CN109217775A - 一种驱动交流电机的无级调速电路 - Google Patents

一种驱动交流电机的无级调速电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驱动交流电机的无级调速电路,在现有无级调速的基础上,通过增加一同步处理电路,根据市电得到与市电同步的的同步信号,使H桥电路对角线上的一组开关在市电的上半周期在脉宽调制信号控制下接通或断开,对角线上的另一组开关在市电的下半周期在脉宽调制信号控制下接通或断开。这样,通过同步信号控制对角线上的两组开关交替工作,驱动交流电机运转,同时,通过调整脉宽调制信号的占空比,对交流电机进行无级调速。这样以单向的直流脉动电压依据市电上下半周期同步进行交替驱动,其驱动电压包络为市电的包络即正弦波波形,更加符合交流电机的驱动特性,采用直流电压进行脉宽调制驱动存在的电机抖动和噪声问题。

Description

一种驱动交流电机的无级调速电路
技术领域
本发明属于交流电机控制技术领域,更为具体地讲,涉及一种驱动交流电机的无级调速电路。
背景技术
现有技术中,驱动交流电机的无级调速电路分为两大类:
一类如图1所示,采用H桥电路:三极管Q1和三极管Q2组成第一组自举电路,三极管Q3和三件管Q4组成第二组自举电路,电机(线圈)的两输入端分别连接至三极管Q1和三极管Q2的公共端,以及三极管Q3和三极管Q4的公共端,三极管Q1、三极管Q4与三极管Q3、三极管Q2交替导通,从而驱动交流电机运转。这样控制导通的时间,可以对交流电机的运转速度进行调节。但是(1)、该方式需要储能电容提供能量,即需要大的储能电容对市电整流后的电压进行平滑,得到一个稳定的直流电压;(2)、并且由于是交替方向的直流电压驱动,电机线圈的两个输入端之间的电压变化大,特别是在电压断开时,由于电机线圈的电压为零,但是电机线圈电流无法突变为零,会产生很大的感应电压(反压),这个电压会对三极管造成损坏的可能,另外部分电能会在短时间内转为动能造成电机抖动,亦会产生噪声。
另一类如图2所示的2016年12月07日公布、公布号为CN106208893A、名称为“电机的调速驱动电路和风扇电机”中,提出了一种交流电机的无级调速电路,包括:电机线圈402;交流信号发生器404,连接至电机线圈402,用于向电机线圈402提供交流信号(相当于交流电);开关驱动模块406,与电机线圈402和交流信号发生器404串联连接,能够形成驱动回路;脉冲信号发生器408,设有第一组驱动接口和第二组驱动接口,第一组驱动接口连接至开关驱动模块406的驱动端;续流模块401,与电机线圈并联连接,续流模块401的驱动端连接至第二组驱动接口,其中,第一组驱动接口的驱动信号与第二驱动接口的驱动信号是互补的脉冲信号。通过该发明技术方案,降低了电机噪声和电路抖动,提升了电机可靠性。
该技术方案通过将电机线圈402分别串联至开关驱动模块406的回路和所述续流模块401的回路,由于第一组驱动接口的驱动信号PWM1(驱动PWM信号)与第二组驱动接口的驱动信号PWM2(续流PWM信号)是互补的脉冲信号,因此,开关驱动模块406的回路和所述续流模块401的回路也不同时进行工作,开关驱动模块406在获取第一组驱动接口的驱动信号PWM1时,将交流信号发生器的交流信号传输于电机线圈,驱动电机工作,此时,续流模块401不工作,在续流模块401获取第二组驱动接口的驱动信号时,开关驱动模块406停止工作,电机线圈402的电压为零,但是电流无法突变为零,需要续流模块401对电机线圈402进行续流,以降低浪涌电流等噪声出现的可能性,减少开关驱动模块406中的晶闸管被击穿的情况发生。也就是说,通过调节第一组驱动接口的驱动信号PWM1的占空比,可以调节电机的转速,通过互补的第二组驱动接口的驱动信号PWM2对续流模块401进行接通,从而对电机线圈402进行续流,降低了电机噪声和电路抖动,同时,降低了开关驱动模块中晶闸管(开关管)被击穿的情况。
