專利名稱：電機及其驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機領(lǐng)域，尤其是涉及一種電機的驅(qū)動電路以及具有這種驅(qū)動電路的電機。
背景技術(shù)：
無刷直流電機因其具備連續(xù)調(diào)速的優(yōu)點，越來越受到人們的青睞，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種電器設(shè)備中。對無刷直流電機的調(diào)速，往往需要使用驅(qū)動電路來實現(xiàn)，現(xiàn)在一種無刷直流電機的驅(qū)動電路框圖如圖I所示。現(xiàn)有的驅(qū)動電路具有微控制器11，接收外部輸入的調(diào)速電壓信號。調(diào)速電壓信號為直流電壓信號，微控制器11接收調(diào)速電壓信號后，生成對應(yīng)的調(diào)制波形，并與微控制器 11產(chǎn)生的載波進(jìn)行比較，從而生成脈沖調(diào)制信號，即PWM信號。PWM信號可以等效于180°的正弦波信號，也可以是等效于方波的信號，微控制器11根據(jù)電機運行的不同情況輸出不同的PWM信號。微控制器11將PWM信號輸出至逆變電路12，逆變電路12具有多個可控開關(guān)器件，如晶閘管或IGBT等，所有的可控開關(guān)器件的通斷均由微控制器11控制，用于將直流信號轉(zhuǎn)換成交流信號并向電機M輸出驅(qū)動信號,驅(qū)動電機M的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，向外輸出動力。電機M上還安裝有一個霍爾傳感器13，用于檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，并將檢測的信號傳輸至微控制器11，微控制器11根據(jù)霍爾傳感器13輸出的信號判斷電機M的轉(zhuǎn)速,并控制輸出的PWM波形。由于方波驅(qū)動電機M運轉(zhuǎn)時噪聲較大，且容易引起電機M的振動，但對電機的啟動能力較好，而正弦波驅(qū)動電機M運轉(zhuǎn)則噪音小，電機M不易振動。因此，在電機M啟動初期通常使用方波驅(qū)動，待電機M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定速度時切換成正弦波驅(qū)動。這樣，微控制器11根據(jù)霍爾傳感器13輸出的信號判斷PWM信號從等效方波切換成等效正弦波的時間，并在合適的時間切換相應(yīng)的波形輸出。電機啟動時，調(diào)速電壓信號的幅值從O開始增加，一直到微控制器11能夠接受的最大電壓值，電機的轉(zhuǎn)速也從O開始增加，通過改變調(diào)速電壓信號的幅值可以改變電機的轉(zhuǎn)速。但是，由于現(xiàn)在電機的運行對噪聲有一定要求，這樣對輸入的調(diào)速電壓上升速度以及時間也有一定的要求，若電機啟動時負(fù)載過重，轉(zhuǎn)矩較大，若此時調(diào)速電壓信號從O開始增加可能會引起電機短時輸出轉(zhuǎn)矩不足，因此引起電機振動的現(xiàn)象，不利于電機的平穩(wěn)啟動。此外，電機啟動過程中對調(diào)速電壓信號的調(diào)節(jié)不當(dāng)還會引起微控制器內(nèi)部對PWM信號從等效方波信號切換成等效正弦波信號的切換控制不良，因此切換控制不順暢，也會引起電機的振動。
發(fā)明內(nèi)容[0010]本實用新型的主要目的是提供一種避免電機啟動時轉(zhuǎn)矩不足的電機驅(qū)動電路。本實用新型的另一目的是提供一種啟動平穩(wěn)的電機。為實現(xiàn)本實用新型的主要目的，本實用新型提供的電機驅(qū)動電路具有接收調(diào)速電壓信號的微控制器，接收微控制器輸出的信號的逆變電路，逆變電路具有多個可控開關(guān)器件，且逆變電路向電機的定子輸出驅(qū)動信號，其中，電機驅(qū)動電路還包括比較電路，其具有電壓比較器，電壓比較器的第一輸入端接收調(diào)速電壓信號，電壓比較器的第二輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，電壓比較器的輸出端向一開關(guān)器件的輸入端輸出信號，開關(guān)器件的第一輸出端接地，開關(guān)器件的第二輸出端向微控制器輸出電信號。由上述方案可見，調(diào)速電壓經(jīng)過電壓比較器與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對比，在調(diào)速電壓高于基準(zhǔn)電壓時開關(guān)器件截止，調(diào)速電壓信號可輸出至微控制器，當(dāng)調(diào)速電壓低于基準(zhǔn)電壓時開關(guān)器件導(dǎo)通，輸出到微控制器的信號為O。這樣，避免輸出到微控制器的調(diào)速電壓信號過低，從而避免電機啟動時轉(zhuǎn)矩不足而引起振動的情況?！ひ粋€優(yōu)選的方案是，開關(guān)器件的第二輸出端連接至微控制器的調(diào)速電壓輸入端，調(diào)速電壓輸入端還接收調(diào)速電壓信號。由此可見,開關(guān)器件輸出的信號與調(diào)速電壓信號共同輸出到微控制器的同一個輸入端，微控制器只會接收到電壓值較高的調(diào)速電壓信號或者接地信號，避免造成微控制器同時接收兩個輸入信號。為實現(xiàn)本實用新型的另一目的，本實用新型提供的電機具有定子以及轉(zhuǎn)子，并設(shè)有驅(qū)動電路，驅(qū)動電路具有接收調(diào)速電壓信號的微控制器，接收微控制器輸出的信號的逆變電路，逆變電路具有多個可控開關(guān)器件，且逆變電路向電機的定子輸出驅(qū)動信號，其中，電機驅(qū)動電路還包括比較電路，其具有電壓比較器，電壓比較器的第一輸入端接收調(diào)速電壓信號，電壓比較器的第二輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，電壓比較器的輸出端向一開關(guān)器件的輸入端輸出信號，開關(guān)器件的第一輸出端接地，開關(guān)器件的第二輸出端向微控制器輸出電信號。由上述方案可見，驅(qū)動電路設(shè)置電壓比較器，對輸入的調(diào)速電壓信號與基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行對比，只有在調(diào)速電壓高于基準(zhǔn)電壓時才向微控制器輸出調(diào)速電壓信號，避免電機在調(diào)速電壓過低的情況下啟動，減少電壓啟動時的振動情況，電機啟動較為平穩(wěn)。

