一种电动工具的多功能充电器及其充电控制方法与流程

【技术领域】

本发明涉及一种电动工具的多功能充电器及其充电控制方法，属于电动工具配件领域。

背景技术：

现有市面上电动工具的充电器只是针对单个电动工具的产品进行充电，大部分电动工具都是内置有电池，这些电池包括一个或多个电池包，而且目前园林类的电动工具产品所需的电池包数量与所需工作负载放电时间成正比，在一个电池包放完电后，整机就无法再进行工作，从而影响工作效率，市面也有一些电动工具的电池包是外置可拆式的，这种可拆式的电池包则需要额外单独的充电器为其充电，无法实现一个充电器多用的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种电动工具的多功能充电器及其充电控制方法，充电器既可以实现既能给电动工具充电，另外电池包也可以插入到充电器上进行充电，一机多用。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电动工具的多功能充电器，包括壳体和设在所述壳体内的电路板，所述电路板连接有取电插头和用于给电动工具充电用的外接插口，所述壳体上设有电池插槽，所述电池插槽用于容置带有充电插口的电池包，所述电池插槽上设有与电池包的充电插口对接的本体插片，所述本体插片与所述电路板电连接。

采用本发明的有益效果：

本发明中，电路板上本身连接有给电动工具充电用的外接插口，这部分外接插口通常是与电动工具上的充电口连接，外接插口是提供给那些电池不能从电动工具中拆卸出来的电动工具充电用；而有些电动工具，本身电池包是可以从电动工具上拆卸下来单独充电的，故本发明中，该充电器的壳体上设有电池插槽，一些从电动工具上拆卸下来的电池包可容置在电池插槽中，所述电池插槽上设有与电池包的充电插口对接的本体插片，本体插片是与电路板连接的，当电池包插入到电池插槽以将充电插口接触到本体插片时，电路板可以为电池包充电，故本发明中的充电器，既可以给电动工具直接充电，也可以给拆卸下来的电池包单独充电，实现一机多用的效果，相对于传统需要备两个充电器的情形来说，更加节省了成本。

作为优选，所述电池插槽的其中一侧部设有开口，所述本体插片设在所述开口的对立侧，所述电池包从所述开口处插入所述电池插槽。

作为优选，所述电池包的侧面和所述电池插槽的侧壁其中之一设有凸沿，另一个上设有用于与所述凸沿匹配的滑槽。

作为优选，所述电路板上设有快充输出端和慢充输出端，所述快充输出端的输出电压大于所述慢充输出端的输出电压，所述快充输出端和慢充输出端连接有继电器，所述继电器分别与所述本体插片和外接插口电连接。

作为优选，所述电路板上还包括控制单元，所述控制单元与所述本体插片、外接插口之间连接有用于采集电压信号的采集单元，所述控制单元连接至所述继电器。

作为优选，所述本体插片包括正极端、负极端、位置检测端，所述采集单元包括连接至本体插片的第一采集单元，第一采集单元包括第一采集线和第二采集线，第一采集线连接至本体插片的正极端，第二采集线连接至本体插片的位置检测端；和/或，所述外接插口包括正极端、负极端、位置检测端，所述采集单元包括连接至外接插口的第二采集单元，第二采集单元包括第三采集线和第四采集线，所述第三采集线连接至外接插口的正极端，第四采集线连接到外接插口的位置检测端。

作为优选，所述壳体上设有两个以上的电池插槽；和/或，所述电路板连接有两根以上的外接插口。

此外，本发明还公开了一种多功能充电器的充电控制方法，多功能充电器包括壳体和设在所述壳体内的电路板，所述电路板连接有取电插头和用于给电动工具充电用的外接插口，所述壳体上设有用于容置电池包的电池插槽，所述电路板连接有用于给容置在电池插槽内的电池包充电用的本体插片，所述电路板上设有控制单元、快充输出端，所述快充输出端连接有继电器，所述继电器分别与所述本体插片和外接插口电连，所述电路板上还包括控制单元，所述控制单元与所述本体插片、外接插口之间连接有用于采集电压信号的采集单元，以采集所述电池插槽是否有电池包插入或外接插口是否插接至电动工具，所述控制单元连接至所述继电器，控制方法如下：

当所述控制单元采集到仅有所述外接插口连接有电动工具时，控制单元控制继电器，以将所述快充输出端与所述外接插口接通；当所述控制单元采集到仅有所述本体插片连接有电池包时，所述控制单元控制继电器，以将所述快充输出端接通所述本体插片。

