CN213817625U - 驱动控制电路、线路板及空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种驱动控制电路、线路板及空调器,其中,驱动控制电路通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,第二功率模块连接有储能模块,并且储能模块分别与所述第二输入端和所述电源连接端连接,因此,从电源输入端输入的电流既可以向开绕组电机供电,也可以直接为储能模块充电,从而降低控制损耗,并且,可以通过控制第一功率模块和第二功率模块来控制驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调技术领域,特别是涉及一种驱动控制电路、线路板及空调器。
背景技术
空调器是人们日常生活中常用的家用电器,压缩机是空调器的一个重要组成器件,压缩机的能耗在空调器总能耗中占有很大的比例。因此,提高压缩机的效率,对于空调器的整体能效提升有显著的效果。压缩机的驱动电机一般为永磁同步电机,由于电源的电压一般是固定的,受限于直流母线电压,压缩机在高负载状态下容易出现电压饱和而提前进入弱磁控制,使得电机的运行效率下降。
实用新型内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
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,能够提升电机的运行效率。
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,所述驱动控制电路包括:
第一功率模块,包括第一输入端和第一输出端,所述第一输出端与所述第一三相出线组连接;
第二功率模块,包括第二输入端和第二输出端,所述第二输出端与所述第二三相出线组连接;
电源连接端,用于连接电源,所述电源连接端连接所述第一输入端;
储能模块,分别与所述第二输入端和所述电源连接端连接;
控制器,分别与所述第一功率模块和所述第二功率模块连接。
本实用新型实施例提供的驱动控制电路至少具有以下有益效果:通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,第二功率模块连接有储能模块,并且储能模块分别与所述第二输入端和所述电源连接端连接,因此,从电源输入端输入的电流既可以向开绕组电机供电,也可以直接为储能模块充电,从而降低控制损耗,并且,可以通过控制第一功率模块和第二功率模块来控制驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
在本实用新型的一些实施例中,所述驱动控制电路还包括:
开关模块,用于控制所述第一输入端和所述第二输入端中的至少一个与所述电源连接端之间的通断,所述开关模块与所述控制器连接。
在上述技术方案中,通过设置开关模块,可以控制所述第一输入端和所述第二输入端中的至少一个与所述电源连接端之间的通断,在储能模块向开绕组电机供电的情况下,开绕组电机可以与电源隔离独立运行,有利于降低开绕组电机的控制损耗。
在本实用新型的一些实施例中,所述开关模块包括第一开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述第一输入端与所述公共端。
在上述技术方案中,开关模块包括第一开关,第一开关设置在第一输入端与公共端之间,可以根据储能模块的电量情况控制第一开关的闭合或者断开,使得储能模块可以独立向开绕组电机进行供电,或者可以与电源一起同时向开绕组电机进行供电。
在本实用新型的一些实施例中,所述开关模块包括第一开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述储能模块以及所述公共端。
在上述技术方案中,开关模块包括第一开关,第一开关设置在储能模块与公共端之间,可以根据储能模块的电量情况控制第一开关的闭合或者断开,使得储能模块可以独立向开绕组电机进行供电,或者可以与电源一起同时向开绕组电机进行供电,或者电源可以向储能模块充电。
在本实用新型的一些实施例中,所述开关模块包括第一开关,所述第一开关连接于所述第二输入端与所述储能模块之间。
在上述技术方案中,开关模块包括第一开关,第一开关设置在储能模块与第二输入端之间,可以根据储能模块的电量情况控制第一开关的闭合或者断开,使得储能模块可以独立向开绕组电机进行供电,或者可以与电源一起同时向开绕组电机进行供电。
在本实用新型的一些实施例中,所述开关模块包括第一开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述电源连接端以及所述公共端。
在上述技术方案中,开关模块包括第一开关,第一开关设置在电源连接端与公共端之间,可以根据储能模块的电量情况控制开关模块的闭合或者断开,使得储能模块可以独立向开绕组电机进行供电,或者可以与电源一起同时向开绕组电机进行供电,或者电源可以向储能模块充电。并且,开关模块断开后可以使得开绕组电机与电源连接端完全隔离,有利于降低控制损耗。
