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一種電機驅(qū)動電路、電機組件和應用設備的制作方法

文檔序號:12277287閱讀:297來源:國知局
一種電機驅(qū)動電路、電機組件和應用設備的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及電機驅(qū)動技術領域,尤其涉及一種電機驅(qū)動電路、電機組件和應用設備。



背景技術:

同步電動機是一種交流電動機,定子線圈由交流電源電供電,交流電電源在電動機的定子極處產(chǎn)生NS極變化的旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與所提供交流電電源的頻率相同。傳統(tǒng)的同步電機在起動過程中,定子的電磁體產(chǎn)生交變磁場,通過該交變磁場拖動轉(zhuǎn)子發(fā)生偏擺振蕩,如果轉(zhuǎn)子的偏擺振蕩幅度不斷增加,最終可使轉(zhuǎn)子向某一方向的旋轉(zhuǎn)迅速加速至與定子的交變磁場同步。

由于交流電源起始通電的極性以及轉(zhuǎn)子的停止位置不固定,無法保證轉(zhuǎn)子每次起動都沿同一個方向定向旋轉(zhuǎn)。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明實施例提供一種電機驅(qū)動電路、電機組件和應用設備,以實現(xiàn)應用所述電機驅(qū)動電路的電機在起動時,能夠沿預設的方向旋轉(zhuǎn)。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實施例提供如下技術方案:

一種電機驅(qū)動電路,包括:

與電機串聯(lián)于外部交流電源兩端之間的雙向交流開關,所述雙向交流開關連接于第一節(jié)點和第二節(jié)點之間;

具有第一輸入端和第二輸入端的整流電路;

連接在所述整流電路的第一輸入端與所述第一節(jié)點之間的第一壓降電路;

連接在所述雙向交流開關的控制端與所述整流電路的輸出端之間的開關控制電路;

磁傳感器,所述磁傳感器的輸出端與所述開關控制電路的控制端相連,所述磁傳感器用于檢測所述電機的轉(zhuǎn)子的磁場并輸出相應的磁感應信號。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述雙向交流開關有驅(qū)動電流時流過所述第一壓降電路的電流大于所述雙向交流開關截止時流過所述第一壓降電路的電流。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述雙向交流開關有驅(qū)動電流時流過所述電機的電流大于所述雙向交流開關截止時流過所述電機的電流。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,還包括設置在所述整流電路的第二輸入端與所述第二節(jié)點之間的第二壓降電路。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路被配置為,基于所述磁感應信號和所述交流電源的極性控制所述雙向交流開關的導通或截止。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路被配置為,在所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場為第一極性、或者所述交流電源為負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場為與所述第一極性相反的第二極性時,使所述雙向交流開關導通,當所述交流電源為負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場為所述第一極性,或者所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場為第二極性時,使所述雙向交流開關截止。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述雙向交流關導通狀態(tài)下,所述開關控制電路至少在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)間切換;

所述第一狀態(tài)為:電流自所述整流電路的較高電壓輸出端經(jīng)開關控制電路流向所述雙向交流開關的控制端;所述第二狀態(tài)為:電流自所述雙向交流開關的控制端經(jīng)開關控制電路流向所述整流電路的較低電壓輸出端。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,當所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第一極性且所述交流電源工作于正半周期時,所述開關控制電路的工作狀態(tài)為第一狀態(tài),當所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為與所述第一極性相反的第二極性且所述交流電源工作于負半周期時,所述開關控制電路的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路包括第一開關和第二開關;

所述第一開關連接在第一電流通路中,所述第一通路設置于所述雙向交流開關的控制端與所述整流電路的較高電壓輸出端之間;

所述第二開關連接在第二電流通路中,所述第二電流通路設置于所述雙向交流開關的控制端與所述整流電路的較低電壓輸出端之間。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述磁傳感器的電源輸入端與所述整流電路的較高電壓輸出端相連,所述磁傳感器的接地端與所述整流電路的較低電壓輸出端相連。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路具有向所述雙向交流開關的控制端流出電流的第一電流通路、及自所述雙向交流開關的控制端流入電流的第二電流通路、以及連接在所述第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關,所述開關由所述磁感應信號控制,使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設開關。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路的輸入端與所述整流電路的較高電壓輸出端相連,輸出端與所述雙向交流開關的控制端相連;

