CN211791346U - 电机驱动控制电路、线路板及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了电机驱动控制电路、线路板及空调器，其中，电机驱动控制电路包括连接在开绕组电机两侧的第一功率模块和第二功率模块、第一开关组、控制器、图腾柱PFC电路和降压开关电路，所述控制器连接所述图腾柱PFC电路以控制所述图腾柱PFC电路达到以下至少之一的状态：二极管整流状态、低频开关状态以及高频开关状态；匹配于图腾柱PFC电路的二极管整流模式和低频开关模式，所述控制器控制降压开关电路进入降压输出状态，为第一功率模块提供适于低频工作的电压，从而在开绕组电机低频运行的状态下，获得更高的能效比，提高设备在低频下的运行效率，满足节能需求。

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

变频电机广泛应用于各种变频设备，例如变频空调，变频电机根据当前负载的大小输出相匹配的驱动电压，从而提高变频设备的运行效率，达到节能的目的。为了满足变频设备的高频工作需求，一些变频电机采用开绕组电机结构，能够在大功率驱动的场合实现很高的转矩和功率。但是相比于单逆变器的电机绕组结构，开绕组电机结构具有双逆变器，因此在低频下开绕组电机的运行效率不高，无法满足用户日益增长的节能需求。

实用新型内容

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，通过切换到不同的工作状态，在确保开绕组电机能够高频运行的前提下，提高开绕组电机在低频的运行效率。

根据本申请的第一方面实施例的电机驱动控制电路，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引出线组，每相所述绕组的另一端组成第二三相引出线组，所述电机驱动控制电路包括：

第一功率模块，与所述第一三相引出线组连接；

第二功率模块，与所述第二三相引出线组连接；

第一开关组，连接于所述第二三相引出线组，用于使所述三相绕组在星形连接和开绕组连接之间切换；

图腾柱PFC电路，用于根据所述开绕组电机的负载达到以下至少之一的状态：

二极管整流状态、低频开关状态以及高频开关状态；

降压开关电路，用于根据所述开绕组电机的负载进入不同的电压输出状态，所述图腾柱PFC电路、所述降压开关电路和所述三相绕组依次连接。

根据本申请第一方面实施例的驱动控制电路，至少具有如下有益效果：在开绕组电机的基础上，通过控制第一开关组的切换、图腾PFC电路工作状态的切换以及降压开关电路工作状态的切换，可以对应开绕组电机的多种负载实现不同的驱动方式，例如，当开绕组电机工作于低频时，通过闭合第一开关组将三相绕组的连接方式切换成星形连接，同时控制图腾柱PFC电路工作于二极管整流状态或低频开关状态，控制降压开关电路工作于降压输出状态，这样就可以避免第二功率模块的接入损耗，同时第一功率模块也能得到一个较低的供电电压，从而降低第一功率模块中的逆变转换损耗，使得开绕组电机在低频运行的状态下，获得更高的能效比，满足节能需求。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述图腾柱PFC电路包括第一电感、第一电容和桥式电路，交流输入端、所述第一电感、所述桥式电路和所述第一电容依次连接。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述桥式电路包括第一桥臂单元和第二桥臂单元，所述第一桥臂单元包括同向串联的第一整流部件和第二整流部件，所述第二桥臂单元包括同向串联的第三整流部件和第四整流部件，所述第一电容连接所述桥式电路的输出端且与所述第一桥臂单元并联。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一整流部件、所述第二整流部件、所述第三整流部件和所述第四整流部件为半导体开关器件，所述第一整流部件、所述第二整流部件、所述第三整流部件和所述第四整流部件均设置有反向并联二极管。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述第一整流部件和所述第二整流部件为半导体开关器件，所述第三整流部件和所述第四整流部件为二极管，所述第一整流部件和所述第二整流部件设置有反向并联二极管。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述降压开关电路包括降压斩波电路，所述降压斩波电路包括第五开关器件、第六续流器件、第二电感和第二电容，所述PFC电路的输出端、所述第五开关器件、所述第六续流器件和参考地依次连接，所述第五开关器件和所述第六续流器件之间的连接点、所述第二电感和所述第二电容和参考地依次连接，所述第二电感和所述第二电容之间的连接点连接所述第一功率模块。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述第五开关器件设置有反向并联二极管。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述降压开关电路还包括短接开关，所述短接开关与所述降压斩波电路并联。