圖I是現(xiàn)有電機驅(qū)動電路的電原理框圖。圖2是本實用新型電機驅(qū)動電路實施例的電原理框圖。圖3是本實用新型電機驅(qū)動電路實施例中比較電路的電路圖。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
具體實施方式
本實施例的電機具有一個殼體，在殼體內(nèi)安裝有定子以及轉(zhuǎn)子，在電機上還設(shè)有用于驅(qū)動電機運作的驅(qū)動電路，且在電機內(nèi)安裝有霍爾傳感器，用于檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。本實施例的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)框圖如圖I所示。驅(qū)動電路具有微控制器21、逆變電路22以及比較電路24，微控制器21接收外部輸入的調(diào)速電壓信號，并生成PWM信號輸出至逆變電路22，逆變電路22具有多個可控開關(guān)器件，如晶閘管或IGBT等，將接收的PWM信號進(jìn)行逆變形成交流信號并輸出到電機M，從而驅(qū)動電機M啟動。通過改變PWM信號的幅值能夠改變電機M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，改變多個可控開關(guān)器件的通道時間，能夠改變電機M三相端子接收電信號的時序，從而改變電機M的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向。霍爾傳感器23用于檢測電機M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，并將檢測的信號傳輸至微控制器11，由微控制器11判斷當(dāng)前電機M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，并判斷是否需要對輸出的信號波形進(jìn)行切換。參見圖3，比較電路具有一個電壓比較器U1，電壓比較器Ul具有兩個輸入端，其中正向輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，反向輸入端接收調(diào)速電壓信號。調(diào)速電壓信號為直流信號，其電壓幅值從O開始增加，一直到微控制器11能夠接受的最大電壓值。電壓比較器Ul接收的基準(zhǔn)電壓信號由基準(zhǔn)電壓生成電路產(chǎn)生，基準(zhǔn)電壓生成電 路由串聯(lián)連接的電阻Rl、R2組成，電阻Rl連接至直流電源VCC，電阻R2接地。電壓比較器Ul的輸出端通過電阻R5連接至作為開關(guān)器件的三極管Ql的基極b，基極b作為三極管Ql的輸入端，接收電壓比較器Ul輸出的比較信號。三極管Ql為高電平導(dǎo)通的開關(guān)器件，在基極b接收到高電平信號時導(dǎo)通，在基極b接收到低電平信號時截止。三極管Ql的發(fā)射極e接地，集電極c通過電阻R4連接至調(diào)速電壓信號的輸入端。并且，集電極c還連接至微控制器的調(diào)速電壓輸入端，向微控制器輸出信號。從圖3可見，微控制器的調(diào)速電壓輸入端接收三極管Ql集電極c輸出的電壓信號，還接收調(diào)速電壓信號。在三極管Ql集電極c的輸出端還連接有一個電容C2，用于對輸出到微控制器的信號進(jìn)行濾波。電壓比較器Ul對接收的調(diào)速電壓信號與基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，在調(diào)速電壓小于基準(zhǔn)電壓時，電壓比較器Ul輸出高電平信號，三極管Ql導(dǎo)通，因此三極管Ql的集電極C向微控制器輸出低電平信號，微控制器不驅(qū)動電機運行。當(dāng)調(diào)速電壓高于基準(zhǔn)電壓時，電壓比較器Ul輸出低電平信號，三極管Ql截止，微控制器接收的信號為調(diào)速電壓信號，從而轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的調(diào)制信號，并輸出PWM信號驅(qū)動電機運行?？梢?，在外部輸入的調(diào)速電壓信號的幅值過低時，微控制器不會接收到調(diào)速電壓信號，也就不會驅(qū)動電機運行，只有調(diào)速電壓信號較高時才會驅(qū)動電機運行。這樣，電機的驅(qū)動實際上并不是從O伏開始，避免因調(diào)速電壓過低而導(dǎo)致電機啟動初期的轉(zhuǎn)矩不足，從而避免電機發(fā)生振動的情況，電機的啟動更為平穩(wěn)。此外，使用較高的調(diào)速電壓驅(qū)動電機啟動，也有利于微控制器對PWM信號的切換順暢進(jìn)行，確保電機運行更為平穩(wěn)。當(dāng)然，上述實施例僅是本實用新型優(yōu)選的實施方式，實際應(yīng)用時還可以有更多的改變，例如，電壓比較器的兩個輸入端反接，即正向輸入端接收調(diào)速電壓信號，而反向輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，此時三極管應(yīng)該為低電平導(dǎo)通的開關(guān)器件；或者，使用場效應(yīng)管替代三極管作為開關(guān)器件；又或者，驅(qū)動電路不使用霍爾傳感器對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，而是使用光電傳感器等替代霍爾傳感器作為轉(zhuǎn)速傳感器對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，這些改變并不會影響本實用新型的實施。最后需要強調(diào)的是，本實用新型不限于上述實施方式，如基準(zhǔn)電壓幅值的改變、三極管類型的改變等變化也應(yīng)該包括在本實用新型權(quán)
