CN111355431A - 电机驱动控制电路、线路板及空调器 - Google Patents

电机驱动控制电路、线路板及空调器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了电机驱动控制电路、线路板及空调器，包括：第一供电电路，用于提供第一供电电压；第二供电电路，用于提供第二供电电压；第一逆变模块，连接所述第一供电电路的输出端，用于向所述三相绕组的第一三相引出线组提供基于所述第一供电电压的第一驱动电压；第二逆变模块，连接所述第二供电电路的输出端，用于向所述三相绕组的第二三相引出线组提供基于所述第二供电电压的第二驱动电压；所述第一供电电压大于所述第二供电电压。在电机变频工作的状态下，第一供电电压和第二供电电压匹配于第一逆变模块和第二逆变模块的输出，从而减小第一逆变模块和第二逆变模块在电压转换过程中的损耗，提高电机的运行效率。

Description

电机驱动控制电路、线路板及空调器
技术领域
本申请涉及电机驱动控制技术领域，特别涉及一种电机驱动控制电路、线路板及空调器。
背景技术
目前变频设备为了实现高频工作，变频设备中的变频电机通常采用开绕组连接来获得高电压驱动，此时变频电机两端的驱动电压相同或基本相同，但是在中低频工作的时候，由于两个逆变模块输出的驱动电压不同，导致同一电源在逆变模块中电压转换的损耗变大，因此开绕组连接的电机在中低频工作的时候运行效率不高。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电机驱动控制电路、线路板及空调器，能够匹配两个逆变模块的输出，提高开绕组连接的电机的运行效率。
根据本申请的第一方面实施例的电机驱动控制电路，所述三相绕组包括第一三相引出线组和第二三相引出线组，所述电机驱动控制电路包括：
第一供电电路，用于提供第一供电电压；
第二供电电路，用于提供第二供电电压；
第一逆变模块，连接所述第一供电电路的输出端，用于向所述三相绕组的第一三相引出线组提供基于所述第一供电电压的第一驱动电压；
第二逆变模块，连接所述第二供电电路的输出端，用于向所述三相绕组的第二三相引出线组提供基于所述第二供电电压的第二驱动电压；
所述第一供电电压大于所述第二供电电压。
根据本申请第一方面实施例的电机驱动控制电路，至少具有如下有益效果：在第一逆变模块和第二逆变模块输出不同驱动电压以实现电机变频工作的状态下，第一供电电路和第二供电电路提供不同的供电电压，使第一供电电压和第二供电电压匹配于第一逆变模块和第二逆变模块的输出，从而减小第一逆变模块和第二逆变模块在电压转换过程中的损耗，提高开绕组连接的电机在不同频率下的运行效率。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一供电电路和所述第二供电电路串联或者并联。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一供电电路和所述第二供电电路共地连接。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一供电电路为升压电路。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述第二供电电路为降压电路。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述升压电路包括第一电感、第三开关器件、第四续流器件和第一电容，所述第一电感、第三开关器件、第一电容和参考地依次连接，所述第一电感和所述第三开关器件的连接点、所述第四续流器件和参考地依次连接，所述第三开关器件和所述第一电容的连接点连接所述第一逆变模块。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述降压电路包括第二电感、第五开关器件、第六续流器件和第二电容，所述第五开关器件、所述第二电感、所述第二电容和参考地依次连接，所述第五开关器件和所述第二电感的连接点、所述第六续流器件和参考地依次连接，所述第二电感和所述第二电容的连接点连接所述第二逆变模块。
根据本申请第一方面的一些实施例，还包括整流电路，所述整流电路包括构成第一整流部件、第二整流部件、第三整流部件和第四整流部件，所述第一整流部件和所述第二整流部件同向串联构成第一桥臂单元，所述第三整流部件和所述第四整流部件同向串联构成第二桥臂单元，所述第一整流部件和所述第二整流部件的连接处以及所述第三整流部件和所述第四整流部件的连接处分别连接交流输入端。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一供电电路为升压斩波电路，所述第二供电电路为无桥buck电路，所述第二供电电路的输出端连接所述第一供电电路的输入端。
根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一供电电路为图腾柱PFC电路，所述第二供电电路为降压斩波电路，所述第一供电电路的输出端连接所述第二供电电路的输入端。
