專利名稱：電源電路、電機(jī)裝置及風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)，尤其涉及直流無刷電機(jī)的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
對(duì)于由直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的家用電器(如風(fēng)扇等)，由于是采用市電交流電供電， 電機(jī)的控制裝置通常包括一降壓裝置對(duì)市電交流電降壓、一整流器將降壓后的交流電整流為直流電，以及由該直流電供電的電子換向電路用于進(jìn)行電機(jī)的換向。在可調(diào)速的應(yīng)用中， 控制裝置中通常還包括一調(diào)速電路以完成電機(jī)的調(diào)速。本發(fā)明旨在提供一種可降低成本的由交流電源供電的可調(diào)速直流無刷電機(jī)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供一種電源電路，包括火線輸入端用于接入交流電源的火線、零線輸入端用于接入交流電源的零線、降壓?jiǎn)卧糜趯?duì)自所述火線輸入端和零線輸入端輸入的交流電進(jìn)行降壓；其中，所述降壓?jiǎn)卧娙萑萘看笮】烧{(diào)的調(diào)容裝置、及一輸出端用于輸出經(jīng)降壓后的交流電。較佳的，所述調(diào)容裝置包括一可調(diào)電容單元連接于所述火線輸入端與所述輸出端之間。較佳的，所述降壓?jiǎn)卧娮杌蚬潭娙葸B接于所述火線輸入端與所述輸出端之間、及一可調(diào)電容單元連接于所述輸出端與所述零線輸入端之間。較佳的，所述調(diào)容裝置包括第一可調(diào)電容單元連接于所述火線輸入端與所述輸出端之間、及第二可調(diào)電容單元連接于所述輸出端和所述零線輸入端之間。較佳的，所述可調(diào)電容單元包括選擇單元及至少兩個(gè)電容，所述選擇單元用于選擇所述至少兩個(gè)電容中的部分或全部電容處于有效工作狀態(tài)。較佳的，所述可調(diào)電容單元包括至少兩個(gè)開關(guān)電容組，所述開關(guān)電容組包括一電容及一與該電容串聯(lián)的開關(guān)單元。較佳的，所述可調(diào)電容單元包括至少一個(gè)開關(guān)電容組，所述開關(guān)電容組包括一電容及一與該電容串聯(lián)的開關(guān)單元。較佳的，所述開關(guān)電容組還包括一電阻與所述電容串聯(lián)。較佳的，所述降壓?jiǎn)卧€包括與所述可調(diào)電容單元并聯(lián)的電阻。較佳的，所述降壓?jiǎn)卧€包括與所述可調(diào)電容單元串聯(lián)的電阻。較佳的，所述降壓?jiǎn)卧€包括與所述可調(diào)電容單元串聯(lián)的電感。本發(fā)明實(shí)施例的另一方面提供具有上述任一電源電路的電機(jī)裝置。本發(fā)明實(shí)施例的再一方面提供一種風(fēng)扇，所述風(fēng)扇具有上述任一電機(jī)裝置。本發(fā)明所舉實(shí)施例具有以下有益效果本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)裝置以交流電源驅(qū)動(dòng)直流無刷電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，由于采用電容容量大小可調(diào)的可調(diào)電容單元進(jìn)行降壓并完成調(diào)速，因此具有電路簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的，由于在電機(jī)裝置中設(shè)置有過壓保
4護(hù)單元，能夠提高電路的可靠性；此外，驅(qū)動(dòng)單元的組成元件可以選用耐壓等級(jí)較低的元件，也能夠進(jìn)一步降低成本。為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)；圖2示出圖1的電機(jī)裝置中降壓?jiǎn)卧囊环N基本電路拓樸結(jié)構(gòu)；圖3示出機(jī)械開關(guān)抖動(dòng)產(chǎn)生的高頻脈沖信號(hào)；圖4A至圖4G、圖5及圖6示出圖2的降壓?jiǎn)卧亩喾N替換結(jié)構(gòu)；圖7示出圖1的電機(jī)裝置中降壓?jiǎn)卧牧硪环N基本電路拓樸結(jié)構(gòu)；圖8A至圖8G、及圖9示出圖7的降壓?jiǎn)卧亩喾N替換結(jié)構(gòu)；圖10示出圖1的電機(jī)裝置中降壓?jiǎn)卧脑僖环N基本電路拓樸結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)裝置200由交流電源206供電，包括火線輸入端201用于接入交流電源206的火線、零線輸入端202用于接入交流電源206的零線、降壓?jiǎn)卧?20用于對(duì)自火線輸入端201和零線輸入端202輸入的交流電進(jìn)行降壓、交直轉(zhuǎn)換單元240及電機(jī)；本實(shí)施例中，電機(jī)為一單相直流無刷電機(jī)，包括定子和與定子呈磁耦合的轉(zhuǎn)子，定子上裝設(shè)有繞組208。