CN211630105U - 驱动控制电路、线路板及空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种驱动控制电路、线路板及空调器,所述驱动控制电路包括第一驱动电路、开关组件和第二驱动电路,通过设置第二驱动电路,在切换三相绕组的连接方式时,第二驱动电路可以在所述三相绕组连接状态切换过程中为所述三相绕组提供第二驱动电压,以模拟在切换过程中第一开关组和第二开关组所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组或者第二开关组改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调器技术领域,具体而言,涉及一种驱动控制电路、线路板及空调器。
背景技术
现有变频空调的变频压缩机多采用永磁电机作为驱动电机,受变频空调的运行需求影响,永磁电机的三相绕组通常需要在星形连接和三角形连接之间进行切换,一般来说是通过控制开关器件来实现连接方式切换的目的。然而现有的开关器件大多数为机械式,其闭合或者断开的动作需要一定的时长来完成,在利用现有的方案切换连接方式时,永磁电机需要进行短暂的停机,从而影响了压缩机的正常运作。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型实施例提出一种驱动控制电路、线路板及空调器,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种驱动控制电路,用于驱动具有三相绕组的开绕组电机,每相所述绕组的一端组成第一三相出线组,每相所述绕组的另一端组成第二三相出线组,其特征在于,所述驱动控制电路包括:
第一驱动电路,与所述第二三相出线组连接,用于向所述三相绕组提供第一驱动电压;
开关组件,包括第一开关组和第二开关组,所述第一开关组与所述第一三相出线组连接,所述第二开关组分别与所述第一三相出线组和所述第二三相出线组连接,所述第一开关组闭合,第二开关组打开,所述三相绕组切换为星形连接,所述第一开关组打开,第二开关组闭合,所述三相绕组切换为三角形连接;
第二驱动电路,与所述第一三相出线组连接,用于在所述三相绕组在所述星形连接和所述三角形连接之间切换的过程中为所述三相绕组提供第二驱动电压且在所述三相绕组连接状态切换完成后停止工作,所述第二驱动电压用于使所述电机在所述三相绕组连接状态的切换过程中保持运转。
本实用新型实施例至少具有以下有益效果:通过设置开关组件,能够实现根据电机不同的运行频率切换三相绕组的连接方式,提升电机的运行效率,并且,通过设置第二驱动电路,在切换三相绕组的连接方式时,第二驱动电路可以在所述三相绕组连接状态切换过程中为所述三相绕组提供第二驱动电压,以模拟在切换过程中第一开关组和第二开关组所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组或者第二开关组改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
在本实用新型的一些实施例中,所述第二驱动电压为所述三相绕组处于所述星形连接状态下的中性点电压,或者为所述三相绕组处于所述三角形连接状态下的三相电压。
在上述技术方案中,所述第二驱动电压为所述三相绕组处于所述星形连接状态下的中性点电压,能够模拟三相绕组处于星形连接时的电压环境;所述第二驱动电压为所述三相绕组处于所述三角形连接状态下的三相电压,能够模拟三相绕组处于三角形连接时的电压环境。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一开关组和所述第二开关组均打开,所述三相绕组切换为开绕组连接,所述第二驱动电路还用于在所述三相绕组在所述三角形连接和所述开绕组连接之间切换的过程中为所述三相绕组提供第三驱动电压且在所述三相绕组连接状态切换完成后为所述三相绕组提供第四驱动电压,所述第三驱动电压用于使所述电机在所述三相绕组连接状态的切换过程中保持运转。
在上述技术方案中,所述第二驱动电路还用于在所述三相绕组连接状态的切换过程中为所述三相绕组提供第三驱动电压,可以模拟三相绕组在从三角形连接与开绕组连接之间切换的过程中第二开关组所处的电压环境,因此,在在从三角形连接与开绕组连接之间进行切换时,即使第二开关组改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
在本实用新型的一些实施例中,所述第三驱动电压为所述三相绕组处于所述三角形连接状态下的三相电压。
在上述技术方案中,所述第三驱动电压为所述三相绕组处于所述三角形连接状态下的三相电压,能够模拟三相绕组处于三角形连接时的电压环境。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一开关组包括第一开关和第二开关,所述第一三相出线组包括第一引脚、第二引脚和第三引脚,所述第一开关分别连接所述第一引脚和所述第二引脚,所述第二开关分别连接所述第二引脚和所述第三引脚。
