CN1224162C - 开关磁阻电机驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种开关磁阻电机驱动电路，包括有接收由位置传感器控制检测的电机转子信号的微机、与直流连结电容及并联的多相电机线圈，还有分别与多相电机线圈上下串联的P型三极管以及N型场效应管组成的单元电路，各相的单元电路还包括充电电容，该电容的一端分别连接到P型三极管的发射极，另一端分别经一电阻连接到P型三极管的基极，该端还分别经两电阻关联支路连接到电机线圈的下端；P型三极管的发射极和N型场效应管的漏极之间各自连接有单向二极管；P型三极管的集电极和接地端之间各自连接有单向二极管，还有分别连接在与N型场效应管的源极和接地端之间检出相电流的电阻。本发明无需另设电源和为切换上部开关的驱动电路，既节省费用，又能通过脉冲脉宽的控制增加各相的导通时间减少扭矩，以至可以减少开关磁阻电机的噪音。
Description
技术领域
本发明是关于开关磁阻电机驱动电路方面的发明，特别是关于增加各相的导通时间和减少扭矩脉动的开关磁阻电机驱动电路方面的发明。
背景技术
一般6/4接构的开关磁阻电机驱动电路，如图1所示，使电机输入电源的直流电压更加平滑的直流连接电容C；N相并联的N个电机线圈La、Lb、Lc；与上述电机线圈La、Lb、Lc上下串连的开关器件Q1a、Q1b、Q1c、Q2a、Q2b、Q2c；上述上部开关器件Q1a、Q1b、Q1c的发射极和下部开关器件Q2a、Q2b、Q2c的发射极之间连接的单向二极管FRD2、FRD4、FRD6；上述上部开关器件Q1a、Q1b、Q1c的集电极和下部开关器件Q2a、Q2b、Q2c的集电极之间连接的单向二极管FRD3、FRD5、FRD7；检出各相上电流的电阻Rd1、Rd2、Rd3。
下面对已有技术的装置工作原理进行说明：首先，直流连接电容C将输入电源转换成平滑的直流电源供给开关磁阻电机，使上述开关磁阻电机旋转，在电机内部设置光码盘，从位置传感器检测转子的位置，输出与检测的转子位置相关的信号。
诱导A相的信号供给串联在A相电机线圈La上的上、下部开关器件Q1a、Q2a基极，则上述A相的上、下开关器件Q1a、Q2a时被导通。随着上述A相的上、下部开关器件Q1a、Q2a导通，电机线圈La上有电流，于是A相电机线圈La上可以诱导电流。
上述A相的上、下部开关器件Q1a、Q2a被导通，诱导B相的信号供给串联在B相电机线圈Lb上的上、下部开关器件Q1b、Q2b的基极。这时A相电机线圈La上感应电压被单相二极管FRD3、直流连接电容C、单向二极管FRD2、电机线圈La解除，电机可以连续旋转，于是上述B相的上下部开关器件Q1b、Q2b同时被导通。
随着上述B相的上下部开关器件Q1b、Q2b被导通，电机线圈Lb上将有电流，于是B相电机线圈Lb上可以诱导电流。B相的上、下部开关器件Q1b、Q2b同时被导通，诱导C相的信号供给串联在C相电机线圈Lc上的上、下部开关器件Q1c、Q2c的基极。这时B相电机线圈L上感受应电压被单相二极管FRD5、直流连接电容C、单向二极管FRD4、电机线圈Lb解除，电机可以圆滑地旋转，于是上述C相的上下部开关器件Q1c、Q2c同时被导通，于是可以在C相电机线圈Lc上的电流可以被诱导。在此，从位置传感器检出上述转子的位置，将检出的转子位置信号传送给微型计算机(图上没有表示出)。于是，上述微型计算机输出控制各相的信号。
但是，在完成上述工作的已有装置，由于转动惯性，会发生扭矩脉动现象，特别是，低速的开关磁阻电机的扭矩脉动现象更加严重，甚至有会发出噪音的问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供出能够增加各相的导通时间，减少扭矩的开关磁阻电机的驱动电路。