降壓?jiǎn)卧?20包括電容容量大小可調(diào)的調(diào)容裝置、及一輸出端203用于輸出經(jīng)降壓后的交流電。在本實(shí)施例中，調(diào)容裝置包括一個(gè)可調(diào)電容單元222?？烧{(diào)電容單元222接于火線輸入端201與輸出端203之間，包括選擇單元2 及η個(gè)電容228 (即Cl Cn)，η 為大于等于1的整數(shù)。選擇單元2 可以是能夠分別控制η個(gè)電容接通與否的開關(guān)裝置， 例如可以是分別與η個(gè)電容串聯(lián)的η個(gè)開關(guān)單元221，每個(gè)開關(guān)單元221與所串聯(lián)的電容形成一個(gè)開關(guān)電容組，η個(gè)開關(guān)電容組并聯(lián)。開關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的電容在電路中被接通，即該電容處于有效工作狀態(tài)，開關(guān)單元斷開時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的電容在電路中被斷開，因此， 控制η個(gè)開關(guān)單元的導(dǎo)通或斷開，即可以分別控制η個(gè)電容各自是否在電路中被接通，從而控制可調(diào)電容單元222的電容值?？梢岳斫獾?，除了上述實(shí)例外，可調(diào)電容單元222也可以采用其他方式實(shí)現(xiàn)，例如可以是能夠控制η個(gè)電容具有不同接通方式的獨(dú)立元件等。交直轉(zhuǎn)換單元240包括整流器242和濾波器Μ4，整流器242用于將交流電源整流為直流電源，濾波器244用于對(duì)整流器242輸出的直流電源進(jìn)行平滑濾波。優(yōu)選的，整流器為橋式整流電路，濾波器為并接于橋式整流電路的正輸出端和地電平的電容?？梢岳斫獾?， 除了上述實(shí)例外，交直轉(zhuǎn)換單元240也可采用其他可以將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源的方式實(shí)現(xiàn)，例如，整流器也可采用全波整流電路實(shí)現(xiàn)等。電機(jī)裝置200可進(jìn)一步包括由交直轉(zhuǎn)換單元240輸出的直流電供電的直流-直流轉(zhuǎn)換單元，如圖中的低壓電源產(chǎn)生單元280。低壓電源產(chǎn)生單元280用于從濾波器244輸出的高壓直流電源產(chǎn)生一穩(wěn)定的低壓直流電源，例如可以由電阻和齊納二極管組成，該電阻的一端與橋式整流電路的正輸出端連接，另一端與齊納二極管的陰極連接，齊納二極管的陽極與地連接；進(jìn)一步的，低壓電源產(chǎn)生單元280可以還包括與齊納二極管并聯(lián)的濾波電容，從而在齊納二極管的陰極輸出經(jīng)濾波的穩(wěn)定低壓直流電源。電機(jī)裝置200還可包括驅(qū)動(dòng)單元沈0，用于進(jìn)行所述直流無刷電機(jī)的換向，包括位置檢測(cè)單元沈2、控制單元264和換向單元沈6。位置檢測(cè)單元262例如可以是霍爾傳感器，可由上述的低壓直流電源供電，用于感知所述直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置，輸出相應(yīng)的位置信號(hào)?？刂茊卧?64用于響應(yīng)霍爾傳感器262輸出的位置信號(hào)，輸出相應(yīng)的換向控制信號(hào)，控制單元264可以由電阻、開關(guān)元件等組成的開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)，也可由微控制器等其他方式實(shí)現(xiàn)。換向單元266為一個(gè)直流-交流轉(zhuǎn)換單元，由交直轉(zhuǎn)換單元240輸出的直流電供電，用于響應(yīng)控制單元264輸出的換向控制信號(hào)，控制流過定子線圈208的電流方向，以進(jìn)行直流無刷電機(jī)的換向；換向單元266可以由可使直流無刷電機(jī)換向的任何電路實(shí)現(xiàn)， 例如可以是橋式換向電路等。進(jìn)一步的，電機(jī)裝置200還可以包括用于對(duì)交直轉(zhuǎn)換單元240輸出的直流電進(jìn)行調(diào)整的電壓調(diào)整單元，如圖中的過壓保護(hù)單元四0。