上述技术方案中,第一开关组包括第一开关和第二开关,当第一开关和第二开关同时闭合,且第二开关组处于断开状态,此时第一引脚、第二引脚和第三引脚相互连接,使得三相绕组处于星形连接状态。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种,所述第二开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种。
上述技术方案中,电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关,具有切换稳定、成本低的优点。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一开关组包括第一开关、第二开关和第三开关,所述第一三相出线组包括第一引脚、第二引脚和第三引脚,所述第一开关、第二开关和第三开关的一端相互连接,所述第一开关、第二开关和第三开关的另一端分别对应连接所述第一引脚、第二引脚和第三引脚。
上述技术方案中,第一开关组包括第一开关、第二开关和第三开关,当第一开关、第二开关和第三开关同时闭合,且第二开关组处于断开状态,此时第一引脚、第二引脚和第三引脚相互连接,使得三相绕组处于星形连接状态。
在本实用新型的一些实施例中,所述第二开关组包括第四开关、第五开关和第六开关,所述三相绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组,所述第一相绕组包括第一引脚和第六引脚、所述第二相绕组包括第二引脚和第五引脚,所述第三相绕组包括第三引脚和第四引脚,所述第一三相出线组包括所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚,所述第二三相出线组包括所述第四引脚、所述第五引脚和所述第六引脚,所述第四开关分别连接所述第二引脚和所述第六引脚,所述第五开关分别连接所述第三引脚和所述第五引脚,所述第六开关分别连接所述第一引脚和所述第四引脚。
上述技术方案中,第二开关组包括第四开关、第五开关和第六开关,当第四开关、第五开关和第六开关同时闭合,且第一开关组处于断开状态,此时第二引脚和第六引脚相互连接,第三引脚和第五引脚相互连接,第一引脚和第四引脚相互连接,使得三相绕组呈三角形连接。
在本实用新型的一些实施例中,所述第四开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种,所述第五开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种,所述第六开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种。
上述技术方案中,电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关,具有切换稳定、成本低的优点。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一驱动电路和第二驱动电路均包括互相并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂,所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂均包括两个串联的功率开关管,所述功率开关管上反并联有二极管。
上述技术方案中,第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂构成三相桥结构,通过控制六个功率开关管的通断状态,第一驱动电路可以输出驱动电机运作的正弦波交流信号,第二驱动电路可以输出所述三相绕组处于星形连接状态下的中性点电压,或者为所述三相绕组处于三角形连接状态下的三相电压。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一驱动电路的功率开关管采用金属氧化物半导体MOS器件、或者SiC材料的MOS器件、或者GaN材料的MOS器件,所述第二驱动电路的功率开关管采用绝缘栅双极型IGBT器件。
在上述技术方案中,第一驱动电路作为电机的主要驱动器件,其功率开关管采用MOS器件,相比于IGBT器件,MOS器件在轻负荷时,电流较小、导通压降更低,因此具有运行效率高的优点。而第二驱动电路用于模拟在切换过程中第一开关和第二开关所处的电压环境,其功率开关管采用IGBT器件,具有成本低的优点。
在本实用新型的一些实施例中,还包括电源组件,所述电源组件分别连接所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,所述第一驱动电路和第二驱动电路为共地且共母线设置。
在上述技术方案中,通过设置电源组件,可以为第一驱动电路和第二驱动电路提供输入电压,以实现驱动电机运作和模拟在切换过程中第一开关和第二开关所处的电压环境的目的,所述第一驱动电路和第二驱动电路为共地且共母线设置,能够提高工作的稳定性。
在本实用新型的一些实施例中,所述电源组件包括交流电源和用于将所述交流电源转换成直流输出的整流组件,所述交流电源连接所述整流组件,所述整流组件分别连接所述第一驱动电路和所述第二驱动电路。