在本实用新型的一些实施例中,所述开关模块包括第一开关和第二开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述第一输入端与所述公共端,所述第二开关分别连接所述储能模块以及所述公共端。
在上述技术方案中,开关模块包括第一开关和第二开关,所述第一开关分别连接第一输入端与公共端,所述第二开关连接储能模块以及公共端,可以根据储能模块的电量情况控制开关模块的闭合或者断开,使得储能模块可以独立向开绕组电机进行供电,或者可以与电源一起同时向开绕组电机进行供电,或者电源可以向储能模块充电。并且,开关模块断开后可以使得开绕组电机与电源连接端完全隔离,有利于降低控制损耗。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一开关包括第一开关器件,所述电源连接端包括正母线连接端和负母线连接端,所述第一输入端包括正母线输入端和负母线输入端,所述第一开关器件连接于所述正母线连接端与所述正母线输入端之间,所述负母线连接端连接所述负母线输入端;
或者,
所述第一开关包括第一开关器件和第二开关器件,所述电源连接端包括正母线连接端和负母线连接端,所述第一输入端包括正母线输入端和负母线输入端,所述第一开关器件连接于所述正母线连接端与所述正母线输入端之间,所述第二开关器件连接于所述负母线连接端与所述负母线输入端之间。
在上述技术方案中,开关模块可以为单刀单掷开关或者双刀双掷开关,具有结构简单,成本低的优点。
在本实用新型的一些实施例中,所述储能模块包括第一电容、第二电容、桥臂、电感和电池,所述桥臂包括两个相互串联的开关管,所述第一电容与所述桥臂相并联,所述第二电容与所述电池均并联于所述桥臂下半桥的所述开关管上,所述电感的一端连接于两个所述开关管之间,所述电感的另一端连接所述电池的正母线,所述第一电容分别连接所述第二输入端和所述电源输入端。
在上述技术方案中,有利于提升储能模块的储能量,提升储能模块的稳定性。
在本实用新型的一些实施例中,所述驱动控制电路还包括:
电容器件,所述电容器件并联于所述电源连接端与所述第一功率模块之间。
在上述技术方案中,通过设置电容器件,既可以储存电源的电能,又可以对电源连接端的信号进行滤波,使得开绕组电机的运行更加稳定。
第二方面,本实用新型实施例还提供了一种线路板,包括第一方面所述的驱动控制电路,因此,上述线路板通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,第二功率模块连接有储能模块,并且储能模块分别与所述第二输入端和所述电源连接端连接,因此,从电源输入端输入的电流既可以向开绕组电机供电,也可以直接为储能模块充电,从而降低控制损耗,并且,可以通过控制第一功率模块和第二功率模块来控制驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
第三方面,本实用新型实施例还提供了一种空调器,包括第三方面所述的线路板,因此,上述空调器通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,并且第二功率模块连接有储能模块,利用控制器根据储能模块的电量向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案,并不构成对本实用新型技术方案的限制。
图1是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的结构示意图(无开关模块、共直流母线);
图2是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(无开关模块、共交流母线);
图3是本实用新型实施例提供的第一功率模块/第二功率模块的结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的储能模块的一种结构示意图(电池);
图5是本实用新型实施例提供的储能模块的另一种结构示意图(电容);
图6是本实用新型实施例提供的储能模块的另一种结构示意图(电池+电容);
图7是本实用新型实施例提供的储能模块的另一种结构示意图(电容+桥臂+电感+电池);
图8是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作状态的切换示意图;
图9是本实用新型实施例提供的储能模块充电时的电流流向示意图;
图10是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(第一输入端与公共端之间设置有开关模块、共直流母线);
图11是本实用新型实施例提供的开关模块的结构示意图(单刀单掷);
图12是本实用新型实施例提供的开关模块的结构示意图(单刀单掷另一种连接方式);
图13是本实用新型实施例提供的开关模块的结构示意图(双刀双掷);
图14是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(第一输入端与公共端之间设置有开关模块、共交流母线);
图15是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(储能模块与公共端之间设置有开关模块、共直流母线);
