CN105680759B - 电机调速装置和家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机调速装置和家用电器，其中，该电机调速装置包括：与电机并联的第一开关模块；与电机串联的第二开关模块；驱动第一开关模块的第一驱动模块；驱动第二开关模块的第二驱动模块；与第一驱动模块和第二驱动模块相连的脉冲控制模块，用于向第一开关模块和第二开关模块施加脉冲控制信号；与第一开关模块和/或第二开关模块相连的检测控制模块，用于检测第一开关模块和/或第二开关模块的电流，并在第一开关模块的电流大于预设阈值时，通过第一驱动模块关闭第一开关模块，或者，在第二开关模块的电流大于预设阈值时，通过第二驱动模块关闭第二开关模块。本发明实施例的电机调速装置能够有效保护电路，提高电机调速系统的可靠性。

Description

电机调速装置和家用电器

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体涉及一种电机调速装置和家用电器。

背景技术

相关技术中，如图1所示，通过“单相交流电开关电路”PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)进行调制。具体地，对电机两端的电压进行高速开启和关闭，以便调节电机两端的平均电压，来达到调速的目的。当“电动机感性电流泄放回路”为开关电路时，图1可以简化为图2。如图2所示，K1和K2之间的开关死区时间(即：K1关到K2开的时间以及K2关到K1开的时间)如果太短，受K1、K2器件的时间特性差异影响，可能导致K1和K2出现暂时短路，导致K1和K2温升高，甚至烧掉；如果太长，在K2断开后K1闭合前，电机M产生的感应电压会很高，导致K2两端的电压很高，超出K2的耐压极限，导致K2损坏。

另外，当K2为MOS(Metal-Oxid-Semiconductor，金属氧化物半导体)管时，上述电路可如图3所示，也可如图4所示，但是以上电路均没有解决因器件差异导致的死区时间太小而烧坏MOS管的可能。

发明内容

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，本发明的第一个目的在于提出一种电机调速装置。该装置能够有效保护电路，提高调速系统的可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种家用电器。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例的电机调速装置包括：与电机并联的第一开关模块；与所述电机串联的第二开关模块；驱动所述第一开关模块的第一驱动模块；驱动所述第二开关模块的第二驱动模块；与所述第一驱动模块和第二驱动模块相连的脉冲控制模块，用于向所述第一开关模块和第二开关模块施加脉冲控制信号；与所述第一开关模块和/或所述第二开关模块相连的检测控制模块，用于检测所述第一开关模块和/或所述第二开关模块的电流，并在所述第一开关模块的电流大于预设阈值时，通过所述第一驱动模块关闭所述第一开关模块，或者，在所述第二开关模块的电流大于预设阈值时，通过所述第二驱动模块关闭所述第二开关模块。

根据本发明实施例的电机调速装置，通过检测控制模块检测第二开关模块的电流，并在第二开关模块的电流大于预设阈值时，通过第二驱动模块关闭第二开关模块，由此，避免了电机调速装置中器件的损毁，提高了电机调速系统的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的电机调速装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第二开关模块包括：整流模块；第一端与所述整流模块的一端相连的第一电阻；与所述第一电阻相连的第一开关，所述第一开关的第一端与所述整流模块的另一端相连，所述第一开关的第二端与所述第一电阻的第二端相连，所述第一开关的控制端与所述第二驱动模块相连。

根据本发明的一个实施例，所述第一开关为MOS管。

根据本发明的一个实施例，所述第二驱动开关模块包括：第二电阻，所述第二电阻的第一端接地，所述第二电阻的第二端与所述第一开关的控制端相连；第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一开关的控制端相连；第四电阻，所述第四电阻的第一端与电源相连，所述第四电阻的第二端与所述第三电阻的第二端相连；第二开关，所述第二开关的第一端与所述第四电阻的第二端相连，所述第二开关的第二端接地；第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第二开关的控制端相连；第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第五电阻的第二端相连，所述第七电阻的第二端与所述脉冲控制模块相连，所述第五电阻和第七电阻之间具有第一节点。

根据本发明的一个实施例，所述第二开关为NPN型三级管，或者，PNP型三级管。

根据本发明的一个实施例，所述检测控制模块包括：第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述电源相连；第八电阻，所述第八电阻的第一端与所述第一节点相连；第三开关，所述第三开关的第一端与所述第六电阻和第八电阻的第二端相连，所述第三开关的第二端接地；第九电阻，所述第九电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第九电阻的第二端与所述第三开关的控制端相连。

根据本发明的一个实施例，所述第三开关为NPN型三极管。

根据本发明的一个实施例，当所述第二开关模块的电流大于预设阈值时，将所述第三开关开启并使所述第一节点的电压降低，以使所述第二开关关闭。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种家用电器，包括本发明上述实施例的电机调速装置。该家用电器能够有效避免其电机调速装置中器件的损毁，提高了自身运行的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的家用电器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述家用电器为风扇。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是相关技术中电机调速方法的示意图；

图2是相关技术中电机调速方法的原理图；

图3是相关技术中一个电机调速装置的结构示意图；

图4是相关技术中另一个电机调速装置的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的电机调速装置的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的电机调速装置的结构示意图；

