CN106130436A - 电机驱动装置及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机驱动装置及冰箱，其中电机驱动装置包括供电电源、主控制芯片、续流电路、第一开关电路、输出采样电路及降压芯片，降压芯片内部集成有PWM控制电路、逻辑电路及第二开关电路；其中，降压芯片具有电源脚，PWM脚，驱动输出脚及反馈脚；其中，PWM控制电路，用于将主控制芯片输出的PWM信号进行频率转换处理并输出；逻辑电路，用于将PWM控制电路输出的PWM信号进行逻辑转换处理并输出以控制第二开关电路的导通与截止；续流电路，用于在第二开关电路导通时，存储供电电源输出的能量并驱动电机工作；第一开关电路，用于在第二开关电路截止时，控制续流电路驱动电机工作。本发明技术方案能够减小电机驱动装置的体积。

Description

电机驱动装置及冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱技术领域，特别涉及一种电机驱动装置及冰箱。

背景技术

电机驱动装置，就是根据主控制芯片输出的降压控制信号将电源电压进行降压处理，以输出合适大小的电压驱动电机工作。

现有的电机驱动装置中的电机驱动电路主要由分立的电子元器件实现。由分立元器件构成的电机驱动电路虽然能够驱动电机工作，但是其包含的元器件较多，占用PCB板的面积较大，造成电机驱动装置体积较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电机驱动电路，旨在减小该电机驱动装置的体积。

为实现上述目的，本发明提出的电机驱动装置包括供电电源、主控制芯片、续流电路、第一开关电路、输出采样电路及降压芯片，所述降压芯片内部集成有PWM控制电路、逻辑电路及第二开关电路；其中，所述降压芯片具有用于输入所述供电电源输出的电源电压并将所述电源电压输出至所述第二开关电路的电源脚，用于接收所述主控制芯片输出的PWM信号的PWM脚，与所述第一开关电路及所述第二开关电路连接的驱动输出脚及用于接收所述输出采样电路输出的电压采样信号的反馈脚；所述PWM控制电路，用于将主控制芯片输出的PWM信号进行频率转换处理并输出；所述逻辑电路，用于将所述PWM控制电路输出的PWM信号进行逻辑转换处理并输出以控制所述第二开关电路的导通与截止；所述续流电路，用于在所述第二开关电路导通时，存储所述供电电源输出的能量并驱动电机工作；所述第一开关电路，用于在所述第二开关电路截止时，控制所述续流电路驱动电机工作。

优选地，所述PWM控制电路包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的同相输入端为所述降压芯片的PWM脚，所述第一比较器的反相输入端为所述降压芯片的反馈脚，所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的反相输入端连接，所述第二比较器的输出端为所述PWM控制电路的输出端。

优选地，所述逻辑电路包括第一触发器、第二触发器、第一非门、第二非门及第一与门；所述第一触发器的第一触发端为所述逻辑电路的输入端，所述第一触发器的第二触发端与所述第一非门的输入端连接，所述第一触发器的输出端、所述第二触发器的第一触发端及所述与门的第一输入端互连；所述第二触发器的第二触发端与所述第一非门的输出端连接，所述第二触发器的输出端与所述第一与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第二非门的输入端连接，所述第二非门的输出端为所述逻辑电路的输出端。

优选地，所述第二开关电路包括第一开关管及第二开关管；所述第一开关管的受控端与所述第二开关管的受控端连接，其连接节点为所述第二开关电路的受控端，所述第一开关管的输入端与所述第二开关管的输入端连接，其连接节点为所述第二开关电路的输入端，所述第一开关管的输出端与所述第二开关管的输出端连接，其连接节点为所述第二开关电路的输出端。

优选地，所述第一开关电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第二开关电路及所述续流电路连接，所述第一二极管的阳极接地。

优选地，所述续流电路包括第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一开关电路及所述第二开关电路连接，所述第一电感的第二端与所述电机连接。

优选地，所述输出采样电路包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述续流电路及所述电机连接，所述第一电阻的第二端、所述降压芯片的反馈脚及所述第二电阻的第一端互连，所述第二电阻的第二端接地。

