本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域,尤其涉及電機(jī)及用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路、集成電路和半導(dǎo)體基片。
背景技術(shù):
電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。單相永磁電機(jī)因操作簡(jiǎn)單、控制便捷被廣泛應(yīng)用于各種電器產(chǎn)品中。但是目前市場(chǎng)上有些電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,還有些電機(jī)通過(guò)設(shè)置于電機(jī)電路板上的跳線控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn),操作起來(lái)不夠方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、半導(dǎo)體基片、集成電路及具有該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電機(jī)。
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子轉(zhuǎn)動(dòng),所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括:
可控雙向交流開(kāi)關(guān),與電機(jī)的繞組串聯(lián)連接于交流電源的兩端;
檢測(cè)電路,用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置,并于其輸出端輸出磁極位置信號(hào);
轉(zhuǎn)向控制電路,連接所述檢測(cè)電路,被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定選擇性地輸出所述檢測(cè)電路輸出的磁極位置信號(hào)或所述檢測(cè)電路輸出的磁極位置 信號(hào)經(jīng)反相后的信號(hào)至一開(kāi)關(guān)控制電路;
所述開(kāi)關(guān)控制電路被配置為依據(jù)轉(zhuǎn)向控制電路輸出的信號(hào)和所述交流電源的極性信息,控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
優(yōu)選的,所述開(kāi)關(guān)控制電路被配置為僅在所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第一信號(hào)時(shí)、以及所述交流電源為負(fù)半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第二信號(hào)時(shí)使所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。
優(yōu)選的,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)為三端雙向晶閘管,所述三端雙向晶閘管的第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極分別連接所述交流電源和定子繞組,所述三端雙向晶閘管的控制極連接所述開(kāi)關(guān)控制電路。
優(yōu)選的,電機(jī)以一特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所述轉(zhuǎn)向控制電路將檢測(cè)電路輸出的磁極位置信號(hào)輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路;電機(jī)以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所述轉(zhuǎn)向控制電路將檢測(cè)電路輸出的磁極位置信號(hào)進(jìn)行反相后輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路。
優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)向控制電路包括一選擇器及一反相器,所述選擇器包括兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端、一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端以及一個(gè)選擇端;所述選擇器的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端及所述反相器的輸入端相連作為所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸入端,所述檢測(cè)電路的輸出端連接所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸入端,所述反相器的輸出端連接所述選擇器的另一數(shù)據(jù)輸入端,所述選擇器的輸出端作為所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)控制電路;所述選擇器的選擇端接收控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)。
優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)向控制電路中還包括一緩沖器,所述檢測(cè)電路的輸出端通過(guò)所述緩沖器連接所述選擇器的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。
優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)向控制電路包括一選通開(kāi)關(guān)及一反相器,所述選通開(kāi)關(guān) 包括第一端至第三端及控制端;所述選通開(kāi)關(guān)的第二端與所述反相器的輸入端相連作為所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸入端,所述檢測(cè)電路的輸出端連接所述轉(zhuǎn)向控制開(kāi)關(guān)的輸入端,所述反相器的輸出端連接所述選通開(kāi)關(guān)的第三端,所述選通開(kāi)關(guān)的第一端作為所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)控制電路,所述選通開(kāi)關(guān)的控制端接收控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)。
優(yōu)選的,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路還包括用于至少給所述檢測(cè)電路提供直流電壓的整流器,所述整流器包括輸出較高電壓的第一輸出端和輸出較低電壓的第二輸出端。
優(yōu)選的,所述整流器包括第一輸入端及第二輸入端,所述整流器的第一輸入端與所述電機(jī)的定子繞組與可控雙向交流開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)相連;或者所述整流器的第一輸入端與所述交流電源與定子繞組的節(jié)點(diǎn)相連,所述第二輸入端連接交流電源與所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的另一節(jié)點(diǎn)。
優(yōu)選的,所述整流器、所述檢測(cè)電路、所述開(kāi)關(guān)控制電路和所述轉(zhuǎn)向控制電路集成于一集成電路中。
優(yōu)選的,所述檢測(cè)電路、所述開(kāi)關(guān)控制電路和所述轉(zhuǎn)向控制電路集成于一集成電路中。
優(yōu)選的,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路還包括與所述整流器連接的降壓器,用于將交流電源電壓降壓后再輸入給所述整流器的第一輸入端。
優(yōu)選的,所述整流器的第一輸出端和第二輸出端之間連有穩(wěn)壓二極管。