然而,该调速电路中,互补的两路驱动信号PWM1、PWM2必须严格互补,否则会整个电路的短路或仍然存在开关驱动模块406中晶闸管(开关管)两端电压增加的情形,同时,由于续流模块放电时间随着转速调小而增加,这样会使得电机线圈中的电流变得不连续,也会出现抖动情况。此外,调速电路的控制较为复杂,成本也比较高,最关键是续流模块401与开关驱动模块406的地电位在调速电路上很难处理,干扰和同步都可能出现严重的相位差。
作为图2所示技术方案的改进,如图3所示、2018年03月06日公布的,公布号为CN107769667A、名称为“一种交流电机的无级调速电路”提出了一种驱动交流电机的无级调速电路。在现有的整流电路BR、开关电路K1的基础上,增加一二极管D,其正端与整流电路的正输出端连接,一电容C,其一端与二极管D负端连接,另一端与整流电路BR的负输出端连接;一电阻R或电感L1,与电容C并联。在开关电路断开时,电机绕组两端电压发生翻转(反压),使得整流电路的正输出端继续输出电流,该电流经过二极管正端对电容进行充电,电容电压逐步升高,同时,电容通过并联的电阻或电感进行放电。由于电机绕组产生的电流逐步减小,电容两端的电压升高,使得放电量加大,这样电容两端的电压升高到一定值后,就会停止升高,并逐步降低,直到下一次开关电路断开,这样通过电容对电机绕组产生电流的吸收(续流),通过电阻或电感对电容吸收的电流产生电压的放电,使得在开关电路断开期间电压不会升高太大,从而在避免了电机抖动的同时,也避免开关电路中驱动开关管被击穿的情况发生。相比现有交流电机的无级调速电路,由于电机绕组的续流放到整流电路后面,避免了地电位不同带来的干扰和不同步,从而避免了控制相位差问题,同时,也避免了短路情况的发生。此外,由于只增加了一个二极管、一个电容以及电阻或电感,不再有驱动信号驱动的续流模块,这样不仅减小了控制的复杂性,也降低了成本。
然而上述对于第二类方案的改进,由于需要电阻或电感对电容吸收的电流产生电压进行放电,电机存储的能量最终以热量方式进行释放,这样会带来调速电路的温度增加。在温度较高的环境下,如夏天,需要进行散热处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出一种驱动交流电机的无级调速电路,以实现无级调速、降低电机抖动和避免驱动开关管被击穿。
为实现上述发明目的,本发明驱动交流电机的无级调速电路,包括:
一由四个开关组成的H桥电路,其中,第一开关一端连接到整流电路输出的正端,另一端与第三开关的一端连接,第三开关的另一端连接到整流电路输出的地端,第二开关一端连接到整流电路输出的正端,另一端与第四开关的一端连接,第四开关的另一端连接到整流电路输出的地端;作为被驱动的交流电机连接到第一开关与第三开关的连接端以及第二开关与第四开关的连接端上;
其特征在于,还包括:
一整流电路,用于将市电整流为单向的直流脉动电压;
一同步处理电路,用于根据市电得到与市电同步的同步信号,该信号(同步信号)使第一、第四开关在市电的上半周期在脉宽调制(PWM)信号控制下接通或断开,使第二、第三开关在市电的上半周期断开;使第一、第四开关在市电的下半周期断开,使第二、第三开关在市电的下半周期在脉宽调制(PWM)信号控制下接通或断开;调整脉宽调制信号的占空比,对交流电机进行无级调速。
本发明的目的是这样实现的。
本发明驱动交流电机的无级调速电路,在现有无级调速的基础上,通过增加一同步处理电路,根据市电得到与市电同步的的同步信号,使H桥电路对角线上的一组开关在市电的上半周期在脉宽调制信号控制下接通或断开,对角线上的另一组开关在市电的下半周期在脉宽调制信号控制下接通或断开。这样,通过同步信号控制对角线上的两组开关交替工作,驱动交流电机运转,同时,通过调整脉宽调制信号的占空比,对交流电机进行无级调速。这样以单向的直流脉动电压依据市电上下半周期同步进行交替驱动,其驱动电压包络为市电的包络即正弦波波形,更加符合交流电机的驱动特性,避免图1所示第一类驱动交流电机的无级调速电路采用直流电压进行脉宽调制驱动存在的电机抖动和噪声问题。
