CN102201666A - 控制电路及使用该控制电路的电机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及电源技术，公开控制电路及使用该控制电路的电机装置；所述控制电路包括：输入端，用于输入一电压；储能单元，用于储存所述电压的电能，以及向一电负载供电；过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低所述输入端所输入电压的电位。本发明实施例可以提高电路可靠性，降低电路成本。

Description

控制电路及使用该控制电路的电机装置
技术领域
本发明涉及电源技术，尤其涉及电源的过压保护技术。
背景技术
现有技术中一种由市电交流电供电、直流电机驱动的风扇，其控制电路包括一电容器对市电交流电源降压、一整流器将经降压的交流电源整流为直流电源后向直流电机供电。在供电过程中，当负载很小、或降压电容器的电容值很高时，整流器所输出电压的电位升高，可能会损坏由该直流电源供电的电子器件。
本发明旨在提供一种可对电源进行过压保护的控制电路。
发明内容
本发明实施例提供一种控制电路，包括：输入端，用于输入一电压；储能单元，用于储存所述电压的电能，以及向一电负载供电；过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低所述输入端所输入电压的电位。
较佳的，在所述输入端和储能单元间设有第一开关单元，所述开关单元被配置为在所述储能单元所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通以连通所述输入端与储能单元，在所述储能单元所输出电压的电位超出所述过压门限值时截止以断开所述输入端与储能单元。
较佳的，所述第一开关单元为一个晶体二极管，其阳极与所述输入端连接。
较佳的，所述过压保护单元包括：检测单元，用于对所述储能单元所输出电压的电位进行检测，输出表示该电位是否超过所述过压门限值的检测信号；以及电连接于所述输入端与一低于所述过压门限值的电压间的第二开关单元，所述第二开关单元被配置为在所述检测信号表示电位超出过压门限值时导通，在所述检测信号表示电位低于所述过压门限值时截止。
较佳的，所述第二开关单元电连接于所述输入端和地之间。
较佳的，所述过压门限值等于或小于所述输入端所输入电压的电压值。
较佳的，所述控制电路还包括转换单元，用于将一交流电压转换为一直流电压后提供给所述输入端。
较佳的，所述控制电路还包括降压单元，用于对一市电交流电压进行降压后提供给所述转换单元。
较佳的，所述降压单元包括容值可调的可调电容单元。
较佳的，所述储能单元包括一电容器。
本发明实施例还提供使用上述控制电路的电机装置。
本发明所举实施例具有以下有益效果：由于保证储能单元所输出的电压保持稳定，因此能够实现电源的过压保护，从而提高电路的可靠性，此外，直流电源所供电的电子器件可以选用耐压等级较低的元件，能够进一步降低成本。进一步的，可以采用电容容量大小可调的可调电容单元进行降压并完成调速，具有电路简单、成本较低的优点。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明一实施例的控制电路的结构图；
图2是本发明实施例中可调电容单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
本发明一实施例提供的控制电路包括：输入端，用于输入一电压；储能单元，用于储存所述电压的电能，以及向一电负载供电；过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低所述输入端所输入电压的电位。
图1以控制直流无刷电机为例，示出本发明另一实施例的控制电路204。所述控制电路204由交流电源206供电。直流无刷电机例如可以是单相直流无刷电机，包括定子和转子，定子上装设有绕组208。控制电路204包括降压单元220、转换单元240、储能单元210、驱动单元260、低压电源产生单元280、过压保护单元230及第一开关单元(即图中的开关单元)250：
降压单元220例如可以包括容值可调的可调电容单元222，用于对交流电源206输出的交流电压进行降压后提供给转换单元240。参考图2，可调电容单元222包括两个端子分别与交流电源206和转换单元240电连接、控制单元226及n个容值固定的电容228，n为大于1的整数。控制单元226用于分别控制n个电容228是否处于有效工作状态，例如可以包括分别与n个电容228串联的n个开关元件221，每个开关元件221与所串联的电容228形成一个开关电容组，n个开关电容组并联于两个端子。开关元件导通时，与之对应的电容228在电路中被接通，即该电容处于有效工作状态，开关元件断开时，与之对应的电容228在电路中被断开，因此，控制n个开关元件的导通或断开，即可以分别控制n个电容各自是否在电路中被接通，从而控制可调电容单元222的电容值。可以理解的，除了上述实例外，可调电容单元也可以采用其他方式实现，例如可以是能够控制n个电容228具有不同接通方式的独立元件等。降压单元进一步可以包括电阻器与可调电容单元222并联，用于在关断交流电源206后泄放可调电容单元222的电荷。本发明实施例中，通过控制可调电容单元222具有不同的电容值，可以使储能单元240输出的直流电源具有不同的电压值，进而使电机转子具有不同的转速。具体地，当可调电容单元中的n个电容228的电容值互不相同时，通过电容的不同组合，最多可提供2n-1种电机转速。
转换单元240用于将经降压单元220降压后的交流电压转换为直流电压。优选的，转换单元为桥式整流电路，当然，转换单元也可采用全波整流电路等其他方式实现。
储能单元210用于对转换单元240输出的直流电压进行储能后输出，以向直流无刷电机供电。其中，储能单元210包括一电容器，该电容器由从一输入端(本实施例中为转换单元240的输出端)所输入的电压供电。
低压电源产生单元280用于从储能单元210输出的较高直流电源产生一稳定的较低直流电源。低压电源产生单元280例如可以包括一电阻和一齐纳二极管，该电阻的一端与电容器210的正端连接，另一端与齐纳二极管的阴极连接，齐纳二极管的阳极和电容器210的负端均接地；进一步的，低压电源产生单元280可以还包括与齐纳二极管并联的滤波电容，从而在齐纳二极管的阴极输出经滤波的稳定低压直流电源。