本发明所采用的技术方案是提供一种开关磁阻电机的驱动电路，包括有接收由位置传感器控制检测的电机转子位置信号的微型计算机、将输入电源变为更加平滑的直流电源供应给电机的直流连结电容及与所述直流连结电容并联的多相电机线圈，其中：还包括分别与所述多相电机线圈上下串联的PNP型三极管以及N型MOS场效应管组成的单元电路，各相的单元电路还包括充电电容，所述充电电容的一端分别连接到PNP型三极管的发射极，另一端分别经一电阻连接到PNP型三极管的基极，而且该另一端还分别经两电阻关联支路连接到电机线圈的下端；所述PNP型三极管的发射极和N型MOS场效应管的漏极之间各自连接有单向二极管；所述PNP型三极管的集电极和接地端之间各自连接有单向二极管，还有分别连接在与所述N型MOS场效应管的源极和接地端之间的检出各相上电流的电阻。
所述微型计算机通过所述位置传感器接收转子位置信号，根据该信号输出控制N型MOS场效应管切换用脉冲信号。
所述微型计算机接收电机转子位置信号后，将脉宽调制信号施加在N型MOS场效应管，导通各相N型MOS场效应管在以设定好的期间内给所述单元电路的充电电容充电，过了该设定期间，恢复原来的脉宽信号输出，控制各相N型MOS场效应管的开/关切换。
本发明无需另外的电源和为切换上部开关的驱动电路，既节省费用，又能通过脉冲脉宽的控制增加各相的导通时间减少扭矩，以至可以减少开关磁阻电机的噪音。
附图说明
图1为已有技术开关磁阻电机驱动电路结构的电路图；
图2为本发明开关磁阻电机驱动电路结构的电路图；
图3为图2的时间推移图；
图4为图2启动时为电容充电的信号时间推移图；
图5对于图2启动时为电容充电的动作流程图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的开关磁阻电机驱动电路实施例进行说明。
图2是开关磁阻电机驱动电路实施例的结构图。如2图所示，本发明的开关磁阻电机的驱动电路，包括有接收由位置传感器控制检测的电机转子位置信号的微型计算机、将输入电源变为更加平滑的直流电源供应给电机的直流连结电容C1及与所述直流连结电容C1并联的多相电机线圈，还包括分别与所述多相电机线圈上下串联的PNP型三极管以及N型MOS场效应管组成的单元电路，各相的单元电路还包括充电电容C2、C3、C4，所述充电电容C2、C3、C4的一端分别连接到PNP型三极管Q1a、Q1b、Q1c的发射极，另一端分别经一电阻连接到PNP型三极管Q1a、Q1b、Q1c的基极，而且该另一端还分别经两电阻关联支路连接到电机线圈La、Lb、Lc的下端；所述PNP型三极管的发射极和N型MOS场效应管的漏极之间各自连接有单向二极管；所述PNP型三极管的集电极和接地端之间各自连接有单向二极管，还有分别连接在与所述N型MOS场效应管的源极和接地端之间的检出各相上电流的电阻。所述微型计算机通过所述位置传感器接收转子位置信号，根据该信号输出控制N型MOS场效应管切换用脉冲信号。所述微型计算机接收电机转子位置信号后，将脉宽调制信号施加在N型MOS场效应管，导通各相N型MOS场效应管在以设定好的期间内给所述单元电路的充电电容充电，过了该设定期间，恢复原来的脉宽信号输出，控制各相N型MOS场效应管的开/关切换。
下面就本发明的工作原理进行说明。
首先，直流连结电容C1将输入电源转换成平滑的直流电源供给开关磁阻电机，使上述开关磁阻电机旋转，于是在电机内部设置光码盘，从位置传感器检出转子的位置，输出与检出的转子位置相关的信号。