优选地，所述降压芯片内还集成有电流反馈电路，所述电流反馈电路用于采集流经所述开关电路的电流大小，并输出与之相应的反馈信号。

优选地，所述降压芯片内还集成有保护电路，所述保护电路用于在所述供电电源输出的电源电压异常时，使所述降压芯片停止工作。

本发明还提出一种冰箱，所述冰箱内设置有如上所述的电机驱动装置；所述电机驱动装置包括供电电源、主控制芯片、续流电路、第一开关电路、输出采样电路及降压芯片，所述降压芯片内部集成有PWM控制电路、逻辑电路及第二开关电路；其中，所述降压芯片具有用于输入所述供电电源输出的电源电压并将所述电源电压输出至所述第二开关电路的电源脚，用于接收所述主控制芯片输出的PWM信号的PWM脚，与所述第一开关电路及所述第二开关电路连接的驱动输出脚及用于接收所述输出采样电路输出的电压采样信号的反馈脚；所述PWM控制电路，用于将主控制芯片输出的PWM信号进行频率转换处理并输出；所述逻辑电路，用于将所述PWM控制电路输出的PWM信号进行逻辑转换处理并输出以控制所述第二开关电路的导通与截止；所述续流电路，用于在所述第二开关电路导通时，存储所述供电电源输出的能量并驱动电机工作；所述第一开关电路，用于在所述第二开关电路截止时，控制所述续流电路驱动电机工作。

本发明技术方案通过采用将电机驱动电路集成降压芯片，减小了电机驱动电路占用的PCB板面积，从而减小了电机驱动装置的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电机驱动装置一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电机驱动装置，该电机驱动装置适用于驱动多种用电设备中的电机，尤其适用于驱动冰箱中的电机。

在一实施例中，上述电机驱动装置包括供电电源10、主控制芯片20、续流电路30、第一开关电路40、输出采样电路50及降压芯片100，降压芯片100内部集成有PWM控制电路60、逻辑电路70及第二开关电路80；其中，降压芯片100具有用于输入供电电源10输出的电源电压并将电源电压输出至第二开关电路的电源脚VCC，用于接收主控制芯片20输出的PWM信号的PWM脚PWM，与第一开关电路40及第二开关电路80连接的驱动输出脚LX及用于接收输出采样电路50输出的电压采样信号的反馈脚FB；PWM控制电路60，用于将主控制芯片20输出的PWM信号进行频率转换处理并输出；逻辑电路70，用于将PWM控制电路60输出的PWM信号进行逻辑转换处理并输出以控制第二开关电路80的导通与截止；续流电路30，用于在第二开关电路80导通时，存储供电电源10输出的能量并驱动电机90工作；第一开关电路40，用于在第二开关电路80截止时，控制续流电路30驱动电机90工作。

使主控制芯片20输出PWM信号至PWM控制电路60中，PWM控制电路60将该PWM信号进行频率转换处理并输出，逻辑电路70将PWM控制电路60输出的PWM波进行逻辑转换处理并输出，以控制第二开关电路80的导通和截止。

当第二开关电路80导通时，第一开关电路40截止，供电电源10、第二开关电路80、续流电路30及电机90形成电流回路，续流电路30驱动电机90工作并存储供电电源10输出的电能。当第二开关电路80截止时，第一开关电路40导通，续流电路30、第一开关电路40及电机90形成电流回路，续流电路30驱动电机90工作。

这样，不论第二开关电路80导通还是截止，电机90都可以获得驱动电压工作，因此，本发明技术方案能够驱动电机90工作。可以理解的是，当第二开关电路80导通的时间比较长时，续流电路30存储的能量就比较多，其输出的驱动电压也相对较大。因此，通过对第二开关电路80的导通时间进行控制，可以控制电机驱动装置输出的电压大小。更进一步地，由于降压芯片100具有反馈脚FB，因此，在对电机驱动装置输出的驱动电压进行恒压控制时，无需主控制芯片20提供新的引脚去采集电机驱动装置的驱动电压。

本发明技术方案通过采用将电机驱动电路集成降压芯片100，减小了电机驱动电路占用的PCB板面积，从而减小了电机驱动装置的体积。

在一较佳实施例中，PWM控制电路60包括第一比较器U1和第二比较器U2；第一比较器U1的同相输入端为降压芯片100的PWM脚PWM，第一比较器U1的反相输入端为降压芯片100的反馈脚FB，第一比较器U1的输出端与第二比较器U2的反相输入端连接，第二比较器U2的输出端为PWM控制电路60的输出端。

需要说明的是，本实施例中，降压芯片100内部还集成有用于输出一定周期的方波信号的晶振电路，晶振电路的第一输出端与第二比较器U2的同相输入端连接。当电机驱动装置输出的驱动电压大小在预设范围内时，第一比较器U1的输出信号与其同相输入端输出的PWM信号的波形相同。当PWM波为高电平，晶振输出高电平时，第二比较器U2输出不定；当PWM波为高电平，晶振输出低电平时，第二比较器U2输出高电平；当PWM波为低电平时，不论晶振输出高电平还是低电平，第二比较器U2都输出低电平。

