CN112953349A - 一种交流电机控制电路及油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流电机控制电路及油烟机，交流电机控制电路包括：整流电路；逆变电路，其包括两条开关电路：第一开关电路和第二开关电路，整流电路的正输出端通过每条开关电路的开关通路接地，交流电机串联在每条开关电路的开关通路中；过零检测电路，用于检测所述交流电的过零点；主控电路，用于获取交流电机的目标转速，根据目标转速确定输出的PWM信号的占空比；并在交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制。本发明通过主控电路获取交流电机的目标转速，根据目标转速确定输出的PWM信号的占空比；在交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制，实现对交流电机的连续调速；而且，电路结构简单、易于搭建、成本低。

Description

一种交流电机控制电路及油烟机

技术领域

本发明属于电路技术领域，具体地说，是涉及一种交流电机控制电路及油烟机。

背景技术

目前在油烟机产品中，一般采用直流无刷电机或者交流电机。

使用直流无刷电机的产品，可以连续调速，但是成本较高。而使用交流电机的产品，一般只能做到4档风速调节，转速可调性差，而且交流电机在噪音、风量、能效等参数方面相较直流无刷电机都有差距，但是交流电机成本有优势。

目前，在油烟机中，对交流电机的控制方案是：使用多个继电器驱动交流电机，其控制原理如图1所示，该油烟机具有四个可选档位，分别是柔速、低速、高速、爆炒，所使用的交流电机对应有四个不同线圈圈数的抽头，档位越高，所使用的线圈数越高，受成本制约，调速范围窄，无法实现连续调速。因此，现有的交流电机，调速范围窄，成本高、抽头多、线束复杂；噪音、风量、能效性能差。

发明内容

本发明提供了一种交流电机控制电路，实现了交流电机连续调速。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种交流电机控制电路，包括：

整流电路，其输入端输入交流电，其输出端输出直流电；

逆变电路，其包括两条开关电路：第一开关电路和第二开关电路，所述整流电路的正输出端通过每条所述的开关电路的开关通路接地，所述交流电机串联在每条所述的开关电路的开关通路中；

过零检测电路，用于检测所述交流电的过零点；

主控电路，用于

获取交流电机的目标转速，根据所述目标转速确定输出的PWM信号的占空比；

并在所述交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制；当通过所述PWM信号对其中一条开关电路进行通断控制时，另一条开关电路关断。

进一步的，当主控电路接收到增大目标转速的指令时，检测实际输出的PWM信号的占空比是否达到设定高值；如果实际输出的PWM信号的占空比达到设定高值，则输出占空比为100%的PWM信号，其中，设定高值小于100%；当主控电路接收到减小目标转速的指令时，检测实际输出的PWM信号的占空比是否达到100%；如果实际输出的PWM信号的占空比达到100%，则输出占空比为设定高值的PWM信号。

又进一步的，所述第一开关电路包括第一上桥开关管和第一下桥开关管；所述主控电路与第一上桥开关管的控制端连接，所述主控电路的第一PWM信号输出端与第一下桥开关管的控制端连接；所述第一上桥开关管的开关通路的一端连接所述整流电路的正输出端，所述第一上桥开关管的开关通路的另一端连接所述交流电机的第一电源端子；所述第一下桥开关管的开关通路的一端连接所述交流电机的第二电源端子，所述第一下桥开关管的开关通路的另一端接地；所述第二开关电路包括第二上桥开关管和第二下桥开关管；所述主控电路与第二上桥开关管的控制端连接，所述主控电路的第二PWM信号输出端与第二下桥开关管的控制端连接；所述第二上桥开关管的开关通路的一端连接所述整流电路的正输出端，所述第二上桥开关管的开关通路的另一端连接所述交流电机的第二电源端子；所述第二下桥开关管的开关通路的一端连接所述交流电机的第一电源端子，所述第二下桥开关管的开关通路的另一端接地；在对第一开关电路进行通断控制时，所述主控电路控制第一上桥开关管导通，所述第一PWM信号输出端输出PWM信号对第一下桥开关管进行通断控制；在对第二开关电路进行通断控制时，所述主控电路控制第二上桥开关管导通，所述第二PWM信号输出端输出PWM信号对第二下桥开关管进行通断控制。