根据本申请的第二方面实施例的线路板，包括如上第一方面任一项所述的电机驱动控制电路。
根据本申请第二方面实施例的线路板，至少具有如下有益效果：在线路板中集成上述第一方面的电机驱动控制电路，可以方便安装在各种设备中，从而实现在第一逆变模块和第二逆变模块输出不同驱动电压以实现电机变频工作的状态下，第一供电电路和第二供电电路提供不同的供电电压，使第一供电电压和第二供电电压匹配于第一逆变模块和第二逆变模块的输出，从而减小第一逆变模块和第二逆变模块在电压转换过程中的损耗，提高开绕组连接的电机在不同频率下的运行效率。
根据本申请的第三方面实施例的空调器，包括如上第二方面所述的线路板。
根据本申请第三方面实施例的空调器，至少具有如下有益效果：将集成有第一方面的电机驱动控制电路的线路板安装在空调器中，可以使空调器在运行过程中使用第一方面的电机驱动控制电路，从而实现在第一逆变模块和第二逆变模块输出不同驱动电压以实现电机变频工作的状态下，第一供电电路和第二供电电路提供不同的供电电压，使第一供电电压和第二供电电压匹配于第一逆变模块和第二逆变模块的输出，从而减小第一逆变模块和第二逆变模块在电压转换过程中的损耗，提高开绕组连接的电机在不同频率下的运行效率。
本申请的附加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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/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为本申请一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图；
图2为本申请另一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图；
图3为本申请另一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图；
图4为本申请另一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图；
图5为本申请另一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图；
图6为本申请另一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图；
图7为本申请另一个实施例提供的电机驱动控制电路的电路图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
目前变频空调内压缩机通过变频电机驱动实现变频，一般来说，变频空调在功能上都需要满足高频运行需求，从而实现快速制冷，例如，变频电机的三相绕组采用开绕组连接方式实现高压驱动；开绕组连接的变频电机具有两个逆变模块，分别连接变频电机的两个三相出线组，由于在设计过程中，高频驱动是需要优先考虑的，因此现有设计的两个逆变模块的驱动电压相同或基本相同且相位相反，此时只需要设置单一电源供电，即可为两个逆变模块提供相同的电压从而实现高压驱动；但是变频空调工作在中低频的时候，两个逆变模块输出的驱动电压不同，此时同一电源在逆变模块中电压转换的损耗变大，因此开绕组连接的变频电机在中低频运行时效率并不理想。
基于此，本申请提出了一种电机驱动控制电路、线路板及空调器，采用两个不同的电源分别为两个逆变模块供电，减小电压转换的损耗，从而能够提高设备在中低频下的运行效率。
下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。
参照图1，图1是本申请的一个实施例的第一方面提供的电机驱动控制电路的电路图，该电机驱动控制电路用于驱动具有三相绕组100的电机，三相绕组100包括第一三相引出线组110和第二三相引出线组120，电机驱动控制电路包括：
第一供电电路，用于提供第一供电电压；
第二供电电路，用于提供第二供电电压；
第一逆变模块，连接第一供电电路的输出端，用于向三相绕组100的第一三相引出线组110提供基于第一供电电压的第一驱动电压；
第二逆变模块，连接第二供电电路的输出端，用于向三相绕组100的第二三相引出线组120提供基于第二供电电压的第二驱动电压；
第一供电电压大于第二供电电压。
本实施例中第一供电电路和第二供电电路分别提供电压值不同的第一供电电压和第二供电电压，由于第一逆变模块和第二逆变模块分别获得不同的供电电压，因此第一逆变模块和第二逆变模块在输出不同的驱动电压时，供电电压在逆变模块中的转换效率有所不同，例如，开绕组连接的电机工作在低频模式，第一三线出线组的电压值大于第二三相引出线组120的电压值，此时相当于第一驱动电压大于二驱动电压，那么设定输出的第一供电电压大于第二供电电压，从而使得第一供电电压和第一驱动电压之间、第二供电电压和第二驱动电压之间的电压差值减小，即在第一逆变模块和第二逆变模块中的转换效率得到提高，从而提高电机的运行效率，使变频设备更加节能。