根据本申请第一方面的一些实施例，还包括第二开关组，所述第二开关组分别与所述第一三相引出线组和所述第二三相引出线组连接，所述第一开关组打开，所述第二开关组闭合，所述三相绕组切换为三角形连接。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述第二功率模块与所述降压开关电路的输出端或者所述图腾柱PFC电路的输出端连接。

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：通过线路板的方式承载第一方面所述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，在开绕组电机的基础上，线路板上的电机驱动控制电路通过控制第一开关组的切换、图腾PFC电路工作状态的切换以及降压开关电路工作状态的切换，可以对应开绕组电机的多种负载实现不同的驱动方式，例如，当开绕组电机工作于低频时，通过闭合第一开关组将三相绕组的连接方式切换成星形连接，同时控制图腾柱PFC电路工作于二极管整流状态或低频开关状态，控制降压开关电路工作于降压输出状态，这样就可以避免第二功率模块的接入损耗，同时第一功率模块也能得到一个较低的供电电压，从而降低第一功率模块中的逆变转换损耗，使得开绕组电机在低频运行的状态下，获得更高的能效比，满足节能需求。

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：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，驱动空调器压缩机的是开绕组电机，线路板上的电机驱动控制电路通过控制第一开关组的切换、图腾PFC电路工作状态的切换以及降压开关电路工作状态的切换，可以对应开绕组电机的多种负载实现不同的驱动方式，例如，当开绕组电机工作于低频时，通过闭合第一开关组将三相绕组的连接方式切换成星形连接，同时控制图腾柱PFC电路工作于二极管整流状态或低频开关状态，控制降压开关电路工作于降压输出状态，这样就可以避免第二功率模块的接入损耗，同时第一功率模块也能得到一个较低的供电电压，从而降低第一功率模块中的逆变转换损耗，使得开绕组电机在低频运行的状态下，获得更高的能效比，满足节能需求。

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为本申请一个实施例提供的图腾柱PFC电路处于二极管整流状态、降压开关电路处于降压输出状态、定子绕组为星形连接状态下的电机驱动控制电路的等效电路图；

图3为本申请一个实施例提供的图腾柱PFC电路处于低频开关状态、降压开关电路处于降压输出状态、定子绕组为星形连接状态下的电机驱动控制电路的等效电路图；

图4为本申请一个实施例提供的图腾柱PFC电路处于高频开关状态、降压开关电路处于滤波输出状态、定子绕组为星形连接状态下的电机驱动控制电路的等效电路图；

图5为本申请一个实施例提供的图腾柱PFC电路处于高频开关状态、降压开关电路处于滤波输出状态、定子绕组为三角形连接状态下的电机驱动控制电路的等效电路图；

图6为本申请一个实施例提供的图腾柱PFC电路处于高频开关状态、降压开关电路处于滤波输出状态、定子绕组为开绕组连接状态下的电机驱动控制电路的等效电路图；

图7为本申请一个实施例提供的对应于图2和图3工作状态的波形图；

图8为本申请一个实施例提供的对应于图4至图6工作状态的波形图；

图9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。

电机驱动控制电路通过提供可变的电压在设备中实现变频控制，为了满足变频设备的高频工作需求，一些变频电机采用开绕组电机结构，能够在大功率驱动的场合实现很高的转矩和功率，例如变频空调，然而采用开绕组电机虽然能够保证高频运行，但是开绕组电机在低频下的运行效率不够理想，这一点在极低频的工作状态下尤为明显，因为开绕组电机的两个逆变器都存在导通损耗和开关损耗，并且开绕组电机的驱动控制电路的低频输出往往只有一档电压值，该档电压值对应一个最佳运行效率的低频工作状态，当设备进入更低频的工作状态时，电机驱动控制电路只能通过该档电压值驱动电机，此时设备的运行效率降低，能量在电路中的损耗加大，显然无法满足人们日益增长的节能需求。