優(yōu)選的,所述檢測(cè)電路為霍爾傳感器,所述霍爾傳感器包括電源端、接地端及輸出端,所述霍爾傳感器的電源端連接所述整流器的第一輸出端,所述霍爾傳感器的接地端連接所述整流器的第二輸出端,所述霍爾傳感器的輸出端連接所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸入端。
優(yōu)選的,所述開(kāi)關(guān)控制電路包括第一電阻、NPN三極管、以及串聯(lián)于轉(zhuǎn) 向控制電路的輸出端與所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)之間的第二電阻和二極管;所述二極管的陰極連接所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端;所述第一電阻一端連接所述整流器的第一輸出端,另一端連接所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端;所述NPN三極管的基極連接所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端,發(fā)射極連接二極管的陽(yáng)極,集電極連接所述整流器的第一輸出端。
優(yōu)選的,所述開(kāi)關(guān)控制電路包括第一電阻、第一二極管、以及串聯(lián)于所述轉(zhuǎn)向控制的輸出端與可控雙向交流開(kāi)關(guān)之間的第二電阻和第二二極管;所述第二二極管的陽(yáng)極連接可控雙向交流開(kāi)關(guān),所述第一電阻一端連接整流器的第一輸出端,另一端連接所述第一二極管的陽(yáng)極;第一二極管的陰極連接可控雙向交流開(kāi)關(guān)。
優(yōu)選的,所述開(kāi)關(guān)控制電路包括第一電阻、第二電阻、以及反相串聯(lián)于轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端與可控雙向交流開(kāi)關(guān)之間的第一二極管和第二二極管;所述第一二極管和第二二極管的陰極分別連接轉(zhuǎn)向控制電路的輸出端和可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極;所述第一電阻一端連接整流器的第一輸出端,另一端連接第一二極管和第二二極管的陽(yáng)極的連接點(diǎn);所述第二電阻的兩端分別連接第一二極管和第二二極管的陰極。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體基片,所述半導(dǎo)體基片上集成有轉(zhuǎn)向控制電路和開(kāi)關(guān)控制電路,所述轉(zhuǎn)向控制電路用于接收一檢測(cè)電路輸出的表示電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極位置的磁極位置信號(hào),被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定選擇性地輸出所述磁極位置信號(hào)或所述磁極位置信號(hào)經(jīng)反相后的信號(hào)至所述開(kāi)關(guān)控制電路;
所述開(kāi)關(guān)控制電路被配置為依據(jù)轉(zhuǎn)向控制電路輸出的信號(hào)和驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的交流電源的極性信息,控制一與電機(jī)的繞組串聯(lián)于所述交流電源的兩端的可控雙向交流開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài),以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
優(yōu)選的,所述開(kāi)關(guān)控制電路被配置為僅在所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第一信號(hào)時(shí)、以及所述交流電源為負(fù)半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第二信號(hào)時(shí)使所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上還集成有所述檢測(cè)電路。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上進(jìn)一步集成有至少給所述檢測(cè)電路提供直流電壓的整流器。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上進(jìn)一步集成有上述可控雙向交流開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體基片,所述半導(dǎo)體基片上集成有轉(zhuǎn)向控制電路和開(kāi)關(guān)控制電路,
所述開(kāi)關(guān)控制電路用于接收一檢測(cè)電路輸出的表示電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極位置的磁極位置信號(hào),根據(jù)所述磁極位置信號(hào)和驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的交流電源的極性信息,輸出控制信號(hào)至一轉(zhuǎn)向控制電路;
所述轉(zhuǎn)向控制電路被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定,選擇性地輸出所述控制信號(hào)或所述控制信號(hào)經(jīng)反相后的信號(hào)至一與電機(jī)的繞組串聯(lián)于所述交流電源的兩端的可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極,控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài),以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上進(jìn)一步集成有連接于所述轉(zhuǎn)向控制電路與所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極之間的限流電阻。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上還集成有所述檢測(cè)電路。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上進(jìn)一步集成有至少給所述檢測(cè)電路提供直流電壓的整流器。
優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體基片上進(jìn)一步集成有上述可控雙向交流開(kāi)關(guān)。
優(yōu)選的,所述集成電路包括上述任意一種所述的半導(dǎo)體基片,所述半導(dǎo)體基片被封裝于一殼體內(nèi)。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成電路,所述集成電路包括一第一半導(dǎo)體基片和一第二半導(dǎo)體基片,所述第一半導(dǎo)體基片和所述第二半導(dǎo)體基片被封裝于一殼體內(nèi),所述第一半導(dǎo)體基片為上述集成有整流器的半導(dǎo)體基片,所述第二半導(dǎo)體基片上集成有所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子轉(zhuǎn)動(dòng),所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括:
可控雙向交流開(kāi)關(guān),與電機(jī)的繞組串聯(lián)連接于交流電源的兩端;
檢測(cè)電路,用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置,并于其輸出端輸出磁極位置信號(hào);
開(kāi)關(guān)控制電路,被配置為依據(jù)所述檢測(cè)電路輸出的磁極位置信號(hào)和所述交流電源的極性信息,輸出控制信號(hào)至一轉(zhuǎn)向控制電路;
所述轉(zhuǎn)向控制電路被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定,選擇性地輸出所述控制信號(hào)或所述控制信號(hào)經(jīng)反相后的信號(hào)至所述可控雙向交流開(kāi)關(guān),控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài),以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