附图说明
图1是现有采用H桥电路的驱动交流电机的无级调速电路一具体电路原理示意图;
图2是现有采用驱动PWM信号与续流PWM信号的驱动交流电机的无级调速电路一种具体电路原理框图;
图3是现有采用驱动PWM信号与续流PWM信号的驱动交流电机的无级调速电路一种具体电路原理框图;
图4是本发明驱动交流电机的无级调速电路一种具体实施方式原理示意图;
图5是图4所示驱动交流电机的无级调速电路各测试点的波形图,其中,(a)为输入市电即AB点之间的波形图,(b)为同步处理电路输出的与市电同步的同步信号波形图,(c)为整流电路对市电进行整流后输出的单向的直流脉动电压即C点波形图,(d)为交流电机一端即D点波形图,(e)为交流电机一端即E点波形图,(f)为交流电机两端即DE点之间的波形图;
图6是图5所示的同步信号以及E点波形的实测波形图;
图7是图4所示第一、第四开关S1、S4工作时断开瞬间的等效原理图;
图8是图4所示第二、第三开关S2、S3工作时断开瞬间的等效原理图;
图9是图4所示驱动交流电机的无级调速电路一种更为具体的实施方式原理图;
图10是图9所示驱动交流电机的无级调速电路各测试点的波形图,其中,(a)为输入市电即AB点之间的波形图,(b)为同步处理电路输出的与市电同步的同步信号波形图,(c)为同步脉宽调制信号PWM2_sync的波形图,(d)为同步脉宽调制信号PWM1_sync的波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述,以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是,在以下的描述中,当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时,这些描述在这里将被忽略。
为实现续流的有效回收和利用,避免其以热量方式释放带来的电路温度增加的问题,本发明做了进一步的改进,还包括:
一电机绕组续流吸收电容,连接到整流电路输出的两端,用于吸收交流电机产生的电流;
四个二极管,分别并联到四个开关两端,并且并联到第一、第二开关上的二级管的正端均与整流电路输出的正端连接,并联到第三、第四开关上的二级管的负端均与整流电路输出的地端连接;
在四个开关都断开时,交流电机产生的电流经过四个二极管构成的整流桥流入电机绕组续流吸收电容中,并在第一、第四开关接通或第二、第三开关接通时,作为供电提供给交流电机。
这样,四个二极管在所有开关处于断开的状态下,构成一个整流桥,对交流电机产生的电流进行续流,并进行整流,使其输出到电机绕组续流吸收电容中,降低了电机抖动,避免了作为开关管被击穿的情况;续流回收到电机绕组续流吸收电容后,在一组开关的导通期间,作为交流电机的供电提供给交流电机,实现续流的有效回收和利用,避免其以热量方式释放带来的电路温度增加的问题。
需要说明的是,上述各类器件的编号用于清楚表达本发明中各个器件的关系,而不构成限定,如第一、第四开关与第二、三开关就可以进行交换。
图4是本发明驱动交流电机的无级调速电路一种具体实施方式原理示意图。
在本实施例中,如图4所示,本发明驱动交流电机的无级调速电路,包括整流电路DB1、四个开关S1~S4组成的H桥电路、电机绕组续流吸收电容C1、四个二极管D1~D4以及一同步处理电路。
整流电路DB1通过L(火线)、N(零线)将市电接入到输入端2、4,并整流为单向的直流脉动电压,整流前后的市电波形、直流脉动电压波形如图5(a)、(c)所示。
四个开关S1~S4组成的H桥电路中,第一开关S1一端连接到整流电路DB1输出的正端即输出端3,另一端与第三开关S3的一端连接,第三开关S3的另一端连接到整流电路DB1输出的地端GND即输出端1,第二开关S2一端连接到整流电路DB1输出的正端即输出端3,另一端与第四开关S4的一端连接,第四开关S4的另一端连接到整流电路DB1输出的地端GND即输出端1。