图16是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(储能模块与公共端之间设置有开关模块、共交流母线);
图17是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(储能模块与第二输入端之间设置有开关模块、共直流母线);
图18是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(储能模块与第二输入端之间设置有开关模块、共交流母线);
图19是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(电源连接端与公共端之间设置有开关模块、共交流母线);
图20是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(电源连接端与公共端之间设置有开关模块、共直流母线);
图21是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(公共端与第一输入端、公共端与储能模块之间对应设置有第一开关和第二开关、共直流母线);
图22是本实用新型实施例提供的驱动控制电路的另一种结构示意图(公共端与第一输入端、公共端与储能模块之间对应设置有第一开关和第二开关、共交流母线)。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
应了解,在本实用新型实施例的描述中,多个(或多项)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”等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。
空调器是人们日常生活中常用的家用电器,压缩机是空调器的一个重要组成器件,压缩机的能耗在空调器总能耗中占有很大的比例。因此,提高压缩机的效率,对于空调器的整体能效提升有显著的效果。压缩机的驱动电机一般为永磁同步电机,为了提高电机的效率,需要尽可能大地提高电机的反电势系数,但受限于直流母线电压,提高反电动势系数会使得压缩机在高负载状态下出现电压饱和,使得电机会提前进入弱磁控制,使得电机的运行效率下降。
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,能够提升电机的运行效率。
参照图1,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,每相绕组的一端组成第一三相出线组1100,每相绕组的另一端组成第二三相出线组1200,驱动控制电路包括第一功率模块、第二功率模块、电源连接端1700、储能模块,第一功率模块包括第一输入端1300和第一输出端1400,第一输出端1400与第一三相出线组1100连接,第二功率模块包括第二输入端1600和第二输出端1500,第二输出端1500与第二三相出线组1200连接,电源连接端1700用于连接电源,电源连接端1700连接第一输入端1300,储能模块分别与第二输入端1600和电源连接端1700连接。
可以理解,电源连接端1700连接电源,第一输入端1300和第二输入端1600均设置有正母线输入端和接地端,第一输出端1400和第二输出端1500均为三相输出端,电源的正母线和负母线对应连接第一输入端1300的正母线输入端和接地端,储能模块的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,第一输出端1400的三相输出端对应连接开绕组电机的第一三相出线组1100,第二输出端1500的三相输出端对应连接开绕组电机的第二三相出线组1200。
可以理解,参照图1,电源可以为交流电源+交流直流转换器,交流直流变换器的两个输出端对应连接电源连接端1700,其中,交流电源的正母线和负母线对应连接交流直流变换器的两个输入端,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共直流母线的连接,有利于提升电路的安全性。另外,参照图2,交流直流变换器的数量也可以为两个,电源输入端设置于交流电源和交流直流转换器之间,电源连接端1700通过其中一个交流直流变换器连接第一输入端1300,电源连接端1700通过另一个交流直流变换器连接储能模块,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共交流母线的连接,可以满足较高的电压需求。
当然,电源也可以采用单独的交流电源或者单独的直流电源的方式,本实用新型实施例并不做出限定。
可以理解,本实用新型实施例还可以设置有控制器,控制器分别连接第一功率模块和第二功率模块,用于控制第一功率模块和第二功率模块动作。
可以理解,驱动控制电路还可以包括电容器件C,电容器件C并联于电源连接端1700与第一功率模块之间,通过设置电容器件C,既可以储存电源的电能,又可以对电源连接端1700的信号进行滤波,使得开绕组电机的运行更加稳定。
