CN1937375B - 一种电动工具两用电源的控制电路 - Google Patents

Abstract

一种电动工具两用电源的控制电路，包括具有可控制输入端的逆变器和光耦，逆变器的次级线圈接有整流滤波电路，光耦的输入回路串在整流滤波电路的输出端与地之间，光耦的输出回路则接在逆变器的可控输入端与逆变器的地之间，还包括有串在光耦输入回路上的调节电路，其特征在于调节电路为由至少二个分压元件串联而成的分压回路，并且在至少一个分压元件上并联有切换开关，在该切换开关分别处于断开或闭合状态下，该电流调节电路使流过光耦输入回路的电流分别为不同的电流值。本发明通过切换开关的断开或闭合，使逆变器的同一次级线圈分别输出至少二个不同的稳定电压值，既可直接作为交直流两用电动工具的供电电源，又可作为可充电电池包的充电电源。

Description

一种电动工具两用电源的控制电路

技术领域

本发明涉及电动工具领域，更具体的说，涉及一种电动工具两用电源的控制电路。

背景技术

现有的电钻分为交流和直流两大类，前者采用交流电机，直接将电源插头插入交流电源插座中供电，其缺陷在于必须随身配备一个移动时供电的插座，工作时尾部拖有电线，因而适于在固定场合使用；后者采用直流电机，以插置在手柄之下的充电电池包方式供电，因而适于在移动场合使用，携带方便，使用更为灵活，然而其缺点也恰恰在于充电电池包的供电能力有限，一次充电，最多只能持续工作几十分钟。

为此，本人的专利号为ZL02260261.5(公告号为CN2569953Y)的在先中国实用新型专利《一种交流两用电钻》中提供了一种既具有交流电钻的直接供电使用之优点，又具有直流电钻无需电源并移动使用之优点的交直流两用的电钻，它包括壳体、安装于壳体内的直流电机及传动机构，壳体上具有可容电池包插入的空腔，并在对应电池包正、负极的部位设置有正、负极触片，并且还包括有一个直流转换包，其内设置有交直流转换包，可以直接以交流方式供电使用，而在需要移动使用的场合，则只需替换现有的电池包即可。

尽管如此，现有的电池包还是需要有专门的充电器，其内无疑又需包括一个交直流转换电路，这不仅增加了制造成本，使用起来也不方便，同样的问题也发生在其他交直流两用的电动工具上。

事实上，无论是直流转换包还是充电器，其交直流转换电路都可以直接采用现有技术中的开关稳压电源电路。现有的开关稳压电源电路有多种类型，具体线路虽然各不相同，但一般均包括一带有可控制输入端的逆变器和一取样反馈回路，该取样反馈回路将逆变器的次级线圈输出电压取样并反馈至逆变器的可控制输入端，从而既通过负反馈作用使逆变器的次级线圈输出电压保持稳定，又因此使作为逆变器输出的次级端和逆变器的初级端保持隔离。如在专利号为ZL01279849.5(公告号为CN2512121Y)的中国实用新型专利《多功能充电机》中，采用与逆变器的次级线圈同铁心的采样线圈作为采样元件，并连接至作为逆变器之可控制输入端的主控电路中脉宽调制集成电路IC1的16脚；又如在专利号为ZL02219130.5(公告号为CN2561153Y)的中国实用新型专利《充电式电动工具电池组快速充电器》中，采用与逆变器的次级线圈输出端相连的光耦作为采样元件，并连接至作为逆变器之可控制输入端的专用开关集成电路IC1的7脚。

然而，直接采用现有的开关稳压电源电路仍然无法实现既直接作为工作电源又作为可充电电池包的充电电源，原因是电动工具的工作电源和电池充电电源的电压并不相同，而且不同的充电电池包所需的充电电压也不尽相同。一种可行的办法是，在逆变器的次级端增加次级线圈，但这样做，不但增加了成本，而且输出端接头增多，加上铁芯窗口的容积有限，根本无法容纳二个以上同功率的次级线圈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种既可直接作为工作电源又可以为其内的可充电电池包充电的电动工具两用电源的控制电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该一种电动工具两用电源的控制电路，包括一具有可控制输入端的逆变器和一光耦(IC1)，逆变器的次级线圈(L)接有一整流滤波电路，光耦(IC1)的输入回路串在整流滤波电路的输出端与地之间，光耦(IC1)的输出回路则接在所述逆变器的可控输入端与逆变器的地之间，还包括有一串在光耦(IC1)输入回路上的调节电路，其特征在于：所述的调节电路为由至少两个分压元件串联而成的分压回路，并且在至少一个分压元件上并联有切换开关，在该切换开关分别处于断开或闭合状态下，该电流调节电路使流过光耦(IC1)输入回路的电流分别为不同的电流值。

