CN110784129A - 一种电源驱动电路及一体化无刷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源驱动电路及一体化无刷电机，其中所述电源驱动电路，其特征在于：包括有MUC主控电路和隔离电源电路，在所述MUC主控电路上连接有MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路，所述隔离电源电路分别与MUC主控电路、MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能将电源，电机驱动控制器和无刷电机三大部件结合一起的一体化无刷电机；本发明另一个目的是提供一种用于上述体化无刷电机的电源驱动电路。

Description

一种电源驱动电路及一体化无刷电机
技术领域
本发明属于电机领域，本发明涉及一种电源驱动电路；本发明还涉及一种采取该电源驱动电路驱动的一体化无刷电机。
背景技术
无刷电机是一种无电刷和换向器(或集电环)的电机，它依靠改变通入其电枢绕组线圈的电流波交变频率和波形，来实现运转。无刷电机因其具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性、可伺服控制、无级变频调速、相对低成本且简单易用等优点，被各大厂商广泛使用。
当前市场上的无刷电机是电机本体与驱动器分离的，使用时需要接传感器线和电机线，麻烦，也容易出故障。因此迫切需要开发一种一体化的无刷电机。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能将电源，电机驱动控制器和无刷电机三大部件结合一起的一体化无刷电机；
本发明另一个目的是提供一种用于上述体化无刷电机的电源驱动电路。
就电源驱动电路而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种电源驱动电路，其特征在于：包括有MUC主控电路和隔离电源电路，在所述MUC主控电路上连接有MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路，所述隔离电源电路分别与MUC主控电路、MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，所述隔离电源电路包括有共模电感L1，所述共模电感L1与市电供电线相连接，所述共模电感L1与整流器DB相连接,在整流器DB输出端上连接有滤波电解电容EC1,所述整流器DB与恒压IC相连接,所述恒压IC与隔离变压器相连接,所述隔离变压器输出端上连接有滤波电解电容EC3,所述隔离变压器输出端分别与MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，所述电压采样电路包括串联设置的电阻R110和电阻R111，所述电阻R110一端与隔离电源电路的输出端相连接，在电阻R111两端上并接有电容C105，所述电阻R111一端接地。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，所述温度采样电路包括有串联设置的电阻R112和热敏电阻NTC100,所述电阻R112一端与隔离电源电路的输出端相连接，在所述热敏电阻NTC100两端并接有电容C106，所述热敏电阻NTC100一端接地。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，所述MOS驱动电路包括有驱动芯片MX8324C，在所述驱动芯片MX8324C的1脚和2脚之间串接有电阻R100,所述驱动芯片MX8324C的1脚与电容C101连接，所述电容C101一端接地，所述述驱动芯片MX8324C的2脚与电容C102连接，所述电容C102一端接地，所述驱动芯片MX8324C的15脚与16脚之间串接有电容C103，所述述驱动芯片MX8324C的15脚接地，所述述驱动芯片MX8324C的2脚与隔离电源电路的输出端相连接，所述驱动芯片MX8324C的16脚与MUC主控电路中MUC控制器的1脚相连接，所述驱动芯片MX8324C的9-14脚依次与MUC主控电路中MUC控制器的21-16脚连接，所述三相桥电路包括有包括第一N+P半桥MOS管QB100、第二N+P半桥MOS管QB101和第三N+P半桥MOS管QB102，所述第一N+P半桥MOS管QB100的1脚、所述第二N+P半桥MOS管QB101的1脚、所述第三N+P半桥MOS管QB102的1脚串相连接与电阻R116相连接，在所述电阻R116两端上并接有电阻R115，所述电阻R116一端接地，所述电阻R116一端与MUC主控电路中MUC控制器的12脚相连接，所述电阻R116接地端与放大电路相连接，所述第一N+P半桥MOS管QB100的2脚与驱动芯片MX8324C的8脚相连接，所述第一N+P半桥MOS管QB100的4脚与驱动芯片MX8324C的7脚相连接；所述第二N+P半桥MOS管QB101的2脚与驱动芯片MX8324C的6脚相连接，所述第二N+P半桥MOS管QB101的4脚与驱动芯片MX8324C的5脚相连接；所述第三N+P半桥MOS管QB102的2脚与驱动芯片MX8324C的4脚相连接，所述第三N+P半桥MOS管QB102的4脚与驱动芯片MX8324C的3脚相连接；所述第一N+P半桥MOS管QB100的3脚、第二N+P半桥MOS管QB101的3脚和第三N+P半桥MOS管QB102的3脚分别与隔离电源电路输出端相连接；所述第一N+P半桥MOS管QB100的5-8脚连接后与无刷电机的U极相连接，所述第二N+P半桥MOS管QB101的5-8脚连接后与无刷电机的V极相连接，所述第三N+P半桥MOS管QB102的5-8脚连接后与无刷电机的W极相连接。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，还包括有电流采样电路。
就一体化无刷电机而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种一体化无刷电机，包括有电机滚轴支架，在所述电机滚轴支架上端设有连接部，在所述连接部内间隔设有第一轴承座和第二轴承座，在所述第一轴承座和第二轴承座内设有电机轴，在所述连接部外壁设有定子线圈，在所述连接部上方的电机轴上套设有转子机壳，在所述转子机壳与定子线圈相应的位置上设有永磁体，在所述电机滚轴支架下部设有电源舱体，在所述电源舱体内设有电源一体驱动线路板，在所述电机滚轴支架与定子线圈相应的位置上设有引线孔，所述定子线圈的出线端穿过所述引线孔伸入电源舱体内并与电源一体驱动线路板相连接，在所述电源一体驱动线路板上设有如权利要求1-6所述的任一所述一种电源驱动电路。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，在所述转子机壳上端面上沿圆周方向均布有多个透气孔。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，在所述透气孔内设有转轴，在所述转轴上设有能封闭透气孔的封闭调节板。
作为本发明电源驱动电路的另一种改进，在所述电源舱体内的电机轴上设有风扇叶轮。
综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：
本发明电源一体驱动线路板整体组合了高压电源与电机驱动在一起，实现组装便捷不需连接线省空间。
附图说明
图1为本发明一体化无刷电机的剖面示意图；
图2为本发明一体化无刷电机的立体示意图；
图3为本发明一体化无刷电机的剖面立体示意图；
图4为本发明电源一体化无刷电机转子机壳的示意图；
图5本发明电源一体驱动线路板的示意图；
图6为本发明电源驱动电路的示意图；
图7为本发明隔离电源的示意图；
图8为本发明MUC主控电路的示意图；
图9为本发明电压采样电路的示意图；
图10为本发明温度采样电路的示意图；
图11为本发明MOS驱动电路的示意图；
图12为本发明三相桥电路的示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
参照图6-12，本发明一种电源驱动电路，包括有MUC主控电路和隔离电源电路，在所述MUC主控电路上连接有MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路，所述隔离电源电路分别与MUC主控电路、MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。