在此说明A相被诱导的过程，首先微型计算机(图上没有表示出)接收如图3(a)所示位置信号后，将如图3(b)的脉宽调制信号施加在N型MOS场效应管M1，于是N型MOS场效应管M1被导通对电容C2进行充电，同时PNP型三极管Q1a也被导通，对电机线圈La施加如图3(c)所示相电压，电阻Rd1上检测出图3(b)所示的相电流。A相的N型MOS场效应管M1被导通，对被充电的上述电容C2通过上述PNP型三极管Q1a释放出电流，上述PNP型三极管Q1a过滤高频波。然后A相的N型MOS场效应管M1被导通，使B相诱起的脉宽调制信号施加在B相电机线圈Lb上串联的N型MOS场效应管M2的栅极。这时A相电机线圈La上感应电压被单相二极管FRD3、直流连结电容C1、单向二极管FRD2、电机线圈La解除，电机可以连续地旋转。于是上述B相的N型MOS场效应管M2被导通，电容C3被充电，同时导通PNP型三极管Q1b，电机线圈Lb上流有电流，于是可以诱导B相的电机线圈Lb上的电流。然后，B相的N型MOS场效应管M2被关闭，使C相诱起的脉宽调制信号施加在C相电机线圈Lc上串联的N型MOS场效应管M3的栅极。这时B相电机线圈Lb上感应电压被单相二极管FRD5、直流连结电容C1、单向二极管FRD4、电机线圈Lb解除，电机可以连续地旋转。于是上述C相的N型MOS场效应管M3被导通，电容C4被充电，同时导通PNP型三极管Q1c，电机线圈Lc上流有电流，于是可以诱导C相的电机线圈Lb上的电流。
图5中没有考虑电容C2、C3、C4启动时没有被充电的情况，即，微型计算机(图中没有表示)接收到如图4(a)所示位置信号后，为了向电容C2、C3、C4进行初始充电，将脉宽调制信号施加在N型MOS场效应管M1、M2、M3，导通各相N型MOS场效应管M1、M2、M3在以设定好的期间内给电容C2、C3、C4充电，同时导通PNP型三极管Q1a、Q1b、Q1c在电机线圈La、Lb、Lc上施加如图4(c)所示相电压，在电阻Rd1、Rd2、Rd3上检测出如图4(d)所示相电流。
过了该设定期间，恢复原来的脉宽调制信号控制各相N型MOS场效应管的开/关切换。
Claims (3)
1、一种开关磁阻电机的驱动电路，包括有接收由位置传感器控制检测的电机转子位置信号的微型计算机、将输入电源变为更加平滑的直流电源供应给电机的直流连结电容及与所述直流连结电容并联的多相电机线圈，其特征是：
还包括分别与所述多相电机线圈上下串联的PNP型三极管以及N型MOS场效应管组成的单元电路，各相的单元电路还包括充电电容(C2、C3、C4)，所述充电电容(C2、C3、C4)的一端分别连接到PNP型三极管(Q1a、Q1b、Q1c)的发射极，另一端分别经一电阻连接到PNP型三极管(Q1a、Q1b、Q1c)的基极，而且该另一端还分别经两电阻关联支路连接到电机线圈(La、Lb、Lc)的下端；所述PNP型三极管的发射极和N型MOS场效应管的漏极之间各自连接有单向二极管；所述PNP型三极管的集电极和接地端之间各自连接有单向二极管，还有分别连接在与所述N型MOS场效应管的源极和接地端之间的检出各相上电流的电阻。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的驱动电路，其特征是：所述微型计算机通过所述位置传感器接收转子位置信号，根据该信号输出控制N型MOS场效应管切换用脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的驱动电路，其特征是：所述微型计算机接收电机转子位置信号后，将脉宽调制信号施加在N型MOS场效应管，导通各相N型MOS场效应管在以设定好的期间内给所述单元电路的充电电容充电，过了该设定期间，恢复原来的脉宽信号输出，控制各相N型MOS场效应管的开/关切换。
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