CN102201743A

CN102201743A - 电机装置、风扇及电源电路

Info

Publication number: CN102201743A
Application number: CN2010102861721A
Authority: CN
Inventors: 孙持平; 信飞; 王恩晖
Original assignee: Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2011-09-28
Also published as: CN102201767A

Abstract

本发明实施例公开电源电路、电机装置及风扇，所述电源电路包括火线输入端用于接入交流电源的火线、零线输入端用于接入交流电源的零线、降压单元用于对自所述火线输入端和零线输入端输入的交流电进行降压；其中，所述降压单元包括至少一个电容组、及一输出端用于输出经降压后的交流电；所述电容组包括至少两个并联的电容。本发明实施例具有体积、重量较小、成本较低，安全可靠等优点。

Description

电机装置、风扇及电源电路

技术领域

本发明涉及电机技术，尤其涉及直流无刷电机的控制技术。

背景技术

对于由直流无刷电机驱动的家用电器(如风扇等)，由于是采用市电交流电供电，电机的控制装置通常包括一降压装置对市电交流电降压、一整流器将降压后的交流电整流为直流电，以及由该直流电供电的电子换向电路用于进行电机的换向。现有技术中通常采用变压器作为降压装置对交流电降压，导致电机控制装置体积、重量较大，成本较高。

发明内容

本发明实施例的一方面提供一种电源电路，包括火线输入端用于接入交流电源的火线、零线输入端用于接入交流电源的零线、降压单元用于对自所述火线输入端和零线输入端输入的交流电进行降压；其中，所述降压单元包括至少一个电容组、及一输出端用于输出经降压后的交流电；所述电容组包括至少两个并联的电容。

较佳的，所述降压单元包括连接于所述火线输入端与所述输出端之间的电容组、及连接于所述输出端与所述零线输入端之间的电容组或单个电容。

较佳的，所述降压单元包括连接于所述输出端和所述零线输入端之间的电容组。

较佳的，所述降压单元还包括连接于所述火线输入端与所述输出端之间的单个电容。

较佳的，所述电容组还包括至少一个电阻与一电容串联。

较佳的，所述降压单元还包括与所述电容组并联的电阻。

较佳的，所述降压单元还包括与所述电容组串联的电阻和/或电感。

本发明实施例的另一方面提供具有上述任一电源电路的电机装置。

本发明实施例的再一方面提供一种风扇，所述风扇具有上述任一电机装置。

本发明所举实施例具有以下有益效果：本发明实施例的电机装置体积、重量较小、成本较低，且不会损失效率和可靠性。进一步的，通过配置限流单元和泄放电阻，可保护电子器件，并可避免维护人员受到电击，因此更加安全可靠。

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示出本发明一实施例的电机装置的结构；

图2示出图1的电机装置中降压单元的一种基本电路拓朴结构；

图3示出机械开关抖动产生的高频脉冲信号；

图4至图6示出图2的降压单元的多种替换结构；

图7示出图1的电机装置中降压单元的另一种基本电路拓朴结构；

图8和图9示出图7的降压单元的多种替换结构；

图10示出图1的电机装置中降压单元的再一种基本电路拓朴结构。

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。

请参阅图1，本发明一实施例的电机装置200由交流电源206供电，包括火线输入端201用于接入交流电源206的火线、零线输入端202用于接入交流电源206的零线、降压单元220用于对自火线输入端201和零线输入端202输入的交流电进行降压、交直转换单元240及电机；本实施例中，电机为一单相直流无刷电机，包括定子和与定子呈磁耦合的转子，定子装设有绕组208。

参阅图2，降压单元220包括一输出端203用于输出经降压后的交流电、及连接于火线输入端201与输出端203之间的电容组222；其中，电容组222包括至少两个并联的电容228。

交直转换单元240包括整流器242和滤波器244，整流器242用于将交流电源整流为直流电源，滤波器244用于对整流器242输出的直流电源进行平滑滤波。优选的，整流器为桥式整流电路，滤波器为并接于桥式整流电路的正输出端和地电平的电容。可以理解的，除了上述实例外，交直转换单元240也可采用其他可以将交流电源转换为直流电源的方式实现，例如，整流器也可采用全波整流电路实现等。