過壓保護(hù)單元290用于對(duì)交直轉(zhuǎn)換單元240輸出的直流電源進(jìn)行過壓保護(hù)，以避免損壞由該直流電源供電的電子器件。過壓保護(hù)單元290包括檢測(cè)單元292和保護(hù)單元四4，檢測(cè)單元292用于檢測(cè)交直轉(zhuǎn)換單元240輸出的直流電源的電壓值，輸出表示直流電源是否過壓的檢測(cè)信號(hào)；保護(hù)單元294用于響應(yīng)該檢測(cè)信號(hào)，對(duì)所述直流電源相應(yīng)進(jìn)行過壓保護(hù)或關(guān)閉過壓保護(hù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，上述檢測(cè)單元和保護(hù)單元可以常規(guī)技術(shù)手段設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，此處不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例中，通過控制可調(diào)電容單元222具有不同的電容值，可以使交直轉(zhuǎn)換單元240輸出的直流電源具有不同的電壓，進(jìn)而使電機(jī)轉(zhuǎn)子具有不同的轉(zhuǎn)速。具體地，當(dāng)可調(diào)電容單元中的η個(gè)電容的電容值互不相同時(shí)，通過電容的不同組合，最多可提供2"-1種電機(jī)轉(zhuǎn)速。在實(shí)際應(yīng)用中，通常設(shè)有一個(gè)機(jī)械開關(guān)與交流電源串聯(lián)以控制是否使交流電源供電。機(jī)械開關(guān)在切換過程中易發(fā)生抖動(dòng)而輸出如圖3所示的高頻脈沖信號(hào)，這時(shí)可調(diào)電容單元中的電容相當(dāng)于短路路徑，使得浪涌電流流過電容及后續(xù)電路。為解決這一問題，作為圖2所示降壓?jiǎn)卧目蛇x擇的替換方式，降壓?jiǎn)卧?20還可以包括與可調(diào)電容單元222串聯(lián)的電阻R2和電感L用于限制可能產(chǎn)生的浪涌電流，保護(hù)電子器件。進(jìn)一步的，降壓?jiǎn)卧?220還可包括與可調(diào)電容單元222并聯(lián)的電阻Rl用于在關(guān)斷交流電源206后泄放可調(diào)電容單元222中的電荷?？梢岳斫獾?，如圖4A至圖4G所示，降壓?jiǎn)卧?20可包括電阻Rl、電阻 R2和電感L其中任意一個(gè)、任意兩個(gè)或全部，視實(shí)際需要而定。作為圖2所示降壓?jiǎn)卧目蛇x擇的替換方式，如圖5所示，降壓?jiǎn)卧?20還可以包括連接于輸出端203和零線輸入端202之間的電容。作為圖2所示降壓?jiǎn)卧目蛇x擇的替換方式，如圖6所示，可在降壓?jiǎn)卧?20的開關(guān)電容組中進(jìn)一步配置與電容串聯(lián)的電阻R3，該電阻R3—方面可限制可能產(chǎn)生的浪涌電流，另一方面可使降壓?jiǎn)卧?20輸出更精確的電壓。可以理解的，視實(shí)際需要，還可配置與可調(diào)電容單元222并聯(lián)的泄放電阻R1，和/或與可調(diào)電容單元222串聯(lián)的電感L。參考圖7，本發(fā)明另一實(shí)施例中，調(diào)容裝置包括第一可調(diào)電容單元3M連接于火線輸入端201與輸出端203之間、以及第二可調(diào)電容單元322連接于輸出端203和零線輸入端202之間，其中，n，k均為大于等于1的任意整數(shù)。本實(shí)施例可以通過控制第一可調(diào)電容單元3M和第二可調(diào)電容單元322使調(diào)容單元具有不同的電容值，使電機(jī)輸出不同的轉(zhuǎn)速。作為圖7中降壓?jiǎn)卧目蛇x擇替換方式，降壓?jiǎn)卧?20還可包括與第一可調(diào)電容單元322并聯(lián)的電阻Rl用于在關(guān)斷交流電源206后泄放調(diào)容裝置中的電荷，以及與第一可調(diào)電容單元322串聯(lián)的電阻R2和電感L用于限制浪涌電流，保護(hù)電子器件。可以理解的， 如圖8A至圖8G所示，降壓?jiǎn)卧?20可包括電阻R1、電阻R2和電感L其中任意一個(gè)、任意兩個(gè)或全部，視實(shí)際需要而定。作為圖7所示降壓?jiǎn)卧目蛇x擇的替換方式，可在第一可調(diào)電容單元3M和/或第二可調(diào)電容單元322的開關(guān)電容組中配置與電容串聯(lián)的電阻R3，一方面可限制可能產(chǎn)生的浪涌電流，另一方面可使降壓?jiǎn)卧?20輸出更精確的電壓。圖9示出在第一可調(diào)電容單元3 和第二可調(diào)電容單元322的每個(gè)開關(guān)電容組中均配置電阻R3的情形?？梢岳斫獾?