作为被驱动的交流电机M1连接到第一开关S1与第三开关S3的连接端即D点以及第二开关S2与第四开关S4的连接端即E点上。
电机绕组续流吸收电容C1,连接到整流电路DB1输出的两端即输出端1、2上。
四个二极管D1~D4分别并联到四个开关S1~S4两端,并且并联到第一、第二开关S1、S2上的二级管D1、D2的正端均与整流电路DB1输出的正端即输出端3连接,并联到到第三、第四开关S3、S4上的二级管D3、D4的负端均与整流电路DB1输出的地端GND即输出端1连接;
同步处理电路根据市电得到与市电同步的同步信号,波形如图5(a)、(b)所示。该信号(同步信号)使第一、第四开关S1、S4在市电的上半周期在脉宽调制信号PWM2控制下接通或断开,使第二、第三开关S2、S3在市电的上半周期断开,此时,D点对地波形如图5(d)所示。同步信号使第一、第四开关S1、S4在市电的下半周期断开,使第二、第三开关S2、S3在市电的下半周期在脉宽调制信号PWM1控制下接通或断开。此时,E点对地波形如图5(e)所示。这样,如图5(f)所示,交流电机两端即DE点之间构成一个完整的脉冲包罗,驱动交流电机M1运转,相对图1所示的无极调速电路,降低了交流电机噪声、抖动和电路抖动,提升了电机可靠性。
图6是图5所示的同步信号以及E点波形的实测波形图。从图6可以看出,本发明实现了同步信号对使第二、第三开关S2、S3在市电的下半周期在脉宽调制信号PWM1控制下接通或断开,同时,没有尖刺的出现,取得了预期的续流效果。
需要说明的是,在具体实施过程中,脉宽调制信号PWM2、脉宽调制信号PWM1可以是同一脉宽调制信号经过同步信号进行切换输出的两路脉宽调制信号。调整脉宽调制信号PWM1、PWM2的占空比,对交流电机M1进行无级调速。
本发明驱动交流电机的无级调速电路,在现有无级调速的基础上,通过在整流电路输出端加入电机绕组续流吸收电容C1,在H桥电路的四个开关S1~S4上分别并联一个正端朝向整理电路DB1输出正端的二极管,同时,增加一同步处理电路,根据市电得到与市电同步的的同步信号如图5(b)所示,使H桥电路对角线上的一组开关S1、S4在市电的上半周期在脉宽调制信号控制下接通或断开,对角线上的另一组开关S2、S3在市电的下半周期在脉宽调制信号控制下接通或断开(当然,两组开关可以对换)。这样,通过同步信号控制对角线上的两组开关S1、S4以及S2、S3交替工作,以驱动交流电机M1运转,同时,通过调整脉宽调制信号PWM1、PWM2的占空比,对交流电机M1进行无级调速。
在本发明中,二极管D1~D4在所有开关处于断开的状态下,构成一个整流桥,对交流电机M1产生的电流进行续流,并进行整流,使其输出到电机绕组续流吸收电容C1中,降低了电机抖动,避免了作为开关管被击穿的情况。在本实施例中,如图7所示,在同步信号使第一、第四开关S1、S4在市电的上半周期在脉宽调制信号PWM2控制下接通或断开时,在第一、第四开关S1、S4断开瞬间交流电机M1的极性为左负右正,此时,交流电机M1产生的电流经二极管D2、D3对电机绕组续流吸收电容C1进行充电。同理,如图8所示,在同步信号使第二、第三开关S2、S3在市电的下半周期在脉宽调制信号PWM1控制下接通或断开时,在第二、第三开关S2、S3断开瞬间交流电机M1的极性为左正右负,此时,交流电机M1产生的电流经二极管D1、D4对电机绕组续流吸收电容C1进行充电。需要说明的是,电机绕组续流吸收电容C1不同于将整流后的电压进行滤波的稳压电容,其作用是对交流电机M1产生的电流进行吸收,因此,其容量较小,对直流脉动电压的影响可以忽略,但容量也需要足够,能对交流电机M1产生电流进行有效吸收,避免开关电路断开期间电压升高过多,具体的容量选择根据具体设计确定。在该约束条件下,在本实施例中,在交流电机M1为40瓦时,优选0.1u~0.33u的电容作为电机绕组续流吸收电容。
同时,续流(交流电机产生的电流)回收到电机绕组续流吸收电容C1后,在一组开关的导通期间,作为交流电机M1的供电提供给交流电机,这样,实现续流的有效回收和利用,避免其以热量方式释放带来的电路温度增加的问题。