所述磁傳感器的電源輸入端與所述整流電路的較高電壓輸出端相連,接地端與所述整流電路的較低電壓輸出端相連,輸出端與所述開關控制電路的控制端相連。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,當所述交流電源工作在正半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第二極性時或當所述交流電源工作在負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第一極性時,所述磁傳感器的電源輸入端和接地端之間通路;

當所述交流電源工作在負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第二極性時,所述磁傳感器的輸出端和接地端之間通路。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路被配置為:

當所述交流電源工作在正半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第一極性時,所述開關控制電路的輸入端和輸出端之間通路;

當所述交流電源工作在負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第二極性時,所述開關控制電路的輸出端和控制端之間通路。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述電機與交流電源串聯(lián)于所述第一節(jié)點和第二節(jié)點之間。

優(yōu)選的,上述電機驅(qū)動電路中,所述電機與所述雙向交流開關串聯(lián)于所述第一節(jié)點和第二節(jié)點之間。

一種電機組件,包括電機和上述任意一項所述的電機驅(qū)動電路。

優(yōu)選的,上述電機組件中,所述電機包括定子及轉(zhuǎn)子,所述定子包括定子鐵心及纏繞于所述定子鐵芯上的單相繞組。

一種具有上述任意一項所述電機組件的應用設備。

優(yōu)選的,上述應用設備為泵、風扇、家用電器或者車輛。

基于上述技術方案,本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動電路本發(fā)明實施例的電機驅(qū)動電路中,所述開關控制電路由控制端獲取所述磁傳感器檢測到的電機的轉(zhuǎn)子的磁場極性的磁感應信號,至少基于所述磁感應信號控制所述雙向交流開關的通斷,從而保證了應用該電機驅(qū)動電路的電機每次通電時沿固定方向啟動旋轉(zhuǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不負出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1A為本申請實施例公開的一種電機驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖1B為本申請另一實施例公開的一種電機驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本申請再一實施例公開的一種電機驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本申請實施例公開的一種開關控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本申請另一實施例公開的一種開關控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5A為本申請再一實施例公開的一種開關控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5B為本申請又一實施例公開的一種開關控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本申請實施例公開的電機驅(qū)動電路中的整流電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為本申請實施例公開的電機驅(qū)動電路中的磁傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖8為本申請一個實施例所提供的電機組件中,電機的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖9A-圖9D分別為本申請實施例公開的一種電機驅(qū)動組件在不同電源極性和磁場極性的電流路徑示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

下面以所述電機驅(qū)動電路應用于電機中為例,對本發(fā)明實施例所提供的電機驅(qū)動電路進行說明。

如圖1A和圖1B所示,本發(fā)明實施例提供了一種電機驅(qū)動電路,包括:

與電機M串聯(lián)于外部交流電源AC兩端之間的雙向交流開關100,所述雙向交流開關100可以是三端雙向可控硅開關(TRIAC),所述雙向交流開關100連接于第一節(jié)點A和第二節(jié)點B之間??蛇x的例如圖1A,所述電機M與所述交流電源AC串聯(lián)后設置于所述第一節(jié)點A和第二節(jié)點B之間,或參見圖1B所示,所述電機M與所述雙向交流開關100串聯(lián)于所述第一節(jié)點A和第二節(jié)點B之間;

具有第一輸入端和第二輸入端的整流電路200,所述整流電路200用于對所述交流電源AC輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后輸出給后續(xù)電路;

連接在所述整流電路200的第一輸入端與所述第一節(jié)點A之間的第一壓降電路300,其中,用戶可以依據(jù)自身需求設計所述第一壓降電路300的結(jié)構(gòu),例如,所述第一壓降電路300至少可以包括;第一壓降電阻RA;

連接在所述雙向交流開關100的控制端與所述整流電路200的輸出端之間的開關控制電路400;

磁傳感器500,所述磁傳感器500的輸出端與所述開關控制電路400的控制端相連,所述磁傳感器500用于檢測所述電機的轉(zhuǎn)子的磁場并輸出相應的磁感應信號,以使得所述開關控制電路400依據(jù)所述磁感應信號和所述交流電源AC的當前極性控制所述開關控制電路400的工作狀態(tài),所述磁傳感器500靠近電機M的轉(zhuǎn)子安裝以感知轉(zhuǎn)子的磁場變化。