所述的调节电路也可以采用一三极管(BG2)为核心，三极管(BG2)的发射极接地，三极管(BG2)的集电极一路经第四电阻(R4)接整流滤波电路的输出端，另一路接光耦(IC1)的输入端，三极管(BG2)的基极一路经第三分压元件接地，另一路经第二分压元件、第一分压元件接整流滤波电路的输出端，并且在第一分压元件上并联有所述的切换开关；

所述的调节电路还可以采用一运放(IC2)为核心，该运放(IC2)输出端经第六电阻(R6)接光耦(IC1)的输入端，运放(IC2)的反相输入端一路经第五电阻(R5)接地，另一路经第四电阻(R4)接整流滤波电路的输出端，运放(IC2)的同相输入端一路经第三分压元件接地，另一路经第二分压元件、第一分压元件接整流滤波电路的输出端，并且在第一分压元件上并联有所述的切换开关；

上述的分压元件可以是电阻，也可以是稳压二极管。

上述的切换开关可以是机械开关，也可以是电子开关元件，如三极管、场效应管或可控硅等。

所述的整流滤波电路可以简单地通过二极管(D)串接电容(C)接地构成，也可以采用更为复杂的其他现有电路。

与现有技术相比，由于本发明在光耦(IC1)输入回路上串了一个带切换开关的电流调节电路，通过切换开关的断开或闭合，使流过光耦(IC1)输入回路的电流分别为不同的电流值，并经使光耦(IC1)输出端反馈至逆变器的控制端，最终使逆变器的同一次级线圈分别输出至少二个不同的稳定电压值，从而实现既可直接作为交直流两用电动工具的供电电源，又可作为可充电电池包的充电电源，并且，当切换开关多于一个时，还可以同时适用于不同额定电压的交直流两用电动工具，同时，由于输出电压的变换只需简单地开合切换开关，而无需作精细动作的调节，因此，本发明不但有效地降低了产品的制造成本，解决了铁芯窗口的容积不足的问题，而且也更加方便实用。

附图说明

图1为本发明的电路原理示意图。

图2为本发明的另一种变化的电路原理示意图。

图3为本发明实施例一的电路结构示意图。

图4为本发明实施例二的电路结构示意图。

图5为本发明实施例三的电路结构示意图。

图6为本发明实施例四的电路结构示意图。

图7为本发明实施例五的电路结构示意图。

图8为本发明实施例六的电路结构示意图。

图9为本发明实施例七的电路结构示意图。

图10为本发明实施例八的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2所示，电动工具两用电源的控制电路包括具有可控制输入端CTR的逆变器和一光耦IC1，逆变器的次级线圈L接有一由二极管D和电容C构成的整流滤波电路，光耦IC1的输出回路则接在所述逆变器的可控输入端CTR与逆变器的地之间，光耦IC1的输入回路则与一调节电路一起串在整流滤波电路的输出端与地之间，图1和图2的差别仅在于调节电路与光耦IC1的位置互换；

所述的调节电路为具有至少一个切换开关的电流调节电路，可以有多种形式，但都完成同一个功能，即在该切换开关分别处于断开或闭合状态下，该电流调节电路使流过光耦IC1输入回路的电流分别为不同的电流值，具体的电路形式如下所述。

如图3所示，为本发明的实施例一，其中调节电路为由二个分压电阻R1、R2串联而成的分压电路，其中第一电阻R1上还并联有第一开关K1；工作时，当第一开关K1断开或闭合时，流过光耦IC1输入回路的电流分别为二个不同的电流值，通过光耦IC1输出端反馈至逆变器的控制端CTR，使逆变器的次级线圈分别输出二个不同的稳定电压值；

如图4所示，为本发明的实施例二，它在实施例一的基础上增加了一个串联的分压电阻R3，并在第一电阻R1和第二电阻R2的两端再并联了第二开关K2，这样通过，开关K1、K2的开闭组合，可以使流过光耦IC1输入回路的电流分别为三个不同的电流值，通过光耦IC1输出端反馈至逆变器的控制端CTR，使逆变器的次级线圈分别输出三个不同的稳定电压值；