優(yōu)選的,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步包括連接于所述轉(zhuǎn)向控制電路與所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極之間的限流電阻。
優(yōu)選的,電機(jī)以特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所述轉(zhuǎn)向控制電路將控制信號(hào)輸出至所述可控雙向交流開(kāi)關(guān);電機(jī)以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所述轉(zhuǎn)向控制電路將所述控制信號(hào)經(jīng)反相后的信號(hào)輸出至所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)。
優(yōu)選的,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路還包括用于至少給所述檢測(cè)電路提供直流電壓的整流器。
優(yōu)選的,所述整流器、所述檢測(cè)電路、所述開(kāi)關(guān)控制電路和所述轉(zhuǎn)向控制電路集成于一集成電路中。
優(yōu)選的,所述檢測(cè)電路、所述開(kāi)關(guān)控制電路和所述轉(zhuǎn)向控制電路集成于一集成電路中。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子轉(zhuǎn)動(dòng),所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括:
可控雙向交流開(kāi)關(guān),與電機(jī)的繞組串聯(lián)連接于交流電源的兩端;
檢測(cè)電路,用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的磁極位置,并于其輸出端輸出磁極位置信號(hào);
控制電路,用于接收所述磁極位置信號(hào),根據(jù)所述磁極位置信號(hào)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下運(yùn)行,所述第一狀態(tài)指向所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極輸出負(fù)載電流,所述第二狀態(tài)指從所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極接收負(fù)載電流,并根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定切換所述磁極位置信號(hào)與上述兩種狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,使電機(jī)以特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)或以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電機(jī),包括定子、轉(zhuǎn)子及上述任意一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路或者半導(dǎo)體基片。
優(yōu)選的,所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子,定子包括定子鐵芯及纏繞于定子鐵芯上的定子繞組。
優(yōu)選的,所述電機(jī)為單相永磁交流電機(jī)。
優(yōu)選的,所述電機(jī)為單相永磁同步電機(jī)或者單相永磁BLDC電機(jī)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,根據(jù)永磁轉(zhuǎn)子的磁極位置,通過(guò)轉(zhuǎn)向控制電路選擇性地將檢測(cè)電路輸出的磁極位置信號(hào)或?qū)⒋艠O位置信號(hào)經(jīng)反相后的信號(hào)傳輸至所述開(kāi)關(guān)控制電路,所述開(kāi)關(guān)控制電路根據(jù)接收的信號(hào)控制流過(guò)定子繞組的電流以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
附圖中:
圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的單相永磁同步電機(jī)。
圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的單相永磁同步電機(jī)的電路原理圖。
圖3及圖4示出圖2中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的一種實(shí)現(xiàn)方式的電路框圖。
圖5示出本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路第一實(shí)施方式的電路圖。
圖6示出本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路第二實(shí)施方式的電路圖。
圖7及圖8為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中開(kāi)關(guān)控制電路其他實(shí)施方式的電路圖。
圖9示出本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路第三實(shí)施方式的電路圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。可以理解,附圖僅提供參考與說(shuō)明用,并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。附圖中顯示的連接僅僅是為便于清晰描述,而并不限定連接方式。
需要說(shuō)明的是,當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件,它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。
圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的單相永磁電機(jī)。所述電機(jī)10包括定子和可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子11。定子具有定子鐵心12及繞設(shè)于定子鐵心12上的定子繞組16。定子鐵心可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、硅鋼、鐵氧體等軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子11為永磁轉(zhuǎn)子,定子繞組16與一交流電源24(參見(jiàn)圖2)串聯(lián)時(shí)轉(zhuǎn)子11在穩(wěn)態(tài)階段以60f/p圈/分鐘的轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行,其中f是所述交流電源的頻率,p是轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)。本實(shí)施例中,定子鐵心12具有兩相對(duì)的極部14。每一極部14具有極弧面15,轉(zhuǎn)子11的外表面與極弧面15相對(duì),兩者之間形成基本均勻氣隙13。本申請(qǐng)所稱基本均勻的氣隙,是指定子與轉(zhuǎn)子之間大部分形成均勻氣隙,只有較少部分為非均勻氣隙。較佳的,定子極部的極弧面15上設(shè)內(nèi)凹的起動(dòng)槽17,極弧面15上除起動(dòng)槽17以外的部分則與轉(zhuǎn)子同心。上述配置可形成不均勻磁場(chǎng),保證轉(zhuǎn)子在靜止時(shí)其極軸S1相對(duì)于定子極部14的中心 軸S2傾斜一個(gè)角度,允許電機(jī)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18的作用下每次通電時(shí)轉(zhuǎn)子11可以具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。其中轉(zhuǎn)子的極軸S1指轉(zhuǎn)子兩個(gè)極性不同的磁極之間的分界線,定子極部14的中心軸S2指經(jīng)過(guò)定子兩個(gè)極部14中心的連線。本實(shí)施例中,定子和轉(zhuǎn)子均具有兩個(gè)磁極。可以理解的,在更多實(shí)施例中,定子和轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)也可以不相等,且具有更多磁極,例如四個(gè)、六個(gè)等。
