你想知道博鋰世電鉆內部是如何運作的嗎?Big-Bit將揭示其電機、充電器和ECP電子電池保護技術所使用的元器件，一窺其設計的奧秘。

如果你想在墻上掛一幅畫，安裝一個書架，或者拆除舊的家具;當家具松動需要加固，或重新組裝時;還是需要更換門鎖或者安裝窗簾軌道;抑或修理家用電器或者搭建一個簡單的木工項目，電鉆也能大顯身手，成為你的得力助手，讓工作變得輕松而高效。

隨著電動工具無線化和鋰電池技術的發展，電鉆也變得更加便攜、安全和方便，逐漸成為居家必備的工具之一。

電動工具老牌勁旅博世的型號為GSR 120-LI的鋰電鉆就是一款行業標桿的產品，其經過優化的2 速變速箱可在各種應用中提供出色的扭矩和高工作效率。電子電池保護可保護電鉆驅動器的電池免受欠壓、電流消耗過大和深度放電的影響，從而延長其使用壽命。

本期Big-Bit拆解將帶來該款產品的詳細拆解，它的設計方案是什么?里面用到了哪些關鍵的元器件?

主要元器件預覽

德州儀器(TI)電源管理IC BQ77PL157A4225

德州儀器(TI)運算放大器 LM358B

中穎電子 MCU SH79F086

意法半導體(ST)MCU STM8S103F2

昂寶(ON-bright)電源IC OB2570TCP

邁斯派爾半導體(Max Power)N溝道MOSFET MXP4004BT

博世鋰電鉆介紹

▲產品拆箱

將箱子打開，我們可以看到鋰電鉆、鋰電池、充電器和說明書等配件。

▲博世鋰電鉆及配件全貌

博世鋰電鉆基本信息：

型號：GSR 120-LI

工作電壓：12V

轉速：一檔：0-400r/min 二擋：0-1500r/min

產地：馬來西亞

生產日期：2023年

電池基本信息：

工作電壓：12V

電池容量：2.0Ah

電池能量：21.6Wh

產地：馬來西亞

充電器基本信息：

輸入：220V~50Hz 16W

輸出：10,8-12V 1A

產地：中國

該博世鋰電鉆具有正反轉調節功能，依靠中間的帶箭頭的紅色進行調節。除正反轉切換外，此開關還有一檔中間保險位置，按到中位，即使扣動扳機也不會工作。

除了正反轉切換以外，博世鋰電鉆還有檔位切換功能，共有兩檔速度可調。其檔位切換通過改變齒輪箱中的齒比來實現。

博世鋰電鉆拆解

將博世鋰電鉆的螺絲拆下，我們可以看到電鉆的具體構成——主要由電機、夾頭、調速開關和鋰電池組成。

該博世電鉆的電機來自于昂普(ONPO)，型號為KV3SFN-8520SF-WR，工作電壓12V。

將電池拆開可以看到，該鋰電池是由三顆ICR18650電池組成，單顆容量2000mAh，放電電壓3.7V。該電池來自于江蘇天鵬電源(TenPower)。

直流一體調速開關來自于科都。

型號：KEDU DL7

·軟啟動

·過壓保護

·欠壓保護

·過流保護

·電池溫度監控器

·開關溫度監控器

·集成換向模塊

·換向桿中間位置時觸發鎖定

·帶制動功能

·公頭(輸入)、焊接端子(輸出)

·外接二極管

·防塵IP50

電機控制電路板

將該調速開關拆開，我們可以看到其中的電路板構成。其主要元器件有一顆MCU和一個MOSFET。

【MCU】

該MCU來自于中穎電子，型號為SH79F086,封裝形式為QFN-24。SH79F086是一種高速高效率8051兼容單片機。在同樣振蕩頻率下，較之傳統的8051芯片具有運行更快速，性能更優越的特性。SH79F086保留了標準8051芯片的大部分特性，包括內置256字節RAM和2個16位定時器/計數器。此外，SH79F086還集成了640字節外部擴展RAM，以及存儲程序的8K字節flash，此外還集成2K類EEPROM，用于在系統掉電后保存數據。

SH79F086還集成了兩個多輸入模擬比較器，一路放大器，12位集成數字比較功能的高速ADC，以及4輸出帶死區時間控制的電機控制PWM模塊，非常適合于直流無刷電機/永磁同步電機控制。此外，SH79F086集成了看門狗定時器，上電復位和低電壓復位等功能，提供了2種低功耗省電模式。該MCU主要應用在電機控制方面。

【MOSFET】

該博世鋰電鉆上所用到的MOSFET來自于邁斯派爾半導體(Max Power)，型號為MXP4004BT，封裝形式為TO-220，是一顆40V N溝道MOSFET。該MOSFET采用了新的Trench技術，極大的減少了開關損耗。其最大承受電壓40V，導通電阻為2.2mΩ。

該MSOFET主要應用在高效DC/DC轉換器，同步整流器以及UPS逆變器中。

鋰電保護電路板

該電源管理電路板上主要元器件為一顆電源管理IC，一個運算放大器。

【電源管理IC】

該電源管理IC來自于德州儀器(TI)，型號為BQ77PL157A4225，封裝形式為TSSOP-16。BQ77PL157 是一款可堆疊過壓保護器件，適用于 3、4、5 或 6 節串聯鋰離子電池組。該器件集成了精確的過壓檢測電路和預先配置的閾值限制。其他功能包括堆疊多個部件以監控多達 18 個串聯電池的能力。其工作電流為2μA，最大電壓為30V。