驱动单元260用于进行所述直流无刷电机的换向，包括位置检测单元262、控制单元264和换向单元266。位置检测单元262例如可以是霍尔传感器，可由上述的低压直流电源供电，用于感知所述直流无刷电机的转子的位置，输出相应的位置信号。控制单元264可由上述的低压直流电源供电，用于响应霍尔传感器输出的位置信号，输出相应的换向控制信号，控制单元264可以由电阻、开关元件等组成的开关电路实现，当然也可由微控制器实现。换向单元266用于响应控制单元264输出的换向控制信号，控制定子绕组的电流方向，以进行直流无刷电机的换向；换向单元266可以由可使直流无刷电机换向的任何电路实现，例如可以是桥式换向电路等。
过压保护单元230，用于对储能单元210输出的直流电压进行过压保护，以避免电压过高时损坏由该直流电压供电的电子器件。过压保护单元230可以包括检测单元232和第二开关单元(即图中的开关装置)236，检测单元232用于检测储能单元210所输出电压的电位，输出表示该电位是否超过预定的过压门限值的检测信号，其中，该预定的过压门限值可以等于或小于所述输入端所输入电压的电压值；第二开关单元236连接于转换单元240的电源输出端与地电平之间，响应所述检测信号，在所述检测信号表示电位超出过压门限值时导通，从而拉低转换单元240所输出电压的电位，在所述检测信号表示电位低于所述过压门限值时截止，使转换单元240正常输出整流后电压。本领域技术人员能够明了，上述检测单元和开关装置可以通过本领域的常规技术手段设计实现，此处不再赘述。
第一开关单元250，连接于转换单元240与储能单元210之间，在储能单元210所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通，以连通转换单元240与储能单元210，在储能单元210所输出电压的电位超出所述过压门限值时截止，以断开转换单元240与储能单元210。本实施例中，第一开关单元250为一个二极管，其阳极与转换单元240的电源输出端连接，阴极与电容器210的正端连接。可以理解的，本发明并不限于此。
本实施例的过压保护原理如下：
检测单元232检测储能单元210所输出电压的电位，若检测到该电位超出预定的过压门限值，会触发第二开关单元236导通，转换单元240所输出电压的电位被拉低，此时储能单元210所输出电压的电位高于转换单元240所输出电压的电位，第一开关单元250将转换单元240与储能单元210断开，由储能单元210所储存的能量向负载供电，随着能量消耗，储能单元210所输出电压的电位下降，检测单元232检测到储能单元210所输出电压的电位低于过压门限值时，会触发第二开关单元236截止，从而使转换单元240正常输出整流后的直流电压，此时转换单元240所输出电压的电位高于储能单元210所输出电压的电位，第一开关单元250将转换单元240与储能单元210连通，由转换单元240经储能单元210向负载正常供电，上述过程可以保证储能单元所输出的电压(即负载的供电电源)保持稳定，实现过压保护。
本发明实施例中，转换单元240、储能单元210、驱动单元260、过压保护单元230、第一开关单元250、以及低压电源产生单元280可集成在一块印刷电路板上，降压单元220为与所述电路板有电连接关系的独立实体。
本发明所举实施例具有以下有益效果：由于保证储能单元所输出的电压保持稳定，因此能够实现电源的过压保护，从而提高电路的可靠性，此外，直流电源所供电的电子器件可以选用耐压等级较低的元件，能够进一步降低成本。进一步的，可以采用电容容量大小可调的可调电容单元进行降压并完成调速，具有电路简单、成本较低的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种控制电路，其特征在于，包括：
输入端，用于输入一电压；
储能单元，用于储存所述电压的电能，以及向一电负载供电；
过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低所述输入端所输入电压的电位。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在所述输入端和储能单元间设有第一开关单元，所述开关单元被配置为在所述储能单元所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通以连通所述输入端与储能单元，在所述储能单元所输出电压的电位超出所述过压门限值时截止以断开所述输入端与储能单元。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关单元为一个晶体二极管，其阳极与所述输入端连接。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述过压保护单元包括：
检测单元，用于对所述储能单元所输出电压的电位进行检测，输出表示该电位是否超过所述过压门限值的检测信号；
电连接于所述输入端与一低于所述过压门限值的电压间的第二开关单元，被配置为在所述检测信号表示电位超出过压门限值时导通，在所述检测信号表示电位低于所述过压门限值时截止。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述第二开关单元电连接于所述输入端和地之间。
6.根据以上任一权利要求所述的控制电路，其特征在于，所述过压门限值等于或小于所述输入端所输入电压的电压值。
7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括转换单元，用于将一交流电压转换为一直流电压后提供给所述输入端。
8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括降压单元，用于对一市电交流电压进行降压后提供给所述转换单元。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述降压单元包括容值可调的可调电容单元。
10.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述储能单元包括一电容器。
11.一种电机装置，包括权利要求1至10任一项所述的控制电路。
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