在本申請上述實施例公開的技術方案中,所述開關控制電路400至少依據(jù)所述磁感應信號控制所述雙向交流開關的導通狀態(tài),用戶可以依據(jù)自身需求設置相應的控制規(guī)則,以使得電機的起動方向受所述磁感應信號和所述交流電源AC的控制,使得所述電機M的轉(zhuǎn)子每次起動都沿同一個方向定向旋轉(zhuǎn)。

可以理解,雙向交流開關也可由其他類型的合適的開關實現(xiàn),例如可以包括反向并聯(lián)的兩個硅控整流器,并設置相應的控制電路,依據(jù)所述開關控制電路400的輸出信號經(jīng)所述控制電路按照預定方式控制這兩個硅控整流器。也可包括由金屬氧化物半導體場效應晶體管、可控硅交直流轉(zhuǎn)換電路、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的電子開關。例如,兩個金屬氧化物半導體場效應晶體管可組成可控雙向交流開關;兩個可控硅交直流轉(zhuǎn)換電路可組成可控雙向交流開關;兩個絕緣柵雙極型晶體管可組成可控雙向交流開關;兩個雙極結(jié)晶體管可組成可控雙向交流開關。

在本申請實施例公開的技術方案中,所述雙向交流開關100的控制端的驅(qū)動電流的大小受所述第一壓降電路300所產(chǎn)生的壓降大小的控制,在一個實施例中,所述第一壓降電路100設置于所述整流電路200的第一輸入端與第一節(jié)點A之間,所述電機驅(qū)動電路所需的壓降全部由所述第一壓降電路300提供,對于需要高壓降的應用,所述第一壓降電路300的等效阻值非常大。由于在所述電機驅(qū)動電路工作時,流經(jīng)所述雙向交流開關100的驅(qū)動電流會流過所述第一壓降電路300,因此會使得所述雙向交流開關100控制端的驅(qū)動電流值很小,即在選取所述雙向交流開關100時,需選擇驅(qū)動電流值很小的類型的雙向交流開關100,但是,滿足這種條件的雙向交流開關對制作工藝的要求相當高,直接導致能夠響應低驅(qū)動電流的雙向交流開關的制作成本較高。 另一方面,驅(qū)動電流小的雙向交流開關能夠經(jīng)受的負載電流也相應較小,無法滿足要求大負載電流雙向交流開關的應用。針對于此,上述電機驅(qū)動電路被配置為:所述雙向交流開關100有驅(qū)動電流時流過所述第一壓降電路300的電流大于所述雙向交流開關100截止時流過所述第一壓降電路300的電流;和/或,所述雙向交流開關100有驅(qū)動電流時流過所述電機M的電流大于所述雙向交流開關100截止時流過所述電機的電流。本申請還公開了一種上述配置方案的具體實現(xiàn)方式,參見圖2,本申請另一實施例公開的所述電機驅(qū)動電路中,還可以包括第二壓降電路600,所述第二壓降電路600設置在所述整流電路200的第二輸入端與所述第二節(jié)點B之間。與所述第一壓降電路300類似,所述第二壓降電路600可以至少包括第二壓降電阻RB。此時,所述第一壓降電路300的等效阻值可適當減小,增大所述雙向交流開關100的驅(qū)動電流,由此,在選擇所述雙向交流開關100可選擇驅(qū)動電流和負載電流較大的雙向交流開關,因此降低了電路設計成本。其中,所述第一壓降電路300和第二壓降電路600等效電阻的阻值的大小,可以依據(jù)用戶需求自行分配,只要能夠保證所述第一壓降電路300和第二壓降電路600能夠為所述電機驅(qū)動電路提供合適的壓降值即可。

在本申請上述實施例公開的技術方案中,所述開關控制電路400被配置為,基于所述磁感應信號和所述交流電源的極性控制所述雙向交流開關100的導通或截止,其具體的控制規(guī)則可為:在所述交流電源AC處于正半周期且所述電機轉(zhuǎn)子的磁場為第一極性、或者所述交流電源為負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場為與所述第一極性相反的第二極性時,使所述雙向交流開關導通,當所述交流電源為負半周期且轉(zhuǎn)子為所述第一極性,或者所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)子為第二極性時,使所述雙向交流開關截止。其中,用戶可以依據(jù)所需的轉(zhuǎn)子的起動方向,選擇何種磁場的磁場極性為第一極性、何種磁場的磁場極性為第二極性。