图7是根据本发明另一个实施例的电机调速装置的结构示意图。

附图标记：

电机调速装置100、第一开关模块110、第二开关模块120、整流模块121、第一驱动模块130、第二驱动模块140、脉冲控制模块150和检测控制模块160。

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。

下面参考附图描述本发明实施例的电机调速装置和风扇。

图5是根据本发明实施例的电机调速装置的结构示意图。如图5所示，该电机调速装置100包括：第一开关模块110、第二开关模块120、第一驱动模块130、第二驱动模块140、脉冲控制模块150和检测控制模块160。

其中，第一开关模块110与电机并联，第二开关模块120与电机串联，第一驱动模块130用于驱动第一开关模块110，第二驱动模块140用于驱动第二开关模块120；脉冲控制模块150与第一驱动模块130和第二驱动模块140相连，用于向第一开关模块110和第二开关模块120施加脉冲控制信号；检测控制模块160与第一开关模块110和/或第二开关模块120相连(图5示出的是检测控制模块160分别与第一开关模块110和第二开关模块120相连)，用于检测第一开关模块110和/或第二开关模块120的电流，并在第一开关模块110的电流大于预设阈值时，通过第一驱动模块130关闭第一开关模块120，或者，在第二开关模块120的电流大于预设阈值时，通过第二驱动模块140关闭第二开关模块120。

需要说明的是，在本发明的实施例中，第一开关模块110的结构组成与第二开关模块120的结构组成相同，第一驱动模块130的结构组成与第二驱动模块140的结构组成相同，检测控制模块160与第一开关模块110和第二开关模块120的连接相同。

为减少冗余，以第二开关模块120为例对本发明进行描述说明：

在本发明的一个实施例中，如图6、图7所示，第二开关模块120包括：整流模块121、第一电阻R1和第一开关Q1。

其中，第一电阻R1的第一端与整流模块121的一端相连，第一开关Q1的第一端与整流模块121的另一端相连，第一开关Q1的第二端与第一电阻R1的第二端相连，第一开关Q1的控制端与第二驱动模块140相连。

可选地，在本发明的一个实施例中，第一开关Q1可以是MOS管。具体而言，第一开关Q1的第一端为MOS管的漏极端，第一开关Q1的第二端为MOS管的源极端，第一开关Q1的控制端为MOS管的栅极端。

第二驱动模块140包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二开关Q2、第五电阻R5、第七电阻R7。

其中，第二电阻R2的第一端接地，第二电阻R2的第二端与第一开关Q1的控制端相连；第三电阻R3的第一端与第一开关Q1的控制端相连；第四电阻R4的第一端与电源相连，第四电阻R4的第二端与第三电阻R3的第二端相连；第二开关Q2的第一端与第四电阻R4的第二端相连，第二开关Q2的第二端接地；第五电阻R5的第一端与第二开关Q2的控制端相连；第七电阻R7的第一端与第五电阻R5的第二端相连，第七电阻R7的第二端与脉冲控制模块150相连，第五电阻R5和第七电阻R7之间具有第一节点。

可选地，在本发明的一个实施例中，如图6所示，第二开关Q2可以是PNP型三极管。具体而言，如图6所示，第二开关Q2的第一端为PNP型三极管的发射极端，第二开关Q2的第二端为PNP型三极管的集电极端，第二开关Q2的控制端为PNP型三极管的基极端。

如图7所示，第二开关Q2也可以是NPN型三极管。具体而言，如图7所示，第二开关Q2的第一端为PNP型三极管的集电极端，第二开关Q2的第二端为PNP型三极管的发射极端，第二开关Q2的控制端为PNP型三极管的基极端。

检测控制模块160包括：第六电阻R6、第八电阻R8、第三开关Q3、第九电阻R9

其中，第六电阻R6的第一端与电源相连，第八电阻R8的第一端与第一节点相连，第三开关Q3的第一端与第六电阻R6和第八电阻R8的第二端相连，第三开关Q3的第二端接地，第九电阻R9的第一端与第一电阻R1的第二端相连，第九电阻R9的第二端与第三开关Q3的控制端相连。

可选地，在本发明的一个实施例中，如图6、7所示，第三开关Q3可以是NPN型三极管。具体而言，第三开关Q3的第一端为NPN型三极管的集电极端，第三开关Q3的第二端为NPN型三极管的发射极端，第三开关Q3的控制端为NPN型三极管的基极端。

在本发明的实施例中，第二开关模块120的电流大于预设阈值时，将第三开关Q3开启并使第一节点的电压降低，以使第二开关Q2关闭。

具体而言，在本发明的一个实施例中，如图6所示，电机正常运行时，当第一开关模块中的K1关闭后，给Y节点高电平(即第二驱动模块140对第二开关模块120进行驱动)，则X节点为高电平，第二开关Q2关闭，第一开关Q1的栅极通过第三电阻R3和第四电阻R4充电，第一开关Q1开启，此时第一电阻R1的电流较小，W节点的电平还不足以开启第三开关Q3。