圖2示出本發(fā)明另一實(shí)施例的單相永磁同步電機(jī)10的電路原理圖。電機(jī)10的定子繞組16和一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18串聯(lián)于交流電源24兩端。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。所述交流電源24可以是市電交流電220伏、230伏等或者逆變器輸出的交流電。
圖3示出所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18的一種實(shí)現(xiàn)方式的框圖。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18包括檢測(cè)電路20、整流器28、可控雙向交流開(kāi)關(guān)26、開(kāi)關(guān)控制電路30及轉(zhuǎn)向控制電路50。電機(jī)定子繞組16與可控雙向交流開(kāi)關(guān)26串聯(lián)在交流電源24的兩端之間。所述整流器28的第一輸入端I1通過(guò)一電阻R0連接所述定子繞組16及所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26之間的節(jié)點(diǎn),所述整流器28的第二輸入端I2連接可控雙向交流開(kāi)關(guān)26與交流電源24的連接節(jié)點(diǎn),用于將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電并供給所述檢測(cè)電路20,所述檢測(cè)電路20檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子11的磁極位置,并于其輸出端輸出對(duì)應(yīng)的磁極位置信號(hào),例如5V或0V,所述轉(zhuǎn)向控制電路50連接所述檢測(cè)電路20,被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定選擇性地將所述檢測(cè)電路20輸出的磁極位置信號(hào)或?qū)⒋艠O位置信號(hào)反相后的信號(hào)輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路30。所述開(kāi)關(guān)控制電路30依據(jù)接收的信號(hào)和所述交流電源的極性信息,控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26在導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)之間切換,以控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。請(qǐng)參考圖4,其他實(shí)施方式中,所述整流器28的第一輸入端I1通過(guò)電阻R0連接所述定子繞組16與交流電源24之間的節(jié)點(diǎn),所述整流器28的第二輸入端I2連接交流電源24與可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的另一節(jié)點(diǎn)。
所述檢測(cè)電路20用于檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子11的磁極位置,較佳的為霍爾傳感 器22。具體應(yīng)用于所述電機(jī)10時(shí),所述霍爾傳感器22鄰近所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子11設(shè)置。
請(qǐng)參考圖5,為圖3所示電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18的第一實(shí)施方式的具體電路圖。
所述整流器28包括四個(gè)二極管D2-D5。所述二極管D2的陰極與所述二極管D3的陽(yáng)極相連,所述二極管D3的陰極與所述二極管D4的陰極相連,所述二極管D4的陽(yáng)極與所述二極管D5的陰極相連,所述二極管D5的陽(yáng)極與所述二極管D2的陽(yáng)極相連。所述二極管D2的陰極作為所述整流器28的第一輸入端I1經(jīng)一電阻R0與所述電機(jī)10的定子繞組16相連。所述電阻R0可作為降壓器。所述二極管D4的陽(yáng)極作為所述整流器28的第二輸入端I2與所述交流電源24相連。所述二極管D3的陰極作為所述整流器28的第一輸出端O1與所述霍爾傳感器22、開(kāi)關(guān)控制電路30相連,所述第一輸出端O1輸出較高的直流工作電壓VDD。所述二極管D5的陽(yáng)極作為所述整流器28的第二輸出端O2與霍爾傳感器22相連,所述第二輸出端O2輸出低于所述第一輸出端電壓的較低電壓。所述整流器28的第一輸出端O1及第二輸出端O2之間連接一穩(wěn)壓二極管Z1,所述穩(wěn)壓二極管Z1的陽(yáng)極連接所述第二輸出端O2,所述穩(wěn)壓二極管Z1的陰極連接所述第一輸出端O1。
本實(shí)施方式中,所述霍爾傳感器22包括電源端VCC、接地端GND及輸出端H1,所述電源端VCC連接所整流器28的第一輸出端O1,所述接地端GND連接所述整流器28的第二輸出端O2,所述輸出端H1連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50。所述霍爾傳感器22被正常供電的情況下,即電源端VCC接收較高電壓,接地端GND接收較低電壓,如果檢測(cè)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)為北極(North),其輸出端H1輸出邏輯高電平的磁極位置信號(hào),如果檢測(cè)到南極(South),其輸出端H1輸出邏輯低電平的磁極位置信號(hào)。其他實(shí)施方式中,檢測(cè)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)為北極(North)時(shí)所述霍爾傳感器22的輸出端H1也可以輸出邏輯低電平的磁 極位置信號(hào),檢測(cè)到南極(South)時(shí)其輸出端H1也可以輸出邏輯高電平的磁極位置信號(hào)。
所述轉(zhuǎn)向控制電路50包括多路選擇器(MUX)52、緩沖器54及反相器56,所述多路選擇器52包括兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端、一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端以及一個(gè)選擇端。所述緩沖器54的輸入端及所述反相器56的輸入端相連作為所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸入端,所述霍爾傳感器22的輸出端H1連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸入端。所述緩沖器54的輸出端連接所述多路選擇器52的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端,所述反相器56的輸出端連接所述多路選擇器52的另一數(shù)據(jù)輸入端,所述多路選擇器52的輸出端作為所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)控制電路30。所述多路選擇器52的選擇端接收控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL,并根據(jù)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL選擇性將霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)經(jīng)傳輸至所述開(kāi)關(guān)控制電路30或者將霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)反相后傳輸至所述開(kāi)關(guān)控制電路30。其他實(shí)施方式中,所述轉(zhuǎn)向控制電路50中可以不設(shè)緩沖器54,所述霍爾傳感器22的輸出端H1直接連接所述多路選擇器52的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。