在上述技术方案中,通过设置整流组件,可以将交流电源转换成直流输出,以适配第一驱动电路和第二驱动电路的输入信号需求。
在本实用新型的一些实施例中,还包括滤波组件,所述滤波组件与所述电源组件相互并联。
在上述技术方案中,通过设置滤波组件,可以滤除电源组件的干扰信号,提高电源组件的稳定性。
在本实用新型的一些实施例中,所述滤波组件包括电解电容。
在上述技术方案中,滤波组件采用电解电容,具有结构简单、成本低的优点。
第二方面,本实用新型实施例还提供了一种线路板,包括有第一方面所述的驱动控制电路。
因此,上述线路板通过设置开关组件,能够实现根据电机不同的运行频率切换三相绕组的连接方式,提升电机的运行效率,并且,通过设置第二驱动电路,在切换三相绕组的连接方式时,第二驱动电路可以在所述三相绕组连接状态切换过程中为所述三相绕组提供第二驱动电压,所述第二驱动电压为所述三相绕组处于星形连接状态下的中性点电压,或者为所述三相绕组处于三角形连接状态下的三相电压,以模拟在切换过程中第一开关组和第二开关组所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组或者第二开关组改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
第三方面,本实用新型实施例还提供了一种空调器,包括有第二方面所述的线路板。
因此,上述空调器通过设置开关组件,能够实现根据电机不同的运行频率切换三相绕组的连接方式,提升电机的运行效率,并且,通过设置第二驱动电路,在切换三相绕组的连接方式时,第二驱动电路可以在所述三相绕组连接状态切换过程中为所述三相绕组提供第二驱动电压,所述第二驱动电压为所述三相绕组处于星形连接状态下的中性点电压,或者为所述三相绕组处于三角形连接状态下的三相电压,以模拟在切换过程中第一开关组和第二开关组所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组或者第二开关组改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
附图说明
本实用新型的上述和/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为本实用新型一个实施例提供的驱动控制电路的电路原理图;
图2为本实用新型另一个实施例提供的驱动控制电路的电路原理图;
图3为本实用新型一个实施例提供的驱动控制电路控制三相绕组从星形连接切换至三角形连接的信号波形图;
图4为本实用新型一个实施例提供的驱动控制电路控制三相绕组从三角形连接切换至开绕组连接的信号波形图;
图5为本实用新型一个实施例提供的第一驱动电路的示意性的结构示意图;
图6为本实用新型一个实施例提供的第二驱动电路的示意性的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,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,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,至少两个的含义是一个或者多个,多个的含义是至少两个,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。
本实用新型的描述中,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实用新型中的具体含义。
现有变频空调的变频压缩机多采用永磁电机作为驱动电机,受变频空调的运行需求影响,永磁电机的三相绕组通常需要在星形连接和三角形连接之间进行切换,一般来说是通过控制开关器件来实现连接方式切换的目的。然而现有的开关器件大多数为机械式,其闭合或者断开的动作需要一定的时长来完成,在利用现有的方案切换连接方式时,永磁电机需要进行短暂的停机,从而影响了压缩机的正常运作。
基于此,本实用新型实施例提供了一种驱动控制电路、线路板及空调器,可以实现电机三相绕组连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
下面结合附图,对本实用新型实施例作进一步阐述。
参照图1,本实用新型一实施例提供了一种驱动控制电路,用于驱动具有三相绕组100的开绕组电机,每相所述绕组的一端组成第一三相出线组101,每相绕组的另一端组成第二三相出线组102,驱动控制电路包括用于向三相绕组100 提供第一驱动电压的第一驱动电路110、开关组件120和第二驱动电路130,第一驱动电路110与第二三相出线组102连接;开关组件120包括第一开关组121 和第二开关组122,第一开关组121与第一三相出线组101连接,第二开关组122 分别与第一三相出线组101和第二三相出线组102连接,第一开关组121闭合,第二开关组122打开,三相绕组100切换为星形连接,第一开关组121打开,第二开关组122闭合,三相绕组100切换为三角形连接;第二驱动电路130与第一三相出线组101连接,用于在三相绕组100连接状态切换过程中为三相绕组100 提供第二驱动电压且在三相绕组100连接状态切换完成后停止工作,其中,第二驱动电压用于使电机在三相绕组100连接状态的切换过程中保持运转,在本实施例中,电机在三相绕组100连接状态的切换过程中保持运转,指的是电机带电运转而非因惯性运转。
