CN105245138A - 电机及其驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机的驱动控制电路和具有其的电机，所述驱动控制电路包括：电源，用于给驱动控制电路供电；逆变器，逆变器分别与电机和电源相连；外部单元，用于发出外部需求指令；控制单元，控制单元包括风速曲线合成器、控制逻辑电路和驱动电路，风速曲线合成器根据外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令，控制逻辑电路根据速度指令生成相应的转速控制信号，并根据转速控制信号对驱动电路进行控制，以使驱动电路输出驱动信号驱动逆变器，以实现对电机的转速进行控制。该驱动控制电路不仅电路结构简单，而且成本比较低，同时有效降低了控制的复杂度，提高了电路的可靠性。

Description

电机及其驱动控制电路

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机的驱动控制电路以及一种具有该驱动控制电路的电机。

背景技术

在电机使用过程中，有时需要将多种速度进行组合以满足不同应用需求，例如，在空调器、风扇以及空气清新机等风类应用场合中，通过各种速度的组合以形成自然风、睡眠风等，此时需要根据选择的外部需求类型，按照事先设定的速度曲线来控制电机运行。

相关技术中，由风机速度控制器根据外部需求类型获取电机的转速信号，并根据转速信号发送速度控制信号至电机驱动器的控制单元，控制单元控制电机按照设定的速度运行，以满足各种应用需求。虽然可以实现多种速度的组合以满足不同应用需求，但是成本比较高，而且系统比较复杂。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和研究做出的：

在相关技术中，由于电机驱动器的控制单元和风机速度控制器在实现上可以采用相同或相似的硬件电路实现，如果采用单独的风机速度控制器来获取电机的速度控制信号，再由控制单元根据速度控制信号对电机进行控制，则从实际结果考虑，表现为硬件的冗余，不仅增加了系统的成本，而且使得系统变得复杂。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机的驱动控制电路，不仅电路结构简单，而且成本比较低，同时有效降低了控制的复杂度。

本发明的另一个目的在于提出一种电机。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电机的驱动控制电路，包括：电源，所述电源用于给所述驱动控制电路供电；逆变器，所述逆变器具有正极端、负极端和第一至第三输出端，所述第一至第三输出端与电机相连，所述正极端和所述负极端分别与所述电源相连；外部单元，所述外部单元用于发出外部需求指令；控制单元，所述控制单元包括风速曲线合成器、控制逻辑电路和驱动电路，所述风速曲线合成器与所述外部单元相连以根据所述外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令，所述控制逻辑电路分别与所述风速曲线合成器和所述驱动电路相连，所述控制逻辑电路根据所述速度指令生成转速控制信号，并根据所述转速控制信号对所述驱动电路进行控制，以使所述驱动电路输出驱动信号驱动所述逆变器，以实现对所述电机的转速进行控制。

根据本发明实施例的电机的驱动控制电路，由于风速曲线合成器能够接收外部需求指令并根据外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令至控制逻辑电路，然后由控制逻辑电路根据速度指令生成相应的转速控制信号，并根据转速控制信号对电机的转速进行控制，因此，在驱动控制电路中可以省去风机速度控制器，使得整个驱动控制电路更加简单，而且降低了成本以及控制的复杂度，提高了驱动控制电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述控制逻辑电路还用于获取所述电机的实际转速信号，以根据所述电机的实际转速信号和所述风速控制曲线的速度指令生成所述转速控制信号。

具体地，所述控制逻辑电路通过位置检测单元反馈的电机转子位置以获取所述电机的实际转速信号。

根据本发明的一个实施例，，所述风速曲线合成器中可组合和存储多种速度曲线，其中，所述多种速度曲线包括所述电机的加减速曲线、自然风速度曲线和睡眠风速度曲线。

具体地，所述风速曲线合成器根据所述外部需求指令调用所述多种速度曲线中的任意一种，并按照时间顺序以输出所述风速控制曲线的速度指令。

具体地，所述风速曲线合成器根据所述外部需求指令对所述多种速度曲线中的至少两种进行组合，并按照时间顺序输出所述风速控制曲线的速度指令。

根据本发明的一个实施例，所述电机为无刷直流电机。

根据本发明的一个实施例，所述外部需求指令通过模拟量、数字量或逻辑译码的方式实现。

为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电机，其包括上述的电机的驱动控制电路。

由于上述驱动控制电路中的风速曲线合成器能够接收外部需求指令并根据外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令至控制逻辑电路，然后由控制逻辑电路根据速度指令生成转速控制信号，并根据转速控制信号对电机的转速进行控制，因此，在驱动控制电路中可以省去风机速度控制器，使得整个驱动控制电路更加简单，而且降低了成本以及控制的复杂度，提高了驱动控制电路的可靠性。因此，本发明实施例的电机通过上述驱动控制电路不仅可以有效降低电机的成本，而且可以提高电机的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明一个实施的电机的驱动控制电路的结构示意图。