参照图3,第一功率模块和第二功率模块均包括三个相互并联的桥臂,每个桥臂包括相互串联的两个开关管,其中,开关管可以为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者IGBT((InsulatedGate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管)。
参照图4至图7,储能模块可以为电池、电容、电池+电容、电容+桥臂+电感+电池中的任意一种。其中,若储能模块为电池,则电池的正母线和地线对应连接的正母线输入端和接地端,同时电池的正母线和地线分别连接电源输入端;若储能模块为电容,则电容的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,同时电容的正母线和地线分别连接电源输入端;若储能模块为电池+电容,电池与电容相互并联,电池与电容的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,同时电池与电容的正母线和地线分别连接电源输入端;若储能模块为电容+桥臂+电感+电池,电容包括第一电容C1和第二电容C2,桥臂包括两个相互串联的开关管,第一电容C1与桥臂相并联,第二电容C2与电池均并联于桥臂下半桥的开关管上,电感的一端连接于两个开关管之间,电感的另一端连接电池的正母线,第一电容C1的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,同时第一电容C1的正母线和地线分别连接电源输入端,储能模块的桥臂的两个开关管分别连接控制器。
可以理解,第一功率模块或者第二功率模块具有以下三种工作状态:
OFF态:上半桥和下半桥的开关管均处于断开状态;
正常调制状态:向六个开关管分别发送PWM脉冲信号,各个开关管的驱动波形由控制器计算得到的占空比经调制得到,或者控制器也可以通过计算得到的开关状态直接控制开关管;
半桥调制状态:导通第一功率模块(或者第二功率模块)的上半桥的开关管或者导通第一功率模块(或者第二功率模块)的下半桥的开关管,其中,具体可以有两种方式,第一种方式是控制器根据三相电流流向决定六个开关管的开关(开关的频率与电流基频属同一个级别),调整开关管的开关状态使开绕组电机N点(三相电流在对应功率模块侧的交汇点)交替出现在第一功率模块或者第二功率模块的正母线和负母线,其中,要使开绕组电机N点交替出现在第一功率模块或者第二功率模块的正母线,需至少开通具有从第一功率模块或者第二功率模块流向开绕组电机的电流的对应相的上半桥;要使开绕组电机N点交替出现在第一功率模块或者第二功率模块的负母线,需至少开通具有从第一功率模块或者第二功率模块流向开绕组电机的电流的对应相的下半桥。第二种方式是导通上半桥的所有三个开关管或者导通下半桥的所有三个开关管。在此状态下,开绕组电机的第一三相出线组1100相连,或者第二三相出线组1200相连,使得开绕组电机处于星形连接。
若选取上述的第一种方式,当第一功率模块和第二功率模块的开关管采用MOSFET时,六个开关管的开关方式为:以一定的频率交替使用导通上半桥的开关管和导通下半桥的开关管的方式,这种开关方式有利于减小导通损耗,使得上半桥和下半桥的开关管发热平衡,提高工作可靠性,延长开关管的使用寿命;当第一功率模块和第二功率模块的开关管采用IGBT时,若IGBT开通时的正向导通压降小于其反向通流的导通压降,可以导通流向开绕组电机的电流的对应相的上半桥,并导通向开绕组电机的电流的对应相的下半桥;若IGBT开通时的正向导通压降与其反向通流的导通压降近似相等时,不需开通多余开关,例如要使开绕组电机N点交替出现在第一功率模块或者第二功率模块的正母线,需至少开通具有从第一功率模块或者第二功率模块流向开绕组电机的电流的对应相的上半桥;要使开绕组电机N点交替出现在第一功率模块或者第二功率模块的负母线,需至少开通具有从第一功率模块或者第二功率模块流向开绕组电机的电流的对应相的下半桥。
可以理解,基于图1所示的拓扑结构,储能模块具有三种工作状态,包括双端供电状态、储能模块独立供电状态和电源独立供电状态,其中:
电源独立供电状态下仅由电源向开绕组电机供电,相对应地,在此状态下,控制器向第一功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第二功率模块的上半桥的开关管或者导通第二功率模块的下半桥的开关管,即第一功率模块处于正常调制状态,第二功率模块处于半桥调制状态。
在双端供电状态电源和储能模块同时向开绕组电机供电,相对应地,在此状态下,控制器分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,即第一功率模块和第二功率模块均处于正常调制状态。
储能模块独立供电状态下仅由储能模块向开绕组电机供电,相对应地,在此状态下,控制器向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,即第一功率模块处于半桥调制状态,第二功率模块处于正常调制状态。
可以理解,储能模块可以在上述三种状态之间切换,参照图8,具体地:
驱动控制电路由电源独立供电状态切换至双端供电状态之间具有过渡态一,t1时刻第二功率模块由半桥调制状态切换至正常调制状态,t2时刻第二功率模块状态切换完成;当驱动控制电路由双端供电状态切换至电源独立供电状态,第二功率模块的切换动作相反,过渡原理类似,在此不再赘述。