图9是图4所示驱动交流电机的无级调速电路一种更为具体的实施方式原理图。
在本实施例中,如图9所示,采用N沟道的场效应管Q1~Q4作为开关S1~S4,即第一、二、三、四开关为第一、二、三、四场效应管,第一、二场效应管Q1、Q2的漏极D与整流电路DB1输出的正端连接,第一场效应管Q1的源极S分别与第三场效应管Q3的漏极D以及交流电机M1的一端连接,第二场效应管Q2的源极S分别与第四场效应管Q4的漏极D以及交流电机M1的另一端连接;第三、四场效应管Q3、Q4的源极S与整流电路DB1输出的地端GND连接;
将同步信号与脉宽调制信号结合,得到市电的上半周期有脉宽调制信号、下半周期为低电平的第二同步脉宽调制信号PWM2_sync以及市电的下半周期有脉宽调制信号、上半周期为低电平的第一同步脉宽调制信号PWM1_sync,如图10所示。
在本实施例中,如图9所示,驱动交流电机的无级调速电路还包括第五场效应管Q5、第六场效应管Q6,二者的源极S都连接到地端;第五场效应管Q5的漏极D连接到第一场效应管Q1的栅极G,第五场效应管Q5的栅极G与第三场效应管Q3的栅极均与第一同步脉宽调制信号PWM1_sync连接;第六场效应管Q6的漏极D连接到第二场效应管Q2的栅极G、第六场效应管Q6的栅极G与第四场效应管Q4的栅极均与第二同步脉宽调制信号PWM2_sync连接。
此外,驱动交流电机的无级调速电路还进一步包括第五个二极管D5以及一滤波电容C2,第五个二极管D5的正端与整流电路输出的正端连接,负端通过滤波电容C2连接到整流电路输出的地端GND,其中,第五个二极管D5与滤波电容C2的连接端分别通过第一电阻R1、第二电阻R2连接到第一场效应管Q1的栅极G、第二场效应管Q2的栅极G;
此外,驱动交流电机的无级调速电路还进一步包括第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2,其中,第一稳压二极管ZD1的负端连接到第一场效应管Q1的栅极G,正端连接到第一场效应管Q1的源极S;第二稳压二极管ZD2的负端连接到第二场效应管Q2的栅极G,正端连接到第二场效应管Q2的源极S;
此外,五场效应管Q5、第六场效应管Q6、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4的栅极G与源极S之间分别有第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6。
在本实施例中,所有场效应管都是N沟道的,但是,也可以根据上述工作原理换成其他开关管。
在本实施例中,本发明驱动交流电机的无级调速电路的过程如下:
整理电路DB1输出的正端通过第五个二极管D5以及滤波电容C2在第一电阻R1、第二电阻R2的连接端产生一个稳定的直流电压。
在市电的上半周期,第三场效应管Q3、第五场效应管Q5的栅极输入为第一同步脉宽调制信号PWM1_sync的低电平,均截止(不导通);在第二稳压二极管ZD2的负端不能通过交流电机M1、第三场效应管Q3构成到地的回路,第二场效应管Q2截止;同时,第四场效应管Q4输入为第二同步脉宽调制信号PWM2_sync的脉宽调制信号,在脉宽调制信号为高电平时,第四场效应管Q4导通、第六场效应管Q6导通,第六场效应管Q6导通使得第二场效应管Q2的栅极G接地,可靠截止,第四场效应管Q4的漏极D变为低电平,通过交流电机使得第一稳压二极管ZD1的正端电平拉低,在第一稳压二极管ZD1的负端与正端即第一场效应管Q1的栅极G与源极S之间产生一个稳定的驱动电压Vgs驱动第一场效应管Q1导通,在脉宽调制信号为低电平时,第四场效应管Q4、第六场效应管Q6均截止,在第一稳压二极管ZD1的负端不能构成到地的回路,在第一稳压二极管ZD1的负端与正端即第一场效应管Q1的栅极G与源极S之间不能产生一个稳定的驱动电压Vgs,第一场效应管Q1也截止,这样,第一场效应管Q1、第四场效应管Q4在市电的上半周期在脉宽调制(PWM)信号控制下接通或断开。