在本申請上述實施例公開的方案中,所述開關控制電路400可以配置有兩種工作狀態(tài),即第一狀態(tài)和第二狀態(tài),當所述雙向交流開關100導通時,所述開關控制電路400至少在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間進行切換,其中,所述第一狀態(tài)為:電流自所述整流電路200的較高電壓輸出端經(jīng)所述開關控制電路400流向所述雙向交流開關100的控制端;所述第二狀態(tài)為:電流自 所述雙向交流開關100的控制端經(jīng)所述開關控制電路400流向所述整流電路200的較低電壓輸出端。具體的,當所述雙向交流開關100處于不同的導通條件時,所述開關控制電路400切換至不同的狀態(tài),例如:如果當所述雙向交流開關100的導通時刻為:所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第一極性且所述交流電源工作于正半周期,則所述開關控制電路400的工作狀態(tài)為第一狀態(tài),當所述雙向交流開關100的導通時刻為:所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為與所述第一極性相反的第二極性且所述交流電源工作于負半周期,則所述開關控制電路的工作狀態(tài)為第二狀態(tài)。

值得說明的是,交流電源為正半周期且外部磁場為第一極性,或者交流電源為負半周期且外部磁場為第二極性時,所述雙向交流開關100的控制端流過電流包括上述兩種情況(第一狀態(tài)和第二狀態(tài))整個持續(xù)時間段內(nèi)雙向交流開關100的控制端處都有電流流過的情形,也包括上述兩種情況下僅部分時間段內(nèi)所述雙向交流開關100的控制端處有電流流過的情形。

值得說明的是,本發(fā)明實施例中,開關控制電路400在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)間切換運行時,并不限于其中一個狀態(tài)結(jié)束后立即切換為另一個狀態(tài)的情形,還包括其中一個狀態(tài)結(jié)束后間隔一定時間再切換為另一個狀態(tài)的情形。在一個較佳的應用實例中,兩個狀態(tài)切換的間隔時間內(nèi)所述開關控制電路400與所述雙向交流開關100之間無電流交互。在上述實施例的基礎上中,所述開關控制電路400的結(jié)構(gòu)可以包括:

第一開關K1和第二開關K2;

所述第一開關K1連接在第一電流通路中,用于依據(jù)所述轉(zhuǎn)子的磁場極性和所述交流電源的極性控制所述第一電流通路的通斷,所述第一通路設置于所述雙向交流開關100的控制端與所述整流電路200的較高電壓輸出端之間;

所述第二開關K2連接在第二電流通路中,用于依據(jù)所述轉(zhuǎn)子的磁場極性和所述交流電源的極性控制所述第二電流通路的通斷,所述第二電流通路設置于所述雙向交流開關100的控制端與所述整流電路200的較低電壓輸出端之間。

所述第一電流通路和第二電流通路在所述磁感應信號的控制下選擇性地交替導通,實現(xiàn)了所述開關控制電路400在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的切換。較佳的,所述第一開關K1可以為三極管,所述第二開關K2可以為三極管或二極管,本發(fā)明對此并不做限定,視情況而定。

具體的,在本發(fā)明的一個實施例中,如圖3所示,所述第一開關K1和第二開關K2為一對互補的半導體開關。所述第一開關K1為低電平導通,所述第二開關K2為高電平導通,其中,所述第一開關K1設置于所述第一電流通路中,所述第二開關K2設置于所述第二電流通路中,所述第一開關K1和所述第二開關K2兩個開關的控制端均連接所述磁傳感器500的輸出端,第一開關K1的電流輸入端接整流電路200的較高電壓輸出端,所述第一開關K1的電流輸出端與第二開關K2的電流輸入端連接,第二開關K2的電流輸出端接所述整流電路200的較低電壓輸出端。若所述磁傳感器500的輸出端輸出的磁感應信號是低電平,第一開關K1導通,第二開關K2斷開,所述電機驅(qū)動電路中的電流所述整流電路200的較高電壓輸出端流出,經(jīng)所述第一開關K1流入所述雙向交流開關100的控制端,若所述磁傳感器500的輸出端輸出的磁感應信號是高電平時,第二開關K2導通,第一開關K1斷開,負載電流自所述雙向交流開關100的控制端流經(jīng)所述第二開關K2至所述整流電路200的較低電壓輸出端。圖3的實例中第一開關K1為正通道金屬氧化物半導體場效應晶體管(P型MOSFET),第二開關K2為負通道金屬氧化物半導體場效應晶體管(N型MOSFET)??梢岳斫獾氖牵谄渌麑嵤├?,第一開關K1和第二開關K2也可以是其他類型的半導體開關,例如可以是結(jié)型場效應晶體管(JFET)或金屬半導體場效應管(MESFET)等其他場效應晶體管。