在一实施例中,第一开关组121包括第一开关K1和第二开关K2,三相绕组 100包括三相绕组,第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组的引脚引出电机外,第一相绕组的两端分别引出第一引脚M1和第六引脚M6,第二相绕组的两端分别引出第二引脚M2和第五引脚M5,第三相绕组的两端分别引出第三引脚M3和第四引脚M4,基于此,第一三相出线组101包括第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚M3,第一开关K1分别连接第一引脚M1和第二引脚M2,第二开关K2分别连接第二引脚M2和第三引脚M3。第二开关组122包括第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6,第一三相出线组101包括第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚 M3,第二三相出线组102包括第四引脚M4、第五引脚M5和第六引脚M6,第四开关K4分别连接第二引脚M2和第六引脚M6,第五开关K5分别连接第三引脚M3 和第五引脚M5,第六开关K6分别连接第一引脚M1和第四引脚M4。
其中,第一开关组121包括第一开关K1和第二开关K2,当第一开关K1和第二开关K2同时闭合,且第二开关组122处于断开状态,此时第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚M3相互连接,使得三相绕组100处于星形连接状态。而第二开关组122包括第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6,当第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6同时闭合,且第一开关组121处于断开状态,此时第二引脚M2和第六引脚M6相互连接,第三引脚M3和第五引脚M5相互连接,第一引脚M1和第四引脚M4相互连接,使得三相绕组100呈三角形连接。当第一开关 K1、第二开关K2、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6同时断开时,单独对第一引脚M1、第二引脚M2、第三引脚M3、第四引脚M4、第五引脚M5和第六引脚M6供电,使得三相绕组100呈开绕组连接。
参照图2,在一实施例中,第一开关组121也可以包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3,第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的一端相互连接,第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的另一端分别对应连接第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚M3。当第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3同时闭合,且第二开关组122处于断开状态,此时第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚M3相互连接,也可以使得三相绕组100处于星形连接状态。
在一实施例中,上述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6均可以从电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中选取,从而具有切换稳定、成本低的优点。在一实施例中,上述第一开关 K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6均为单刀单掷继电器。需要补充说明的是,若选取电子开关,则其导通电阻不超过1 欧姆。
参照图3,本实用新型实施例通过设置第二驱动电路130,三相绕组100从星形连接切换至三角形连接时,先进入过渡状态。三相绕组100处于星形连接时,第一驱动电路110提供第一驱动电压,第二驱动电路130关停,第一开关组121 闭合,第二开关组122断开。