本发明的充电控制方法中，利用采集单元的信号采集功能，可以采集到电池插槽中是否有电池包插入或外接插口是否有连接电动工具，既检测充电器本身内部是否充电、外接是否充电，当检测到仅有其中一个需要充电时，控制单元就控制继电器选择将快充输出端连接到需要充电的那个线路上，例如，如果仅是充电器本身的电池插槽插入有电池包时，快充输出端就给本体插片输出电压，以快速时间给电池包充电；如果仅时外接插口连接电动工具时，快充输出端就给外接插口输出电压，以快速时间给电动工具的电池充电。这种充电方法更智能，充电效率相对较高。

作为优选，所述电路板上设有慢充输出端，所述快充输出端的输出电压大于所述慢充输出端的输出电压，所述慢充输出端与所述继电器连接，当所述控制单元同时采集到外接插口连接有电动工具、本体插片连接有电池包时，所述控制单元控制所述继电器，将所述快充输出端接通所述外接插口，将所述慢充输出端接通所述本体插片。

作为优选，当所述控制单元通过采集外接插口的电压信号检测到所述电动工具机身充电完成时，控制所述继电器，将快充输出端切换接通到本体插片上。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明多功能充电器的实施例一的整机示意图；

图2为本发明多功能充电器的实施例一中控制单元相关联的电路示意图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1至图2所示，本实施例为一种电动工具的充电器，包括壳体1和设在所述壳体1内的电路板2，所述电路板2连接有取电插头21和外接插口22，本实施例的取电插头21是常规的电插头，用于和市电连接进行取电，本实施例中的电路板2上设有稳压元件，将市电的交流电转成直流电并降压处理，由于这部分都是充电器上电路板2通用的元件，不作过多阐述，本实施例中的外接插口22则是直接插到电动工具的充电口上，为电动工具内部的电池充电，为了实现充电的一机多用，所述壳体1上设有电池插槽11，所述电池插槽11用于容置带有充电插口的电池包3，所述电池插槽11上设有与电池包3的充电插口对接的本体插片23，所述本体插片23与所述电路板2电连接。

本实施例的充电器的壳体1上设置电池插槽11后，一些从电动工具上拆卸下来的电池包3可容置在电池插槽11中，所述电池插槽11上设有与电池包3的充电插口对接的本体插片23，本体插片23是与电路板2连接的，当电池包3插入到电池插槽11以将充电插口接触到本体插片23时，电路板2可以为电池包3充电，故本实施例中的充电器，既可以给电动工具直接充电，也可以给拆卸下来的电池包3单独充电，实现一机多用的效果，相对于传统需要备两个充电器的情形来说，更加节省了成本。

具体结构：

本实施例中的壳体1上优选设置有两个电池插槽11，每个电池插槽11的其中一侧部设有开口12，以图1为例，该开口12设置在壳体1的前侧面上，所述本体插片23设在所述开口12的对立侧，即本体插片23设置在电池插槽11的后侧面上，插装时，所述电池包3从所述开口12处插入所述电池插槽11，当电池包3上的充电插口与本体插片23接触连接时，电路板2给电池包3进行充电。

需要说明的是，开口12的设置位置并不局限于壳体1的前侧面，也可以在壳体1的左侧面或右侧面，本体插片23也不局限在开口12的对立侧，本体插片23具体还是根据电池包3的充电插口来设定。

为了让电池包3插装到电池插槽11中后不脱离，所述电池包3的侧面和所述电池插槽11的侧壁其中之一设有凸沿111，另一个上设有用于与所述凸沿111匹配的滑槽31，本实施例中电池插槽11的左侧面和右侧面均设有凸沿111，所述电池包3的左侧壁和右侧壁均设有滑槽31，电池包3在插装时，滑槽31对准凸沿111，插入后，滑槽31能对凸沿111起到限位作用，防止电池包3上下窜动。故本实施例中的凸沿111和滑槽31，实则有两个作用，其中一个作用是为了让电池包3插入电池插槽11中有对准效果，凸沿111和滑槽31对准后，电池包3上的充电插口自然与本体插片23也对准，其次，插入后滑槽31能对凸沿111起到上下限位的作用，防止电池包3从上方脱离电池插槽11。

需要说明的是，在其他实施例中，还可以在壳体1上加装可转动的防护罩，当电池包3放置到电池插槽11后，可以合上防护罩，对电池包3产生一个限位的作用，即利用防护罩来代替凸沿、滑槽的结构，这种实施方式也落入在本发明的保护范围内。

另外，本实施例中所述壳体1上的电池插槽11的数量并不局限于两个，可以是更多；外接插口22的数量也不局限于一个，可以是多个，本实施例中，优选是两个，其具体的电路连接方式，可参见图2。