如果第一开关Q1开启后，K1还没有完全关闭的话，检测控制模块160会检测到第一电阻R1上的电流(即第二开关模块120的电流)就会很大，随着第一电阻R1电流的增加，W节点的电平升高，当该电流大于预设阈值时，第三开关Q3开启，通过第三开关Q3和第八电阻R8将X节点的电平降低，第二开关Q2开启，第一开关Q1的栅极放电，第一开关Q1关闭。

当第一开关Q1关闭后，第一电阻R1电流减小，W节点电平下降，第三开关Q3关闭，导致X节点电平升高，第二开关Q2关闭，第一开关Q1再次开启。由此，实现了第一开关Q1和K1同时开启时对第一开关Q1和K1的保护。

在本发明的另一个实施例中，如图7所示，电机正常运行时，当第一开关模块中的K1关闭后，给Y节点高电平(即第二驱动模块140对第二开关模块120进行驱动)，则X节点为高电平，第二开关Q2关闭，第一开关Q1的栅极通过第三电阻R3和第四电阻R4充电，第一开关Q1开启，此时第一电阻R1的电流较小，W节点的电平还不足以开启第三开关Q3。

如果第一开关Q1开启后，K1还没有完全关闭的话，检测控制模块160会检测到第一电阻R1上的电流(即第二开关模块120的电流)就会很大，随着第一电阻R1电流的增加，W节点的电平升高，当该电流大于预设阈值时，第三开关Q3开启，通过第三开关Q3和第八电阻R8将X节点的电平降低，第二开关Q2开启，第一开关Q1的栅极放电，第一开关Q1关闭。

当第一开关Q1关闭后，第一电阻R1电流减小，W节点电平下降，第三开关Q3关闭，导致X节点电平升高，第二开关Q2关闭，第一开关Q1再次开启。由此，实现了第一开关Q1和K1同时开启时对第一开关Q1和K1的保护。

本发明实施例的电机调速装置，通过检测控制模块检测第二开关模块的电流，并在第二开关模块的电流大于预设阈值时，通过第二驱动模块关闭第二开关模块，由此，避免了电机调速装置中器件的损毁，提高了电机调速系统的可靠性。

进一步地，本发明提出了一种家用电器，包括本发明上述实施例的电机调速装置。

在本发明的一个实施例中，该家用电器可以是风扇。

本发明实施例的家用电器能够有效避免其电机调速装置中器件的损毁，提高了自身运行的可靠性。

另外，根据本发明实施例的家用电器的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

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 (7)

1.一种电机调速装置，其特征在于，包括：

与电机并联的第一开关模块；

与所述电机串联的第二开关模块；

驱动所述第一开关模块的第一驱动模块；

驱动所述第二开关模块的第二驱动模块；

与所述第一驱动模块和第二驱动模块相连的脉冲控制模块，用于向所述第一开关模块和第二开关模块施加脉冲控制信号；

与所述第一开关模块和/或所述第二开关模块相连的检测控制模块，用于检测所述第一开关模块和/或所述第二开关模块的电流，并在所述第一开关模块的电流大于预设阈值时，通过所述第一驱动模块关闭所述第一开关模块，或者，所述第二开关模块的电流大于预设阈值时，通过所述第二驱动模块关闭所述第二开关模块；

其中，所述第二开关模块包括：

整流模块；

第一端与所述整流模块的一端相连的第一电阻；

与所述第一电阻相连的第一开关，所述第一开关的第一端与所述整流模块的另一端相连，所述第一开关的第二端与所述第一电阻的第二端相连，所述第一开关的控制端与所述第二驱动模块相连；

所述第二驱动模块包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端接地，所述第二电阻的第二端与所述第一开关的控制端相连；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一开关的控制端相连；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与电源相连，所述第四电阻的第二端与所述第三电阻的第二端相连；

第二开关，所述第二开关的第一端与所述第四电阻的第二端相连，所述第二开关的第二端接地；

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第二开关的控制端相连；

第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第五电阻的第二端相连，所述第七电阻的第二端与所述脉冲控制模块相连，所述第五电阻和第七电阻之间具有第一节点；

所述检测控制模块包括：

第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述电源相连；

第八电阻；

第三开关，所述第三开关的第一端与所述第六电阻和第八电阻的第二端相连，所述第三开关的第二端接地；

第九电阻，所述第九电阻的第二端与所述第三开关的控制端相连，其中，当所述检测控制模块与所述第二开关模块相连时，所述第八电阻的第一端与所述第一节点相连，所述第九电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连。

2.如权利要求1所述的电机调速装置，其特征在于，所述第一开关为MOS管。

3.如权利要求1所述的电机调速装置，其特征在于，所述第二开关为NPN型三级管，或者，PNP型三级管。

4.如权利要求1所述的电机调速装置，其特征在于，所述第三开关为NPN型三极管。

5.如权利要求1所述的电机调速装置，其特征在于，当所述第二开关模块的电流大于预设阈值时，将所述第三开关开启并使所述第一节点的电压降低，以使所述第二开关开启。

6.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的电机调速装置。

7.如权利要求6所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器为风扇。