出时对充电模块进行放电，避免由于充电模块中存储有电能而在下一次电池包插入时检测模块产生检测误判的问题。

实施例一

请参阅图1，是本实用新型第一实施例提供的检测电路的模块示意图，该电路包括：

与电池包10连接，用于当电池包10插入时基于储能单元进行充电的充电模块100；

与充电模块100连接，用于当电池包10拔出时对储能单元所存储的能量进行释放的放电模块200；及

分别与充电模块100及控制器40连接，用于检测充电模块100的状态，并当充电模块100进行充电时，输出检测信号至控制器40的检测模块300；

充电模块100用于当电池包10插入时进行充电，并通过检测模块300输出检测信号至控制器40，以使控制器40根据检测信号在电池包10插入时禁止驱动电机的直接启动，及当电池包10拔出时通过放电模块200进行放电。

其中，在本实用新型的一个实施例中，该检测电路60用于检测电池包10的插拔状态，其中本实施例中，其所接入的电池包10的电压具体为20v，其电池包10具体用于为单开关型电动工具进行工作供电，可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，其电池包10的电压还可以为其他电压值，其根据实际使用需求进行设置，在此不做限定。

进一步地，在电池包10插入至检测电路60时，其开始给具体基于一储能单元的充电模块100进行充电，即电池包10插入时给该储能单元进行充电储能，具体实施时，该储能单元可以为一储能电容，可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，该储能单元还可以为其他，其可根据实际使用需求进行设置，在此不做限定。

进一步地，在电池包10插入使得充电模块100进行充电时，其检测模块300检测到充电模块100进行充电的状态，并将所检测的状态通过检测信号输出至控制器40中，使得控制器40根据检测信号在电池包10插入时禁止驱动电机的直接启动，从而避免电池包10插入时驱动电机直接启动而造成伤害的问题。

进一步的，由于充电模块100在电池包10插入时进行充电，使得电池包10拔出后其还存储有能量，为避免下一次电池包10插入时的检测模块300检测误判，其需要将充电模块100中存储的能量进行释放，因此，其相应设有放电模块200，用于在电池包10拔出时对充电模块100中存储的能量进行释放。

正常工作时，在电池包10未插入时，其充电模块100中的能量经放电模块200进行释放，使得未有能量存储。在电池包10插入时，其充电模块100开始进行逐步充电，使得其电压发生变化，其与充电模块100连接的检测模块300检测到该充电模块100的电压变化，并相应的发送至控制器40。

其中需要指出的是，其控制器40还分别与控制开关、及控制驱动电机工作的驱动模块连接，其可根据控制开关的开关状态相应的控制驱动模块，以使相应驱动模块控制驱动电机的工作状态，其中，需要指出的是，现有由于当电池包10接入时，可能存在其控制开关一直处于闭合状态而使得直接启动驱动电机，导致可能造成伤害的问题。

本实施例中，控制器40在既获取到控制开关处于闭合状态，又获取到检测模块300所发送的检测信号时，其判断为当前有电池包10插入，且控制开关处于闭合状态，因此控制器40输出一控制信号至驱动模块，以使驱动模块禁止驱动电机的直接启动，使得避免了由于控制开关未关而插入电池包10导致驱动电机直接启动而造成伤害的问题。需要指出的是，在本实施例中，该控制器40可以具体为一微控制单元(microcontrollerunitmcu)，该驱动模块可具体为一可控硅，此时控制器40可输出控制信号至可控硅，以控制可控硅的导通截止，从而控制驱动电机的工作状态。

进一步地，在用户需要启动该驱动电机时，其只需将控制开关进行断开，再进行闭合即可，此时控制器40在获取到控制开关的断开状态后，再次获取到控制开关处于闭合状态时，其可相应的输出控制信号至驱动模块，以使驱动模块控制驱动电机的工作。

本实施例中，通过设置充电模块使得电池包插入时可进行相应的充电，通过设置检测模块使得可检测出充电模块的充电状态，并发送至控制器，通过设置放电模块使得电池包拔出时对充电模块进行放电，避免由于充电模块中存储有电能而在下一次电池包插入时检测模块产生检测误判的问题，因此本实施例提供的检测电路可快速准确的检测时电池包插拔的状态，并发送给控制器，使得控制器可根据检测电路输出的信号实现对电池包是否接入的状态进行获取，并在电池包接入时控制驱动电机禁止直接启动，实现防止电动工具中驱动电机意外启动的问题，从而避免电池包直接插入，而未断开控制开关导致驱动电机直接启动所带来的危险隐患问题。

实施例二

请参阅图2，是本实用新型第二实施例提供的一种检测电路的模块示意图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，充电模块100包括：

储能单元110；

分别与储能单元110和所述电池包10两端连接，用于对电池包10进行分压的第一分压单元120；及

与储能单元110一端连接，用于限制充电模块100电流流向的第一防反单元130。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，放电模块200包括：