所述開(kāi)關(guān)控制電路30包括第一至第三端子,其中第一端子連接所述整流器28的第一輸出端,第二端子連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端,第三端子連接所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極。所述開(kāi)關(guān)控制電路30包括電阻R2、NPN三極管Q1和二極管D1。所述二極管D1的陰極作為所述第二端子連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端。所述電阻R2一端連接所述整流器28的第一輸出端O1,另一端連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端。所述NPN三極管Q1的基極連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端,發(fā)射極連接所述二極管D1的陽(yáng)極,集電極作為第一端子連接所述整流器28的第一輸出端O1。本實(shí)施例中,所述開(kāi)關(guān)控制電路30進(jìn)一步包括一連接于所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極G和所 述二極管D1的陽(yáng)極之間的限流電阻R1。所述限流電阻R1不與所述二極管D1相連的一端作為所述第三端子。
所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26較佳的為三端雙向晶閘管(TRIAC),其兩個(gè)陽(yáng)極T1、T2分別連接交流電源24及定子繞組16,其控制極G連接所述開(kāi)關(guān)控制電路30的第三端子??梢岳斫?,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26可包括由金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、可控硅整流器、三端雙向晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管、雙極結(jié)晶體管、半導(dǎo)體閘流管、光耦元件中的一種或多種組成的能讓電流雙向流過(guò)的電子開(kāi)關(guān)。例如,兩個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管可組成可控雙向交流開(kāi)關(guān);兩個(gè)可控硅整流器可組成可控雙向交流開(kāi)關(guān);兩個(gè)絕緣柵雙極型晶體管可組成可控雙向交流開(kāi)關(guān);兩個(gè)雙極結(jié)晶體管可組成可控雙向交流開(kāi)關(guān)。
所述開(kāi)關(guān)控制電路30被配置為在所述交流電源為正半周且其第二端子接收第一電平時(shí)、或者所述交流電源為負(fù)半周且其第二端子接收第二電平時(shí),使所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通;當(dāng)所述交流電源為負(fù)半周且其第二端子接收第二電平時(shí),或者所述交流電源為正半周且其第二端子接收第一電平時(shí),不導(dǎo)通所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26。較佳的,所述第一電平為邏輯高電平,所述第二電平為邏輯低電平。
現(xiàn)結(jié)合圖3及圖5,對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18的工作原理進(jìn)行描述。
根據(jù)電磁理論可知,對(duì)于單相永磁電機(jī),通過(guò)改變定子繞組16的電流方向即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。請(qǐng)參考圖3及圖4,如果霍爾傳感器22感測(cè)到的轉(zhuǎn)子極性為N極,流過(guò)定子繞組16的外部交流電源為正半周(見(jiàn)圖3),電機(jī)反轉(zhuǎn)如逆時(shí)針(CCW)旋轉(zhuǎn);可以理解,如果霍爾傳感器22感測(cè)到的轉(zhuǎn)子極性仍為N極,使流過(guò)定子繞組16的外部交流電源為負(fù)半周(參考圖4),電機(jī)轉(zhuǎn)子將會(huì)正轉(zhuǎn)如順時(shí)針(CW)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的實(shí)施方式依據(jù)此原理設(shè)計(jì) ,即根據(jù)霍爾傳感器22感測(cè)到的轉(zhuǎn)子的極性調(diào)整流過(guò)定子繞組16的電流方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制。
表1示出根據(jù)轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的功能表。
表1
現(xiàn)以電機(jī)正轉(zhuǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明,假設(shè)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL輸出邏輯高電平“1”,電機(jī)啟動(dòng)時(shí),如果霍爾傳感器22感測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極,霍爾傳感器22輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號(hào),所述多路選擇器52選擇將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)通過(guò)反相器56反相后的邏輯低電平“0”輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路30,所述開(kāi)關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收低電平,所述三極管Q1關(guān)斷,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,處于負(fù)半周的交流電源流過(guò)所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G、電阻R1及二極管D1接地,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11順時(shí)針啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,處于正半周的交流電源無(wú)法通過(guò)NPN三極管Q1,沒(méi)有電流流過(guò)所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。
