用于控制电机的控制器系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种用于控制电机的控制器系统和方法，该系统包括：用于为电机供电的供电模块和用于控制电机的操作的开关，供电模块连接在地和第一节点之间，开关连接在第一节点和第二节点之间，并且还包括：第一模块，包括第一三极管，第一三极管被配置为在控制器系统的电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得第一模块对第一节点处的电压进行检测；第二模块，包括第二三极管，第二三极管被配置为在电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得第二模块对第二节点处的电压进行检测；以及电机控制单元，被配置为基于第一节点处的电压和第二节点处的电压，来判断开关当前处于闭合还是断开状态。当前处于闭合还是断开状态。当前处于闭合还是断开状态。

【技术实现步骤摘要】
用于控制电机的控制器系统和方法


[0001]本专利技术实施例属于集成电路领域，尤其涉及一种用于控制电机的控制器系统和方法。

技术介绍

[0002]在电池供电的电动工具领域，无刷电机逐渐代替了有刷电机，因为与有刷电机相比，无刷电机具有效率高、启动扭矩大等优点。
[0003]传统的用于控制电机的控制器系统包括大量的电解电容，当单刀单掷开关闭合之后，对电解电容进行充电，电解电容上的电压与电池上的电压相同。当单刀单掷开关断开之后，由于电解电容的容值较大(通常为470uF或以上)，因此电解电容上的电压变化值较小。因此，传统的控制器系统，很难根据电解电容上的电压来判断单刀单掷开关的断开、闭合的动作。