利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.電機驅(qū)動電路，包括 微控制器，所述微控制器接收調(diào)速電壓信號； 逆變電路，所述逆變電路具有多個可控開關(guān)器件，所述逆變電路接收所述微控制器輸出的信號，并向電機的定子輸出驅(qū)動信號； 其特征在于 所述電機驅(qū)動電路還包括比較電路，所述比較電路具有電壓比較器，所述電壓比較器的第一輸入端接收所述調(diào)速電壓信號，所述電壓比較器的第二輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，所述電壓比較器的輸出端向一開關(guān)器件的輸入端輸出信號，所述開關(guān)器件的第一輸出端接地，所述開關(guān)器件的第二輸出端向所述微控制器輸出電信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機驅(qū)動電路，其特征在于 所述開關(guān)器件的所述第二輸出端連接至所述微控制器的調(diào)速電壓輸入端，所述調(diào)速電壓輸入端還接收所述調(diào)速電壓信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電機驅(qū)動電路，其特征在于 所述電壓比較器的所述第一輸入端為反向輸入端，所述電壓比較器的所述第二輸入端為正向輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機驅(qū)動電路，其特征在于 所述開關(guān)器件為高電平導(dǎo)通的開關(guān)器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電機驅(qū)動電路，其特征在于 所述開關(guān)器件的所述第二輸出端連接有一電容。
6.電機,包括 定子以及轉(zhuǎn)子，并設(shè)有驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路具有 微控制器，所述微控制器接收調(diào)速電壓信號； 逆變電路，所述逆變電路具有多個可控開關(guān)器件，所述逆變電路接收所述微控制器輸出的信號，并向所述定子輸出驅(qū)動信號； 其特征在于 所述電機驅(qū)動電路還包括比較電路，所述比較電路具有電壓比較器，所述電壓比較器的第一輸入端接收所述調(diào)速電壓信號，所述電壓比較器的第二輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，所述電壓比較器的輸出端向一開關(guān)器件的輸入端輸出信號，所述開關(guān)器件的第一輸出端接地，所述開關(guān)器件的第二輸出端向所述微控制器輸出電信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機，其特征在于 所述開關(guān)器件的所述第二輸出端連接至所述微控制器的調(diào)速電壓輸入端，所述調(diào)速電壓輸入端還接收所述調(diào)速電壓信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電機，其特征在于 所述電壓比較器的所述第一輸入端為反向輸入端，所述電壓比較器的所述第二輸入端為正向輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機，其特征在于 所述開關(guān)器件為高電平導(dǎo)通的開關(guān)器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電機，其特征在于 所述開關(guān)器件的所述第二輸出端連接有一電容。
專利摘要本實用新型提供一種電機及其驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路包括接收調(diào)速電壓信號的微控制器，接收微控制器輸出的信號的逆變電路，逆變電路具有多個可控開關(guān)器件，且逆變電路向電機的定子輸出驅(qū)動信號，其中，電機驅(qū)動電路還包括比較電路，其具有電壓比較器，電壓比較器的第一輸入端接收調(diào)速電壓信號，電壓比較器的第二輸入端接收基準(zhǔn)電壓信號，電壓比較器的輸出端向一開關(guān)器件的輸入端輸出信號，開關(guān)器件的第一輸出端接地，開關(guān)器件的第二輸出端向微控制器輸出電信號。本實用新型能夠避免電機在調(diào)速電壓信號較低時啟動，減少電機啟動及運行過程中發(fā)生振動的情況。
文檔編號H02P6/06GK202737795SQ201220314029
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者光宣亮, 胡安永 申請人:珠海格力電器股份有限公司, 珠海凱邦電機制造有限公司, 合肥凱邦電機有限公司, 重慶凱邦電機有限公司, 河南凱邦電機有限公司