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，在设备运行于低频状态的时候，通过图腾柱PFC电路不同的工作状态配合降压开关电路获得更低的供电电压，从而匹配于开绕组电机不同的工作状态，在保证开绕组电机高频工作的前提下，提高开绕组电机的低频运行效率。

本领域技术人员熟知，开绕组电机具有三个绕组共引出六个端子，三个绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，构成三相供电，各个绕组均包括两个端子，即第一相绕组的两端分别引出第一引脚和第六引脚，第二相绕组的两端分别引出第二引脚和第五引脚，第三相绕组的两端分别引出第三引脚和第四引脚，这样，第一引脚、第二引脚和第三引脚组成开绕组电机一侧的三相引出线，第四引脚、第五引脚和第六引脚组成开绕组电机另一侧的三相引出线，通过两个逆变模块连接开绕组电机的两侧三相引出线可以对开绕组电机进行驱动。

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的开绕组电机，每相所述绕组的一端组成第一三相引出线组110，每相所述绕组的另一端组成第二三相引出线组120，所述电机驱动控制电路包括：

第一功率模块PM1，与第一三相引出线组110连接；

第二功率模块PM2，与第二三相引出线组120连接；

第一开关组KY1，连接于第二三相引出线组120，用于使三相绕组100在星形连接和开绕组连接之间切换；

图腾柱PFC电路200(Totem-pole PFC)，用于根据开绕组电机的负载达到以下至少之一的状态：

二极管整流状态、低频开关状态以及高频开关状态；

降压开关电路300，用于根据开绕组电机的负载进入不同的电压输出状态，图腾柱PFC电路200、降压开关电路300和三相绕组100依次连接。

在一实施例中，图腾柱PFC电路200可以工作于不同的工作状态，由第一控制端对图腾柱PFC电路200进行控制以切换工作状态，例如，图腾柱PFC电路2 00可以达到以下至少之一的状态：

二极管整流状态、低频开关状态以及高频开关状态；

其中，图腾柱PFC电路200的工作状态由控制器切换，以进入二极管整流状态、低频开关状态或高频开关状态；其中，图腾柱PFC电路200的二极管整流状态适用于小电流输出，因为此时电路损耗等于二极管带来的导通损耗，在小电流下二极管导通损耗不高，适用于开绕组电机的极低频输出；然而在大电流下，二极管的压降增大，导通损耗相应增大，电路的运行效率降低，因此当开绕组电机提升工作频率，图腾柱PFC电路200需要输出更大的电流时，二极管整流状态不再适用，此时图腾柱PFC电路200切换成低频开关状态以获得更高的输出电压，低频开关状态下，图腾柱PFC电路200中部分或全部二极管以开关器件代替，因为开关器件的导通损耗低于二极管的导通损耗，所以能够获得更低的导通压降，提高开绕组电机的运行效率；当开绕组电机进入高频工作时，图腾柱PFC电路2 00需要输出高电压，低频开关状态不再适用，此时图腾柱PFC电路200切换成高频开关状态，提高开关器件的占空比来获得更高的电压和电流，以适应高频输出下的运行效率。至于图腾柱PFC电路200的具体电路结构以及如何进入对应的工作状态，将在下面的实施例中得到详细说明。

尽管图腾柱PFC电路200能够调整输出电压，但是PFC电路不具备降压功能，并且实际应用中为了保证高反电势系数的开绕组电机能够顺利进入高频，图腾柱PFC电路200带有升压的元器件，例如电感，但是这样就导致中频下的效率不够理想，因此，需要结合降压开关电路300来得到更低的电压输出，以满足电机低频运行的节能需求，本实施例中的降压开关电路300连接图腾柱PFC电路200 的输出端，图腾柱PFC电路200在二极管整流状态或低频开关状态下的输出电压经过降压开关电路300处理后，变成更低的电压，满足设备的低频运行需求。