更进一步的，所述第一下桥开关管的开关通路的另一端与所述第二下桥开关管的开关通路的另一端连接，且连接节点连接采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端接地；所述交流电机控制电路还包括显示控制电路，所述采样电阻的一端连接所述显示控制电路的输入端，所述显示控制电路将采集到的信号进行处理，输出显示控制信号至显示板，控制所述显示板显示交流电机的实际转速。

再进一步的，所述显示控制电路包括滤波电路、运算放大电路、或门、边沿检测电路、处理电路；所述采样电阻的一端通过滤波电路与运算放大电路的一个输入端连接，所述运算放大电路的另一个输入端接地，所述运算放大电路的输出端输出放大信号至所述处理电路；所述或门的一个输入端连接主控电路的第一PWM信号输出端，所述或门的另一端输入端连接主控电路的第二PWM信号输出端，所述或门的输出端输出PWM信号至边沿检测电路，所述边沿检测电路检测接收到的PWM信号的上升沿/下降沿，并输出边沿检测信号至处理电路；所述处理电路根据接收到的边沿检测信号延时设定时间，然后对接收到的放大信号进行处理，获得放大信号的幅值，然后根据预设的幅值-转速的对应关系确定交流电机的实际转速，并输出显示控制信号至显示板。

进一步的，所述对应关系为分段函数、对应表或数据矩阵。

又进一步的，所述交流电机控制电路还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括分压电路、AD转换电路；所述整流电路的正输出端输出的电压信号经所述分压电路分压后传输至AD转换电路，经所述AD转换电路转换成数字信号后传输至主控电路，所述主控电路根据接收到的数字信号控制交流电机运行与否。

更进一步的，所述交流电机控制电路还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括第一过流检测电路和第二过流检测电路；所述第一过流检测电路包括第一电阻和第一电压比较器，所述第一电阻的一端连接第一下桥开关管的开关通路的另一端；所述第一电阻的另一端连接第一电压比较器的一个输入端，所述第一电压比较器的另一个输入端连接第一参考电压，所述第一电压比较器的输出端输出第一过流检测信号至主控电路；所述主控电路根据接收到的第一过流检测信号控制第一上桥开关管和第一下桥开关管的通断；所述第二过流检测电路包括第二电阻和第二电压比较器，所述第二电阻的一端连接第二下桥开关管的开关通路的另一端；所述第二电阻的另一端连接第二电压比较器的一个输入端，所述第二电压比较器的另一个输入端连接第二参考电压，所述第二电压比较器的输出端输出第二过流检测信号至主控电路；所述主控电路根据接收到的第二过流检测信号控制第二上桥开关管和第二下桥开关管的通断。

再进一步的，所述第一上桥开关管、第二上桥开关管均具有续流二极管。

基于上述交流电机控制电路的设计，本发明还提出了一种油烟机，包括所述的交流电机控制电路。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的交流电机控制电路及油烟机，通过主控电路获取交流电机的目标转速，根据目标转速确定输出的PWM信号的占空比；在交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制，实现对交流电机的连续调速；而且，电路结构简单、易于搭建、成本低。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的交流电机的转速控制原理图；

图2是本发明所提出的交流电机控制电路的一个实施例的电路结构框图；

图3是图2中整流电路的一个实施例的电路原理图；

图4是图2中逆变电路的一个实施例的电路原理图；

图5是图2中主控电路的一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“ 相连”、“ 连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一、