电机装置200可进一步包括由交直转换单元240输出的直流电供电的直流-直流转换单元，如图中的低压电源产生单元280。低压电源产生单元280用于从滤波器244输出的高压直流电源产生一稳定的低压直流电源，例如可以由电阻和齐纳二极管组成，该电阻的一端与桥式整流电路的正输出端连接，另一端与齐纳二极管的阴极连接，齐纳二极管的阳极与地连接；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。

电机装置200还可包括驱动单元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用于响应霍尔传感器262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，也可由微控制器等其他方式实现。换向单元266为一个直流-交流转换单元，由交直转换单元240输出的直流电供电，用于响应控制单元264输出的换向控制信号，控制流过定子线圈208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。

进一步的，电机装置200还可以包括用于对交直转换单元240输出的直流电进行调整的电压调整单元，如图中的过压保护单元290。过压保护单元290用于对交直转换单元240输出的直流电源进行过压保护，以避免损坏由该直流电源供电的电子器件。过压保护单元290包括检测单元292和保护单元294，检测单元292用于检测交直转换单元240输出的直流电源的电压值，输出表示直流电源是否过压的检测信号；保护单元294用于响应该检测信号，对所述直流电源相应进行过压保护或关闭过压保护。本领域技术人员可以明了，上述检测单元和保护单元可以常规技术手段设计实现，此处不再赘述。

与现有技术中采用变压器降压相比，本发明实施例的电机装置体积、重量较小、成本较低，而不会损失效率和可靠性。与采用单个电容相比，本发明实施例采用具有至少两个并联电容的电容组，可使降压单元具有更高的容值，输出更大的电流，从而满足电机对大电流的需要。

在实际应用中，通常设有一个机械开关与交流电源串联以控制是否使交流电源供电。机械开关在切换过程中易发生抖动而输出如图3所示的高频脉冲信号，这时电容组的电容相当于短路路径，使得浪涌电流流过电容及后续电路。与采用单个电容相比，本发明实施例采用具有至少两个并联电容的电容组，可将浪涌电流分至多个电容，使得降压单元耐浪涌电流的能力更强，从而增加其寿命。

作为图2所示降压单元的可选择的替换方式，如图4所示，降压单元还可以包括与电容组222串联的限流单元430用于限制可能产生的浪涌电流，保护电子器件，限流单元430例如可以包括电阻和/或电感。进一步的，降压单元220还可包括与电容组222并联的电阻R1用于在关断交流电源206后泄放电容组222中的电荷，从而避免维护人员受到电击。可以理解的，降压单元220可包括限流单元430和泄放电阻R1其中之一或全部，视实际需要而定。

作为图2所示降压单元的可选择的替换方式，如图5所示，降压单元还可包括连接于输出端203和零线输入端202之间的单个电容C21。可以理解的，视实际需要，还可在降压单元中配置与电容组222并联的泄放电阻R1，和/或与电容组222串联的限流单元430。

作为图2所示降压单元的可选择的替换方式，可在降压单元的电容组222中进一步配置与至少一个电容串联的电阻R3，电阻R3一方面可限制可能产生的浪涌电流，另一方面可使降压单元220输出更精确的电压。图6示出为电容组222中每个电容均配置电阻R3的情形。可以理解的，视实际需要，还可配置与电容组并联的泄放电阻R1，和/或与电容组串联的限流单元430。

参考图7，本发明另一实施例中，降压单元包括第一电容组324连接于火线输入端201与输出端203之间、以及第二电容组322连接于输出端203和零线输入端202之间，其中，n，k均为大于等于2的任意整数。本实施例可使降压单元输出更大的电流、具有更强的耐浪涌电流能力。此外，在输出端203和零线输入端202之间设置第二电容组322，一方面可提高降压单元对交流电源的降压幅度，另一方面可提供路径吸收受扰电源的电磁干扰信号。

