CN1251392C

CN1251392C - 开关磁阻电机驱动控制装置

Info

Publication number: CN1251392C
Application number: CNB011363177A
Authority: CN
Inventors: 权京颜
Original assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: CN1412928A

Abstract

开关磁阻电机驱动控制装置主要包括单一控制电源、自举二极管、上部和下部驱动电路以及与电机定子线圈串接的上部和下部开关；在上部驱动电路之后设有可将上部开关接通时间相对上部开关驱动电路输出的基准控制信号加以延迟的第一延迟电路，在下部驱动电路之后设有可将下部开关断开时间相对于下部开关驱动电路输出的基准控制信号加以延迟的第二延迟电路。由于第一和第二延迟电路的设置，在下部开关接通的一段时间内，定子线圈上并不产生电压，可有效避免上部开关基准电压高于控制电源电压的情形发生，从而可以采用自举电路作为开关磁阻电机的驱动电源。

Description

开关磁阻电机驱动控制装置

一、技术领域：

本发明涉及一种，尤其涉及一种开关磁阻电机驱动控制装置。

二、背景技术：

一般来说，开关磁阻电机是作为广泛应用于驱动机械设备、风扇和泵等设备的感应电机和无刷电机的替代电机而出现的。现有开关磁阻电机的驱动控制电路如图1所示，它主要包括以下组成部分。将220V交流电源变换成适当电压的变压器T1；将第一线圈和第二线圈上感应的交流电压变换成直流电压并滤波的上部和下部控制电源10、20；将上述直流电源利用矩形脉冲信号切换后输出的上部和下部开关驱动电路30、40；将上部和下部开关驱动电路30、40的开关电源同时接通或断开的上部和下部开关Q3、Q6；串接在上部和下部开关Q3、Q6间的线圈L；防止电压反馈的恢复二极管D1、D2。其中，上部和下部控制电源10、20是由全波整流电路11、21和防止反向电压电路12、22组成；上部和下部开关驱动电路30、40是由多个开关Q1、Q2、Q4、Q5组成；C1～C6是电容器，R1～R8则是电阻。

上述开关磁阻电机驱动控制电路的工作原理如后：

220V交流电压加到变压器T1上时，按照变压器T1初级线圈n1与第一和第二次级线圈n21、n22的匝数比变换成一定的电压后，再加以整流和滤波。上部和下部控制电源10、20利用整流电路11、21将变压后的交流电压加以整流，利用电容C1、C4滤波，并经防止反向电压电路12、22后，分别作为上部控制电压和下部控制电压。由上部控制电源10提供的上部控制电压经滤波电容C3后，提供给上部开关驱动电路30；而由下部控制电源20提供的下部控制电压经滤波电容C6后，提供给下部开关驱动电路40。这时，上部开关驱动电路30和下部开关驱动电路40内部的各开关元件Q1、Q2、Q4、Q5通过矩形脉冲信号同时接通或断开，变成基准控制信号输出，并经过电阻R3、R4和R7、R8分压后加到上部开关Q3和下部开关Q6上。当上部开关Q3和下部开关Q6接通时，串接于Q3和Q6间的定子线圈L通电并产生磁力而拉动转子(图中未表示)。另外，上述的上部和下部开关Q3、Q6断开时，定子线圈上所感应的磁通将通过恢复二极管D1、D2和电机而消失，转子向反时针方向转动。

如上所述，开关磁阻电机的驱动方式与上、下部开关Q3、Q6交替通断的一般逆变器控制不同，要使串接在上、下部开关之间的线圈L通电，就必须同时接通或断开上、下部开关Q3、Q6。但是，这种同时控制方式，即使下部开关Q6导通了，但由于所产生的线圈L的电压，上部开关Q3的基准电压(发射极电压)将变得比控制电源电压还要大，所以当下部开关导通时很难采用一般的自举电路将下部控制电源电压用二极管充电至上部控制电源电压。因此，用一般的自举电路作为上部和下部开关Q3、Q6的驱动电路电源时，由于存在上、下部开关之间加载的线圈电压，就难以确保上部开关的驱动电压。

三、发明内容：

本发明的目的即在于提供一种开关磁阻电机驱动控制装置，以防止只有下部开关通电时由于线圈电压的产生而使上部开关的基准电压变得比控制电源电压更大，从而能够以自举电路作为开关磁阻电机的驱动电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种开关磁阻电机驱动控制装置，包括单一控制电源、上部和下部开关驱动电路以及与电机定子线圈串接的上部和下部开关；其特征在于：上部开关驱动电路和下部开关驱动电路将单一控制电源用矩形脉冲信号接通或断开并分别输出基准控制信号；在所述上部开关驱动电路之后设有第一延迟电路，第一延迟电路组成是：基准控制信号通过第一电阻向第一电容器充电，而通过与第一电阻反向并联的第一二极管放电，上述第一延迟电路可将上部开关接通时间相对上部开关驱动电路输出的基准控制信号延迟一定时间；在所述下部开关驱动电路之后设有第二延迟电路，第二延迟电路的组成是：基准控制信号通过第二二极管向第二电容器充电，而通过与第二二极管并联的第二电阻放电，上述第二延迟电路可将下部开关断开时间相对下部开关驱动电路输出的基准控制信号延迟一定时间。