图2是根据本发明另一个实施的电机的驱动控制电路的结构示意图。

图3是根据本发明一个实施的外部需求指令的实现方式。

图4是根据本发明另一个实施的外部需求指令的实现方式。

图5是根据本发明又一个实施的外部需求指令的实现方式。

附图标记：电源10、逆变器20、外部单元30、控制单元40、风速曲线合成器41、控制逻辑电路42、驱动电路43、上臂驱动电路431、下臂驱动电路432和过电流保护电路44。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电机的驱动控制电路以及电机。

图1是根据本发明一个实施的电机的驱动控制电路的结构示意图。如图1所示，该电机的驱动控制电路包括：电源10、逆变器20、外部单元30和控制单元40。

其中，电源10用于给驱动控制电路供电，逆变器20具有正极端、负极端和第一至第三输出端，第一至第三输出端与电机M相连，正极端和负极端分别与电源10相连，外部单元30用于发出外部需求指令，控制单元40包括风速曲线合成器41、控制逻辑电路42和驱动电路43，风速曲线合成器41与外部单元30相连以根据外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令，控制逻辑电路42分别与风速曲线合成器41和驱动电路43相连，控制逻辑电路42根据的速度指令生成转速控制信号，并根据转速控制信号对驱动电路43进行控制，以使驱动电路43输出驱动信号驱动逆变器20，以实现对电机M的转速进行控制。

具体地，风速曲线合成器41在接收到外部单元30的外部需求指令后，根据外部需求指令选择或者切换风速控制曲线，并根据风速控制曲线按照时间顺序输出速度指令发送至控制逻辑电路42，控制逻辑电路42根据速度指令生成相应的转速控制信号，并根据转速控制信号控制驱动电路43输出驱动信号以驱动逆变器20工作，从而实现对电机M的转速控制，满足外部需求。在本发明的一个实施例中，电机M为无刷直流电机。

进一步地，在本发明的实施例中，将相关技术中的风机速度控制器与电机驱动器的控制单元的硬件电路进行整合以减少冗余的硬件电路，并在控制单元40中增加风速曲线合成器41，此时控制单元40直接接收外部单元30发出的外部需求指令，并根据外部需求指令按照风速曲线合成器41中的风速控制曲线输出速度指令，并根据速度指令生成转速控制信号对电机M的转速进行控制，以满足各种需求，不仅使得整个驱动控制电路变得更加简单，而且降低了成本以及控制的复杂度，同时提高了驱动控制电路的可靠性。其中，风速曲线合成器41、控制逻辑电路42以及驱动电路43可以集成设计，也可以分别组合。

根据本发明的一个实施例，控制逻辑电路42还用于获取电机M的实际转速信号，以根据电机M的实际转速信号和风速控制曲线的速度指令生成转速控制信号。

具体地，如图2所示，控制逻辑电路42可以通过位置检测单元50反馈的电机转子位置以获取电机M的实际转速信号。

当电机M为无刷直流电机时，位置检测单元50可以为无位置传感器，位置检测单元50实时检测电机M的当前转速并反馈至控制逻辑电路42，控制逻辑电路42根据实时检测的电机M的当前转速和风速控制曲线的速度指令生成转速控制信号，以控制驱动电路43输出驱动信号来驱动逆变器20工作，从而实现对电机M的转速的准确控制。其中，驱动电路43可以包括上臂驱动电路431和下臂驱动电路432，分别用于驱动逆变器20的上桥臂和下桥臂中开关器件的导通和关断。

为了防止驱动控制电路因过流而损坏，在控制单元40中还设置有过电流保护电路44，可以理解的是，在控制单元40还可以增加其它保护电路，这里就不再详细描述。

根据本发明的一个实施例，风速曲线合成器41中可组合和存储多种速度曲线，其中，多种速度曲线包括电机M的加减速曲线、自然风速度曲线和睡眠风速度曲线。

在本发明的一个实施例中，风速曲线合成器41根据外部需求指令调用多种速度曲线中的任意一种,并按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令。在本发明的另一个实施例中，风速曲线合成器41根据外部需求指令对多种速度曲线中的至少两种进行组合，并按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令。

也就是说，可以在风速曲线合成器41中存储多种速度曲线，如电机M的加减速曲线、自然风速度曲线以及睡眠风速度曲线等，并且，可以通过对存储的多种速度曲线进行任意组合以获得更多的速度曲线，满足不同应用需求。

