在電動工具設(shè)計中實現(xiàn)高效、安全和可靠的控制和保護

近些年，隨著半導(dǎo)體及其相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，電動工具在工業(yè)和消費市場都得到了廣泛應(yīng)用，但隨之而來的是這些電動工具在使用過程中的可靠性、安全性和效率等問題。尤其是在消費市場，如何讓普通的消費者安全、便捷地使用這些電動工具，規(guī)避可能發(fā)生的風(fēng)險，這是設(shè)計工程師面對的巨大挑戰(zhàn)。

常用的電動工具可分為便攜式和有線式兩種，其中便攜式電動工具以可充電電池為電機提供電力，而有線電動工具則通過交流輸入供電，我們這里主要圍繞這兩種電動工具的設(shè)計討論相應(yīng)的解決方案。

便攜式電動工具

便攜式電動工具主要包括電池、電動工具、以及電池充電器幾個部分，這些都需要安全、可靠，并能夠提供高性能。下面我們介紹一下各部分的結(jié)構(gòu)以及所需的保護、控制和功能部件。

電池

便攜式電動工具的電池已經(jīng)從傳統(tǒng)的鎳鎘和鎳氫材料轉(zhuǎn)為鋰離子電池，這些電池更加注重充電器和電池組設(shè)計時的電路保護和安全性。

便攜式電動工具電池組的結(jié)構(gòu)框圖

便攜式電動工具電池組的保護和控制元件

電動工具

無刷直流（BLDC）電機是便攜式電動工具中最為核心的部件，因其更高的可靠性、更長的壽命、更小的尺寸和更高的輸出性能而成為電動工具的首選。

無刷直流電機保護電路框圖

無刷直流電機保護和控制部件

充電器

充電器保護結(jié)構(gòu)框圖

充電器保護和功能部件

SMTOAK2瞬態(tài)抑制二極管系列非常適合要求在小尺寸中提供強大保護的高功率密度應(yīng)用，包括：

ICT、醫(yī)療、工業(yè)直流電源設(shè)備；

大功率直流總線保護；

暴露于惡劣環(huán)境的直流電源設(shè)備；

以太網(wǎng)供電（PoE）端口；

小基站、微基站、遠(yuǎn)程無線電單元

RRU）、基帶單元（BBU）；

高功率密度SiC和基于GAN的DC/DC

轉(zhuǎn)換器/電源設(shè)備。

有線電動工具

有線電動工具主要分為無刷直流電機和通用電機兩種類型，它們都采用交流電源供電

BLDC電機類型

通用電機類型

有線電動工具所需控制、保護和功能部件

產(chǎn)品介紹

ITV9550 30A系列

ITV是一款三端子表面安裝式鋰離子電池保護器，旨在防止過電流和過充電造成的損壞。嵌入了一個保險絲元件以在發(fā)生過電流問題時切斷電路。加熱器也直接嵌入保險絲元件下方，一旦IC或FET檢測到過壓，加熱器就會產(chǎn)生熱量，將保險絲燒斷。

功能與特色:

過電流和過電壓保護

低內(nèi)阻

UL和TUV認(rèn)證

表面安裝

符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，不含鹵素

501系列

501 系列 - SlimLine無鉛無鹵素高電流高溫特快熔斷型陶瓷保險絲為100%無鉛、符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)且不含鹵素的保險絲產(chǎn)品，專用于為工作環(huán)境溫度極高（最高可達150°C）的電路提供過電流保護。通用型設(shè)計確保了卓越的高溫穩(wěn)定性和性能可靠性。Littelfuse陶瓷保險絲系列通常具備的高I2t值確保了保險絲能夠耐受強浪涌電流。

功能與特色:

工作溫度范圍：-55 ～150°C

設(shè)計用于為大電流電壓調(diào)節(jié)模塊（VRM）設(shè)備提供過電流保護

100%無鉛、符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，無鹵素

適用于含鉛和無鉛回流/波峰焊接

PTS645V系列

PTS645V系列屬于是垂直方向單極單擲（SPST）常開（NO）瞬時動作觸覺開關(guān)，可在PCB上進行表面安裝，額定電壓、電流分別為12VDC、50mA。PTS645V系列的行程距離為0.25mm（+0.2/-0.1mm），可選擇驅(qū)動力（100gf，±30，深灰色）和（160gf±50，黃綠色），彈跳時間不會超過10ms。

Qxx25xx/Qxx25xHx 系列

Qxx25xx/Qxx25xHx 系列25A標(biāo)準(zhǔn)交變（高換向性）三端雙向可控硅雙向固態(tài)開關(guān)系列適合于交流開關(guān)和相位控制等應(yīng)用，例如電機轉(zhuǎn)速和溫度調(diào)節(jié)控制、照明控制和靜態(tài)開關(guān)繼電器等。標(biāo)準(zhǔn)型器件通常通過啟動交流線路而在第一及第三象限內(nèi)運行。交變型器件只能在第一、第二和第三象限內(nèi)運行，用于高dv/dt能力的電路中。

功能與特色:

符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)

玻璃鈍化結(jié)點

電壓性能最高達到1000 V

浪涌承受能力最高可達250 A

審核編輯：湯梓紅