作为图7中降压单元的可选择替换方式，如图8所示，降压单元还可包括与第一电容组324并联的电阻R1用于在关断交流电源206后泄放电容组中的电荷，以及与第一电容组324串联的限流单元430用于限制浪涌电流，保护电子器件，其中限流单元430可包括电阻和/或电感。可以理解的，降压单元可包括泄放电阻R1、限流单元其中之一或全部，视实际需要而定。

作为图7所示降压单元的可选择的替换方式，可在第一电容组324和/或第二电容组322中配置与至少一个电容串联的电阻R3，一方面可限制可能产生的浪涌电流，另一方面可使降压单元220输出更精确的电压。图9示出为第一电容组324和第二电容组322中每个电容均配置电阻R3的情形。可以理解的，视实际需要，还可配置与第一电容组324并联的泄放电阻R1，和/或与第一电容组324串联的限流单元。

参考图10，本发明再一实施例中，降压单元包括单个电容C22连接于火线输入端201与输出端203之间、以及电容组422连接于输出端203和零线输入端202之间，其中，k为大于等于2的任意整数。本实施例较适用于需将交流电源降至一很小电压的情形，此时可选用容值很小的电容C22可使降压单元输出更大的电流、具有更强的耐浪涌电流能力。此外，电容组422的设置一方面可提高降压单元对交流电源的降压幅度，另一方面也可提供路径吸收受扰电源的电磁干扰信号。

可以理解的，作为图10所示降压单元的可选择的替换方式，也可在电容组422中进一步配置与至少一个电容串联的电阻R3。视实际需要，还可配置与电容C22并联的泄放电阻R1，和/或与电容C22串联的限流单元。

可以理解的，本发明更多实施例中，电机也可以为其他类型的直流电机，例如可以是两相或三相无刷直流电机、通用电机、步进电机、或伺服电机等。

可以理解的，本发明更多实施例中，电机也可以是交流电机，如罩极电机、感应电机、通用电机等，可由经降压后的交流电直接供电。

本发明实施例的电机装置可用于驱动换气装置、鼓风机、空调等电气设备的风扇。

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

1.一种电源电路，包括火线输入端用于接入交流电源的火线、零线输入端用于接入交流电源的零线、降压单元用于对自所述火线输入端和零线输入端输入的交流电进行降压；其中，所述降压单元包括至少一个电容组、及一输出端用于输出经降压后的交流电；所述电容组包括至少两个并联的电容。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述降压单元包括连接于所述火线输入端与所述输出端之间的电容组、及连接于所述输出端与所述零线输入端之间的电容组或单个电容。

3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述降压单元包括连接于所述输出端和所述零线输入端之间的电容组。

4.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述降压单元还包括连接于所述火线输入端与所述输出端之间的单个电容。

5.如权利要求1至4任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电容组还包括至少一个电阻与一电容串联。

6.如权利要求1至4任一项所述的电源电路，其特征在于，所述降压单元还包括与所述电容组并联的电阻。

7.如权利要求1至4任一项所述的电源电路，其特征在于，所述降压单元还包括与所述电容组串联的电阻和/或电感。

8.一种电机装置，包括如权利要求1至7任一项所述的电源电路。

9.如权利要求8所述的电机装置，其特征在于，所述电机装置包括由所述经降压后的交流电供电的交流电机。

10.如权利要求9所述的电机装置，其特征在于，所述交流电机为罩极电机、感应电机、通用电机其中之一。

11.如权利要求8所述的电机装置，其特征在于，所述电源电路还包括一交直转换单元用于将所述经降压后的交流电转换为直流电；所述电机装置包括由所述直流电供电的直流电机。

12.如权利要求11所述的电机装置，其特征在于，所述直流电机为无刷直流电机、通用电机、步进电机、伺服电机其中之一。

13.根据权利要求11所述的电机装置，其特征在于，所述电源电路还包括由所述直流电供电的直流-直流转换单元、直流-交流转换单元、直流电源调整单元其中之部分或全部。

14.一种具有电机装置的风扇，所述电机装置包括如权利要求1至7任一项所述的电源电路。