在本發(fā)明的另一個實施例中,如圖4所示,所述第一開關K1為高電平導通的開關,所述第二開關K2為單向?qū)ǘO管,第一開關K1的控制端和第二開關K2的陰極連接磁傳感器500的輸出端。第一開關K1的電流輸入端連接所述整流電路200較高電壓輸出端,第一開關K1的電流輸出端和第二開關K2的陽極與所述雙向交流開關100的控制端均連接。其中,所述第一開關 K1連接在第一電流通路中,所述第二開關K2與所述磁傳感器500連接在第二電流通路中,若所述磁傳感器500的輸出端輸出的磁感應信號為高電平時,第一開關K1導通,第二開關K2斷開,所述電機驅(qū)動電路中的電流所述整流電路200的較高電壓輸出端流出,經(jīng)所述第一開關K1流入所述雙向交流開關100的控制端,若所述磁傳感器500輸出端輸出的磁感應信號為低電平時,第二開關K2導通,第一開關K1斷開,所述電機驅(qū)動電路中的電流由所述雙向交流開關100的控制端依次流經(jīng)所述第二開關K2、磁傳感器500后流入所述整流電路200的較低電壓輸出端??梢岳斫猓诒景l(fā)明的其他實施例中,所述第一開關K1和所述第二開關K2還可以為其他結(jié)構(gòu),本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。

在本發(fā)明的另一個實施例中,所述開關控制電路400包括:向所述雙向交流開關的控制端流出電流的第一電流通路、及自所述雙向交流開關的控制端流入電流的第二電流通路、以及連接在所述第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關,所述開關由所述磁感應信號控制,使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。較佳的,所述第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設開關。

作為一種具體實現(xiàn),如圖5A所示,所述開關控制電路400包括:相互并聯(lián)的單向?qū)ㄩ_關D1和電阻R1,所述單向?qū)ㄩ_關D1的電流輸入端與所述磁傳感器500的輸出端相連,電流輸出端與所述雙向交流開關100的控制端相連;磁傳感器500和單向?qū)ㄩ_關D1連接在由所述整流電路500的較高電壓輸出端向所述雙向交流開關100的控制端方向?qū)ǖ碾娏魍分校龃艂鞲衅?00和電阻R1設置在由所述雙向交流開關100的控制端向所述整流電路200的較低電壓輸出端方向?qū)ǖ碾娏魍分?。單向?qū)ㄩ_關D1在所述磁感應信號為高電平時導通,此時所述電機驅(qū)動電路中的電流由所述整流電路200的較高電壓輸出端依次經(jīng)過所述磁傳感器500和單向?qū)ㄩ_關D1流入所述雙向交流開關100的控制端,當所述磁感應信號為低電平時,所述單向?qū)ㄩ_關D1斷開,所述電機驅(qū)動電路中的電流由所述雙向交流開關100的控制 端流出,依次經(jīng)過所述電阻R1和磁傳感器500流入所述整流電路200的較低電壓輸出端。