本实施例的交流电机控制电路，主要包括主控电路、整流电路、逆变电路、过零检测电路等，参见图2至图5所示。

整流电路DB1，其输入端输入交流电，其输出端输出直流电。具体来说，参见图3所示，整流电路包括两个输入端（第一交流输入端、第二交流输入端）和两个输出端（正输出端、负输出端），第一交流输入端连接火线L，第二交流输入端连接零线N，负输出端接地，正输出端输出馒头波形的直流电，正输出端处的电压即为母线电压HV。L、N接入工频市电，工频市电经过整流电路进行全桥整流后，波形由正弦波变成馒头波。在进行整流之前，L、N通过共模电感L1、L2滤除共模干扰，L1和L2为共模电感，VR1是压敏器件，CX1为X电容，CY1和CY2为Y电容，Rd1和Rd2为放电电阻；因此，工频市电滤除共模干扰后进行全桥整流。

逆变电路，其包括两条开关电路：第一开关电路和第二开关电路，整流电路DB1的正输出端通过每条开关电路的开关通路接地，交流电机串联在每条开关电路的开关通路中；第一开关电路或第二开关电路导通时，整流电路的正输出端输出的电流传输至交流电机，交流电机转动。

过零检测电路，用于检测交流电的过零点，过零检测电路的输入端连接整流电路的输入端，过零检测电路的输出端输出过零信号至主控电路，主控电路根据接收到的过零信号切换对两条开关电路的通断控制。主控电路输出控制信号至每条开关电路的控制端，控制每条开关电路的通断。

外部电机转速控制信号发送至主控电路，主控电路根据接收到的电机转速控制信号获得交流电机的目标转速，然后根据目标转速确定输出的PWM信号的占空比；并在交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制；当通过PWM信号对其中一条开关电路进行通断控制时，另一条开关电路关断。目标转速越大，主控电路输出的PWM信号的占空比越大。

过零检测电路在检测到交流电过零点时，即交流电的正弦波形翻转时，输出过零信号至主控电路，主控电路切换对第一开关电路、第二开关电路的通断控制。当主控电路输出PWM信号对第一开关电路进行通断控制时，第二开关电路关断；当主控电路输出PWM信号对第二开关电路进行通断控制时，第一开关电路关断。

当第一开关电路导通时，整流电路的正输出端输出的电流传输至第一开关电路的开关通路、交流电机，为交流电机供电。

当第二开关电路导通时，整流电路的正输出端输出的电流传输至第二开关电路的开关通路、交流电机，为交流电机供电。

在交流电的正半周期内，主控电路对第一开关电路进行通断控制，改变流经交流电机的电流大小，进而实现对交流电机的连续调速；在对第一开关电路进行通断控制时，主控电路关断第二开关电路。

在交流电的负半周期内，主控电路对第二开关电路进行通断控制，改变流经交流电机的电流大小，进而实现对交流电机的连续调速；在对第二开关电路进行通断控制时，主控电路关断第一开关电路。

本实施例的交流电机控制电路，通过主控电路获取交流电机的目标转速，根据目标转速确定输出的PWM信号的占空比；在交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制，实现对交流电机的连续调速；而且，电路结构简单、易于搭建、成本低。

本实施例的交流电机控制电路，通过过零检测电路检测交流电的过零点，并输出过零信号至主控电路，主控电路根据接收到的过零信号切换对两条开关电路的通断控制，实现了交流电机的连续调速，既有成本优势，对比普通交流电机产品又提升了产品性能，提高了产品竞争力，达到类似直流无刷电机的效果。

当主控电路接收到增大目标转速的指令时，检测实际输出的PWM信号的占空比是否达到设定高值（如80%）；如果实际输出的PWM信号的占空比达到设定高值，则输出占空比为100%的PWM信号，其中，设定高值小于100%。

也就是说，当需要增大目标转速时，如果当前主控电路输出的PWM信号的占空比达到设定高值，则直接将占空比增大为100%，降低对开关电路中相关功率器件规格要求，降低成本，而且不影响交流风机的最大转速。

当主控电路接收到减小目标转速的指令时，检测实际输出的PWM信号的占空比是否达到100%；如果实际输出的PWM信号的占空比达到100%，则输出占空比为设定高值（如80%）的PWM信号。