与储能单元110连接，用于对储能模块进行分压的第二分压单元210；

与储能单元110和第二分压单元210连接，用于根据第二分压单元210提供的电压大小相应控制储能单元110放电状态的开关控制单元220；及

与第二分压单元210和开关控制单元220连接，用于限制放电模块200电流流向的第二防反单元230。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，检测模块300包括：

分别与储能单元110另一端和控制器40连接，用于限制检测模块300电流流向的第三防反单元310；及

连接于第三防反单元310和控制器40之间，用于对控制器40进行稳压的稳压单元320。

进一步地，具体实施时，如图3所示，本实用新型的一个实施例中，储能单元110为第一电容c1，第一分压单元120包括第一电阻r1和第二电阻r2，第一防反单元130为第一二极管d1，第一电容c1的一端与第一二极管d1的负极连接，第一二极管d1的正极与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端与电池包10的正极连接，第一电容c1的另一端分别与检测模块300和第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与电池包10的负极连接。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，第二分压单元210包括第三电阻r3和第四电阻r4，开关控制单元220为三极管q1，第二防反单元230为第二二极管d2，第三电阻r3一端与储能单元110一端和三极管q1的发射极e连接，第三电阻r3另一端与第二二极管d2的正极连接，第二二极管d2的负极与第四电阻r4一端、三极管q1的基极b、及电池包10的正极连接，第四电阻r4另一端与三极管q1的集电极c及电池包10的负极连接。

本实用新型的一个实施例中，第三防反单元310为第三二极管d3，稳压单元320为稳压二极管d4，第三二极管d3的正极与储能单元110另一端连接，第三二极管d3的负极分别与控制器40和稳压二极管d4的负极连接，稳压二极管d4的正极与电池包10的负极连接。

其中，具体实施时，如图3所示，其第三二极管d3的负极和稳压二极管d4的负极之间还连接有第五电阻r5和第六电阻r6，其中第三二极管d3的负极分别与第五电阻r5一端和第六电阻r6一端连接，第五电阻r5另一端与稳压二极管d4的正极和电池包10的负极连接，第六电阻r6另一端与稳压二极管d4的负极和控制器40连接。

本实用新型的一个实施例中，该第一电阻r1和第二电阻r2用于实现对电池包10的分压，具体的，其由于电池包10所提供的电压为20v，而与检测电路60连接的控制器40所需工作电压或输入电平信号为3.3v或其他低电压，当其未对电池包10所提供的电压进行分压时，则可能由于直接通过电池包10输入至控制器40的电压过高而导致对控制器40的损害问题。

其中，第一二极管d1用于限制充电模块100的电流流向，具体的，在电池包10拔出而使得充电模块100进行放电时，其由于第一二极管d1的设置，使得其只能流入至该放电模块200进行放电，而不会流向该第一电阻r1及第四电阻r4。

进一步地，其第一电容c1用于存储能量，其中，在电池包10未插入时，其第一电容c1两端不带电荷。而在电池包10插入的瞬间，由第一电阻r1、第一二极管d1、第一电容c1、第二电阻r2及电池包10组成的回路中，第一电容c1相当于短路，那么在第一电容c1和第二电阻r2相连接端的瞬时电压的计算公式为：

其中，va为第一电容c1和第二电阻r2相连接端的瞬时电压，vbus为电池包10电压，r1为第一电阻r1的电阻值，r2为第二电阻r2的电阻值。

进一步地，随着第一电容c1上电荷的积累，第一电容c1的电压不断上升，此时第一电容c1和第二电阻r2相连接端的电压将会不断下降，直至第一电容c1充满电时，第一电容c1和第二电阻r2相连接端的电压降至0v。整个过程持续的时间为：

其中，c1为第一电容c1的电容值，τ为时间常数。

进一步地，该第三电阻r3和第四电阻r4用于在电池包10拔出时实现对第一电容c1的分压，其使得提供与第四电阻r4连接的第一三极管q1的基极b一电压值，因此在电池包10拔出时，其由于第一三极管q1的基极b存在一提供第一三极管q1导通的电压，使得第一三极管q1导通，此时第一电容c1所存储的能量通过第一三极管q1及第二电阻r2进行泄放。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，第二二极管d2用于限制放电模块200的电流流向，具体的，其用于在电池包10插入时，限制其电池包10通过第三电阻r3给第一电容c1进行充电；且电池包10拔出时，第一电容c1通过第三电阻r3和第四电阻r4进行分压，使得第一三极管q1导通。

进一步地，该第四电阻r4和第二二极管d2的负极及第一三极管q1的基极b相连接的一端与电池包10的正极连接，其使得在电池包10插入时，对第一电容c1进行充电，且其第一三极管q1处于截止状态无法导通，在电池包10拔出时，其第一三极管q1才进行导通。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，该第三二极管d3用于限制检测模块300的电流流向，避免在电池包10拔出时，其第一电容c1进行放电，而使得第一电容c1和第二电阻r2连接端为负电压。其中该稳压二极管d4稳压钳位，使得在检测模块300检测到充电模块100进行工作时，对输出至控制器40的电压进行稳压及钳位，避免输出至控制器40的电压过大的问题。