， 視實(shí)際需要，還可配置與第一可調(diào)電容單元3M并聯(lián)的電阻Rl，和/或與第一可調(diào)電容單元 324串聯(lián)的電感L。參考圖10，本發(fā)明再一實(shí)施例中，降壓?jiǎn)卧?20包括容量固定的固定電容連接于火線輸入端201與輸出端203之間、以及可調(diào)電容單元422連接于輸出端203和零線輸入端202之間，其中，k為大于等于1的任意整數(shù)。本實(shí)施例可以通過控制可調(diào)電容單元422 具有不同的電容值，使電機(jī)輸出不同的轉(zhuǎn)速?？梢岳斫獾模鳛閳D10所示降壓?jiǎn)卧目蛇x擇的替換方式，也可在可調(diào)電容單元 422的開關(guān)電容組中進(jìn)一步配置與電容串聯(lián)的電阻R3?？梢岳斫獾模景l(fā)明更多實(shí)施例中，電機(jī)也可以為其他類型的直流電機(jī)，例如可以是兩相或三相無刷直流電機(jī)、通用電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、或伺服電機(jī)等。可以理解的，本發(fā)明更多實(shí)施例中，電機(jī)也可以是交流電機(jī)，如罩極電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、通用電機(jī)等，可由經(jīng)降壓后的交流電直接供電。本發(fā)明實(shí)施例中，交直轉(zhuǎn)換單元M0、驅(qū)動(dòng)單元沈0、過壓保護(hù)單元四0、以及低壓電源產(chǎn)生單元280可集成在一塊印刷電路板上，可調(diào)電容單元可為與電路板有電連接關(guān)系的獨(dú)立實(shí)體。本發(fā)明所舉實(shí)施例具有以下有益效果本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)裝置以交流電源驅(qū)動(dòng)直流無刷電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，由于采用電容容量大小可調(diào)的可調(diào)電容單元進(jìn)行降壓并完成調(diào)速，因此具有電路簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的，由于在電機(jī)裝置中設(shè)置有過壓保護(hù)單元，能夠提高電路的可靠性，此外，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的組成元件可以選用耐壓等級(jí)較低的元件，也能夠進(jìn)一步降低成本。本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)裝置可用于驅(qū)動(dòng)換氣裝置、鼓風(fēng)機(jī)、空調(diào)等電氣設(shè)備的風(fēng)扇。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電源電路，包括火線輸入端用于接入交流電源的火線、零線輸入端用于接入交流電源的零線、降壓?jiǎn)卧糜趯?duì)自所述火線輸入端和零線輸入端輸入的交流電進(jìn)行降壓； 其中，所述降壓?jiǎn)卧娙萑萘看笮】烧{(diào)的調(diào)容裝置、及一輸出端用于輸出經(jīng)降壓后的交流電。
2.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述調(diào)容裝置包括一可調(diào)電容單元連接于所述火線輸入端與所述輸出端之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電源電路，其特征在于，所述降壓?jiǎn)卧€包括固定電容連接于所述輸出端與所述零線輸入端之間。
4.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述降壓?jiǎn)卧ü潭娙葸B接于所述火線輸入端與所述輸出端之間、及一可調(diào)電容單元連接于所述輸出端與所述零線輸入端之間。
5.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，所述調(diào)容裝置包括第一可調(diào)電容單元連接于所述火線輸入端與所述輸出端之間、及第二可調(diào)電容單元連接于所述輸出端和所述零線輸入端之間。
6.如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源電路，其特征在于，所述可調(diào)電容單元包括選擇單元及至少兩個(gè)電容，所述選擇單元用于選擇所述至少兩個(gè)電容中的部分或全部電容處于有效工作狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源電路，其特征在于，所述可調(diào)電容單元包括至少兩個(gè)開關(guān)電容組，所述開關(guān)電容組包括一電容及一與該電容串聯(lián)的開關(guān)單元。