也就是说，当需要减小目标转速时，如果当前主控电路输出的PWM信号的占空比达到100%，则直接将占空比减小为设定高值，降低对开关电路中相关功率器件规格要求，降低成本，而且不影响交流风机的最大转速。

例如，油烟机的最大档位为爆炒档，爆炒档对应的电机转速最大，对应的PWM信号的占空比为100%，在爆炒档持续运行一段时间后（如30秒）降至高速档；高速档最大值对应的PWM信号的占空比为80%。即高速档最大值与爆炒档之间直接跳变。

当主控电路接收到增大/减小目标转速的指令时，如果当前主控电路输出的PWM信号的占空比＜设定高值，则增大/减小输出的PWM信号的占空比，以增大/减小交流电机的实际转速。

在本实施例中，第一开关电路包括第一上桥开关管Q2和第一下桥开关管Q4，参见图4所示；主控电路与第一上桥开关管Q2的控制端连接，控制第一上桥开关管Q2的通断；主控电路的第一PWM信号输出端与第一下桥开关管Q4的控制端连接，第一PWM信号输出端输出PWM信号，控制第一下桥开关管Q4的通断。

第一上桥开关管Q2的开关通路的一端连接整流电路的正输出端，第一上桥开关管Q2的开关通路的另一端连接交流电机的第一电源端子；第一下桥开关管Q4的开关通路的一端连接交流电机的第二电源端子，第一下桥开关管Q4的开关通路的另一端接地。

第二开关电路包括第二上桥开关管Q1和第二下桥开关管Q3，参见图4所示；主控电路与第二上桥开关管Q1的控制端连接，控制第二上桥开关管Q1的通断；主控电路的第二PWM信号输出端与第二下桥开关管Q3的控制端连接，第二PWM信号输出端输出PWM信号，控制第二下桥开关管Q3的通断。

第二上桥开关管Q1的开关通路的一端连接整流电路的正输出端，第二上桥开关管Q1的开关通路的另一端连接交流电机的第二电源端子；第二下桥开关管Q3的开关通路的一端连接交流电机的第一电源端子，第二下桥开关管Q3的开关通路的另一端接地。

在本实施例中，第一上桥开关管Q2、第二上桥开关管Q1均具有续流二极管，便于释放交流电机绕组产生的感应电流。在本实施例中，Q1、Q2、Q3、Q4为同类型MOS或IGBT类半导体器件，性能稳定，便于进行通断控制，如四个开关管均为NMOS管，NMOS管的寄生二极管作为续流二极管。

在对第一开关电路进行通断控制时，主控电路控制第一上桥开关管Q2导通，第一PWM信号输出端输出PWM信号对第一下桥开关管Q4进行通断控制。

在对第二开关电路进行通断控制时，主控电路控制第二上桥开关管Q1导通，第二PWM信号输出端输出PWM信号对第二下桥开关管Q3进行通断控制。

在交流电的正半周期内，主控电路控制第二上桥开关管Q1和第二下桥开关管Q3关断，主控电路控制第一上桥开关管Q2导通，并输出PWM信号至第一下桥开关管Q4 的控制端，控制第一下桥开关管Q4的通断，Q4以固定的频率（如20KHz）进行导通关断；当第一下桥开关管Q4导通时，整流电路的正输出端输出的电流流经第一上桥开关管Q2的开关通路、交流电机、第一下桥开关管Q4的开关通路，然后经采样电阻R11b流入地，形成回路；当第一下桥开关管Q4关断时，交流电机产生感应电流，感应电流经Q1的续流二极管释放。

在交流电的负半周期内，主控电路控制第一上桥开关管Q2和第一下桥开关管Q4关断，主控电路控制第二上桥开关管Q1导通，并输出PWM信号至第二下桥开关管Q3的控制端，控制第二下桥开关管Q3的通断，Q3以固定的频率（如20KHz）进行导通关断；当第二下桥开关管Q3导通时，整流电路的正输出端输出的电流流经第二上桥开关管Q1的开关通路、交流电机、第二下桥开关管Q3的开关通路，然后经采样电阻R11b流入地，形成回路；当第二下桥开关管Q3关断时，交流电机产生感应电流，感应电流经Q2的续流二极管释放。