可以理解的是，第一供电电路和第二供电电路可以是分立器件组成的电路，也可以是封装完成的芯片，例如通过开关器件、电容和电感组成的boost电路，可以实现升压转换，又如，电压转换芯片，通过控制电压转换芯片的使能端或者电压反馈端的输入电压，可以使电压转换芯片输出不同大小的电压，从而实现电压转换；第一供电电路和第二供电电路有很多种，并且采用不同的电压转换电路可以适应不同的设计需求，在此不一一赘述。
在一实施例中，第一供电电路和第二供电电路串联或者并联。参照图1、2和3，由于第一供电电路和第二供电电路输出不同的电压，因此两者通常是互相分立的电路或芯片，在集成电路板上，可以采用并联的方式设置第一供电电路和第二供电电路，即两者分别供电，又或者可以采用串联的方式设置第一供电电路和第二供电电路，即其中一个电压转换电路为逆变模块提供电压的同时也为另一个电压转换电路提供电压，这样也可以在开绕组连接的电机的两端获得不同的电压值。
在一实施例中，第一供电电路和第二供电电路共地连接。参照图2和图3，现有的双电源电路设计通常需要对两个电源进行隔离，以避免两个电源互相产生干扰，这样导致电源设计成本升高，对电源的选型也较为严格，本实施例的第一供电电路和第二供电电路采用共地连接方式，不需要设置隔离电路，降低电路成本。
在一实施例中，第一供电电路和第二供电电路采用如下至少之一的电压转换电路：
第一供电电路为升压电路；
第二供电电路为降压电路；
第一供电电路为升压电路同时第二供电电路为降压电路。
本实施例中采用升压电路和降压电路来得到第一供电电压和第二供电电压；在第一供电电路为升压电路同时第二供电电路为降压电路的情况下，升压电路和降压电路的连接方式可以不同，例如，在第一种实施方式中，升压电路和降压电路独立设置，分别连接第一逆变模块和第二逆变模块，这样相当于升压电路和降压电路并联设置，在这种实施方式中，升压电路和降压电路可以共地，也可以不共地；在第二种实施例方式中，直流电源依次连接降压电路和升压电路，直流电源的电压经过降压电路后得到第二供电电压，分别输入到升压电路和第二逆变模块，升压电路将第二供电电压升压后得到第一供电电压并输入到第一逆变模块，这样相当于升压电路和降压电路串联设置，且降压电路在前，升压电路在后；在第三种实施例方式中，直流电源依次连接升压电路和降压电路，直流电源的电压经过升压电路后得到第一供电电压，分别输入到降压电路和第一逆变模块，降压电路将第一供电电压降压后得到第二供电电压并输入到第二逆变模块，这样相当于升压电路和降压电路串联设置，且升压电路在前，降压电路在后。
可以理解的是，第一供电电路为升压电路时，第二供电电路不做限制，可以是普通的电源电路，也可以是滤波整流电路，只要满足第一供电电压大于第二供电电压这一条件即可；同理，第二供电电路为降压电路时，第一供电电路也不做限制，只要满足第一供电电压大于第二供电电压这一条件即可。
基于上述实施例，参照图4，在另一实施例中，升压电路包括第一电感L1、第三开关器件Q3、第四续流器件Q4和第一电容C1，第一电感L1、第三开关器件Q3、第一电容C1和参考地依次连接，第一电感L1和第三开关器件Q3的连接点、第四续流器件Q4和参考地依次连接，第三开关器件Q3和第一电容C1的连接点连接第一逆变模块。降压电路包括第二电感L2、第五开关器件Q5、第六续流器件Q6和第二电容C2，第五开关器件Q5、第二电感L2、第二电容C2和参考地依次连接，第五开关器件Q5和第二电感L2的连接点、第六续流器件Q6和参考地依次连接，第二电感L2和第二电容C2的连接点连接第二逆变模块。
本实施例中升压电路为升压斩波电路，降压电路为降压斩波电路，其中，电路器件的选型上，第三开关器件Q3和第五开关器件Q5可以是MOSFET，也可以是IGBT，第四续流器件Q4和第六续流器件Q6可以是二极管，也可以是开关功率管和反向并联二极管的组合，由于可选择的器件较多，在此不一一赘述。
参照图6，在一实施例中，还包括整流电路，整流电路包括构成第一整流部件T1、第二整流部件T2、第三整流部件T3和第四整流部件T4，第一整流部件T1和第二整流部件T2同向串联构成第一桥臂单元，第三整流部件T3和第四整流部件T4同向串联构成第二桥臂单元，第一整流部件T1和第二整流部件T2的连接处以及第三整流部件T3和第四整流部件T4的连接处分别连接交流输入端。
本实施例采用整流桥的方式得到直流输出，为第一电压转换模块和第二电压转换模块提供输入电压，因此前端采用整流电路可以让设备直接接入交流电工作，使设备便于使用。
参照图5，在一实施例中，第一供电电路为升压斩波电路，第二供电电路为无桥buck电路，第二供电电路的输出端连接第一供电电路的输入端。本实施例中无桥buck电路包含桥式整流部分，因此第二供电电路可以直接接交流输入，得到降压后的直流电压，然后经过第一供电电路升压，从而分别得到第一供电电压和第二供电电压。
参照图7，在一实施例中，第一供电电路为图腾柱PFC电路，第二供电电路为降压斩波电路，第一供电电路的输出端连接第二供电电路的输入端。本实施例区别于上一实施例，图腾柱PFC电路包含桥式整流部分，因此第一供电电路可以直接接交流输入，得到升压后的直流电压，然后经过第二供电电路降压，从而分别得到第一供电电压和第二供电电压。