8.如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源電路，其特征在于，所述可調(diào)電容單元包括至少一個(gè)開關(guān)電容組，所述開關(guān)電容組包括一電容及一與該電容串聯(lián)的開關(guān)單元。
9.如權(quán)利要求8所述的電源電路，其特征在于，所述開關(guān)電容組還包括一電阻與所述電容串聯(lián)。
10.如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源電路，其特征在于，所述降壓?jiǎn)卧€包括與所述可調(diào)電容單元并聯(lián)的電阻。
11.如權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源電路，其特征在于，所述降壓?jiǎn)卧€包括與所述可調(diào)電容單元串聯(lián)的電阻和/或電感。
12.一種電機(jī)裝置，包括如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的電源電路。
13.如權(quán)利要求12所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述電機(jī)裝置包括由所述經(jīng)降壓后的交流電供電的交流電機(jī)。
14.如權(quán)利要求12所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述交流電機(jī)為罩極電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、通用電機(jī)其中之一。
15.如權(quán)利要求12所述的電源電路，其特征在于，所述電源電路還包括一交直轉(zhuǎn)換單元用于將所述經(jīng)降壓后的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；所述電機(jī)裝置包括由所述直流電供電的直流電機(jī)。
16.如權(quán)利要求15所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述直流電機(jī)為無刷直流電機(jī)、通用電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、或伺服電機(jī)其中之一。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述電源電路還包括由所述直流電供電的直流-直流轉(zhuǎn)換單元、直流-交流轉(zhuǎn)換單元、直流電源調(diào)整單元其中之部分或全部。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述交直轉(zhuǎn)換單元被設(shè)于一塊印刷電路板上，所述降壓?jiǎn)卧獮榕c該電路板有電連接關(guān)系的獨(dú)立實(shí)體。
19.一種具有電機(jī)裝置的風(fēng)扇，所述電機(jī)裝置包括如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的電源電路。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開電源電路、電機(jī)裝置及風(fēng)扇，所述電源電路包括火線輸入端用于接入交流電源的火線、零線輸入端用于接入交流電源的零線、降壓?jiǎn)卧糜趯?duì)自所述火線輸入端和零線輸入端輸入的交流電進(jìn)行降壓；其中，所述降壓?jiǎn)卧娙萑萘看笮】烧{(diào)的調(diào)容裝置、及一輸出端用于輸出經(jīng)降壓后的交流電。本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)裝置實(shí)現(xiàn)直流無刷電機(jī)由交流電源驅(qū)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，且具有電路簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M5/08GK102201742SQ201010270600
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者信飛, 孫持平, 張明利, 楊圣騫, 王恩暉 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司