然后,进入过渡状态,其中,在过渡状态中,在第 I阶段,控制第一开关组121和第二开关组122的状态不变、第二驱动电路130 输出星形连接的中性点电压,在此阶段中,电机仍处于星形连接状态运转;在第 II阶段,控制第一开关组121断开、第二开关组122状态不变、第二驱动电路 130输出星形连接的中性点电压,并持续第一时间阈值,在此阶段中,由于第二驱动电路130输出星形连接的中性点电压,因此即使第一开关组121断开,电机仍可以以星形连接状态运转,另外,由于第一开关组121由闭合变成断开需要一定的时长,因此需要持续第一时间阈值,第一时间阈值可以为第一开关组121 的动作时长;在第III阶段,第一开关组121完成断开动作,控制第二开关组 122状态不变、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,在此阶段中,由于第一开关组121和第二开关组122没有动作,第二驱动电路130由输出星形连接的中性点电压变成输出三角形连接的三相电压,在此阶段中电机仍处于正常供电的状态,因而可以保持运转;在第IV阶段,控制第一开关组121状态不变、第二开关组122闭合、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,并持续第二时间阈值,由于第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,因此第二开关组122闭合的过程中,三相绕组100已经相当于处于三角形连接状态,即电机可以保持运转,由于第二开关组122由断开变成闭合需要一定的时长,因此需要持续第二时间阈值,第二时间阈值可以为第二开关组122的动作时长。最后,第二开关组122完成闭合动作,控制第二驱动电路130关停,三相绕组100完成从星形连接向三角形连接的切换。综上,通过第二驱动电路130,可以在三相绕组100 从星形连接切换至三角形连接时增加过渡状态,从而实现不停机切换。
三相绕组100从三角形连接切换至星形连接的原理与上述过程相类似。三相绕组100处于三角形连接时,第一驱动电路110提供第一驱动电压,第二驱动电路130关停,第一开关组121断开,第二开关组122闭合。然后,进入过渡状态,其中,在过渡状态中,在第IV阶段,控制第一开关组121和第二开关组122的状态不变、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,在此阶段中,电机仍处于三角形连接状态运转;在第III阶段,控制第一开关组121状态不变、第二开关组122断开、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,并持续第二时间阈值,在此阶段中,由于第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,因此即使第二开关组122断开,电机仍可以以三角形连接状态运转,另外,由于第二开关组122由闭合变成断开需要一定的时长,因此需要持续第二时间阈值,第二时间阈值可以为第二开关组122的动作时长;在第II阶段,第二开关组122完成断开动作,控制第一开关组121状态不变、第二驱动电路130输出星形连接的中性点电压,在此阶段中,由于第一开关组121和第二开关组122没有动作,第二驱动电路130由输出三角形连接的三相电压变成输出星形连接的中性点电压,在此阶段中电机仍处于正常供电的状态,因而可以保持运转;在第I阶段,控制第一开关组121闭合、第二开关组122状态不变、第二驱动电路130输出星形连接的中性点电压,并持续第一时间阈值,由于第二驱动电路130输出星形连接的中性点电压,因此第一开关组121闭合的过程中,三相绕组100已经相当于处于星形连接状态,即电机可以保持运转,由于第一开关组121由断开变成闭合需要一定的时长,因此需要持续第一时间阈值,第一时间阈值可以为第一开关组121 的动作时长。最后,第一开关组121完成闭合动作,控制第二驱动电路130关停,三相绕组100完成从三角形连接向星形连接的切换。综上,通过第二驱动电路 130,可以在三相绕组100从三角形连接切换至星形连接时增加过渡状态,从而实现不停机切换。
需要补充说明的是,第二驱动电压为三相绕组100处于星形连接状态下的中性点电压,或者为三相绕组100处于三角形连接状态下的三相电压,能够使得三相绕组100在星形连接和三角形连接切换过程中过渡得更加流畅、平稳。本领域技术人员可以理解的是,在切换过程中还可以将第二驱动电压设置为其他的电压值。
在一实施例中,第二驱动电路还用于在三相绕组连接状态的切换过程中为三相绕组提供第三驱动电压且在三相绕组连接状态切换完成后为三相绕组提供第四驱动电压,第三驱动电压为三相绕组处于三角形连接状态下的三相电压。
参照图4,本实用新型实施例通过设置第二驱动电路130,三相绕组100从三角形连接切换至开绕组连接时,先进入过渡状态。三相绕组100处于三角形连接时,第一驱动电路110提供第一驱动电压,第二驱动电路130关停,第一开关组121断开,第二开关组122闭合。然后,进入过渡状态,其中,在过渡状态中,在第V阶段,控制第一开关组121合第二开关组122的状态不变、第二驱动电路 130输出三角形连接的三相电压,在此阶段中,电机仍处于三角形连接状态运转;在第VI阶段,控制第一开关组121状态不变、第二开关组122断开、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,并持续第二时间阈值,在此阶段中,由于第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,因此即使第二开关组122断开,电机仍可以以三角形连接状态运转,另外,由于第二开关组122由闭合变成断开需要一定的时长,因此需要持续第二时间阈值,第二时间阈值可以为第二开关组 122的动作时长。最后,第二开关组122完成断开动作,第二驱动电路输出第四驱动电压,三相绕组100完成从三角形连接切换至开绕组连接的切换。综上,通过第二驱动电路130,可以在三相绕组100从三角形连接切换至开绕组连接时增加过渡状态,从而实现不停机切换。