如果所述霍爾傳感器22檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極為S極,輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號(hào),所述多路選擇器52選擇將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)通過(guò)反相器56反相后的邏輯高電平“1”輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路30,所述開(kāi)關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收高電平,所述三極管Q1導(dǎo)通,因此所述二極管D1的陽(yáng)極為高電平,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,處于負(fù)半周的交流電源無(wú)法流過(guò)所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G和 電阻R1,因此所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,處于正半周的交流電源經(jīng)過(guò)NPN三極管Q1、電阻R1流向所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,定子繞組中流過(guò)交流電源的正半周,所述轉(zhuǎn)子11順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
如預(yù)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)即逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),使所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL輸出邏輯低電平“0”。如果霍爾傳感器22感測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極,所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號(hào),所述多路選擇器52將霍爾傳感器22輸出的邏輯高電平經(jīng)緩沖器54輸出至二極管D1的陰極,所述三極管Q1導(dǎo)通,因此所述二極管D1的陽(yáng)極為高電平,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,處于負(fù)半周的交流電源無(wú)法流過(guò)所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G和電阻R1,因此所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源為正半周,處于正半周的交流電源經(jīng)過(guò)三極管Q1、電阻R1流至所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,電機(jī)轉(zhuǎn)子11逆時(shí)針啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
如果所述霍爾傳感器22感測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極位置為S極,所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號(hào),所述多路選擇器52將霍爾傳感器22輸出的邏輯低電平經(jīng)緩沖器54輸出至二極管D1的陰極,所述三極管Q1關(guān)斷,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,處于負(fù)半周的電流經(jīng)過(guò)可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G、電阻R1及二極管D1接地,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,定子繞組中流過(guò)交流電源的負(fù)半周,所述轉(zhuǎn)子11逆時(shí)針啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,處于正半周的交流電源無(wú)法通過(guò)NPN三極管Q1,沒(méi)有電流流過(guò)所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。
上述所述的轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)的情形指的是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的情形,電機(jī)啟動(dòng)成功 后,即便所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11也會(huì)保持慣性轉(zhuǎn)動(dòng)。另外,在改變轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí),需要先停止電機(jī)的轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)動(dòng),使電機(jī)的轉(zhuǎn)子11停止旋轉(zhuǎn)很容易實(shí)現(xiàn),例如在交流電源24和電機(jī)的定子繞組16之間增加一個(gè)開(kāi)關(guān)(圖未示),將此開(kāi)關(guān)關(guān)斷一預(yù)定時(shí)間即可所述轉(zhuǎn)子停止旋轉(zhuǎn)。
具體的依據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定、轉(zhuǎn)子的磁極位置及電源的極性控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的情形如下表2。
表2
綜上,所述轉(zhuǎn)向控制電路50根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定,控制所述開(kāi)關(guān)控制電路30第二端接收的為霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)或?qū)⑺龌魻杺鞲衅?2輸出的磁極位置信號(hào)進(jìn)行反相后的信號(hào),即控制所述開(kāi)關(guān)控制電路30第二端接收的電平,進(jìn)而根據(jù)電源的極性控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通及截止的狀態(tài)以控制流過(guò)定子繞組16的電流方向,從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。
其他實(shí)施方式中,所述多路選擇器52還可以被其他類(lèi)型的選通開(kāi)關(guān)替代,所述選通開(kāi)關(guān)可為機(jī)械開(kāi)關(guān)或電子開(kāi)關(guān),所述機(jī)械開(kāi)關(guān)包括繼電器、單刀雙擲開(kāi)關(guān)及單刀單擲開(kāi)關(guān),所述電子開(kāi)關(guān)包括固態(tài)繼電器、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、可控硅整流器、三端雙向晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管、雙極結(jié)晶體管、半導(dǎo)體閘流管、光耦元件等。
請(qǐng)參考圖6,圖6示出依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路18A的電路圖。驅(qū)動(dòng)電路18A與圖5所述第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)電路18相似,區(qū)別之處在于,圖6所示實(shí)施例中,電機(jī)轉(zhuǎn)向控制電路500中使用繼電器510替換所述多路選擇器52,所述繼電器510包括第一端511、第二端512及第三端513及控制端。所述控制端接收控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL,所述緩沖器54的輸入端與所述反相器56的輸入端相連,共同連接所述霍爾傳感器22的輸出端H1。所述第一端511連接所述二極管D1的陰極,所述第二端512連接所述緩沖器54的輸出端,所述第三端513連接所述反相器56的輸出端。