整流电路输出的是直流馒头波，当第一开关电路导通时，流经交流电机的电流是正半周期波形，当第二开关电路导通时，流经交流电机的电流是负半周期波形；而第一开关电路、第二开关电路的通断切换是根据交流电的过零点进行的，所以流经交流电机的电流信号为正弦波，频率与工频市电相同，幅值与主控电路输出的PWM信号占空比成比例关系。当PWM信号的占空比为100%时，即Q4或Q3处于直通状态，流经交流电机的电流即为市电电流，此时Q4或Q3发热大幅降低。

因此，通过过零检测电路的过零信号控制第一上桥开关管Q2、第二上桥开关管Q1交替通断；在Q2导通时，Q1、Q3关断，通过PWM信号控制Q4通断；在Q1导通时，Q2、Q4关断，通过PWM信号控制Q3通断，实现交流电机的连续调速。通过设计Q1、Q2、Q3、Q4，不仅实现了对交流电机的通断控制，而且，控制简单，电路结构简单、便于实现，成本低。

在本实施例中，为了实现过压、欠压保护功能，交流电机控制电路还包括电压检测电路，电压检测电路包括分压电路、AD转换电路；整流电路的正输出端输出的电压信号经电阻R5进入分压电路，经分压电路分压后传输至AD转换电路，经AD转换电路进行模数转换后生成数字信号，然后传输至主控电路，主控电路根据接收到的数字信号控制交流电机的运行与否。主控电路根据接收到的数字信号即可获知当前母线电压幅值，如果电压幅值超过设定上限或低于设定下限，说明母线电压过压或欠压，则主控电路控制交流电机停机，以保护交流电机及相关器件。

在本实施例中，为了实现过流保护功能，交流电机控制电路还包括过流检测电路，过流检测电路包括第一过流检测电路和第二过流检测电路。第一过流检测电路用于检测Q2、Q4回路电流，第二过流检测电路用于检测Q1、Q3回路电流。

第一过流检测电路的输入端连接第一下桥开关管Q4的开关通路的另一端，流经Q4的电流进入第一过流检测电路，第一过流检测电路检测流入的电流，第一过流检测电路的输出端输出第一过流检测信号至主控电路，主控电路获知流经Q4的电流，主控电路根据接收到的第一过流检测信号控制第一上桥开关管Q2和第一下桥开关管Q4的通断；主控电路根据第一过流检测信号获知流经Q4的电流，如果电流超过设定的电流限值，则关断Q2和Q4，以保护交流电机和相关器件。

第二过流检测电路的输入端连接第二下桥开关管Q3的开关通路的另一端，流经Q3的电流进入第二过流检测电路，第二过流检测电路检测流入的电流，第二过流检测电路的输出端输出第二过流检测信号至主控电路，主控电路获知流经Q3的电流，主控电路根据接收到的第二过流检测信号控制第二上桥开关管Q1和第二下桥开关管Q3的通断，主控电路根据第二过流检测信号获知流经Q3的电流，如果电流超过设定的电流限值，则关断Q1和Q3，以保护交流电机和相关器件。

上述回路电流信号采集属于高频信号采集，能精确到回路定位，响应延时微秒级，保证当电流超过设定的电流限值时，在器件损坏之前及时响应关断输出，完成对相关器件和电机进行保护。

在本实施例中，参见图5所示，第一过流检测电路包括第一电阻R31和第一电压比较器，第一电阻R31的一端连接第一下桥开关管Q4的开关通路的另一端；第一电阻R31的另一端连接第一电压比较器的一个输入端，第一电压比较器的另一个输入端连接第一参考电压，第一电压比较器的输出端输出第一过流检测信号至主控电路。例如，第一电压比较器的正相输入端连接电阻R31，反相输入端连接第一参考电压，当第一电压比较器输出高电平时，主控电路控制Q2和Q4关断。通过设计上述的第一过流检测电路，不仅实现了过流保护功能，而且电路结构简单、便于实现。