三相绕组100从开绕组连接切换至三角形连接的原理与上述过程相类似。三相绕组100处于开绕组连接时,第一驱动电路110提供第一驱动电压,第二驱动电路130提供第四驱动电压,第一开关组121断开,第二开关组122断开。然后,进入过渡状态,其中,在过渡状态中,在第VI阶段,控制第一开关组121合第二开关组122的状态不变、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,在此阶段中,电机仍处于开绕组连接状态运转;在第V阶段,控制第一开关组121 状态不变、第二开关组122闭合、第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,并持续第二时间阈值,在此阶段中,由于第二驱动电路130输出三角形连接的三相电压,因此在第二开关组122闭合的过程中,三相绕组100已经相当于处于三角形连接状态,即电机可以保持运转,由于第二开关组122由闭合变成断开需要一定的时长,因此需要持续第二时间阈值,第二时间阈值可以为第二开关组122 的动作时长。最后,第二开关组122完成闭合动作,控制第二驱动电路130关停,三相绕组100完成从开绕组连接切换至三角形连接的切换。综上,通过第二驱动电路130,可以在三相绕组100从开绕组连接切换至三角形连接时增加过渡状态,从而实现不停机切换。
可以理解的是,在三相绕组100完成从星形连接至三角形连接的切换后,第二驱动电路130可以继续工作,而关停第一驱动电路110。
需要补充说明的是,第三驱动电压为三相绕组100处于三角形连接状态下的三相电压,能够使得三相绕组100在三角形连接和开绕组连接的切换过程中过渡得更加流畅、平稳。本领域技术人员可以理解的是,在切换过程中还可以将第三驱动电压设置为其他的电压值。
通过设置开关组件120,能够实现根据电机不同的运行频率切换三相绕组 100的连接方式,提升电机的运行效率,并且,通过设置第二驱动电路130,在切换三相绕组100的连接方式时,第二驱动电路130可以在三相绕组100连接状态切换过程中为三相绕组100提供第二驱动电压,第二驱动电压为三相绕组100 处于星形连接状态下的中性点电压,或者为三相绕组100处于三角形连接状态下的三相电压,以模拟在切换过程中第一开关组121和第二开关组122所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组121或者第二开关组122改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组100连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
参照图5、图6,在一实施例中,第一驱动电路110和第二驱动电路130均包括互相并联的第一桥臂510、第二桥臂520和第三桥臂530,第一桥臂510、第二桥臂520和第三桥臂530均包括两个串联的功率开关管Q,功率开关管Q上反并联有二极管D。第一桥臂510、第二桥臂520和第三桥臂530构成三相桥结构,通过控制六个功率开关管Q的通断状态,第一驱动电路110可以输出驱动电机运作的正弦波交流信号,即可以向三相绕组100提供第一驱动电压,同理,第二驱动电路130可以输出三相绕组100处于星形连接状态下的中性点电压,或者为三相绕组100处于三角形连接状态下的三相电压,或者第四驱动电压。参照图 1,相对应地,第一驱动电路110的三个输出端A1、B1和C1分别连接三相绕组 100的第六引脚M6、第五引脚M5和第四引脚M4,第二驱动电路130的三个输出端A2、B2和C2分别连接三相绕组100的第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚 M3。示例性地,可以采用SPWM作为驱动第一驱动电路110的驱动信号,可以有效减小输出电压和输出电流的谐波分量,改善输出波形,使得第一驱动电路110 输出正弦波交流信号,即可以向三相绕组100提供第一驱动电压。此时,当三相绕组100处于星形连接时,其中性点电压为零电压,相对应地,第二驱动电路 130的三个输出端A2、B2和C2可以调节为50%占空比的PWM输出,即可为三相绕组100提供星形连接的中性点电压。另外,第二驱动电路130输出三角形的三相电压,即第二驱动电路130的输出端A2与第一驱动电路110的输出端C1输出相同的电压、第二驱动电路130的输出端B2与第一驱动电路110的输出端A1 输出相同的电压、第二驱动电路130的输出端C2与第一驱动电路110的输出端 B1输出相同的电压。本领域技术人员可以理解的是,第一驱动电压和第四驱动电压可以根据三相绕组的连接状态而进行调整。