驱动控制电路由双端供电状态切换至储能模块独立供电状态之间具有过渡态二,t3时刻第一功率模块由正常调制状态切换至半桥调制状态,t2时刻第一功率模块状态切换完成;当驱动控制电路由储能模块独立供电状态切换至双端供电状态,第一功率模块的切换动作相反,过渡原理类似,在此不再赘述。
驱动控制电路由储能模块独立供电状态切换至电源独立供电状态之间具有过渡态三,t5时刻第二功率模块由正常调制状态切换至半桥调制状态,t6时刻第二功率模块状态切换完成;当驱动控制电路由储能模块独立供电状态切换至双端供电状态,第一功率模块的切换动作相反,过渡原理类似,在此不再赘述。
其中,在储能模块工作状态切换的过程中加入过渡态,使得驱动控制电路的工作状态切换更加平稳,提高驱动控制电路工作的稳定性。下面以实际例子说明本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作状态切换场景:
场景一:当驱动控制电路处于电源独立供电状态时电源掉电,此时储能模块可以由电源独立供电状态切换到储能模块独立供电状态;
场景二:当驱动控制电路处于电源独立供电状态时电源掉电,此时储能模块可以由电源独立供电状态切换到双端供电状态,当电容器件C的电压下降到预设值时,驱动控制电路由双端供电状态切换到储能模块独立供电状态;
场景三:当驱动控制电路处于双端供电状态时电源掉电,储能模块可以由双端供电状态切换到储能模块独立供电状态。
场景四:当驱动控制电路处于储能模块独立供电状态时电压下降到预设值,储能模块可以由储能模块独立供电状态切换到双端供电状态。
可以理解,上述场景仅为示意性的说明,本实用新型实施例不穷举各个切换场景一一说明。
可以理解,还可以根据开绕组电机的负载量参数控制双端供电状态、储能模块独立供电状态和电源独立供电状态的时间占比。通过根据开绕组电机的负载量参数控制双端供电状态、储能模块独立供电状态和电源独立供电状态的时间占比,可以防止电源出现掉电的现象,提高开绕组电机运行的可靠性。其中,负载量参数可以是开绕组电机的需求转速、空调器的需求功率、空调器的需求频率等等。
以负载量参数为开绕组电机的需求转速为例进行说明,当开绕组电机的需求转速较高时,可以提高驱动控制电路处于双端供电状态的时间占比,相应缩短驱动控制电路处于储能模块独立供电状态和电源独立供电状态的时间占比;当开绕组电机的需求转速较低时,若储能模块的电量充足,则可以提高驱动控制电路处于储能模块独立供电状态的时间占比,相应缩短驱动控制电路处于双端供电状态和电源独立供电状态的时间占比。可以理解,上述双端供电状态、储能模块独立供电状态和电源独立供电状态的时间占比是基于开绕组电机保持一定能耗的基础上进行控制的。
可以理解,还可以以电价作为储能装置三个工作状态的时间占比的调节基准,若以电价作为时间占比的调节基准,则可以在电价较高的情况下,提高驱动控制电路处于储能模块独立供电状态的时间占比,相应缩短驱动控制电路处于双端供电状态和电源独立供电状态的时间占比;在电价较低的情况下,可以提高驱动控制电路处于双端供电状态的时间占比,相应缩短驱动控制电路处于储能模块独立供电状态和电源独立供电状态的时间占比。
可以理解,本实用新型实施例提供的驱动控制电路,电源除了直接向储能模块充电以外,还可以开绕组电机向储能模块充电,在开绕组电机停止、运行、制动,均可以对储能模块进行充电,具体地:
当开绕组电机停止提供转矩(例如停止转动),选取正电流相和负电流相,控制器可以根据电容器件C两端的电压、储能模块正负母线间的电压、三相电流中的至少一个计算第一功率模块和第二功率模块的开关管的开关状态,进而控制第一功率模块和第二功率模块的工作状态,使得驱动控制电路处于充电状态或者是放电状态。当选取正电流相为X相、负电流相为Y相时,第一功率模块的X相上半桥的开关管做开关动作,第一功率模块的Y相下半桥的开关器件断开,第一功率模块的其他桥臂关断,第二功率模块的X相上半桥的二极管方向通流,第二功率模块的Y相下半桥的二极管方向通流,第二功率模块的其他桥臂关断;当储能模块需要充电时,根据预设的储能模块的充电电流,通过控制器运算得到X相上半桥的开关管的占空比或者电流上下限等值确定X相上半桥的开关管的控制信号;其中,X相可以取UVW任意一相,Y相可以为UVW中除去X相后的另两相中的任意一相。参照图9,举例来说,当选取正电流相为U相、负电流相为W相时,第一功率模块的U相上半桥的开关管做开关动作,第一功率模块的W相下半桥的开关管断开,第一功率模块的其他桥臂关断,第二功率模块的U相上半桥通流,第二功率模块的W相的下半桥通流,第二功率模块的其他桥臂关断。
当开绕组电机运转的同时,控制器可以根据负载量参数、电容器件C两端的电压、储能模块正负母线间的电压、三相电流以及所需的平均充电电流中的至少一个计算第一功率模块和第二功率模块的开关管的开关状态,进而控制第一功率模块和第二功率模块的工作状态,使得驱动控制电路处于充电状态或者是放电状态。
当开绕组电机制动的同时,控制器可以根据负载量参数、电容器件C两端的电压、储能模块正负母线间的电压、三相电流以及所需的平均充电电流中的至少一个计算第一功率模块和第二功率模块的开关管的开关状态,进而控制第一功率模块和第二功率模块的工作状态,使得驱动控制电路处于充电状态或者是放电状态。