以此类推，如果需要更多的输出电压，只需再串接更多的分压电阻和并联开关即可；

如图5所示，为本发明的实施例三，与实施例一的不同之处仅在于，分压元件用稳压二极管D1、D2替代了原电阻R1、R2，其额外的效果是能使输出电压更为稳定，其具体原理为：一旦逆变器次级线圈L的输出电压高于设定电压时，稳压二极管就会反向导通，从而导致在光耦IC1的输入回路上产生瞬间大电流，经光耦IC1输出端反馈至逆变器的控制端CTR，使逆变器的次级线圈L瞬间没有输出，此时负载的供电改由电容C提供，同时又使光耦IC1输入回路的电流重新回到正常值，再经光耦IC1输出端反馈至逆变器的控制端CTR，使逆变器的次级线圈L重新输出正常的电压；

如图6所示，为本发明的实施例四，与实施例一不同之处仅在于，用一基极外接的三极管BG1替代了开关K1，以适应某些特殊应用场合，当然，也可以用场效应管、可控硅等其他电子开关元件来替代；

如图7所示，为本发明的实施例五，与实施例一的不同之处在于，增设了一个三极管BG2，而分压电阻R1、R2及与电阻R1并联的开关K1即接在三极管BG2的基极，并在三极管的基极与地之间再接第三分压电阻R3，三极管BG2的集电极一路接光耦IC1的输入端，一路经第四电阻R4接整流滤波电路的输出端，三极管BG2的发射极接地，本实施例实际上是通过三极管BG2将电阻R1和R2的分压效果进行了放大，同样具有与实施例四相同的稳压优点。

如图8所示，为本发明的实施例六，与实施例五的不同之处仅在于用稳压二极管D1、D2、D3作为分压元件替代了电阻R1、R2、R3；

如图9所示，为本发明的实施例七，与实施例一的不同之处在于，增设了一个运放IC2，而分压电阻R1、R2及与电阻R1并联的开关K1即接在运放IC2的同相输入端，运放IC2的同相输入端另一路经第三分压电阻R3接地，运放IC2的反相输入端一路经第六电阻R6接地，另一路经第五电阻R5接整流滤波电路的输出端，运放IC2的输出端经第七电阻R7接光耦IC1的输入端；本实施例实际上是通过运放IC2将电阻R1和R2的分压效果进行了放大，同样具有与实施例四相同的稳压优点。

如图10所示，为本发明的实施例八，与实施例七的不同之处仅在于用稳压二极管D1、D2、D3作为分压元件替代了电阻R1、R2、R3。

上述实施例三～实施例八都是在图1的基础上展开的，但实际上各实施例中具体的电流调节电路均可直接替换在图2的调节电路中，电路效果完全相同，故将具体的电路图省略不提。

Claims (7)

1.一种电动工具两用电源的控制电路，包括一具有可控制输入端的逆变器和一光耦(IC1)，逆变器的次级线圈(L)接有一整流滤波电路，光耦(IC1)的输入回路串在整流滤波电路的输出端与地之间，光耦(IC1)的输出回路则接在所述逆变器的可控输入端与逆变器的地之间，还包括有一串在光耦(IC1)输入回路上的调节电路，其特征在于：所述的调节电路为由至少二个分压元件串联而成的分压回路，并且在至少一个分压元件上并联有切换开关，在该切换开关分别处于断开或闭合状态下，该电流调节电路使流过光耦(IC1)输入回路的电流分别为不同的电流值。

2.根据权利要求1所述的电动工具两用电源的控制电路，其特征在于所述的调节电路采用一三极管(BG2)为核心，三极管(BG2)的发射极接地，三极管(BG2)的集电极一路经第四电阻(R4)接整流滤波电路的输出端，另一路接光耦(IC1)的输入端，三极管(BG2)的基极一路经第三分压元件接地，另一路经第二分压元件、第一分压元件接整流滤波电路的输出端，并且在第一分压元件上并联有所述的切换开关。

3.根据权利要求1所述的电动工具两用电源的控制电路，其特征在于所述的调节电路采用一运放(IC2)为核心，该运放(IC2)输出端经第七电阻(R7)接光耦(IC1)的输入端，运放(IC2)的反相输入端一路经第六电阻(R6)接地，另一路经第五电阻(R5)接整流滤波电路的输出端，运放(IC2)的同相输入端一路经第三分压元件接地，另一路经第二分压元件、第一分压元件接整流滤波电路的输出端，并且在第一分压元件上并联有所述的切换开关。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电动工具两用电源的控制电路，其特征在于所述的分压元件为电阻。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电动工具两用电源的控制电路，其特征在于所述的分压元件为稳压二极管。

6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电动工具两用电源的控制电路，其特征在于所述的切换开关为机械开关或电子开关元件。

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电动工具两用电源的控制电路，其特征在于所述的整流滤波电路是由二极管(D)串接电容(C)接地组成的。

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