在市电的下半周期,第四场效应管Q4、第六场效应管Q6的栅极输入为第二同步脉宽调制信号PWM2_sync的低电平,均截止(不导通);在第一稳压二极管ZD1的负端不能通过交流电机M1、第四场效应管Q4构成到地的回路,第一场效应管Q1截止;同时,第三场效应管Q3输入为第一同步脉宽调制信号PWM1_sync的脉宽调制信号,在脉宽调制信号为高电平时,第三场效应管Q3导通、第五场效应管Q5导通,第五场效应管Q5导通使得第一场效应管Q1的栅极G接地,可靠截止,第三场效应管Q3的漏极D变为低电平,通过交流电机使得第二稳压二极管ZD2的正端电平拉低,在第二稳压二极管ZD2的负端与正端即第二场效应管Q2的栅极G与源极S之间产生一个稳定的驱动电压Vgs驱动第二场效应管Q2导通,在脉宽调制信号为低电平时,第三场效应管Q3、第五场效应管Q5均截止,在第二稳压二极管ZD2的负端不能构成到地的回路,在第二稳压二极管ZD2的负端与正端即第一场效应管Q1的栅极G与源极S之间不能产生一个稳定的驱动电压Vgs,第一场效应管Q1也截止,这样,第二场效应管Q2、第三场效应管Q3在市电的上半周期在脉宽调制(PWM)信号控制下接通或断开。
这样,实现了通过同步信号控制对角线上的两组开关交替工作,以驱动交流电机运转,同时,通过调整脉宽调制信号的占空比,对交流电机进行无级调速。
同时,在本实施例中,如图9所示,在同步脉宽调制信号为低电平时,第三、四场效应管Q3、Q4直接为截止(断开)状态,由于第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2的负端分别通过第一电阻R1、第二电阻R2连接到第五个二极管D5以及一滤波电容C2对整理电路DB1输出进行滤波的直流电压端(第一电阻R1、第二电阻R2、第五个二极管D5、一滤波电容C2共同连接点),但无法分别通过交流电机M1、第三场效应管Q3,交流电机M1、第四场效应管Q4形成回路,所有第一、二场效应管Q1、Q2场效应管栅极G与源极S之间无法产生一个稳定的驱动电压Vgs,因而均截止(断开),这样,就等效为图6、7的状态,其工作过程如前所述,在此不再赘述。
此外,本实施例中,在四个场效应管均截止(断开)的情况下,第一电阻R1、第一稳压二极管ZD1、交流电机M1、第二稳压二极管ZD2、第二电阻R2还形成一个闭环回路,交流电机M1产生的电流部分可以通过该闭环回路释放,第三场效应管Q3、第四场效应管Q4的漏极D与源极S之间电压就不会形成尖刺,也就不会造成交流电机M1产生噪声,这与电机绕组续流吸收电容C1相同,但是,由于第一电阻R1、第二电阻R2是电路偏置电阻,阻值会选得比较大,因而,其不会产生太多的热量,该回路主要是帮助进一步削减尖刺部分电压的作用。同时,对驱动交流电机的无级调速电路的EMC抗干扰有帮助。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种驱动交流电机的无级调速电路,包括:
一由四个开关组成的H桥电路,其中,第一开关一端连接到整流电路输出的正端,另一端与第三开关的一端连接,第三开关的另一端连接到整流电路输出的地端,第二开关一端连接到整流电路输出的正端,另一端与第四开关的一端连接,第四开关的另一端连接到整流电路输出的地端;作为被驱动的交流电机连接到第一开关与第三开关的连接端以及第二开关与第四开关的连接端上;
其特征在于,还包括:
一整流电路,用于将市电整流为单向的直流脉动电压;
一同步处理电路,用于根据市电得到与市电同步的同步信号,该信号(同步信号)使第一、第四开关在市电的上半周期在脉宽调制(PWM)信号控制下接通或断开,使第二、第三开关在市电的上半周期断开;使第一、第四开关在市电的下半周期断开,使第二、第三开关在市电的下半周期在脉宽调制(PWM)信号控制下接通或断开;调整脉宽调制信号的占空比,对交流电机进行无级调速。
2.根据权利要求1所述的无级调速电路,其特征在于,还包括:
一电机绕组续流吸收电容,连接到整流电路输出的两端,用于吸收交流电机产生的电流;