所述繼電器510控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理與圖5所示的第一實(shí)施方式相同,即控制電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL輸出邏輯高電平,所述繼電器510的第一端511與所述第三端513連接,所述轉(zhuǎn)向控制電路500將霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)進(jìn)行反相并將反相后的信號(hào)輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路30,所述開(kāi)關(guān)控制電路30控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的通電方式,使電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn);控制電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí),所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL輸出邏輯低電平,所述繼電器510的第一端511與第二端512連接,所述轉(zhuǎn)向控制電路500將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路30,所述開(kāi)關(guān)控制電路30控制所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的通電方式,使電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,根據(jù)轉(zhuǎn)子11的磁極位置,通過(guò)轉(zhuǎn)向控制電路50控制所述開(kāi)關(guān)控制電路30接收的信號(hào),并結(jié)合交流電源的極性控 制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),如轉(zhuǎn)子11的磁極位置為N極,如果所述開(kāi)關(guān)控制電路30接收到霍爾傳感器正常供電時(shí)所輸出的磁極位置信號(hào)即邏輯高電平信號(hào),將會(huì)控制定子繞組中通過(guò)交流電源的正半周,電機(jī)會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn);如預(yù)控制電機(jī)反轉(zhuǎn),如轉(zhuǎn)子11的磁極位置為N極,通過(guò)所述轉(zhuǎn)向控制電路50將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號(hào)進(jìn)行反相后輸出至所述開(kāi)關(guān)控制電路30,所述開(kāi)關(guān)控制電路30將會(huì)控制定子繞組16中流過(guò)交流電源的負(fù)半周,這樣轉(zhuǎn)子11將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所述轉(zhuǎn)向控制電路50根據(jù)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL,選擇性地將霍爾傳感器22正常輸出的磁極位置信號(hào)或?qū)⒋艠O位置信號(hào)進(jìn)行反相后的信號(hào)傳輸至所述開(kāi)關(guān)控制電路30,以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。在需要為具有相反旋轉(zhuǎn)方向的不同應(yīng)用提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),只需變更轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL的邏輯電平即可,而無(wú)需對(duì)驅(qū)動(dòng)電路做其他修改,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性強(qiáng)。
本發(fā)明的圖5和圖6所示的具有限流電阻R1的開(kāi)關(guān)控制電路并不限于圖5所示的電路,其還可以替換為圖7及圖8所示的電路。
具體的,請(qǐng)參考圖7,開(kāi)關(guān)控制電路30包括電阻R3、二極管D6、以及串聯(lián)于所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端與可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G之間的電阻R4和二極管D7。二極管D7的陰極連接所述電阻R4,陽(yáng)極連接可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極G。電阻R3一端連接整流器28的第一輸出端O1,另一端連接二極管D6的陽(yáng)極。二極管D6的陰極連接可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G。
另請(qǐng)參考圖8,開(kāi)關(guān)控制電路30包括電阻R3、電阻R4、以及反相串聯(lián)于轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端與可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G之間的二極管D6和二極管D7。二極管D6和二極管D7的陰極分別連接轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端和可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極G。電阻R3一端連接整流器28的第一輸 出端O1,另一端連接二極管D6和二極管D7的陽(yáng)極的連接點(diǎn)。電阻R4的兩端分別連接二極管D6和二極管D7的陰極。
請(qǐng)參考圖9,為本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路第三實(shí)施方式的電路圖。圖9所述實(shí)施例與圖5所示實(shí)施的結(jié)構(gòu)大致相同,不同之處在于,圖9所述實(shí)施例中,所述限流電阻R1和所述轉(zhuǎn)向控制電路50連接于所述開(kāi)關(guān)控制電路30及所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極之間,所述二極管D1的陽(yáng)極作為所述開(kāi)關(guān)控制電路的輸出端。如果圖9所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用圖7或者圖8的開(kāi)關(guān)控制電路,仍然需要在所述轉(zhuǎn)向控制電路50和所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極之間連接限流電阻R1。具體的依據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定、轉(zhuǎn)子的磁極位置及電源的極性控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的情形如下表3。
表3
現(xiàn)以電機(jī)正轉(zhuǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明,假設(shè)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL輸出邏輯高電平“1”,電機(jī)啟動(dòng)時(shí),如果霍爾傳感器22感測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極 ,霍爾傳感器22輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號(hào),所述開(kāi)關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收高電平,所述三極管Q1導(dǎo)通,所述開(kāi)關(guān)控制電路30輸出邏輯高電平,所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯低電平,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11順時(shí)針啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,由于所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯低電平,沒(méi)有電流流過(guò)所述轉(zhuǎn)向控制電路和所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26的控制極G,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。