下面详细描述图1所示的本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作原理。
通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,第二功率模块连接有储能模块,并且储能模块分别与第二输入端1600和电源连接端1700连接,因此,从电源输入端输入的电流既可以向开绕组电机供电,也可以直接为储能模块充电,从而降低控制损耗,并且,可以通过控制第一功率模块和第二功率模块来控制驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
可以理解,可以利用控制器根据储能模块的电量向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态。其中,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,表明储能模块电量充足,此时可以向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,储能模块单独向开绕组电机供电;或者,也可以分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,储能模块和电源一起向开绕组电机供电。
其中,储能模块的电量可以通过储能模块的电压、电流等参数得到,或者直接将储能模块的电压作为电量,相应地,电量阈值可以为电压阈值。
而当储能模块的电量小于或者等于预设的电量阈值,表明储能模块电量不足,此时可以向第一功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第二功率模块的上半桥的开关管或者导通第二功率模块的下半桥的开关管,仅由电源向开绕组电机供电,此时由于储能模块与电源直接连接,电源也可以向储能模块进行充电。
可以理解,也可以从用电成本的角度出发,当电价小于或者等于预设的电价阈值时,分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,驱动控制电路处于双端供电状态,开绕组电机运行在开绕组连接;当电价大于该预设的电价阈值时,此时可以根据储能模块的电量情况控制驱动控制电路的工作状态,当储能模块电量充足时,向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,此时即驱动控制电路处于储能模块独立供电状态,利用储能模块向开绕组电机供电,开绕组电机运行在星形连接,以降低电源侧的能耗。
参照图10,本实用新型实施例还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,每相绕组的一端组成第一三相出线组1100,每相绕组的另一端组成第二三相出线组1200,驱动控制电路包括第一功率模块、第二功率模块、电源连接端1700、开关模块、储能模块和控制器,第一功率模块包括第一输入端1300和第一输出端1400,第一输出端1400与第一三相出线组1100连接,第二功率模块包括第二输入端1600和第二输出端1500,第二输出端1500与第二三相出线组1200连接,电源连接端1700用于连接电源,电源连接端1700连接第一输入端1300,储能模块分别与第二输入端1600和电源连接端1700连接,开关模块与控制器连接。
其中,开关模块包括第一开关,储能模块和第一输入端1300通过公共端1800连接电源连接端1700,第一开关分别连接第一输入端1300与公共端1800。
可以理解,参照图11,第一开关包括第一开关器件K1,电源连接端1700包括正母线连接端和负母线连接端,第一输入端1300包括正母线输入端和负母线输入端,第一开关器件K1连接于正母线连接端与正母线输入端之间,负母线连接端连接负母线输入端,可以理解,参照图12,也可以是第一开关器件K1连接于负母线连接端和负母线输入端,正母线连接端连接正母线输入端。
或者,参照图13,第一开关包括第一开关器件K1和第二开关器件K2,电源连接端1700包括正母线连接端和负母线连接端,第一输入端1300包括正母线输入端和负母线输入端,第一开关器件K1连接于正母线连接端与正母线输入端之间,第二开关器件K2连接于负母线连接端与负母线输入端之间。
可见,开关模块可以为单刀单掷开关或者双刀双掷开关,具有结构简单,成本低的优点。
可以理解,电源连接端1700连接电源,第一输入端1300和第二输入端1600均设置有正母线输入端和接地端,第一输出端1400和第二输出端1500均为三相输出端,电源的正母线和负母线对应连接第一输入端1300的正母线输入端和接地端,储能模块的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,第一输出端1400的三相输出端对应连接开绕组电机的第一三相出线组1100,第二输出端1500的三相输出端对应连接开绕组电机的第二三相出线组1200。