本发明中所述隔离电源电路包括有共模电感L1，所述共模电感L1与市电供电线相连接，所述共模电感L1与整流器DB相连接,在整流器DB输出端上连接有滤波电解电容EC1,所述整流器DB与恒压IC相连接,所述恒压IC与隔离变压器相连接,所述隔离变压器输出端上连接有滤波电解电容EC3,所述隔离变压器输出端分别与MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。
本发明中隔离电源电路的工作原理：市电AC 220V经保险丝F1到共模电感L1到整流器DB整流成311V直流电压到电解电容EC滤波，母线电压进入恒压IC U1，经过隔离变压器T1降压为24V电压到滤波电解电容EC3输出供给MCU主控电路,MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路，三相桥电路供电。
本发明中MUC主控电路包括有MUC控制器，在所述MUC控制器的1脚和24脚之间设有电容C100,通电MCU控制器，U100初起化定义各IO口运算数据处理,先经过Vbus电压采样电路读取当前电压信号反馈到MCU控制器的8脚HV-AD做电压数据比较。温度采样电路是用NTC电阻做功率器件温度检测反馈到MCU控制器的2脚NTC做过温保护处理。MCU控制器各信号正常反馈后经过MOS驱动芯片MX8324C做预驱来控制三个双MOS功率器件来组成三相桥电路驱动无刷电机。
本发明中所述电压采样电路包括串联设置的电阻R110和电阻R111，所述电阻R110一端与隔离电源电路的输出端相连接，在电阻R111两端上并接有电容C105，所述电阻R111一端接地。
本分am中电源电压采样电路是由R110电阻与R111电阻串联分压给信号到MCU控制器处理，其主要功能是做出当前输入电压是否正常来保证无刷电机正常工作。电容C105为滤波电容。
本发明中所述温度采样电路包括有串联设置的电阻R112和热敏电阻NTC100,所述电阻R112一端与隔离电源电路的输出端相连接，在所述热敏电阻NTC100两端并接有电容C106，所述热敏电阻NTC100一端接地。
本发明温度采样电路是由R112电阻与NTC100电阻串联分压给信号到MCU控制器处理，其主要功能是做出当前MOS管NCE4614工作温度状态检测，当前温度超过额定120℃时反馈信号给MCU做出过温保护功能来降低电机转速或关闭电机。从而保护功率器件免得烧坏。电容C106为滤波电容。
本发明中所述MOS驱动电路包括有驱动芯片MX8324C，在所述驱动芯片MX8324C的1脚和2脚之间串接有电阻R100,所述驱动芯片MX8324C的1脚与电容C101连接，所述电容C101一端接地，所述述驱动芯片MX8324C的2脚与电容C102连接，所述电容C102一端接地，所述驱动芯片MX8324C的15脚与16脚之间串接有电容C103，所述述驱动芯片MX8324C的15脚接地，所述述驱动芯片MX8324C的2脚与隔离电源电路的输出端相连接，所述驱动芯片MX8324C的16脚与MUC主控电路中MUC控制器的1脚相连接，所述驱动芯片MX8324C的9-14脚依次与MUC主控电路中MUC控制器的21-16脚连接，所述三相桥电路包括有包括第一N+P半桥MOS管QB100、第二N+P半桥MOS管QB101和第三N+P半桥MOS管QB102，所述第一N+P半桥MOS管QB100的1脚、所述第二N+P半桥MOS管QB101的1脚、所述第三N+P半桥MOS管QB102的1脚串相连接与电阻R116相连接，在所述电阻R116两端上并接有电阻R115，所述电阻R116一端接地，所述电阻R116一端与MUC主控电路中MUC控制器的12脚相连接，所述电阻R116接地端与放大电路相连接，所述第一N+P半桥MOS管QB100的2脚与驱动芯片MX8324C的8脚相连接，所述第一N+P半桥MOS管QB100的4脚与驱动芯片MX8324C的7脚相连接；所述第二N+P半桥MOS管QB101的2脚与驱动芯片MX8324C的6脚相连接，所述第二N+P半桥MOS管QB101的4脚与驱动芯片MX8324C的5脚相连接；所述第三N+P半桥MOS管QB102的2脚与驱动芯片MX8324C的4脚相连接，所述第三N+P半桥MOS管QB102的4脚与驱动芯片MX8324C的3脚相连接；所述第一N+P半桥MOS管QB100的3脚、第二N+P半桥MOS管QB101的3脚和第三N+P半桥MOS管QB102的3脚分别与隔离电源电路输出端相连接；所述第一N+P半桥MOS管QB100的5-8脚连接后与无刷电机的U极相连接，所述第二N+P半桥MOS管QB101的5-8脚连接后与无刷电机的V极相连接，所述第三N+P半桥MOS管QB102的5-8脚连接后与无刷电机的W极相连接。