四个二极管,分别并联到四个开关两端,并且并联到第一、第二开关上的二级管的正端均与整流电路输出的正端连接,并联到第三、第四开关上的二级管的负端均与整流电路输出的地端连接;
在四个开关都断开时,交流电机产生的电流经过四个二极管构成的整流桥流入电机绕组续流吸收电容中,并在第一、第四开关接通或第二、第三开关接通时,作为供电提供给交流电机。
3.根据权利要求2所述的无级调速电路,其特征在于,采用N沟道的场效应管作为开关,即第一、二、三、四开关为第一、二、三、四场效应管,第一、二场效应管的漏极D与整流电路输出的正端连接,第一场效应管的源极S分别与第三场效应管的漏极以及交流电机的一端连接,第二场效应管的源极S分别与第四场效应管的漏极D以及交流电机的另一端连接;第三、四场效应管的源极S与整流电路输出的地端连接;
将同步信号与脉宽调制信号结合,得到市电的上半周期有脉宽调制信号、下半周期为低电平的第二同步脉宽调制信号以及市电的下半周期有脉宽调制信号、上半周期为低电平的第一同步脉宽调制信号;
还包括第五场效应管、第六场效应管,二者的源极S都连接到地端;第五场效应管的漏极D连接到第一场效应管的栅极G,第五场效应管的栅极G与第三场效应管的栅极均与第一同步脉宽调制信号连接;第六场效应管Q6的漏极D连接到第二场效应管的栅极、第六场效应管的栅极G与第四场效应管的栅极均与第二同步脉宽调制信号连接;
还包括第五个二极管以及一滤波电容,第五个二极管的正端与整流电路输出的正端连接,负端通过滤波电容连接到整流电路输出的地端,其中,第五个二极管与滤波电容的连接端分别通过第一电阻、第二电阻连接到第一场效应管的栅极G、第二场效应管的栅极G;
还进一步包括第一稳压二极管、第二稳压二极管,其中,第一稳压二极管的负端连接到第一场效应管的栅极G,正端连接到第一场效应管的源极S;第二稳压二极管的负端连接到第二场效应管的栅极,正端连接到第二场效应管的源极S。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110971159A (zh) * 2019-11-13 2020-04-07 齐鲁工业大学 一种h桥直流电机大功率调速及其保护电路系统
CN111082736A (zh) * 2020-01-21 2020-04-28 佛山市银丰世科科技有限公司 用于交流电机的驱动电路和家电设备
CN111342735A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 厦门市必易微电子技术有限公司 单相电机无级调速电路及调速方法
CN111900910A (zh) * 2020-08-03 2020-11-06 浙江奥科半导体有限公司 单相交流电机无级调速控制电路
CN112087180A (zh) * 2020-09-15 2020-12-15 浙江奥科半导体有限公司 用于交流功率控制的集成驱动电路及无级调速控制电路
CN112087179A (zh) * 2020-09-15 2020-12-15 浙江奥科半导体有限公司 用于防止单相交流电机低速停转的驱动控制电路

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001622A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zum Entregen bei einer elektrischen Maschine
CN203457083U (zh) * 2013-08-27 2014-02-26 惠州市蓝微电子有限公司 一种电机h桥制动控制电路
CN105450141A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 杭州士兰微电子股份有限公司 交流电机驱动装置及其驱动方法