可以理解的是，降压开关电路300可以是分立元件组成的降压电路，也可以是集成封装的电压转换芯片；降压开关电路300在不同的工作模式下可以输出不同的驱动电压，例如，降压开关电路300是buck电路，那么通过控制器控制bu ck电路中开关管的开闭，可以让buck电路运行于降压模式或者LC滤波模式，又如，降压开关电路300是电压转换芯片，控制器连接芯片的使能端控制使能信号，电压转换芯片可以输出不同等级的电压值。

第一功率模块PM1和第二功率模块PM2连接在三相绕组100上实现逆变转换，为电机提供驱动电压，同时也构成了开绕组电机的连接结构；第一功率模块 PM1和第二功率模块PM2在选型上可以是分立器件组成的模块电路，例如，第一功率模块PM1和第二功率模块PM2是六个开关器件组成的三相桥式逆变电路，此时开关器件可以是IGBT器件、Si材料的MOSFET、SiO材料的MOSFET或者Ga N材料的MOSFET，第一功率模块PM1和第二功率模块PM2也可以是集成封装的智能功率模块，例如IPM模块(Intelligent Power Module)，同样可以实现逆变转换的功能。

参照图1，第一开关组KY1与第一三相引出线110连接，控制器控制第一开关组KY1闭合，三相绕组100切换为星形连接，控制器控制第一开关组KY1断开，三相绕组10切换为开绕组连接。在电机中低频运行状态下，星形连接的运行效率优于开绕组连接的运行效率，因此通过加入第一开关组KY1对三相绕组100 的连接方式进行切换以适应电机的低频工作；其中第一开关组KY1的实施方式有多种，具体来说，在一种实施例方式中，第一开关组KY1包括第一开关和第二开关，第二三相引出线组120包括第一引脚M1、第二引脚M2和第三引脚M3，第一三相引出线组110包括第四引脚M4、第五引脚M5和第六引脚M6，第一开关分别连接第一引脚M1和第二引脚M2，第二开关分别连接第二引脚M2和第三引脚M3，当第一开关和第二开关同时闭合，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，如图2、3、4和6所示。由于星形连接状态下第二功率模块PM2不接入电机的驱动电路，因此可以忽略第二功率模块PM2带来的损耗，配合图腾柱PFC电路200和降压开关电路 300，可以使电机在低频下的运行效率得到大大的改善。当星形连接的三相绕组 100需要进入高频工作状态时，断开第一开关组KY1即可切换回开绕组状态，以适应电机的高频运行。

可以理解的是，第一开关组KY1的两个开关可以是分立的部件，也可以集成在单一的部件上，例如，第一开关和第二开关分别是电磁继电器、接触器、固态继电器或者导通电阻不超过1欧姆的电子开关；又如，第一开关和第二开关集成在一旋转开关上，转动旋转开关可以使第一开关和第二开关同时闭合和断开；第一开关组KY1的实现方式较多，不同的开关形式具有不同的开关时间，可以根据电机驱动控制电路的响应要求，选取不同的开关形式，在此不一一赘述。

参照图1，在一实施例中，图腾柱PFC电路200包括第一电感L1、第一电容 C1和桥式电路，交流输入端、第一电感L1、桥式电路和第一电容C1依次连接，控制器与桥式电路连接。在本实施例中图腾柱PFC电路200为升压整流电路，交流输入端(如市电输入，包括两个接线端口)的其中一端连接有第一电感L1实现升压，然后通过桥式电路整流后输出直流电压，最后利用第一电容C1实现电路的功率因素校正(Power Factor Correction，简称PFC)，利用第一电容C1上电流超前电压的特性用以补偿第一电感L1上电流滞后电压的特性来使桥式电路的特性接近于阻性，从而改善整流效率。