本实施例中，正常工作使用时，当用户将电池包10接入至该检测电路60时，其电池包10的两端通过充电模块100进行充电，此时电池包10开始对该第一电容c1进行充电瞬间，其第一电容c1相当于短路，其电池包10通过第一电阻r1、第二电阻r2进行分压，使得限制第二电阻r2和第一电容c1相连接一端的电压大小，避免由于输入至检测模块300及控制器40的电压过大导致对控制器40造成损害的问题。

由于第二电阻r2与第一电容c1相连接一端与检测模块300相连接，因此电池包10插入瞬间，其检测模块300可检测到该高电平信号，并输出至控制器40。在第一电容c1的电压不断充电上升时，其输出至检测模块300的电平不断下降，直至第一电容c1充电完成时，其第一电容c1处于隔断状态，使得不输出电平信号至检测模块300。

进一步地，其控制器40在获取到检测模块300输出的高电平信号的同时，获取该控制开关的通断状态，当获取到控制开关处于闭合状态时，此时控制器40控制禁止驱动电机20的直接启动，使得其电池包10接入瞬间，驱动电机20无法直接启动工作，而避免对用户造成伤害。进一步地，当用户需要启动该驱动电机20时，其用户需要断开该控制开关，以使控制器40获取到控制开关处于断开状态时，其开始重新记录控制开关的通断状态。进一步地，在用户断开该控制开关后再闭合控制开关时，其控制器40根据获取的控制开关的状态相应的控制驱动电机20的启动。

进一步地，当用户将电池包10从该检测电路60中拔出时，其控制器40及驱动电机20均失电停止工作，此时由于第一电容c1在电池包10接入时一直存储能量，因此为避免在电池包10下一次接入时，其充电模块100对检测模块300造成检测误判的问题，此时需要将该充电模块100中第一电容c1的能量进行释放，因此其通过设置放电模块200使得可在电池包10拔出时对第一电容c1进行放电处理。

具体的，在电池包10拔出时，其第一电容c1的能量通过第三电阻r3和第四电阻r4，使得第一三极管q1导通，从而第一电容c1通过第一三极管q1和第二电阻r2进行能量释放。

实施例三

请参阅图4，是本实用新型第三实施例提供的一种防意外启动装置的电路示意图，该装置包括：

电池包10；

驱动电机20；

与驱动电机20连接，驱动该驱动电机20工作的功率驱动电路30；

分别与电池包10和功率驱动电路30连接，用于发出控制信号至功率驱动电路30，以驱动该驱动电机20工作状态的控制器40；

分别与电池包10及控制器40连接，用于输入开关信号至控制器40，以控制功率驱动电路30工作状态的开关电路50；及

分别与电池包10和控制器40连接，如上述实施例一或实施例二任意一项所述的检测电路60；

控制器40用于在检测到检测电路60输入的检测信号及开关电路50的开启信号时，禁止发送控制信号至功率驱动电路30，以禁止驱动电机20的直接启动，当再次获取到开关电路50的开启信号时，发送控制信号至功率驱动电路30，以启动驱动电机20。

在本实用新型的一个实施例中，其电池包10可使用参照上述实施例所述的电池包10，其用于提供工作供电。其功率驱动电路30可使用参照上述实施例所述的驱动模块，其具体使用时，可使用一应用于可控硅的功率驱动电路30。其开关电路50可使用参照上述实施例所述的控制开关，其开关电路50用于控制该装置的总体开关控制，例如控制整个装置的得失电控制；其控制器40用于在开关电路50的基础上进一步对驱动电机20进行控制，例如控制驱动电机20的转速、转向、开关、待机等；其检测电路60用于电池包10的插拔状态并发送至控制器40进行相应的信号处理。

进一步地，如图4所示，本实施例中，还可包括一上电管理电路70，其上电管理电路70用于在开关电路50开启后，可使控制器40对有低功耗功能的电源管理芯片或电路进行接管控制，使得该装置的电池包10电源受控制器40的控制。

本实施例中，由于设置有检测电路，使得在开关电路处于闭合状态，且插入电池包时，其控制器根据检测电路所检测的信号相应的禁止驱动电机的直接启动，从而避免电池包直接插入，而未断开开关电路导致驱动电机直接启动所带来的危险隐患问题。

实施例四

本实用新型第四实施例还提供了一种电动工具，该电动工具包括上述实施例三所述的防意外启动装置。

本实施例当中的电动工具，其为一以电池包进行供电的开关型工具，其包括但不限于角磨机、电锯、圆锯、链锯、切割机，该电动工具通过设置有防意外启动装置，使得在控制开关闭合情况且插入电池包时，其不会直接启动驱动电机，从而避免了在电池包插入时由于驱动电机意外直接启动所带来的危险隐患问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。