在電動(dòng)工具設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)高效、安全和可靠的控制和保護(hù)

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(dòng)工具在工業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)都得到了廣泛應(yīng)用，但隨之而來的是這些電動(dòng)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(fèi)市場(chǎng)，如何讓普通的消費(fèi)者安全、便捷地使用這些電動(dòng)工具，規(guī)避可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，這是設(shè)計(jì)工程師面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)。

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

便攜式電動(dòng)工具

便攜式電動(dòng)工具主要包括電池、電動(dòng)工具、以及電池充電器幾個(gè)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(hù)、控制和功能部件。

電池

便攜式電動(dòng)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(jì)時(shí)的電路保護(hù)和安全性。

便攜式電動(dòng)工具電池組的結(jié)構(gòu)框圖

便攜式電動(dòng)工具電池組的保護(hù)和控制元件

電動(dòng)工具

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

無刷直流電機(jī)保護(hù)電路框圖

無刷直流電機(jī)保護(hù)和控制部件

充電器

充電器保護(hù)結(jié)構(gòu)框圖

充電器保護(hù)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(qiáng)大保護(hù)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(hù)；

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(dòng)工具

有線電動(dòng)工具主要分為無刷直流電機(jī)和通用電機(jī)兩種類型，它們都采用交流電源供電

BLDC電機(jī)類型

通用電機(jī)類型

有線電動(dòng)工具所需控制、保護(hù)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(hù)器，旨在防止過電流和過充電造成的損壞。嵌入了一個(gè)保險(xiǎn)絲元件以在發(fā)生過電流問題時(shí)切斷電路。加熱器也直接嵌入保險(xiǎn)絲元件下方，一旦IC或FET檢測(cè)到過壓，加熱器就會(huì)產(chǎn)生熱量，將保險(xiǎn)絲燒斷。

功能與特色:

過電流和過電壓保護(hù)

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(xiǎn)絲為100%無鉛、符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)且不含鹵素的保險(xiǎn)絲產(chǎn)品，專用于為工作環(huán)境溫度極高（最高可達(dá)150°C）的電路提供過電流保護(hù)。通用型設(shè)計(jì)確保了卓越的高溫穩(wěn)定性和性能可靠性。Littelfuse陶瓷保險(xiǎn)絲系列通常具備的高I2t值確保了保險(xiǎn)絲能夠耐受強(qiáng)浪涌電流。

功能與特色:

工作溫度范圍：-55 ～150°C

設(shè)計(jì)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(hù)

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(shí)動(dòng)作觸覺開關(guān)，可在PCB上進(jìn)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(dòng)力（100gf，±30，深灰色）和（160gf±50，黃綠色），彈跳時(shí)間不會(huì)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(jī)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(dòng)交流線路而在第一及第三象限內(nèi)運(yùn)行。交變型器件只能在第一、第二和第三象限內(nèi)運(yùn)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(diǎn)

電壓性能最高達(dá)到1000 V

浪涌承受能力最高可達(dá)250 A

審核編輯：湯梓紅