技术实现思路

[0004]本专利技术的实施例提供了一种用于控制电机的控制器系统和方法，能够在单刀单掷开关的后端被接入大容量电解电容的情况下，根据开关的前端电压和后端电压，正确地判断出开关当前处于闭合还是断开状态。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种用于控制电机的控制器系统，包括：用于为所述电机供电的供电模块和用于控制所述电机的操作的开关，所述供电模块连接在地和第一节点之间，所述开关连接在所述第一节点和第二节点之间，并且还包括：第一模块，包括第一三极管，所述第一三极管被配置为在所述控制器系统的电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得所述第一模块对所述第一节点处的电压进行检测；第二模块，包括第二三极管，所述第二三极管被配置为在所述电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得所述第二模块对所述第二节点处的电压进行检测；以及所述电机控制单元，被配置为基于所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压，来判断所述开关当前处于闭合还是断开状态。
[0006]另一方面，本专利技术实施例提供了一种用在如第一方面所述的控制器系统中的方法，包括：控制所述第一三极管在所述控制器系统的电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得所述第一模块对所述第一节点处的电压进行检测；控制所述第二三极管在所述电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得所述第二模块对所述第二节点处的电压进行检测；以及利用所述电机控制单元基于所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压，来判断所述开关当前处于闭合还是断开状态。
[0007]本专利技术实施例提供的用于控制电机的控制器系统和方法，能够在单刀单掷开关的后端被接入大容量电解电容的情况下，通过控制第一模块和第二模块中的三极管的导通来使得第一模块和第二模块分别对开关的前端电压和后端电压进行检测，并基于检测到的电压来判断开关当前处于闭合还是断开状态。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1示出了根据本专利技术的实施例的用于控制电机的控制器系统的结构示意图；
[0010]图2示出了图1所示的电路中相应节点处的信号的波形示意图；
[0011]图3示出了图1所示的电路中涉及开关动作识别的相应信号的波形示意图；
[0012]图4示出了在开关安全操作情况下图1所示的电路中相应信号的波形示意图；
[0013]图5示出了在开关异常操作情况下图1所示的电路中相应信号的波形示意图；
[0014]图6示出了本专利技术的实施例提供的控制器系统的工作流程；以及
[0015]图7示出了本专利技术的实施例提供的用在如本专利技术实施例提供的控制器系统中的方法。
具体实施方式
[0016]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0017]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0018]在诸如角磨、圆锯、链锯等之类的通过开关控制的工具中，先插入电池，再闭合开关，可以被认为是安全操作，在这种情况下，电机可以工作。然而，先闭合开关，再插入电池，可以被认为是异常操作，在这种情况下，电机不能工作，这是因为此种情况下，电机运行可能会对操作者造成伤害，故被称为异常操作。因此，本专利技术的实施例提供了一种能够识别上述两种不同的操作方式的控制器系统。
[0019]在诸如锂电池产品中，如果锂电池被过度放电，则锂电池的容量、放电能力可能会产生不可逆的降低，因此锂电工具需要避免锂电池被过度放电。具体地，当锂电池进入低压状态之后，使得控制器系统能够进入省电状态，以将待机电流降到可控范围内，例如，可以将待机电流降低到20uA或以下。当开关处于断开状态时，控制器与锂电池没有连接，此时的待机电流为0；当开关处于闭合状态时，也要求控制器系统能够进入待机省电模式。可见，本专利技术的实施例提供的控制器系统具有在开关处于闭合状态时，控制器系统可以处于待机省电模式的功能。
[0020]本专利技术的实施例提供了一种锂电无刷工具中的可以处于待机省电模式、识别开关动作的控制器系统，具体地，以下以具有单刀单掷开关的控制器系统为例进行介绍，可以理解的是，这仅作为示例提供，而不应当被解释为限制性的。本专利技术的实施例提供的控制器系统主要可以具有如下三个功能：(1)识别开关动作；(2)检测开关的异常操作；(3)在锂电池处于欠压状态之后，开关闭合，控制器系统进入待机省电模式，其中待机电流可以被设置为小于例如20uA，这将在下面通过具体实施例的方式进行详细介绍。相比于现有技术，本专利技术的实施例提供的控制器系统所包括的电路器件更少，工作流程清晰完备，可靠性高，具有较好的性能并降低了电路成本。
[0021]为了解决现有技术问题中的一者或多者，本专利技术的实施例提供了一种用于控制电机的控制器系统。下面首先对本专利技术实施例所提供的用于控制电机的控制器系统进行介绍。
[0022]图1示出了根据本专利技术的实施例的用于控制电机的控制器系统的结构示意图。如图1所示，该控制器系统100可以包括用于为电机进行供电的供电模块(例如，锂电池组)110、用于控制电机的操作的开关120、用于为电机控制单元(MCU)进行供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制电机的控制器系统，其特征在于，包括：用于为所述电机供电的供电模块和用于控制所述电机的操作的开关，所述供电模块连接在地和第一节点之间，所述开关连接在所述第一节点和第二节点之间，并且还包括：第一模块，包括第一三极管，所述第一三极管被配置为在所述控制器系统的电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得所述第一模块对所述第一节点处的电压进行检测；第二模块，包括第二三极管，所述第二三极管被配置为在所述电机控制单元处于工作模式之后处于导通状态，使得所述第二模块对所述第二节点处的电压进行检测；以及所述电机控制单元，被配置为基于所述第一节点处的电压和所述第二节点处的电压，来判断所述开关当前处于闭合还是断开状态。2.根据权利要求1所述的控制器系统，其特征在于，还包括：第三模块，包括第三三极管，所述第三三极管被配置为在所述开关处于闭合状态之后处于导通状态，使得所述第三模块处于工作模式；第四模块，包括第四三极管，所述第四三极管被配置为在所述第三三极管处于导通状态之后处于导通状态，使得所述第四模块处于工作模式；所述电机控制单元被配置为在所述第三模块和所述第四模块处于工作模式之后处于工作模式。3.根据权利要求2所述的控制器系统，其特征在于，所述第三三极管为NPN三极管，并且所述第四三极管为PNP晶体管。4.根据权利要求2所述的控制器系统，其特征在于，还包括第五模块，所述第五模块包括第一电容、第五三极管和模数转换器，其中所述模数转换器被配置为：在所述第五三极管从关断状态变为导通状态之后的预设时段内，对所述第一电容上的电压的斜率进行检测；并且其中，当所述第一电容上的电压的斜率为负值时，确定所述开关执行正常操作；以及当所述第一电容上的电压的斜率为正值时，确定所述开关执行异常操作。5.根据权利要求4所述的控制器系统，其特征在于，所述第一三极管、所述第二三极管、所述第三三极管、所述第四三极管和所述第五三极管为金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或双极结型晶体管BJT。6.根据权利要求4所述的控制器系统，其特征在于，所述第五模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第二电容，其中：所述第一电阻的第一端连接到所述第一节点，第二端连接到所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地；所述第三电阻的第一端连接到所述第一电阻的第二端，第二端连接到所述模数转换器的第一端，所述模数转换器的第二端用作所述第五模块的输出端；所述第一电容的第一端和第二端分别连接到所述第二电阻的第一端和第二端；所述第四电阻的第一端连接到所述第四模块的输出端，第二端连接到所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端接地；所述第二电容的第一端和第二端分别连接到所述第五电阻的第一端和第二端；所述第五三极管的第一端连接到所述第一电阻的第二端，第二端接地，并且第三端连
接到所述第四电阻的第二端。7.根据权利要求6所述的控制器系统，其特征在于，所述控制器系统还被配置为：在所述电机控制单元处于工作模式之后，将用于控制所述第三三极管的导通与关断的第一控制信号置为高电平，以保持所述第三三极管和所述第四三极管处于导通状态；在所述第一节点处的电压低于第一预设阈值时，将所述第一控制信号从高电平置为低电平，在所述第一控制信号置为低电平之后，所述第三三极管被断开；在所述第三三极管被断开之后，所述第四三极管被断开；以及在所述第四三极管被断开之后，所述电机控制单元被断开。8.根据权利要求7所述的控制器系统，其特征在于，所述控制器系统还被配置为：在所述电机控制单元被断开之后，将分别用于控制所述第一三极管和所述第二三极管的导通与关断的第二控制信号和第三控制信号从高电平置为低电平，以将所述第一模块和所述第二模块断开。9.根据权利要求7所述的控制器系统，其特征在于，所述控制器系统还被配置为：在所述第四三极管处于关断状态之后，使得所述第五三极管处于关断状态，并且通过将所述第二电阻的阻值配置为大于第二预设阈值，使得流经所述第五模块的电流低于第三预设阈值。10.根据权利要求2所述的控制器系统，其特征在于，所述控制器系统还被配置为：通过将所述第三模块中的第六电阻的阻值配置为大于第四预设阈值，使得流经所述第三模块的电流低于第五预设阈值。11.根据权利要求3所述的控制器系统，其特征在于，所述控制器系统还被配置为：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘扬波，耿骏，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：