其在工作時會將鋰離子電池組中的每個串聯電池都與內部參考電壓進行比較。如果一節電池達到過壓狀態，保護序列就會開始。BQ77PL157 開始通過 CD 引腳對外部電容器充電。當 CD 引腳電壓達到 1.2 V 時，OUT 引腳改變狀態，LVO 引腳變為活動狀態。如果堆疊多個 BQ77PL157 器件，則下一個器件的 LVIN 引腳會從上面的器件接收 LVO 引腳，并在激活其 OUT 引腳之前類似地啟動一個縮短的延遲定時器(不需要額外的隔離或電平轉換電路)。串中最低的 BQ77PL157 用于激活位于電源路徑低側的功率 MOSFET。

該電源管理IC主要應用于電動工具、不間斷電源系統、電動自行車、踏板車和小型機動車輛、醫療器械、測試設備和工業產品的鋰電池組的初級或次級電壓保護。

【運算放大器】

該運算放大器也來自于德州儀器(TI)，型號為LM358B，封裝形式為TSSOP-8。其中包括兩個高壓 (36V) 運算放大器。其特性包括低偏移(300μV，典型值)、對地共模輸入范圍和高差分輸入電壓能力。

LM358B運算放大器利用單位增益穩定性、更低的失調電壓(最大值為3mV)和更低的靜態電流(每個放大器為 300μA，典型值)等增強型特性簡化了電路設計。高 ESD(2kV，HBM)和集成 EMI 以及射頻濾波器可支持將 LM358B 和 LM2904B 器件用于更嚴苛、更具環境挑戰性的應用。

充電器電路板

▲充電器插頭電路板

▲充電器插座電路板

該充電器電路板的主要元器件為橋式整流器、電源開關和MCU。

【MCU】

該MCU來自意法半導體(ST)，型號為STM8S103F2，封裝形式為SO20。STM8S103F2是意法半導體非常經典的一款通用型MCU，采用STM8內核，最高主頻16MHz，內置8KB Flash，640 bit EEPROM。

該MCU主要用來控制充電以及指示充電器工作狀態的LED。MCU控制充電的方案有著安全、效率高和低成本的優勢。

【橋式整流器】

該橋式整流器來自于揚杰電子，型號為ABS10,用于將輸入的交流電轉換為直流電。

【電源IC】

該電源開關來自昂寶(ON-bright),型號為OB2570TCP，封裝形式為SOP-8。OB2570TCP是一款QR模式原邊電源開關，其內部集成了一個MOSFET，具有CC/CV控制功能，主要適用于中等功率的AD/DC充電器和適配器。在該電路中主要用作CC/CV控制作用。

博世鋰電鉆使用體驗

該款型號為GSR 120-LI的博世鋰電鉆在電動工具中非常經典，在Big-Bit體驗的過程中，能感受到它的手感非常好，重量也比較輕，握持起來非常舒服，多數情況下能夠單手操作，很方便。

在功能上，該博世鋰電鉆共有兩檔速度，最高轉速達到1400r/min，最大扭矩為30Nm，動力非常強勁，可以輕松應對生活中的打孔或者擰螺絲的需求。

值得關注的是，其正反轉的開關和檔位開關均為紅色，視覺識別度較高，且設有保險位置以及停止后防止慣性轉動功能，對使用安全性有作充分考慮。

Big-Bit拆解總結

通過拆解，Big-Bit商務網發現，該博世鋰電鉆使用了三顆來自天鵬電源(TENPOWER)的ICR18650電池，昂普ONPO的直流有刷電機;在電控方面，采用了來自中穎電子的MCU;電源管理方面用到了德州儀器(TI)的電源管理IC;充電控制方面用到了意法半導體(ST)的MCU和昂寶(ON-bright)的電源IC。從元器件方面來看，博世鋰電鉆的用料非常的扎實，相關元器件選型都來自于各個領域的龍頭企業或者大廠。

相較于有線電動工具來說，其電路中要多一個電源管理電路和充電控制電路，在元器件的成本上相較于要高一些。近年來電動工具鋰電化發展的持續推進也將為元器件廠商們帶來更多市場。但相應的，其對于元器件的需求也有所變化。對于鋰電工具來說，如何保證鋰電池的工作效率，安全以及延長鋰電池的壽命，這些都是鋰電工具設計中的重點問題。

在該博世鋰電鉆的鋰電池保護方案設計中，所使用的德州儀器(TI)電源管理IC針對多節鋰電池場景進行保護，其內部集成了精確的過壓保護電路，可以檢測鋰電池組中每個串聯電池的電壓，并進行相應的調節，達到保護作用。

在充電器設計方案中，我們可以看到此次所使用的昂寶(ON-bright)電源IC相較于一般的電源IC額外集成了CC(恒流)/CV(恒壓)控制，在鋰電池的充電方案中，CCCV方案充電效率高，對電池的損壞小，可以延長鋰電池的壽命。而該方案中所使用的意法半導體(ST)MCU用來通過檢測電路中的電壓來切換CC/CV充電模式，以及控制電源IC的開關，使充電器可以高效率且安全的工作。

此外，Big-Bit商務網還觀察到，該博世鋰電鉆中所出現的天鵬電源(TENPOWER)、昂普(ONPO)、中穎電子和揚杰電子都是國產品牌。在Big-Bit兩年前所拆解的博世同款型號鋰電鉆上，使用的還是三星的電池、德昌電機和意法半導體(ST)的電控。

由此，可以明顯看出，國內本土品牌的零部件和元器件廠商們近兩年憑借著其優秀的產品正在慢慢進入諸如博世這樣國際一線品牌的供應鏈。國產元器件廠商的崛起進程肉眼可見，未來顯然還有更大發展空間。

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審核編輯 黃宇