CN106026805A (zh) * 2016-07-14 2016-10-12 深圳市高科润电子有限公司 一种单相无传感器无刷直流电机控制系统
CN106208893A (zh) * 2016-09-29 2016-12-07 广东美的环境电器制造有限公司 电机的调速驱动电路和风扇电机
CN206452327U (zh) * 2017-01-11 2017-08-29 厦门蒙发利电子有限公司 一种h桥电机驱动器及电机设备
CN107359846A (zh) * 2017-08-01 2017-11-17 合肥初慕科技有限公司 交流变频调速系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001622A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zum Entregen bei einer elektrischen Maschine
CN203457083U (zh) * 2013-08-27 2014-02-26 惠州市蓝微电子有限公司 一种电机h桥制动控制电路
CN105450141A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 杭州士兰微电子股份有限公司 交流电机驱动装置及其驱动方法
CN106026805A (zh) * 2016-07-14 2016-10-12 深圳市高科润电子有限公司 一种单相无传感器无刷直流电机控制系统
CN106208893A (zh) * 2016-09-29 2016-12-07 广东美的环境电器制造有限公司 电机的调速驱动电路和风扇电机
CN206452327U (zh) * 2017-01-11 2017-08-29 厦门蒙发利电子有限公司 一种h桥电机驱动器及电机设备
CN107359846A (zh) * 2017-08-01 2017-11-17 合肥初慕科技有限公司 交流变频调速系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
白炳良: "小功率单相电机的单片机变频调速系统研制", 《云南民族大学学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111342735A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 厦门市必易微电子技术有限公司 单相电机无级调速电路及调速方法
US10972038B2 (en) 2018-12-19 2021-04-06 Xiamen Kiwi Instruments Corporation Stepless motor driving circuit and associated driving method
CN110971159A (zh) * 2019-11-13 2020-04-07 齐鲁工业大学 一种h桥直流电机大功率调速及其保护电路系统
CN111082736A (zh) * 2020-01-21 2020-04-28 佛山市银丰世科科技有限公司 用于交流电机的驱动电路和家电设备
CN111082736B (zh) * 2020-01-21 2021-07-13 佛山市银丰世科科技有限公司 用于交流电机的驱动电路和家电设备
CN111900910A (zh) * 2020-08-03 2020-11-06 浙江奥科半导体有限公司 单相交流电机无级调速控制电路
CN112087180A (zh) * 2020-09-15 2020-12-15 浙江奥科半导体有限公司 用于交流功率控制的集成驱动电路及无级调速控制电路
CN112087179A (zh) * 2020-09-15 2020-12-15 浙江奥科半导体有限公司 用于防止单相交流电机低速停转的驱动控制电路

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