在本实施例中，参见图5所示，第二过流检测电路包括第二电阻R32和第二电压比较器，第二电阻R32的一端连接第二下桥开关管Q3的开关通路的另一端；第二电阻R32的另一端连接第二电压比较器的一个输入端，第二电压比较器的另一个输入端连接第二参考电压，第二电压比较器的输出端输出第二过流检测信号至主控电路。例如，第二电压比较器的正相输入端连接电阻R32，反相输入端连接第二参考电压，当第二电压比较器输出高电平时，主控电路控制Q1和Q3关断。通过设计上述的第二过流检测电路，不仅实现了过流保护功能，而且电路结构简单、便于实现。第一参考电压与第二参考电压相等。

在本实施例中，第一下桥开关管Q4的开关通路的另一端与第二下桥开关管Q3的开关通路的另一端连接，且连接节点连接采样电阻R11b的一端，采样电阻R11b的另一端接地。

本实施例的交流电机控制电路还包括显示控制电路，采样电阻R11b的一端连接显示控制电路的输入端，显示控制电路将采集到的信号进行处理，输出显示控制信号至显示板，控制显示板显示交流电机的当前实际转速、电流幅值等，便于用户直观获知交流电机转速。

在本实施例中，显示控制电路主要包括滤波电路、运算放大电路IC1A、或门IC2、边沿检测电路、定时器、处理电路等，参见图4所示。

采样电阻R11b的一端通过滤波电路与运算放大电路IC1A的一个输入端（如同相输入端）连接，运算放大电路IC1A的另一个输入端（如反相输入端）接地，运算放大电路IC1A的输出端与处理电路连接，输出放大信号至处理电路。滤波电路为RC滤波电路，包括电阻R36和电容C17；电流信号经滤波电路滤波后，然后经运算放大电路IC1A进行放大，运算放大电路IC1A的输出端输出放大后的电流信号（正弦波）至处理电路。

或门IC2的一个输入端连接主控电路的第一PWM信号输出端，或门IC2的另一个输入端连接主控电路的第二PWM信号输出端；当第一PWM信号输出端输出PWM信号时，第二PWM信号输出端输出低电平；当第二PWM信号输出端输出PWM信号时，第一PWM信号输出端输出低电平。或门IC2将第一PWM信号输出端、第二PWM信号输出端输出的信号进行或运算，整合成连续的PWM信号并输出。因此，在交流电的正半周期内，第一PWM信号输出端输出PWM信号，第二PWM信号输出端输出低电平；在交流电的负半周期内，第二PWM信号输出端输出PWM信号，第一PWM信号输出端输出低电平；经过或门运算后，在交流电的一个周期内，或门输出连续的PWM信号。

或门IC2的输出端输出连续的PWM信号至边沿检测电路，边沿检测电路检测接收到的PWM信号的上升沿/下降沿，即检测该PWM信号的电平翻转点，并输出边沿检测信号至处理电路。

处理电路根据接收到的边沿检测信号延时设定时间，然后对接收到的放大信号进行处理，获得放大信号的幅值（可以多次采样，然后计算平均值，获得比较稳定的幅值），然后根据预设的幅值-转速的对应关系确定交流电机的实际转速，并输出显示控制信号至显示板，实现模糊转速的输出显示。

延时设定时间可以通过定时器实现，处理电路根据接收到的边沿检测信号控制定时器的运行；定时器输出定时信号至处理电路，处理电路根据定时信号对接收到的放大信号进行处理，输出显示控制信号至显示板，控制显示板显示交流电机的当前实际转速、电流幅值等，便于用户直观获知交流电机转速。