在一实施例中，桥式电路包括第一桥臂单元和第二桥臂单元，第一桥臂单元包括同向串联的第一整流部件T1和第二整流部件T2，第二桥臂单元包括同向串联的第三整流部件T3和第四整流部件T4，第一电容C1连接桥式电路的输出端且与第一桥臂单元并联。

本实施例中桥式电路实现整流功能，在电路结构上，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在桥式电路中均为同向连接从而构成整流桥电路，例如，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均为MOSFET，那么在第一桥臂单元中，第一整流部件T1的源极连接第二整流部件T2的漏极，第三整流部件T3的源极连接第四整流部件T4的漏极，第一整流部件T1的漏极连接第三整流部件T3的漏极，第二整流部件T2的源极连接第四整流部件T4的源极，外部的交流输入端分别连接到第一整流部件T1的源极和第三整流部件T3的源极，第一整流部件T1的漏极为桥式电路的正极输出端，第二整流部件T2的源极为桥式电路的负极输出端，上述电路结构仅为示例性的，实际电路根据控制需要可以进行相应的调整。

实际上，为了实现二极管整流状态、低频开关状态和高频开关状态，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在选型上有一定的要求，在一种实施方式中，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为半导体开关器件，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均设置有反向并联二极管，该反向并联二极管可以是单独的二极管元件，也可以是寄生二极管，在这种实施方式下，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 分别连接到控制器的使能端，从而切换图腾柱PFC电路200的工作状态，例如控制器具有至少四个使能引脚，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均为MOSFET，那么整流部件T1至T4的栅极分别连接到控制器的四个使能引脚；在另一种实施方式中，第一整流部件T1和第二整流部件T2为半导体开关器件，第三整流部件T3和第四整流部件T4为二极管，仅第一整流部件T1和第二整流部件T2设置有反向并联二极管，在这种实施方式下，控制器的两个使能引脚分别连接第一整流部件T1和第二整流部件T2的栅极实现开闭控制，而第三整流部件T3和第四整流部件T4是普通的二极管，无需控制，同样可以实现图腾柱PFC电路200工作状态的切换。

下面以第一整流部件T1、第二整流部件T2、第三整流部件T3和第四整流部件T4均为MOSFET为例，说明图腾柱PFC电路200的几种工作状态：

二极管整流状态：参照图2和图7，控制器控制第一整流部件T1、第二整流部件T2、第三整流部件T3和第四整流部件T4处于持续关断的状态，此时电流仅可正向通过反向并联二极管，图腾柱PFC电路200等效于无桥boost PFC电路；由于交流电通过桥式电路的损耗仅来自于二极管的导通损耗，二极管的导通损耗跟电流有关，因此二极管整流状态适合于小电流的情况；

低频开关状态：参照图3和图7，也称同步整流状态，相对于二极管整流状态而言，电路中的电流增大，二极管的导通压降也增大，因此采用低导通损耗的 MOSFET来降低二极管的导通损耗带来的影响，具体来说，在交流电的正半周期，第二整流部件T2和第三整流部件T3持续关断，第四整流部件T4持续导通，第一整流部件T1在有电流流过其反向并联二极管的时间段内导通，在交流电的负半周期，第一整流部件T1和第四整流部件T4持续关断，第三整流部件T3持续导通，第二整流部件T2在有电流流过其反向并联二极管的时间段内导通，由于 MOSFET的导通压降很低，可以降低输出端的整流损耗，从而提高转换效率，适用于电压较低而电流较大的情况；

高频开关状态：参照图4和图8，在交流电的正半周期，控制器控制第一整流部件T1高频开闭而第四整流部件T4持续导通，第二整流部件T2和第三整流部件T3持续关断，在交流电的负半周期，控制器控制第二整流部件T2高频开闭而第三整流部件T3持续导通，第一整流部件T1和第四整流部件T4持续关断，通过控制高频开闭的占空比，可以在图腾柱PFC电路200的输出端得到大电压大电流的输出，适于电机的高频工作状态。