类似地,参照图10,电源可以为交流电源+交流直流转换器,交流直流变换器的两个输出端对应连接电源连接端1700,其中,交流电源的正母线和负母线对应连接交流直流变换器的两个输入端,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共直流母线的连接,有利于提升电路的安全性。另外,参照图14,交流直流变换器的数量也可以为两个,电源输入端设置于交流电源和交流直流转换器之间,相应地储能装置和第一输入端1300的公共端1800也设置于交流电源和交流直流转换器之间,电源连接端1700通过其中一个交流直流变换器连接第一输入端1300,电源连接端1700通过另一个交流直流变换器连接储能模块,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共交流母线的连接,可以满足较高的电压需求。
类似地,第一功率模块和第二功率模块均包括三个相互并联的桥臂,每个桥臂包括相互串联的两个开关管,其中,开关管可以为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者IGBT((InsulatedGate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管)。
类似地,驱动控制电路还可以包括电容器件C,电容器件C并联于电源连接端1700与第一功率模块之间,通过设置电容器件C,既可以储存电源的电能,又可以对电源连接端1700的信号进行滤波,使得开绕组电机的运行更加稳定。
类似地,储能模块可以为电池、电容、电池+电容、电容+桥臂+电感+电池中的任意一种。
可以理解,基于图10或者图14所示的电源结构,第一开关为直流开关。
下面详细描述图10所示的本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作原理。
类似地,基于图10所示的电路拓扑,控制器也可以根据储能模块的电量向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,具体地,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,根据开绕组电机的负载量参数控制第一开关的通断,向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态。其中,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,表明储能模块电量充足,此时可以根据开绕组电机的负载量参数控制第一开关的通断,向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,从而可以根据开绕组电机的负载量参数选取是由储能模块和电源一起向开绕组电机供电还是由储能模块单独供电。
具体地,负载量参数可以为开绕组电机的需求转速,当开绕组电机的需求转速小于或者等于预设的转速阈值,表明负载需求较低,此时可以断开第一开关,向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,此时由储能模块单独向开绕组电机供电,开绕组电机工作在星形连接;当开绕组电机的需求转速大于预设的转速阈值,表明负载需求较高,此时可以闭合第一开关,向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,此时由储能模块和电源一起向开绕组电机供电,开绕组电机工作在开绕组连接。
而当储能模块的电量小于或者等于电量阈值,表明储能模块电量不足,此时可以闭合第一开关,向第一功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第二功率模块的上半桥的开关管或者导通第二功率模块的下半桥的开关管,由电源单独向开绕组电机供电,并且电源同时为储能模块充电,开绕组电机工作在星形连接。
可以理解,在图10所示的电路拓扑的基础上,也可以从用电成本的角度出发,当电价小于或者等于预设的电价阈值时,闭合第一开关,分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,驱动控制电路处于双端供电状态,开绕组电机运行在开绕组连接;当电价大于该预设的电价阈值时,此时可以根据储能模块的电量情况控制驱动控制电路的工作状态,当储能模块电量充足时,断开第一开关,此时即驱动控制电路处于储能模块独立供电状态,利用储能模块向开绕组电机供电,开绕组电机运行在星形连接,以降低电源侧的能耗。
需要补充说明的是,图14的电路拓扑的工作原理与图10的类似,在此不再赘述。
参照图15,本实用新型实施例还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,每相绕组的一端组成第一三相出线组1100,每相绕组的另一端组成第二三相出线组1200,驱动控制电路包括第一功率模块、第二功率模块、电源连接端1700、开关模块、储能模块和控制器,第一功率模块包括第一输入端1300和第一输出端1400,第一输出端1400与第一三相出线组1100连接,第二功率模块包括第二输入端1600和第二输出端1500,第二输出端1500与第二三相出线组1200连接,电源连接端1700用于连接电源,电源连接端1700连接第一输入端1300,储能模块分别与第二输入端1600和电源连接端1700连接,开关模块与控制器连接。