在一较佳实施例中，逻辑电路70包括第一触发器S1、第二触发器S2、第一非门N1、第二非门N2及第一与门A1；第一触发器S1的第一触发端为逻辑电路70的输入端，第一触发器S1的第二触发端与第一非门N1的输入端连接，第一触发器S1的输出端、第二触发器S2的第一触发端及第一与门A1的第一输入端互连；第二触发器S2的第二触发端与第一非门N1的输出端连接，第二触发器S2的输出端与第一与门A1的第二输入端连接，第一与门A1的输出端与第二非门N2的输入端连接，第二非门N2的输出端为逻辑电路70的输出端。

需要说明的是，本实施例中，第一触发器S1及第二触发器S2均为RS触发器，RS触发器的R触发端为第一触发器S1、第二触发器S2的第一触发端，RS触发器的S触发端为第一触发器S1、第二触发器S2的第二触发端。此外，降压芯片100内还集成有用于输出一定频率的方波信号的晶振电路，晶振电路的第二输出端与第一非门N1及第一触发器S1的连接节点连接。当第一触发器S1的第一触发端输入低电平，第一触发器S1的第二触发端输入高电平时，第一触发器S1输出低电平，第二触发器S2输出低电平，第一与门A1输出低电平，第二非门N2输出高电平，逻辑电路70输出高电平。当第一触发器S1的第一触发端输入高电平，第一触发器S1的第二触发端输入低电平时，第一触发器S1输出高电平，第二触发器S2输出低电平，第一与门A1输出低电平，第二非门N2输出高电平，逻辑电路70输出高电平。当第一触发器S1的第一触发端输入高电平，第一触发器S1的第二触发端输入高电平时，第一触发器S1输出高电平，第二触发器S2输出高电平，第一与门A1输出高电平，第二非门N2输出低电平。

在一优选实施例中，第二开关电路80包括第一开关管Q1及第二开关管Q2；第一开关管Q1的受控端与第二开关管Q2的受控端连接，其连接节点为第二开关电路80的受控端，第一开关管Q1的输入端与第二开关管Q2的输入端连接，其连接节点为第二开关电路80的输入端，第一开关管Q1的输出端与第二开关管Q2的输出端连接，其连接节点为第二开关电路80的输出端。

需要说明的是，本实施例中，第一开关管Q1及第二开关管Q2均为场效应管，当第二开关电路80的受控端输入高电平时，第二开关电路80导通，供电电源10输出的电源电压经第二开关电路80输出。

在一较佳实施例中，第一开关电路40包括第一二极管D1，第一二极管D1的阴极与第二开关电路80及续流电路30连接，第一二极管D1的阳极接地GND。可以理解的是，当降压芯片100的驱动输出脚LX输出电源电压时，第一二极管D1因其中的PN结反偏而不导通；当降压芯片100的驱动输出脚LX无电源电压输出时，第一二极管D1因其中的PN结正偏而导通。

在一较佳实施例中，续流电路30包括第一电感L1，第一电感L1的第一端与第一开关电路40及第二开关电路80连接，第一电感L1的第二端与电机90连接。

当然，根据需要，续流电路30也可以包括多个电感，此处不做限制。

在一较佳实施例中，输出采样电路50包括第一电阻R1及第二电阻R2，第一电阻R1的第一端与续流电路30及电机连接，第一电阻R1的第二端、降压芯片100的反馈脚FB及第二电阻R2的第一端互连，第二电阻R2的第二端接地GND。

本实施例中，第一电阻R1及第二电阻R2构成分压电路，通过对第二电阻R2的电压进行采集，就可以得出降压芯片100的驱动输出脚LX的电压值，从而对第二开关电路80的开关状态进行控制，以使电机驱动装置输出的驱动电压大小恒定。

值得一提的是，降压驱动芯片100还集成有电流反馈电路110，电流反馈电路110用于采集流经第二开关电路80的电流大小，并输出与之相应的反馈信号。

可以理解的是，在PWM控制电路60中，当第一比较器U1输出高电平信号且晶振输出高电平信号时，第二比较器U2输出不定。在设置电流反馈电路110后，使得电流反馈电路110输出的反馈信号与晶振输出的方波信号叠加后再输入至第二比较器U2的同相输入端，由于可以使电流反馈电路110在第二开关电路80导通时输出高电平信号，在第二开关电路80截止时输出低电平信号，因此，当第一比较器U1的输出端输出高电平信号且晶振输出高电平信号时，若电流反馈电路110输出高电平信号，则第二比较器U2输出高电平信号。