示例性地,第一驱动电路110的功率开关管Q采用金属氧化物半导体MOS 器件,第二驱动电路130的功率开关管Q采用绝缘栅双极型IGBT器件。其中,第一驱动电路110作为电机的主要驱动器件,其功率开关管Q采用MOS器件,相比于IGBT器件,MOS器件在轻负荷时,电流较小、导通压降更低,因此具有运行效率高的优点。而第二驱动电路130用于模拟在切换过程中第一开关K1和第二开关K2所处的电压环境,其功率开关管Q采用IGBT器件,具有成本低的优点。示例性地,第一驱动电路110的功率开关管Q可以采用Si材料的MOS器件、或者SiC材料的MOS器件、或者GaN材料的MOS器件。
在一实施例中,驱动控制电路还包括电源组件140,电源组件140分别连接第一驱动电路110和第二驱动电路130,第一驱动电路110和第二驱动电路130 为共地且共母线设置。电源组件140可以为第一驱动电路110和第二驱动电路 130提供输入电压,以实现驱动电机运作和模拟在切换过程中第一开关K1和第二开关K2所处的电压环境的目的。在其他实施例中,电源组件140也可以独立于驱动控制电路设置,第一驱动电路110和第二驱动电路130为共地且共母线设置,能够提高工作的稳定性。
在一实施例中,电源组件140包括交流电源141和用于将交流电源141转换成直流输出的整流组件142,交流电源141连接整流组件142,整流组件142分别连接第一驱动电路110和第二驱动电路130。通过设置整流组件142,可以将交流电源141转换成直流输出,以适配第一驱动电路110和第二驱动电路130 的输入信号需求。
在一实施例中,驱动控制电路还包括滤波组件,通过设置滤波组件,可以滤除电源组件140的干扰信号,提高电源组件140的稳定性。在一实施例中,滤波组件包括电解电容C,滤波组件采用电解电容C,具有结构简单、成本低的优点。
在一实施例中,上述第一驱动电路110、开关组件120和第二驱动电路130 的控制可以利用控制器实现,例如利用单片机等。
另外,本实用新型的另一实施例还提供了一种线路板,该线路板包括有上述任一实施例中的驱动控制电路。因此,上述线路板通过设置开关组件120,能够实现根据电机不同的运行频率切换三相绕组100的连接方式,提升电机的运行效率,并且,通过设置第二驱动电路130,在切换三相绕组100的连接方式时,第二驱动电路130可以在三相绕组100连接状态切换过程中为三相绕组100提供第二驱动电压,以模拟在切换过程中第一开关组121和第二开关组122所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组121或者第二开关组122改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组100连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
另外,本实用新型的另一实施例还提供了一种空调器,该空调器包括有上述实施例中的线路板以及压缩机,压缩机采用永磁电机驱动,上述线路板用于控制该永磁电机的运转模式。上述空调器通过设置开关组件120,能够实现根据电机不同的运行频率切换三相绕组100的连接方式,提升电机的运行效率,并且,通过设置第二驱动电路130,在切换三相绕组100的连接方式时,第二驱动电路130 可以在三相绕组100连接状态切换过程中为三相绕组100提供第二驱动电压,以模拟在切换过程中第一开关组121和第二开关组122所处的电压环境,因此,在切换连接方式时,即使第一开关组121或者第二开关组122改变开闭状态,电机仍然正常运转,可以实现电机三相绕组100连接方式的不停机切换,不影响压缩机的正常运作。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,但本实用新型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实用新型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实用新型权利要求所限定的范围内。
Claims (17)
1.一种驱动控制电路,用于驱动具有三相绕组的开绕组电机,每相所述绕组的一端组成第一三相出线组,每相所述绕组的另一端组成第二三相出线组,其特征在于,所述驱动控制电路包括:
第一驱动电路,与所述第二三相出线组连接,用于向所述三相绕组提供第一驱动电压;
开关组件,包括第一开关组和第二开关组,所述第一开关组与所述第一三相出线组连接,所述第二开关组分别与所述第一三相出线组和所述第二三相出线组连接,所述第一开关组闭合,第二开关组打开,所述三相绕组切换为星形连接,所述第一开关组打开,第二开关组闭合,所述三相绕组切换为三角形连接;
第二驱动电路,与所述第一三相出线组连接,用于在所述三相绕组在所述星形连接和所述三角形连接之间切换的过程中为所述三相绕组提供第二驱动电压且在所述三相绕组连接状态切换完成后停止工作,所述第二驱动电压用于使所述电机在所述三相绕组连接状态的切换过程中保持运转。
2.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第二驱动电压为所述三相绕组处于星形连接状态下的中性点电压,或者为所述三相绕组处于三角形连接状态下的三相电压。