在本实施例中，幅值-转速的对应关系为分段函数、对应表或数据矩阵等，对应关系通过多次反复试验确定。利用分段函数、对应表或数据矩阵，获得幅值对应的实际转速，简单方便快速。

因为运算放大电路输出的放大信号为正弦波，正弦波的过零点即为或门IC2输出的PWM信号的电平翻转点；正弦波在过零点处幅值会明显下降，影响电流幅值的计算，因此，处理电路在接收到边沿检测信号时，延时固定时间（即定时时间到后），以避开电流幅值下降处，然后对放大信号进行处理，获取正弦波幅值，得出比较准确的电流幅值，而电流幅值与交流电机转速对应，然后控制显示板显示交流电机的转速、电流幅值等。

例如，边沿检测电路检测到PWM信号的上升沿后，输出边沿检测信号至处理电路，处理电路延时1/4个交流电周期（定时器的定时时间为1/4个交流电周期），然后采集处理放大信号，获得正弦波幅值。本实施例的定时器，也可以用延时电路替换，通过延时电路延时1/4个交流电周期。

本实施例的交流电机控制电路，主控电路接收外部电机转速控制信号，此信号可以为PWM信号、AD信号或通讯信号，本实施例为AD信号，主控电路通过检测输入的AD信号幅值，比例转化为交流电机转速档位（即交流电机的目标转速）。过零检测电路检测交流电的过零点，主控电路输出4路控制信号至四个开关管的控制端，控制逆变电路，驱动交流电机工作；同时还采集母线电压和高频电流反馈信号，其中高频电流信号一路用于过流保护，另外一路经过处理转换为转速输出。

实施例二、

基于实施例一的交流电机控制电路的设计，本实施例还提出了一种油烟机，包括所述的交流电机控制电路。

通过在油烟机中设计所述的交流电机控制电路，实现了交流电机的连续调速；而且，电路结构简单、易于搭建、成本低。

本实施例的交流电机控制电路及油烟机，不仅实现了油烟机的连续调速，同时提升了噪音、风量、能效等方面的性能；对比传统方案，本实施例的油烟机，可使定频油烟机具备成本优势的同时，提升产品性能和用户体验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明个实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种交流电机控制电路，其特征在于：包括：

整流电路，其输入端输入交流电，其输出端输出直流电；

逆变电路，其包括两条开关电路：第一开关电路和第二开关电路，所述整流电路的正输出端通过每条所述的开关电路的开关通路接地，所述交流电机串联在每条所述的开关电路的开关通路中；

过零检测电路，用于检测所述交流电的过零点；

主控电路，用于

获取交流电机的目标转速，根据所述目标转速确定输出的PWM信号的占空比；

并在所述交流电过零点时，切换对两条开关电路的通断控制；当通过所述PWM信号对其中一条开关电路进行通断控制时，另一条开关电路关断。

2.根据权利要求1所述的交流电机控制电路，其特征在于：

当主控电路接收到增大目标转速的指令时，检测实际输出的PWM信号的占空比是否达到设定高值；如果实际输出的PWM信号的占空比达到设定高值，则输出占空比为100%的PWM信号，其中，设定高值小于100%；

当主控电路接收到减小目标转速的指令时，检测实际输出的PWM信号的占空比是否达到100%；如果实际输出的PWM信号的占空比达到100%，则输出占空比为设定高值的PWM信号。