本申请的一个实施例的第二方面提供了一种线路板，包括实施例第一方面的电机驱动控制电路，通过线路板的方式承载第一方面的电机驱动控制电路，可以方便安装于变频电机以实现驱动控制，线路板上的电机驱动控制电路在第一逆变模块和第二逆变模块输出不同驱动电压以实现电机变频工作的状态下，第一供电电路和第二供电电路提供不同的供电电压，使第一供电电压和第二供电电压匹配于第一逆变模块和第二逆变模块的输出，从而减小第一逆变模块和第二逆变模块在电压转换过程中的损耗，提高开绕组连接的电机在不同频率下的运行效率。
本申请的一个实施例的第三方面提供了一种空调器，包括如上第二方面的线路板。在空调器中安装上述第二方面的线路板以驱动空调器的压缩机工作，实现空调器的变频控制，其中，线路板上的电机驱动控制电路在第一逆变模块和第二逆变模块输出不同驱动电压以实现电机变频工作的状态下，第一供电电路和第二供电电路提供不同的供电电压，使第一供电电压和第二供电电压匹配于第一逆变模块和第二逆变模块的输出，从而减小第一逆变模块和第二逆变模块在电压转换过程中的损耗，提高开绕组连接的电机在不同频率下的运行效率。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.电机驱动控制电路，用于驱动具有三相绕组的电机，每相所述绕组的一端组成第一三相引出线组，每相所述绕组的另一端组成第二三相引出线组，其特征在于，所述电机驱动控制电路包括：
第一供电电路，用于提供第一供电电压；
第二供电电路，用于提供第二供电电压；
第一逆变模块，连接所述第一供电电路的输出端，用于向所述三相绕组的第一三相引出线组提供基于所述第一供电电压的第一驱动电压；
第二逆变模块，连接所述第二供电电路的输出端，用于向所述三相绕组的第二三相引出线组提供基于所述第二供电电压的第二驱动电压；
所述第一供电电压大于所述第二供电电压。
2.根据权利要求1所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一供电电路和所述第二供电电路串联或者并联。
3.根据权利要求2所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一供电电路和所述第二供电电路共地连接。
4.根据权利要求1所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一供电电路为升压电路第二供电电路。
5.根据权利要求1或4所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第二供电电路为降压电路。
6.根据权利要求4所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述升压电路包括第一电感、第三开关器件、第四续流器件和第一电容，所述第一电感、第三开关器件、第一电容和参考地依次连接，所述第一电感和所述第三开关器件的连接点、所述第四续流器件和参考地依次连接，所述第三开关器件和所述第一电容的连接点连接所述第一逆变模块。
7.根据权利要求5所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述降压电路包括第二电感、第五开关器件、第六续流器件和第二电容，所述第五开关器件、所述第二电感、所述第二电容和参考地依次连接，所述第五开关器件和所述第二电感的连接点、所述第六续流器件和参考地依次连接，所述第二电感和所述第二电容的连接点连接所述第二逆变模块。
8.根据权利要求1至3任一项所述的电机驱动控制电路，其特征在于，还包括整流电路，所述整流电路包括构成第一整流部件、第二整流部件、第三整流部件和第四整流部件，所述第一整流部件和所述第二整流部件同向串联构成第一桥臂单元，所述第三整流部件和所述第四整流部件同向串联构成第二桥臂单元，所述第一整流部件和所述第二整流部件的连接处以及所述第三整流部件和所述第四整流部件的连接处分别连接交流输入端。
9.根据权利要求5所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一供电电路为升压斩波电路，所述第二供电电路为无桥buck电路，所述第二供电电路的输出端连接所述第一供电电路的输入端。
10.根据权利要求5所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一供电电路为图腾柱PFC电路，所述第二供电电路为降压斩波电路，所述第一供电电路的输出端连接所述第二供电电路的输入端。
11.线路板，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的电机驱动控制器电路。
12.空调器，其特征在于，包括如权利要求11所述的线路板。
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