以下仅对一个本体插片23、一个外接插口22的工作原理进行介绍，其他的以此类推，即下文仅介绍图2中虚线上方部分，虚线下方部分原理与虚线上方部分一致，不作介绍，虚线下方部分的标号以“'”予以标示，内容与虚线上方的标号内容一致，不一一展开说明。

如图2所示，本实施例中本实施例中所述电路板2上设有快充输出端24和慢充输出端25，所述快充输出端24的输出电压大于所述慢充输出端25的输出电压，快充输出端24可以通过大电流进行充电，以达到快速充电的作用，所述快充输出端24和慢充输出端25连接有继电器26，本实施例中的继电器26包括两个开关，即第一开关k1和第二开关k2，快充输出端24与第一开关k1的一端连接，慢充输出端25与第二开关k2的一端连接，继电器26的另一头分别与所述本体插片23和外接插口22电连，具体而言是设置四个接线线路，分别为图中的线路201，线路202，线路203，线路204，线路201和线路202对应第一开关k1的另一端，线路203和线路204对应第二开关k2的另一端，线路201连接到外接插口22，线路202连接至本体插片23，线路203连接至本体插片23，线路204为断路。

本继电器26可以用来切换快充输出端24与本体插片23连接，还是与外接插口22连接，而控制该继电器26工作的，是依靠设置在电路板2上的控制单元27，控制单元27为mcu，即单片机，本实施例中的mcu主要是通过检测到的电压信号进行控制继电器26中的第一开关k1和第二开关k2的开和断。

采集电压信号主要通过设置在控制单元27和本体插片23、外接插口22之间的采集单元来实现，具体而言，所述本体插片23包括正极端b1+、负极端b1-、位置检测端t1，所述采集单元包括连接至本体插片23的第一采集单元，第一采集单元包括第一采集线208和第二采集线206，第一采集线208连接至本体插片23的正极端b1+，第二采集线206连接至本体插片23的位置检测端t1。利用第一采集单元可以采集到电池插槽11中是否有电池包3插入。

本实施例中的位置检测端是为了增强检测用，以确认电池包3是否正确插入到电池插槽11中，当然在其他实施例中，位置检测端也可以省略，即采用第一采集线208即可。

此外，所述外接插口22包括正极端b2+、负极端b2-、位置检测端t2，所述采集单元包括连接至外接插口22的第二采集单元，第二采集单元包括第三采集线207和第四采集线205，所述第三采集线207连接至外接插口22的正极端b2+，第四采集线205连接到外接插口22的位置检测端t2。利用第二采集单元可以采集到外接插口22是否插入到电动工具。同理，第二采集单元中的第四采集线也可以是可以省略。

本实施例的充电控制方法：

当所述控制单元27采集到仅有所述外接插口22连接有电动工具时，即图2中b2+和t2端检测到相应信号后，反馈给控制单元27，控制单元27控制继电器26，使继电器26中的第一开关k1和第二开关k2保持未吸合状态，该状态下，快充输出端24与线路201相通，而线路202处于断开状态，电路板2可以为所述外接插口22快速供电；

当所述采集单元采集到仅有所述本体插片23连接有电池包3时，即图2中b1+和t1端检测到相应信号后，反馈给控制单元27，控制单元27控制继电器26，使第一开关k1和第二开关k2吸合，该状态下，快充输出端24与线路202接通，线路201处于断开状态，电路板2可以为所述本体插片23快速供电。

这种控制方法，是充分利用快充输出端24的快速充电优点，让充电器能智能选择，实现快速充电的效果。

而当所述控制单元27同时采集到外接插口22连接有电动工具、本体插片23连接有电池包3时，所述控制单元27控制所述继电器26，使继电器26中的第一开关k1和第二开关k2保持未吸合状态，快充输出端24与线路201相通，而线路202处于断开状态，慢充输出端25则通过线路203与本体插片23接通。即实现了给电动工具快速充电，而给壳体1上的电池包3慢充的效果，这也是智能充电的一种，优先让电动工具内的电池能被快速充满。

当外接插口22连接电动工具的同时，壳体1上的电池插槽11也插有电池包3，且所述控制单元27通过采集外接插口22的电压信号检测到所述电动工具机身充电完成时，控制所述继电器26，使第一开关k1和第二开关k2吸合，该状态下，快充输出端24与线路202接通，线路201处于断开状态，电路板2可以为所述本体插片23快速充电。这样设计，让电动工具内的电池充满时，可以第一时间让充电器快速给电池插槽11内的电池包3进行充电，可以更加节省充电时间。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。