在一实施例中，降压开关电路300包括降压斩波电路，降压斩波电路包括第五开关器件Q5、第六续流器件Q6、第二电感L2和第二电容C2，PFC电路的输出端、第五开关器件Q5、第六续流器件Q6和参考地依次连接，第五开关器件Q5 和第六续流器件Q6之间的连接点、第二电感L2和第二电容C2和参考地依次连接，第二电感L2和第二电容C2之间的连接点连接第一功率模块PM1。

本实施例中降压斩波电路为buck降压电路，第五开关器件Q5用于通断控制，第六续流器件Q6作为续流器件与第二电感L2和第二电容C2配合形成斩波输出，在选型上第五开关器件Q5和第六续流器件Q6均可以是功率开关管并连接控制器的使能端，这种情况下，降压斩波电路在控制器的控制下工作模式有如下两种：

一种是降压输出状态，参照图2和图3，控制器控制第五开关器件Q5周期性关断和导通，第六续流器件Q6在第五开关器件Q5导通时关断，在第五开关器件Q5关断时关断或者导通，控制器通过控制第五开关器件Q5的占空比调整降压幅度；降压输出状态可以获得更低的电压，适用于配合图腾柱PFC电路200的二极管整流状态和低频开关状态；

另一种是滤波输出状态，参照图4至图6，控制器控制第五开关器件Q5持续导通，第六续流器件Q6持续关断，此时降压斩波电路等效成LC滤波电路，压降可以忽略不计，适用于配合图腾柱PFC电路200的高频开关状态。

由上面两种工作模式可知，第六续流器件Q6是可以替换成二极管的，这种情况下，由于二极管不可控，第六续流器件Q6不需要连接到控制器。

在一实施例中，第五开关器件Q5设置有反向并联二极管。本实施例中通过附加一个反向并联二极管，可以防止第五开关器件Q5被反向击穿而损坏。当然，第五开关器件Q5也可以没有反向并联二极管，这样也不影响第五开关器件Q5 要实现的功能。

在一实施例中，参照图1，降压开关电路300还包括短接开关KY3，短接开关KY3与降压斩波电路并联。短接开关KY3闭合后可以将降压斩波电路短路，相当于降压斩波电路不起作用，图腾柱PFC电路200的输出直接输入到第一功率模块PM1，由于图腾柱PFC电路200的输出没有经过降压处理，因此短接开关KY3 闭合的情况适用于电机的高频工作状态，即直接输出状态，与降压开关电路300 的滤波输出状态类似。

上述实施例中通过第一开关组KY1的开闭实现星形连接和开绕组连接之间的切换，但是星形连接和开绕组连接对应的最佳工作频率之间还具有一定的断层，此时本实施例引入三角形连接，以适应电机中高频的运行。基于此，可以采用以下绕组切换结构：

参照图1，在一实施例中，还包括第二开关组KY2，第二开关组KY2分别与第一三相引出线组110和第二三相引出线组120连接，第一开关组KY1打开，第二开关组KY2闭合，三相绕组100切换为三角形连接。本实施例中加入第二开关组KY2实现三相绕组100三角形连接的切换；具体来说，在一种实施例方式中，第二开关组KY2包括第三开关、第四开关和第五开关，第三开关分别连接第二引脚M2和第六引脚M6，第四开关分别连接第三引脚M3和第五引脚M5，第五开关分别连接第一引脚M1和第四引脚M4，当第三开关、第四开关和第五开关同时闭合，且第一开关组KY1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，如图5和图6所示。三角形连接相对于星形连接可以让三相绕组100的电机工作于更高的电压，适用于更高的运行频率。由于加入了第二开关KY2，第一开关KY1的开闭也与第二开关KY2所处的开闭状态有关，因此三相绕组100连接方式的切换按如下方式进行：

第一开关组KY1闭合，第二开关组KY2断开，三相绕组100切换至星形连接；

第一开关组KY1断开，第二开关组KY2闭合，三相绕组100切换至三角形连接；

第一开关组KY1断开，第二开关组KY2断开，三相绕组100切换至开绕组连接。

可以理解的是，第二开关组KY2同样是开关，在选型上可以参照第一开关组 KY1的选型，根据电机驱动控制电路的响应需求，选取不同的开关形式，以适应三相绕组100的连接方式的切换需求。