3.根据权利要求1所述的交流电机控制电路，其特征在于：

所述第一开关电路包括第一上桥开关管和第一下桥开关管；所述主控电路与第一上桥开关管的控制端连接，所述主控电路的第一PWM信号输出端与第一下桥开关管的控制端连接；

所述第一上桥开关管的开关通路的一端连接所述整流电路的正输出端，所述第一上桥开关管的开关通路的另一端连接所述交流电机的第一电源端子；

所述第一下桥开关管的开关通路的一端连接所述交流电机的第二电源端子，所述第一下桥开关管的开关通路的另一端接地；

所述第二开关电路包括第二上桥开关管和第二下桥开关管；所述主控电路与第二上桥开关管的控制端连接，所述主控电路的第二PWM信号输出端与第二下桥开关管的控制端连接；

所述第二上桥开关管的开关通路的一端连接所述整流电路的正输出端，所述第二上桥开关管的开关通路的另一端连接所述交流电机的第二电源端子；

所述第二下桥开关管的开关通路的一端连接所述交流电机的第一电源端子，所述第二下桥开关管的开关通路的另一端接地；

在对第一开关电路进行通断控制时，所述主控电路控制第一上桥开关管导通，所述第一PWM信号输出端输出PWM信号对第一下桥开关管进行通断控制；

在对第二开关电路进行通断控制时，所述主控电路控制第二上桥开关管导通，所述第二PWM信号输出端输出PWM信号对第二下桥开关管进行通断控制。

4.根据权利要求3所述的交流电机控制电路，其特征在于：所述第一下桥开关管的开关通路的另一端与所述第二下桥开关管的开关通路的另一端连接，且连接节点连接采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端接地；

所述交流电机控制电路还包括显示控制电路，所述采样电阻的一端连接所述显示控制电路的输入端，所述显示控制电路将采集到的信号进行处理，输出显示控制信号至显示板，控制所述显示板显示交流电机的实际转速。

5.根据权利要求4所述的交流电机控制电路，其特征在于：所述显示控制电路包括滤波电路、运算放大电路、或门、边沿检测电路、处理电路；

所述采样电阻的一端通过滤波电路与运算放大电路的一个输入端连接，所述运算放大电路的另一个输入端接地，所述运算放大电路的输出端输出放大信号至所述处理电路；

所述或门的一个输入端连接主控电路的第一PWM信号输出端，

所述或门的另一端输入端连接主控电路的第二PWM信号输出端，

所述或门的输出端输出PWM信号至边沿检测电路，所述边沿检测电路检测接收到的PWM信号的上升沿/下降沿，并输出边沿检测信号至处理电路；

所述处理电路根据接收到的边沿检测信号延时设定时间，然后对接收到的放大信号进行处理，获得放大信号的幅值，然后根据预设的幅值-转速的对应关系确定交流电机的实际转速，并输出显示控制信号至显示板。

6.根据权利要求5所述的交流电机控制电路，其特征在于：所述对应关系为分段函数、对应表或数据矩阵。

7.根据权利要求1所述的交流电机控制电路，其特征在于：所述交流电机控制电路还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括分压电路、AD转换电路；所述整流电路的正输出端输出的电压信号经所述分压电路分压后传输至AD转换电路，经所述AD转换电路转换成数字信号后传输至主控电路，所述主控电路根据接收到的数字信号控制交流电机运行与否。

8.根据权利要求3所述的交流电机控制电路，其特征在于：所述交流电机控制电路还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括第一过流检测电路和第二过流检测电路；

所述第一过流检测电路包括第一电阻和第一电压比较器，所述第一电阻的一端连接第一下桥开关管的开关通路的另一端；所述第一电阻的另一端连接第一电压比较器的一个输入端，所述第一电压比较器的另一个输入端连接第一参考电压，所述第一电压比较器的输出端输出第一过流检测信号至主控电路；所述主控电路根据接收到的第一过流检测信号控制第一上桥开关管和第一下桥开关管的通断；

所述第二过流检测电路包括第二电阻和第二电压比较器，所述第二电阻的一端连接第二下桥开关管的开关通路的另一端；所述第二电阻的另一端连接第二电压比较器的一个输入端，所述第二电压比较器的另一个输入端连接第二参考电压，所述第二电压比较器的输出端输出第二过流检测信号至主控电路；所述主控电路根据接收到的第二过流检测信号控制第二上桥开关管和第二下桥开关管的通断。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的交流电机控制电路，其特征在于：所述第一上桥开关管、第二上桥开关管均具有续流二极管。

10.一种油烟机，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的交流电机控制电路。

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