如果所述霍爾傳感器22檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極為S極,輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號(hào),所述開(kāi)關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收低電平,所述三極管Q1關(guān)斷,所述開(kāi)關(guān)控制電路30輸出邏輯低電平,所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯高電平,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11順時(shí)針啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。
如預(yù)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)即逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),使所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號(hào)CTRL輸出邏輯低電平“0”。如果霍爾傳感器22感測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極,所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號(hào),所述開(kāi)關(guān)控制電路輸出邏輯高電平,所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出邏輯高電平,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11逆時(shí)針啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。
如果所述霍爾傳感器22感測(cè)到轉(zhuǎn)子的磁極位置為S極,所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號(hào),所述開(kāi)關(guān)控制電路30輸出邏輯低電平,所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯低電平,如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于負(fù)半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動(dòng)時(shí)交流電源處于正半周,所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)26不導(dǎo)通,所述轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,本發(fā)明實(shí)施例所述的電機(jī)適合于驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)窗、辦公或家用的卷簾等設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例所述的電機(jī)可為永磁交流電機(jī),例如永磁同步電機(jī)、永磁BLDC電機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)優(yōu)選為單相永磁交流電機(jī),例如單相永磁同步電機(jī)、單相永磁BLDC電機(jī)。當(dāng)所述電機(jī)為永磁同步電機(jī)時(shí),所述外部交流電源為市電電源;當(dāng)所述電機(jī)為永磁BLDC電機(jī)時(shí),所述外部交流電源為逆變器輸出的交流電源。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路可集成封裝在集成電路中,如可由ASIC單芯片實(shí)現(xiàn),以降低電路成本,并提高電路的可靠性。其他實(shí)施方式中,可視實(shí)際情況,將所述整流器28、檢測(cè)電路20、轉(zhuǎn)向控制電路50及開(kāi)關(guān)控制電路30全部或部分集成在集成電路中,例如,可以在集成電路中僅集成所述轉(zhuǎn)向控制電路50、檢測(cè)電路20及開(kāi)關(guān)控制電路30,而將整流器28、可控雙向交流開(kāi)關(guān)26及降壓器R0設(shè)于集成電路外部。
本發(fā)明還提供一種較佳實(shí)施例的用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成電路,所述集成電路包括殼體、自所述殼體伸出的若干引腳、半導(dǎo)體基片以及設(shè)于半導(dǎo)體基片上的轉(zhuǎn)向控制電路50和開(kāi)關(guān)控制電路30,所述轉(zhuǎn)向控制電路50和開(kāi)關(guān)控制電路30被封裝于所述殼體內(nèi)。其他實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體基片上可以進(jìn)一步集成有檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極位置的所述檢測(cè)電路20。其他實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體基片上還可以進(jìn)一步集成整流器28及/或可控雙向交流開(kāi)關(guān)26。其他實(shí)施例中,還可在所述殼體內(nèi)設(shè)另一半導(dǎo)體基片,將所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)設(shè)于所述另一半導(dǎo)體基片上。
再例如,還可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要,將所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路全部以分立元件設(shè)置于印刷電路板上。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,所述轉(zhuǎn)向控制電路和開(kāi)關(guān)控制電路構(gòu)成一控制電路,該控制電路用于接收所述磁極位置信號(hào),根據(jù)所述磁極位置信號(hào)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下運(yùn)行,所述第一狀態(tài)指向所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極輸出負(fù)載電流,所述第二狀態(tài)指從所述可控雙向交流開(kāi)關(guān)的控制極接收負(fù)載電流,并根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定切換所述磁極位置信號(hào)與上述兩種狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,使電機(jī)以特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)或以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
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)。