在另一種具體實現(xiàn)中,如圖5B所示,所述開關控制電路400包括反向串聯(lián)于磁傳感器500的輸出端和雙向交流開關的控制端之間的二極管D2和D3、與串聯(lián)的二極管D2和D3整體并聯(lián)的電阻R2、以及連接于二極管D2和D3的公共端與整流電路200的較高電壓輸出端之間的電阻R3,其中,二極管D2的陰極與磁傳感器500的輸出端連接。二極管D2由磁感應信號控制。在磁感應信號為高電平時二極管D2截止,所述電機驅(qū)動電路中的電流由所述整流電路200較高電壓輸出端輸出后依次流經(jīng)電阻R3和二極管D3后,流入所述雙向交流開關100的控制端,當所述磁感應信號為低電平時,所述電機驅(qū)動電路中的電流由所述雙向交流開關100的控制端輸出依次流經(jīng)所述電阻R2和磁傳感器500后流入所述整流電路200的較低電壓輸出端。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個實施例中,參見圖1A或圖1B,所述開關控制電路400的輸入端與所述整流電路200的較高電壓輸出端相連,輸出端與所述雙向交流開關100的控制端相連;所述磁傳感器500的電源輸入端與所述整流電路200的較高電壓輸出端直接或間接相連,接地端與所述整流電路200的較低電壓輸出端相連,輸出端與所述開關控制電路400的控制端相連。所述電機驅(qū)動電路被配置為:當所述交流電源工作在正半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第二極性時,所述磁傳感器500的輸出端的輸出阻止第一電流通路和第二電流通路的形成,電源輸入端和接地端之間通路,所述電機驅(qū)動電路中的電流由依次流經(jīng)第一壓降電路300、整流電路200第一輸入端、整流電路200較高電壓輸出端、磁傳感器500電源輸入端、磁傳感器500接地端、整流電路200較低電壓輸出端、整流電路200第二輸入端、第二壓降電路600(當存在所述第二壓降電路時)后到達第一節(jié)點B;當所述交流電源工作在負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第一極性時,所述磁傳感器500的輸出端的輸出阻止第一電流通路和第二電流通路的形成,電源輸入端和接地端之間通路,所述電機驅(qū)動電路中的電流由依次流經(jīng)第二壓降電路600(當存在所述第二壓降電路時)、整流電路200第二輸入端、整流電路200較低電壓輸出端、磁傳感器500接地端、磁傳感器500電源輸入端、整流電路200 較高電壓輸出端、整流電路200第一輸入端、第一壓降電路300后到達第一節(jié)點A;當所述交流電源工作在負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第二極性時,所述磁傳感器500的輸出端和接地端之間通路,此時所述電機驅(qū)動電路中的電流由依次流經(jīng)雙向交流開關100輸入端、雙向交流開關100輸出端、開關控制電路400輸出端、開關控制電路400控制端、磁傳感器500輸出端、磁傳感器500接地端、整流電路200較低電壓輸出端、整流電路200第一輸入端、第一壓降電路300后到達第一節(jié)點A。值得說明的是,本發(fā)明中所提的兩個端子之間“通路”指有兩個端子之間有電流流過,但不應狹隘理解為兩個端子被短路。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個實施例中,所述開關控制電路被配置為:

當所述交流電源工作在正半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第一極性時,所述開關控制電路的輸入端和輸出端之間通路,此時,所述電機驅(qū)動電路中的電流由依次流經(jīng)第一壓降電路300、整流電路200第一輸入端、整流電路200較高電壓輸出端、開關控制電路400輸入端、開關控制電路400輸出端、雙向交流開關100控制端、雙向交流開關100第一端到達第二節(jié)點B;當所述交流電源工作在負半周期且所述轉(zhuǎn)子的磁場極性為第二極性時,所述開關控制電路400的輸出端和控制端之間通路。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個實施例中,所述磁傳感器500由第一電源供電,所述開關控制電路400由與所述第一電源不同的第二電源供電。需要說明的是,在本發(fā)明實施例中,所述第二電源可以為幅值變化的電源,也可以為幅值不變的直流電源,其中,所述第二電源為幅值變化的電源時,較佳的為幅值變化的直流電源,本發(fā)明對此并不做限定,具體視情況而定。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個實施例中,所述第一電源為幅值穩(wěn)定不變的直流電源,以保證為所述磁傳感器500提供穩(wěn)定的驅(qū)動信號,使得所述磁傳感器500穩(wěn)定工作。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中,所述第一電源的輸出電壓的平均值小于所述第二電源輸出電壓的平均值,需要說明的是, 采用功耗較小的電源給磁傳感器500供電,可以降低所述電機驅(qū)動電路的功耗,采用功耗較大的電源給開關控制電路400供電可以使所述雙向交流開關100的控制端獲得較高的電流,以保證所述電機驅(qū)動電路具有足夠的驅(qū)動能力。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中,所述電機驅(qū)動電路還包括:位于所述整流電路200與所述磁傳感器500之間的電壓調(diào)節(jié)電路,本實施例中,整流電路200可作為第二電源,電壓調(diào)節(jié)電路可作為第一電源,所述電壓調(diào)節(jié)電路用于將所述整流電路200輸出的第一電壓調(diào)節(jié)為第二電壓,其中,所述第二電壓為所述磁傳感器500的供電電壓,所述第一電壓為所述開關控制電路400的供電電壓,且所述第一電壓的平均值大于所述第二電壓的平均值,以降低所述電機驅(qū)動電路的功耗,同時保證所述電機驅(qū)動電路具有足夠的驅(qū)動能力。