3.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第一开关组和所述第二开关组均打开,所述三相绕组切换为开绕组连接,所述第二驱动电路还用于在所述三相绕组在所述三角形连接和所述开绕组连接之间切换的过程中为所述三相绕组提供第三驱动电压且在所述三相绕组连接状态切换完成后为所述三相绕组提供第四驱动电压,所述第三驱动电压用于使所述电机在所述三相绕组连接状态的切换过程中保持运转。
4.根据权利要求3所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第三驱动电压为所述三相绕组处于所述三角形连接状态下的三相电压。
5.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第一开关组包括第一开关和第二开关,所述第一三相出线组包括第一引脚、第二引脚和第三引脚,所述第一开关分别连接所述第一引脚和所述第二引脚,所述第二开关分别连接所述第二引脚和所述第三引脚。
6.根据权利要求5所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第一开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种,所述第二开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种。
7.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第一开关组包括第一开关、第二开关和第三开关,所述第一三相出线组包括第一引脚、第二引脚和第三引脚,所述第一开关、第二开关和第三开关的一端相互连接,所述第一开关、第二开关和第三开关的另一端分别对应连接所述第一引脚、第二引脚和第三引脚。
8.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第二开关组包括第四开关、第五开关和第六开关,所述三相绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组,所述第一相绕组包括第一引脚和第六引脚、所述第二相绕组包括第二引脚和第五引脚,所述第三相绕组包括第三引脚和第四引脚,所述第一三相出线组包括所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚,所述第二三相出线组包括所述第四引脚、所述第五引脚和所述第六引脚,所述第四开关分别连接所述第二引脚和所述第六引脚,所述第五开关分别连接所述第三引脚和所述第五引脚,所述第六开关分别连接所述第一引脚和所述第四引脚。
9.根据权利要求8所述的驱动控制电路,其特征在于:所述第四开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种,所述第五开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种,所述第六开关为电磁继电器、固态继电器、接触器或者电子开关中的一种。
10.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述第一驱动电路和第二驱动电路均包括互相并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂,所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂均包括两个串联的功率开关管,所述功率开关管上反并联有二极管。
11.根据权利要求10所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述第一驱动电路的功率开关管采用金属氧化物半导体MOS器件、或者SiC材料的MOS器件、或者GaN材料的MOS器件,所述第二驱动电路的功率开关管采用绝缘栅双极型IGBT器件。
12.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:还包括电源组件,所述电源组件分别连接所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,所述第一驱动电路和第二驱动电路为共地且共母线设置。
13.根据权利要求12所述的驱动控制电路,其特征在于:所述电源组件包括交流电源和用于将所述交流电源转换成直流输出的整流组件,所述交流电源连接所述整流组件,所述整流组件分别连接所述第一驱动电路和所述第二驱动电路。
14.根据权利要求12所述的驱动控制电路,其特征在于:还包括滤波组件,所述滤波组件与所述电源组件相互并联。
15.根据权利要求14所述的驱动控制电路,其特征在于:所述滤波组件包括电解电容。
16.一种线路板,其特征在于:包括有如权利要求1至15任一项所述的驱动控制电路。
17.一种空调器,其特征在于:包括如权利要求16所述的线路板。
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