在一实施例中，第二功率模块PM2与降压开关电路300的输出端或者图腾柱 PFC电路200的输出端连接。本实施例的其中一种实施方式是，第二功率模块P M2的供电来自于图腾柱PFC电路200的输出，参照图1，那么第二功率模块PM2 持续获得高电压驱动，不利于电机的中低频运行，因此这种连接方式需要结合上述的第一开关组KY1，或者，第一开关组KY1和第二开关组KY2的组合，从而在中低频运行的时候将第二功率模块PM2短路；本实施例的另一种实施方式是，第二功率模块PM2的供电来自于降压开关电路300的输出，参照图9，那么第一功率模块PM1和第二功率模块PM2均接收相同的电压值，可以使开绕组连接的电机工作于低中高频，如果结合上述第一开关组KY1和第二开关组KY2，那么可以实现仅在电机的高频工作状态下接入第二功率模块PM2，此时降压开关电路300工作于滤波输出状态，第二功率模块PM2仍能得到高电压驱动以适应电机的高频工作状态。

需要说明的是，上述基于开绕组连接切换连接方式的实施例中，第二功率模块PM2专门用于开绕组连接，适于高频工作，而第一功率模块PM1可以适于低中高频工作，因此在选型上，第二功率模块PM2可以选用只针对高电压驱动的器件，获得更高的运行效率，同时也节省了器件成本。

本申请第一方面实施例的电机驱动控制电路中为了实现三相绕组100连接方式的切换，设置了第一开关组KY1和第二开关组KY2。基于这一结构，参照图 1，根据开绕组电机的运行功率参数，控制图腾柱PFC电路200、降压开关电路3 00、第一开关组KY1和第二开关组KY2达到以下至少之一的状态：

开绕组电机的运行功率参数小于第一运行功率参数，控制第一开关组KY1 闭合且第二开关组KY2断开以使三相绕组100切换成星形连接，且控制图腾柱P FC电路200进入二极管整流状态，控制降压开关电路300进入降压输出状态；

开绕组电机的运行功率参数大于第一运行功率参数且小于第二功率运行参数，控制第一开关组KY1闭合且第二开关组KY2断开以使三相绕组100切换成星形连接，且控制图腾柱PFC电路200进入低频开关状态，控制降压开关电路300 进入降压输出状态；

开绕组电机的运行功率参数大于第二运行功率参数且小于第三功率运行参数，控制第一开关组KY1闭合且第二开关组KY2断开以使三相绕组100切换成星形连接，且控制图腾柱PFC电路200进入高频开关状态，控制降压开关电路300 进入滤波输出状态；

开绕组电机的运行功率参数大于第三运行功率参数且小于第四功率运行参数，控制第一开关组KY1断开且第二开关组KY2闭合以使三相绕组100切换成三角形连接，且控制图腾柱PFC电路200进入高频开关状态，控制降压开关电路3 00进入滤波输出状态；

开绕组电机的运行功率参数大于第四功率运行参数，第一开关组KY1断开且第二开关组KY2断开以使三相绕组100切换成开绕组连接，且控制图腾柱PFC 电路200进入高频开关状态，控制降压开关电路300进入滤波输出状态。

第一运行功率参数、第二运行功率参数、第三运行功率参数和第四运行功率参数对应的参数与电机的工况有关，例如该参数可以是电机的电流，也可以是电机的工作频率，还可以是电机的运行功率。可以理解的是，开绕组电机在同一工况下，电机的电流、电机的工作频率和电机的运行功率是正相关的。在一种实施方式中，可以设定第一运行功率参数、第二运行功率参数、第三运行功率参数和第四运行功率参数对应的参数数值依次增大。