在本發(fā)明的一個具體實施例中,所述整流電路200包括:全波整流橋以及與所述全波整流橋的輸出連接的穩(wěn)壓單元,其中,所述全波整流橋用于將所述交流電源AC輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電,所述穩(wěn)壓單元用于將所述全波整流橋輸出的直流信號穩(wěn)定在預設值范圍內(nèi)。

圖6示出了整流電路200的一種具體電路,其中,穩(wěn)壓單元包括連接于全波整流橋的兩個輸出端之間的穩(wěn)壓二極管DZ,所述全波整流橋包括:串聯(lián)的第一二極管211和第二二極管212以及串聯(lián)的第三二極管213和第四二極管214;所述第一二極管211和所述第二二極管212的公共端與所述第一壓降電路300相連;當所述電機驅(qū)動電路中包含所述第二壓降電路600時所述第三二極管213和所述第四二極管214的公共端與所述第二壓降電路600相連,當所述電機驅(qū)動電路中不包含所述第二壓降電路600時所述第三二極管213和所述第四二極管214的公共端與所述第二節(jié)點B相連。

其中,所述第一二極管211的輸入端與所述第三二極管213的輸入端電連接形成全波整流橋的較低電壓輸出端,所述第二二極管212的輸出端與所述第四二極管214的輸出端電連接形成全波整流橋的較高電壓輸出端,穩(wěn)壓 二極管DZ連接于所述第二二極管212和第四二極管214的公共端與所述第一二極管211和所述第三二極管213的公共端之間。需要說明的是,在本發(fā)明實施例中,所述開關控制電路400的輸入端與全波整流橋的較高電壓輸出端電連接。

在上述任意實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個實施例中,如圖7所示,所述磁傳感器500包括:磁場檢測元件510,用于檢測外部磁場并將其轉(zhuǎn)換成電信號;信號處理單元520,用于對該電信號進行放大去干擾;以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元530,用于將經(jīng)過放大去干擾后的電信號轉(zhuǎn)換為所述磁感應信號,對于僅需要識別外部磁場的磁場極性的應用而言,所述磁感應信號可以為開關型數(shù)字信號。磁場檢測元件510較佳的可以是霍爾板。

在上述任意實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個實施例中,所述整流電路、輸出控制電路和霍爾傳感器中的一個或多個可集成在同一集成電路中。

本發(fā)明實施例還提供了一種電機組件,所述電機組件包括:電機和如上述任意所述的電機驅(qū)動電路。

在上述實施例的基礎上,在本發(fā)明的一個具體實施例中,所述電機為同步電機,可以理解,本發(fā)明的電機驅(qū)動電路不僅適用于同步電機,也適用于其他類型的永磁電機如直流無刷電機。如圖8所示,所述同步電機包括定子和可相對定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子11。定子具有定子鐵心12及繞設于定子鐵心12上的定子繞組16。定子鐵心12可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、硅鋼等軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子11具有永磁鐵,定子繞組16與交流電源串聯(lián)時轉(zhuǎn)子11在穩(wěn)態(tài)階段以60f/p圈/分鐘的轉(zhuǎn)速恒速運行,其中f是所述交流電源的頻率,p是轉(zhuǎn)子的極對數(shù)。本實施例中,定子鐵心12具有兩相對的極部14。每一極部具有極弧面15,轉(zhuǎn)子11的外表面與極弧面15相對,兩者之間形成基本均勻氣隙。本申請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。優(yōu)選的,定子極部的極弧面15上設內(nèi)凹的起動槽17,極弧面15上除起動槽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,保證轉(zhuǎn)子在靜止時其極軸S1相對于定子極部的中心軸S2傾斜一 個角度,允許電機在電機驅(qū)動電路的作用下每次通電時轉(zhuǎn)子可以具有起動轉(zhuǎn)矩。其中轉(zhuǎn)子的極軸S1指轉(zhuǎn)子兩個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)過定子兩個極部14中心的連線。本實施例中,定子和轉(zhuǎn)子均具有兩個磁極。可以理解的,在更多實施例中,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、六個等。