以下结合具体实施例对本发明的技术特征作进一步的详细说明。

四、附图说明：

图1是已有开关磁阻电机驱动控制电路图。

图2是本发明开关磁阻电机驱动控制装置的实施例电路图。

图3是图2所示各部位的动作波形图。

五、具体实施方式：

参考图2所示，本发明开关磁阻电机驱动控制装置的主要组成部分有：将220V交流电压变换成适当电压并将其整流和滤波后形成的单一控制电源101；将单一控制电源101加到上部电源的自举二极管D11；将单一控制电源101用矩形脉冲信号接通或断开并分别输出基准控制信号的上部和下部开关驱动电路102、104；与电机线圈L串接的上部和下部开关Q13、Q16；将开关Q13的接通时间相对上部一开关驱动电路102输出的基准控制信号加以延迟的第一延迟电路103；将开关Q16的断开时间相对下部开关驱动电路104输出的基准控制信号加以延迟的第二延迟电路105。其中，第一延迟电路103的组成是，基准控制信号通过电阻R12向电容器C12充电，而通过与电阻R12反向并联的二极管D12放电。第二延迟电路105的组成是，基准控制信号通过二极管D15向电容器C14充电，而通过与二极管D15并联的电阻R15放电。C11-C14是电容器，D13、D14是恢复二极管，Q11、Q12、Q14、Q15是开关元件，R11、R13、R14、R16是电阻。

参考图2所示，本发明开关磁阻电机驱动控制装置的工作原理如下：

向开关磁阻电机提供电源的单一控制电源101，是将220V交流电压变换成适当电压并经整流和滤波电容C13滤波后，向上部开关驱动电路102和下部开关驱动电路104提供控制电压，其中上部开关驱动电路102的控制电压是通过二极管D11提供的。串联在上部和下部开关驱动电路102、104内部的开关元件Q11、Q12和Q14、Q15，被矩形脉冲信号接通或断开后，各控制电压相应地被切换成上部和下部开关Q13、Q16的基准控制信号并分别输出。这时，由电阻R12、电容C12和二极管D12组成的第一延迟电路103将使上部开关Q13的接通时间相对上部开关驱动电路102的基准控制信号延迟一定时间；而由二极管D15、电容C14和电阻R15组成的第二延迟电路105，将使下部开关Q16的断开时间相对下部开关驱动电路104的基准控制信号延迟一定时间。其详细延迟过程如下：

图3(a)所示是由上部和下部开关驱动电路102、104输出的基准控制信号。在第一延迟电路103中，基准控制信号通过电阻R12向电容C12缓慢充电，因而延迟了信号的充电时间，如图(3b)所示；而在第二延迟电路105中，电容C14上所充的信号将通过R15缓慢放电。因而延迟了其放电时间，如图3(c)所示。这样，在第一延迟电路103中，由于信号上升时间的延迟而产生的上部开关Q13的接通区间如图3(d)所示；而在第二延迟电路105中，由于信号下降时间的延迟所产生的下部开关Q16的断开区间如图3(e)所示。而且，图3(d)中上部开关Q13接通区间之外的区间B即是上部控制电压的充电时间。

由此可见，第一延迟电路103和第二延迟电路105可使上部开关Q13延迟一个必要时间接通，而使下部开关Q16延迟一个必要时间断开，以使下部开关Q16接通的一部分时间内，在定子线圈L上并不产生电压；从而防止上部开关Q13的基准电压因所产生的线圈电压而比控制电源电压更大，因而可以采用自举电路作为开关磁阻电机的驱动电源。

Claims

1、一种开关磁阻电机驱动控制装置，包括单一控制电源、上部和下部开关驱动电路以及与电机定子线圈串接的上部和下部开关；其特征在于：上部开关驱动电路和下部开关驱动电路将单一控制电源(101)用矩形脉冲信号接通或断开并分别输出基准控制信号；在所述上部开关驱动电路之后设有第一延迟电路，第一延迟电路组成是：基准控制信号通过第一电阻(R12)向第一电容器(C12)充电，而通过与第一电阻(R12)反向并联的第一二极管(D12)放电，上述第一延迟电路可将上部开关接通时间相对上部开关驱动电路输出的基准控制信号延迟一定时间；在所述下部开关驱动电路之后设有第二延迟电路，第二延迟电路的组成是：基准控制信号通过第二二极管(D15)向第二电容器(C14)充电，而通过与第二二极管(D15)并联的第二电阻(R 15)放电，上述第二延迟电路可将下部开关断开时间相对下部开关驱动电路输出的基准控制信号延迟一定时间。