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，在开绕组电机的基础上，通过控制第一开关组KY1的切换、图腾PFC电路200工作状态的切换以及降压开关电路300工作状态的切换，可以对应开绕组电机的多种负载实现不同的驱动方式，例如，当开绕组电机工作于低频时，通过闭合第一开关组KY1将三相绕组的连接方式切换成星形连接，同时控制图腾柱PFC电路200工作于二极管整流状态或低频开关状态，控制降压开关电路300工作于降压输出状态，这样就可以避免第二功率模块PM2 的接入损耗，同时第一功率模块PM1也能得到一个较低的供电电压，从而降低第一功率模块PM1中的逆变转换损耗，使得开绕组电机在低频运行的状态下，获得更高的能效比，满足节能需求。

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，因此在空调器的电机为开绕组电机的基础上，通过控制第一开关组KY1的切换、图腾PFC电路200工作状态的切换以及降压开关电路300 工作状态的切换，可以对应开绕组电机的多种负载实现不同的驱动方式，例如，当开绕组电机工作于低频时，通过闭合第一开关组KY1将三相绕组的连接方式切换成星形连接，同时控制图腾柱PFC电路200工作于二极管整流状态或低频开关状态，控制降压开关电路300工作于降压输出状态，这样就可以避免第二功率模块PM2的接入损耗，同时第一功率模块PM1也能得到一个较低的供电电压，从而降低第一功率模块PM1中的逆变转换损耗，使得开绕组电机在低频运行的状态下，获得更高的能效比，满足节能需求。

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开绕组电机，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：

第一功率模块，与所述第一三相引出线组连接；

第二功率模块，与所述第二三相引出线组连接；

第一开关组，连接于所述第二三相引出线组，用于使所述三相绕组在星形连接和开绕组连接之间切换；

图腾柱PFC电路，用于根据所述开绕组电机的负载达到以下至少之一的状态：

二极管整流状态、低频开关状态以及高频开关状态；

降压开关电路，用于根据所述开绕组电机的负载进入不同的电压输出状态，所述图腾柱PFC电路、所述降压开关电路和所述三相绕组依次连接。

2.根据权利要求1所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述图腾柱PFC电路还包括第一电感、第一电容和桥式电路，交流输入端、所述第一电感、所述桥式电路和所述第一电容依次连接。

3.根据权利要求2所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述桥式电路包括第一桥臂单元和第二桥臂单元，所述第一桥臂单元包括同向串联的第一整流部件和第二整流部件，所述第二桥臂单元包括同向串联的第三整流部件和第四整流部件，所述第一电容连接所述桥式电路的输出端且与所述第一桥臂单元并联。

4.根据权利要求3所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一整流部件、所述第二整流部件、所述第三整流部件和所述第四整流部件为半导体开关器件，所述第一整流部件、所述第二整流部件、所述第三整流部件和所述第四整流部件均设置有反向并联二极管。

5.根据权利要求3所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第一整流部件和所述第二整流部件为半导体开关器件，所述第三整流部件和所述第四整流部件为二极管，所述第一整流部件和所述第二整流部件设置有反向并联二极管。

6.根据权利要求1所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述降压开关电路包括降压斩波电路，所述降压斩波电路包括第五开关器件、第六续流器件、第二电感和第二电容，所述PFC电路的输出端、所述第五开关器件、所述第六续流器件和参考地依次连接，所述第五开关器件和所述第六续流器件之间的连接点、所述第二电感和所述第二电容和参考地依次连接，所述第二电感和所述第二电容之间的连接点连接所述第一功率模块。

7.根据权利要求6所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第五开关器件设置有反向并联二极管。

8.根据权利要求6所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述降压开关电路还包括短接开关，所述短接开关与所述降压斩波电路并联。

9.根据权利要求1至8任一项所述的电机驱动控制电路，其特征在于，还包括第二开关组，所述第二开关组分别与所述第一三相引出线组和所述第二三相引出线组连接，所述第一开关组打开，所述第二开关组闭合，所述三相绕组切换为三角形连接。

10.根据权利要求1所述的电机驱动控制电路，其特征在于，所述第二功率模块与所述降压开关电路的输出端或者所述图腾柱PFC电路的输出端连接。

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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