在本发明的一些实施例中，外部需求指令可以通过模拟量、数字量或逻辑译码的方式实现。

具体地，外部需求指令可以采用多种方式实现，如模拟量方式、数字量方式、逻辑译码方式以及通讯选择方式等。

其中，模拟量方式是指不同的电压代表不同的速度控制曲线，即速度控制曲线与电压呈一一对应关系。当外部单元30发出的外部需求指令为某一电压时，风速曲线合成器41根据该电压查找对应的速度控制曲线并按照时间顺序输出速度指令。如图3所示，假设自然风速度曲线对应的电压为5V，则当外部单元30输出5V电压时，风速曲线合成器41将选择自然风速度曲线，并按照时间顺序输出自然风速度曲线的速度指令至控制逻辑电路42。

数字量方式是指通过方波信号来传输指令，其中不同的占空比D代表不同的速度控制曲线。具体而言，当外部单元30发出的外部需求指令为占空比为D的方波信号时，风速曲线合成器41根据该占空比D查找对应的速度控制曲线，并按照时间顺序输出速度指令。如图4所示，假设自然风速度曲线对应的占空比为50％，则当外部单元30输出的方波信号的占空比为50％时，风速曲线合成器41将选择自然风速度曲线，并按照时间顺序输出自然风速度曲线的速度指令至控制逻辑电路42。

逻辑译码方式是通过至少2根速度选择线进行组合以选择风速控制曲线，其中，速度选择线的根数可以根据实际情况进行设定。如图5所示，当速度选择线为3根(速度选择线A1、速度选择线A2和速度选择线A3)时，其组合逻辑如表1所示：

表1

在表1中，“0”和“1”是指逻辑的高低电平。

通讯选择方式是指不同的通讯编码代表不同的速度控制曲线，可以采用多种总线方式实现，具体实现过程这里就不再详细描述，总之，外部需求指令的实现方式有多种，以通过外部需求指令来选择不同的风速控制曲线，并根据风速控制曲线对电机进行控制，满足不同应用需求。

根据本发明实施例的电机的驱动控制电路，由于风速曲线合成器能够接收外部需求指令并根据外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令至控制逻辑电路，然后由控制逻辑电路根据风速控制曲线的速度指令生成相应的转速控制信号，并根据转速控制信号对电机的转速进行控制，因此，在驱动控制电路中可以省去风机速度控制器，使得整个驱动控制电路更加简单，而且降低了成本以及控制的复杂度，提高了驱动控制电路的可靠性。

此外，本发明的实施例还提出了一种电机，其包括上述的电机的驱动控制电路。

由于上述驱动控制电路中的风速曲线合成器能够接收外部需求指令并根据外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令至控制逻辑电路，然后由控制逻辑电路根据风速控制曲线的速度指令生成相应的转速控制信号，并根据转速控制信号对电机的转速进行控制，因此，在驱动控制电路中可以省去风机速度控制器，使得整个驱动控制电路更加简单，而且降低了成本以及控制的复杂度，提高了驱动控制电路的可靠性。因此，本发明实施例的电机通过上述驱动控制电路不仅可以有效降低电机的成本，而且可以提高电机的可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电机的驱动控制电路，其特征在于，包括：

电源，所述电源用于给所述驱动控制电路供电；

逆变器，所述逆变器具有正极端、负极端和第一至第三输出端，所述第一至第三输出端与电机相连，所述正极端和所述负极端分别与所述电源相连；

外部单元，所述外部单元用于发出外部需求指令；

控制单元，所述控制单元包括风速曲线合成器、控制逻辑电路和驱动电路，所述风速曲线合成器与所述外部单元相连以根据所述外部需求指令按照时间顺序输出风速控制曲线的速度指令，所述控制逻辑电路分别与所述风速曲线合成器和所述驱动电路相连，所述控制逻辑电路根据所述速度指令生成转速控制信号，并根据所述转速控制信号对所述驱动电路进行控制，以使所述驱动电路输出驱动信号驱动所述逆变器，以实现对所述电机的转速进行控制。

2.根据权利要求1所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述控制逻辑电路还用于获取所述电机的实际转速信号，以根据所述电机的实际转速信号和所述风速控制曲线的速度指令生成所述转速控制信号。

3.根据权利要求2所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述控制逻辑电路通过位置检测单元反馈的电机转子位置以获取所述电机的实际转速信号。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述风速曲线合成器中可组合和存储多种速度曲线，其中，所述多种速度曲线包括所述电机的加减速曲线、自然风速度曲线和睡眠风速度曲线。

5.根据权利要求4所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述风速曲线合成器根据所述外部需求指令调用所述多种速度曲线中的任意一种，并按照时间顺序输出所述风速控制曲线的速度指令。

6.根据权利要求4所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述风速曲线合成器根据所述外部需求指令对所述多种速度曲线中的至少两种进行组合，并按照时间顺序输出所述风速控制曲线的速度指令。

7.根据权利要求1所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述电机为无刷直流电机。

8.根据权利要求1所述的电机的驱动控制电路，其特征在于，所述外部需求指令通过模拟量、数字量或逻辑译码的方式实现。

9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的电机的驱动控制电路。