在一较佳实施例中，降压芯片100内还集成有保护电路120，保护电路120用于在供电电源10输出的电源电压异常时，使降压芯片100停止工作。

以下，结合图1，说明本发明电机驱动装置的工作原理：

当有PWM信号输入至第一比较器U1的同相输入端时，第一比较器U1的输出端输出与该PWM信号相同的信号至第二比较器U2的反相输入端，晶振电路的第一输出端输出一定频率的方波信号至第二比较器U2的同相输入端，晶振电路的第二输出端输出一定频率的方波信号至第一触发器S1的第二触发端S2和第一非门N1的输入端。若第一比较器U1输出低电平信号，则第一开关管Q1及第二开关管Q2的受控端接收到到高电平信号，第一开关管Q1及第二开关管Q2导通，供电电源10输出的电源电压经第一开关管Q1、第二开关管Q2及第一电容C1给电机90供电，同时，第一电感L1蓄能。

若第一比较器U1输出高电平信号，则第一开关管Q1及第二开关管Q2的受控端接收到低电平信号，第一开关管Q1及第二开关管Q2截止，第一电感L1存储的能量通过第一二极管D1给电机90供电。

值得一提的是，为减小电机驱动装置输出的驱动电压的纹波，还在电机驱动装置中设置了用于滤波的第一电容C1，第一电容C1的第一端与第一电感L1的第二端及电机90连接，第一电容C1的第二端接地GND。

本发明还提出一种冰箱，该冰箱包括如上的电机驱动电路，该电机驱动电路的具体结构参照上述实施例，由于冰箱采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机驱动装置，用于冰箱中，其特征在于，包括供电电源、主控制芯片、续流电路、第一开关电路、输出采样电路及降压芯片，所述降压芯片内部集成有PWM控制电路、逻辑电路及第二开关电路；其中，所述降压芯片具有用于输入所述供电电源输出的电源电压并将所述电源电压输出至所述第二开关电路的电源脚，用于接收所述主控制芯片输出的PWM信号的PWM脚，与所述第一开关电路及所述第二开关电路连接的驱动输出脚及用于接收所述输出采样电路输出的电压采样信号的反馈脚；

所述PWM控制电路，用于将主控制芯片输出的PWM信号进行频率转换处理并输出；

所述逻辑电路，用于将所述PWM控制电路输出的PWM信号进行逻辑转换处理并输出以控制所述第二开关电路的导通与截止；

所述续流电路，用于在所述第二开关电路导通时，存储所述供电电源输出的能量并驱动电机工作；

所述第一开关电路，用于在所述第二开关电路截止时，控制所述续流电路驱动电机工作。

2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述PWM控制电路包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的同相输入端为所述降压芯片的PWM脚，所述第一比较器的反相输入端为所述降压芯片的反馈脚，所述第一比较器的输出端与所述第二比较器的反相输入端连接，所述第二比较器的输出端为所述PWM控制电路的输出端。

3.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述逻辑电路包括第一触发器、第二触发器、第一非门、第二非门及第一与门；所述第一触发器的第一触发端为所述逻辑电路的输入端，所述第一触发器的第二触发端与所述第一非门的输入端连接，所述第一触发器的输出端、所述第二触发器的第一触发端及所述与门的第一输入端互连；所述第二触发器的第二触发端与所述第一非门的输出端连接，所述第二触发器的输出端与所述第一与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第二非门的输入端连接，所述第二非门的输出端为所述逻辑电路的输出端。

4.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第二开关电路包括第一开关管及第二开关管；所述第一开关管的受控端与所述第二开关管的受控端连接，其连接节点为所述第二开关电路的受控端，所述第一开关管的输入端与所述第二开关管的输入端连接，其连接节点为所述第二开关电路的输入端，所述第一开关管的输出端与所述第二开关管的输出端连接，其连接节点为所述第二开关电路的输出端。

5.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述第一开关电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第二开关电路及所述续流电路连接，所述第一二极管的阳极接地。

6.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述续流电路包括第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一开关电路及所述第二开关电路连接，所述第一电感的第二端与所述电机连接。

7.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述输出采样电路包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述续流电路及所述电机连接，所述第一电阻的第二端、所述降压芯片的反馈脚及所述第二电阻的第一端互连，所述第二电阻的第二端接地。

8.如权利要求1-7任意一项所述的电机驱动装置，其特征在于，所述降压芯片内还集成有电流反馈电路，所述电流反馈电路用于采集流经所述开关电路的电流大小，并输出与之相应的反馈信号。

9.如权利要求1-7任意一项所述的电机驱动装置，其特征在于，所述降压芯片内还集成有保护电路，所述保护电路用于在所述供电电源输出的电源电压异常时，使所述降压芯片停止工作。

10.一种冰箱，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的电机驱动装置。