本發(fā)明一個較佳實施例中,開關控制電路400中第一開關K1的電流輸入端連接全波整流橋的較高電壓輸出端,第二開關K2的電流輸出端通過磁傳感器500連接全波整流橋的較低的電壓輸出端。當交流電源AC輸出的信號位于正半周期且所述磁傳感器500輸出低電平時,開關控制電路400中第一開關K1導通而第二開關K2斷開,此時,參見圖9A,驅(qū)動電流依次流過交流電源、電機、第一降壓電路、全波整流橋的第二二極管212輸出端、開關控制電路400的第一開關K1,流向雙向交流開關100回到交流電源,該驅(qū)動電流只流過第一降壓電路300,通過降低第一降壓電路300的等效電阻值可以獲得更大的驅(qū)動電流。雙向交流開關100導通后,其他電路被短路停止輸出,而雙向交流開關100由于流過其兩個陽極之間的負載電流足夠大(高于其維持電流),在控制端與其第一陽極間無驅(qū)動電流的情況下,仍保持導通。當交流電源輸出的信號位于負半周期且所述磁傳感器500輸出高電平時,開關控制電路400中第一開關K1斷開而第二開關K2導通,參見圖9B,驅(qū)動電流從交流電源流出,自雙向交流開關100流入開關控制電路400,經(jīng)開關控制電路400的第二開關K2、全波整流橋的較低電壓輸出端和第一二極管211、第一壓降電路300回到交流電源。同樣的,雙向交流開關100導通后,其他電路因被短路而停止輸出,雙向交流開關100則可保持導通。當交流電源輸出的信號位于正半周期且所述磁傳感器500輸出高電平,或者交流電源輸出的信號位于負半周期且所述磁傳感器500輸出低電平,開關控制電路400中第一開關K1和第二開關K2均不能導通,雙向交流開關100因無驅(qū)動電流而截止,參見圖9C和圖9D,電流流過電機、整流電路200、磁傳感器500,且流過第一壓降電路300和第二壓降電路600,此電流小于雙向交流開關有驅(qū)動電流時流過電機和 第一壓降電路300的電流。由此,所述開關控制電路400可基于交流電源的極性變化和磁感應信號,使所述雙向交流開關100以預定方式在導通與截止狀態(tài)之間切換,進而控制定子繞組16的通電方式,使定子產(chǎn)生的變化磁場配合轉(zhuǎn)子的磁場位置,只沿單個方向拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而保證電機每次通電時轉(zhuǎn)子具有固定的旋轉(zhuǎn)方向。

綜上所述可知,本發(fā)明實施例所提供的電機驅(qū)動電路,包括雙向交流開關100、整流電路200、第一壓降電路300、開關控制電路400、磁傳感器500和第二壓降電路600,其中,所述磁傳感器500用于檢測外部磁場并相應輸出磁感應信號,所述開關控制電路100用于至少基于所述磁感應信號,使所述開關控制電路400至少在所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間進行切換,保證所述電機組件中電機的轉(zhuǎn)子在所述電機每次啟動時都沿同一方向旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明實施例中的電機組件可以用于但不限于泵、風扇、家用電器、車輌等設備中,所述家用電器例如可以是洗衣機、洗碗機、抽油煙機、排氣扇等。

需要說明的是,雖然本發(fā)明實施例是以所述電機驅(qū)動電路應用于電機中為例進行說明的,但本發(fā)明實施例所提供的電機驅(qū)動電路的應用領域并不限于此。

本說明書中各個部分采用遞進的方式描述,每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處,各個部分之間相同相似部分互相參見即可。

需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素, 并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明,使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

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