本发明中MOS驱动电路是由驱动芯片MX8324C功率管驱动电路内部包含3路NMOS功率管驱动电路、3路PMOS功率管驱动电路。电路内部集成了78L05三端稳压器，可提供稳定的5V输出电源。该电路在工作电压为24V时，内部控制电路可使PMOS功率管开启时的栅极电压为12V左右(即PMOS功率管的VGS电压约为-12V)。与MCU通信控制可实现NMOS、PMOS的快速导通关断。外围C103为输出5V电压滤波。
三相桥电路是由三个N+P半桥MOS管和电流检测电阻R116,R115电阻组成，经过MCU程序算法给信号到预驱MX8324给三个半桥MOS管推动三相无刷电机。
本发明中还包括有电流采样电路。
参照图1-5，本发明一种一体化无刷电机，包括有电机滚轴支架1，在所述电机滚轴支架1上端设有连接部2，在所述连接部2内间隔设有第一轴承座3和第二轴承座4，在所述第一轴承座3和第二轴承座4内设有电机轴5，在所述连接部2外壁设有定子线圈6，在所述连接部2上方的电机轴5上套设有转子机壳7，在所述转子机壳7与定子线圈6相应的位置上设有永磁体8，在所述电机滚轴支架1下部设有电源舱体9，在所述电源舱体9内设有电源一体驱动线路板10，在所述电机滚轴支架1与定子线圈6相应的位置上设有引线孔11，所述定子线圈的出线端穿过所述引线孔伸入电源舱体9内并与电源一体驱动线路板10相连接，在所述电源一体驱动线路板10上设有电源驱动电路。其中所述的电源驱动电路如上所述。
本发明中在所述连接部2内端面上设有支撑格栅,所述引线孔11设置在支撑格栅内,本发明电源一体驱动线路板10安装在支撑格栅上,支撑格栅有效加强连接部2的整体强度,同时使得电源一体驱动线路板10内端面上有若干部分与连接部2内端面之间镂空,在所述连接部2上端面与镂空位置对应设有若干透气孔,有助于电源一体驱动线路板10散热,使电源一体驱动线路板10保持较好的工作效率,延长其使用寿命。
本发明一种一体化无刷电机的其中一种实施方式，在所述转子机壳7上端面上沿圆周方向均布有多个透气孔12。当转子机壳7转动时，气流能通过透气孔12进入定子线圈6内部进行散热，大大降低了定子线圈6的发热量，降低因为过热而烧毁的风险。
本发明一种一体化无刷电机的另一种实施方式，在所述透气孔12内设有转轴，在所述转轴上设有能封闭透气孔12的封闭调节板13。通过调节封闭调节板13的角度可以改变进风角度和进风量；也可以对透气孔12进行封闭，避免积尘。
本发明一种一体化无刷电机的另一种实施方式，在所述电源舱体9内的电机轴5上设有风扇叶轮。当电机轴5转动时，风扇叶轮同步转动，使电源舱体9产生流动的气流，对电源一体驱动线路板进行散热。
本发明中电机滚轴支架1下部开口，在所述开口上设有底盖14，在所述底盖14上设有散热孔16，在所述电机滚轴支架1下端外壁上设有安装连接耳15。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电源驱动电路，其特征在于：包括有MUC主控电路和隔离电源电路，在所述MUC主控电路上连接有MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路，所述隔离电源电路分别与MUC主控电路、MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种电源驱动电路，其特征在于：所述隔离电源电路包括有共模电感L1，所述共模电感L1与市电供电线相连接，所述共模电感L1与整流器DB相连接,在整流器DB输出端上连接有滤波电解电容EC1,所述整流器DB与恒压IC相连接,所述恒压IC与隔离变压器相连接,所述隔离变压器输出端上连接有滤波电解电容EC3,所述隔离变压器输出端分别与MOS驱动电路，电压采样电路，温度采样电路，电流放大电路、三相桥电路相连接。
3.根据权利要求1所述的一种电源驱动电路，其特征在于：所述电压采样电路包括串联设置的电阻R110和电阻R111，所述电阻R110一端与隔离电源电路的输出端相连接，在电阻R111两端上并接有电容C105，所述电阻R111一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种电源驱动电路，其特征在于：所述温度采样电路包括有串联设置的电阻R112和热敏电阻NTC100,所述电阻R112一端与隔离电源电路的输出端相连接，在所述热敏电阻NTC100两端并接有电容C106，所述热敏电阻NTC100一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种电源驱动电路，其特征在于：所述MOS驱动电路包括有驱动芯片MX8324C，在所述驱动芯片MX8324C的1脚和2脚之间串接有电阻R100,所述驱动芯片MX8324C的1脚与电容C101连接，所述电容C101一端接地，所述述驱动芯片MX8324C的2脚与电容C102连接，所述电容C102一端接地，所述驱动芯片MX8324C的15脚与16脚之间串接有电容C103，所述述驱动芯片MX8324C的15脚接地，所述述驱动芯片MX8324C的2脚与隔离电源电路的输出端相连接，所述驱动芯片MX8324C的16脚与MUC主控电路中MUC控制器的1脚相连接，所述驱动芯片MX8324C的9-14脚依次与MUC主控电路中MUC控制器的21-16脚连接，所述三相桥电路包括有包括第一N+P半桥MOS管QB100、第二N+P半桥MOS管QB101和第三N+P半桥MOS管QB102，所述第一N+P半桥MOS管QB100的1脚、所述第二N+P半桥MOS管QB101的1脚、所述第三N+P半桥MOS管QB102的1脚串相连接与电阻R116相连接，在所述电阻R116两端上并接有电阻R115，所述电阻R116一端接地，所述电阻R116一端与MUC主控电路中MUC控制器的12脚相连接，所述电阻R116接地端与放大电路相连接，所述第一N+P半桥MOS管QB100的2脚与驱动芯片MX8324C的8脚相连接，所述第一N+P半桥MOS管QB100的4脚与驱动芯片MX8324C的7脚相连接；所述第二N+P半桥MOS管QB101的2脚与驱动芯片MX8324C的6脚相连接，所述第二N+P半桥MOS管QB101的4脚与驱动芯片MX8324C的5脚相连接；所述第三N+P半桥MOS管QB102的2脚与驱动芯片MX8324C的4脚相连接，所述第三N+P半桥MOS管QB102的4脚与驱动芯片MX8324C的3脚相连接；所述第一N+P半桥MOS管QB100的3脚、第二N+P半桥MOS管QB101的3脚和第三N+P半桥MOS管QB102的3脚分别与隔离电源电路输出端相连接；所述第一N+P半桥MOS管QB100的5-8脚连接后与无刷电机的U极相连接，所述第二N+P半桥MOS管QB101的5-8脚连接后与无刷电机的V极相连接，所述第三N+P半桥MOS管QB102的5-8脚连接后与无刷电机的W极相连接。
6.根据权利要求1所述的一种电源驱动电路，其特征在于：还包括有电流采样电路。
7.一种一体化无刷电机，包括有电机滚轴支架(1)，在所述电机滚轴支架(1)上端设有连接部(2)，在所述连接部(2)内间隔设有第一轴承座(3)和第二轴承座(4)，在所述第一轴承座(3)和第二轴承座(4)内设有电机轴(5)，在所述连接部(2)外壁设有定子线圈(6)，在所述连接部(2)上方的电机轴(5)上套设有转子机壳(7)，在所述转子机壳(7)与定子线圈(6)相应的位置上设有永磁体(8)，在所述电机滚轴支架(1)下部设有电源舱体(9)，在所述电源舱体(9)内设有电源一体驱动线路板(10)，在所述电机滚轴支架(1)与定子线圈(6)相应的位置上设有引线孔(11)，所述定子线圈的出线端穿过所述引线孔伸入电源舱体(9)内并与电源一体驱动线路板(10)相连接，在所述电源一体驱动线路板(10)上设有如权利要求1-6所述的任一所述一种电源驱动电路。
8.根据权利要求7所述的一种化无刷电机，其特征在于：在所述转子机壳(7)上端面上沿圆周方向均布有多个透气孔(12)。
9.根据权利要求7所述的一种化无刷电机，其特征在于：在所述透气孔(12)内设有转轴，在所述转轴上设有能封闭透气孔(12)的封闭调节板(13)。
10.根据权利要求7所述的一种化无刷电机，其特征在于：在所述电源舱体(9)内的电机轴(5)上设有风扇叶轮。
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