其中,开关模块包括第一开关,储能模块和第一输入端1300通过公共端1800连接电源连接端1700,第一开关分别连接储能模块与公共端1800。
第一开关的具体结构在上面已经进行说明,在此不再赘述。
可以理解,电源连接端1700连接电源,第一输入端1300和第二输入端1600均设置有正母线输入端和接地端,第一输出端1400和第二输出端1500均为三相输出端,电源的正母线和负母线对应连接第一输入端1300的正母线输入端和接地端,储能模块的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,第一输出端1400的三相输出端对应连接开绕组电机的第一三相出线组1100,第二输出端1500的三相输出端对应连接开绕组电机的第二三相出线组1200。
类似地,参照图15,电源可以为交流电源+交流直流转换器,交流直流变换器的两个输出端对应连接电源连接端1700,其中,交流电源的正母线和负母线对应连接交流直流变换器的两个输入端,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共直流母线的连接,有利于提升电路的安全性。另外,参照图16,交流直流变换器的数量也可以为两个,电源输入端设置于交流电源和交流直流转换器之间,相应地储能装置和第一输入端1300的公共端1800也设置于交流电源和交流直流转换器之间,电源连接端1700通过其中一个交流直流变换器连接第一输入端1300,电源连接端1700通过另一个交流直流变换器连接储能模块,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共交流母线的连接,可以满足较高的电压需求。
类似地,第一功率模块和第二功率模块均包括三个相互并联的桥臂,每个桥臂包括相互串联的两个开关管,其中,开关管可以为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者IGBT((InsulatedGate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管)。
类似地,驱动控制电路还可以包括电容器件C,电容器件C并联于电源连接端1700与第一功率模块之间,通过设置电容器件C,既可以储存电源的电能,又可以对电源连接端1700的信号进行滤波,使得开绕组电机的运行更加稳定。
类似地,储能模块可以为电池、电容、电池+电容、电容+桥臂+电感+电池中的任意一种。
可以理解,基于图15所示的电源结构,第一开关为直流开关。基于图16所示的电源结构,第一开关为交流开关。
下面详细描述图15所示的本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作原理。
类似地,基于图15所示的电路拓扑,控制器也可以根据储能模块的电量向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,具体地,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,断开第一开关,根据开绕组电机的负载量参数向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态。其中,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,表明储能模块电量充足,此时可以断开第一开关,电源无须对储能模块进行充电,然后再根据开绕组电机的负载量参数向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,从而可以根据开绕组电机的负载量参数选取是由储能模块和电源一起向开绕组电机供电还是由储能模块单独供电。
具体地,负载量参数可以为开绕组电机的需求转速,当开绕组电机的需求转速小于或者等于预设的转速阈值,表明负载需求较低,此时可以向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,此时由储能模块单独向开绕组电机供电,开绕组电机工作在星形连接;当开绕组电机的需求转速大于预设的转速阈值,表明负载需求较高,此时可以向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,此时由储能模块和电源一起向开绕组电机供电,开绕组电机工作在开绕组连接。
而当储能模块的电量小于或者等于电量阈值,表明储能模块电量不足,此时可以闭合第一开关,向第一功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第二功率模块的上半桥的开关管或者导通第二功率模块的下半桥的开关管,由电源单独向开绕组电机供电,并且电源同时为储能模块充电,开绕组电机工作在星形连接。
可以理解,在图15所示的电路拓扑的基础上,也可以从用电成本的角度出发,当电价小于或者等于预设的电价阈值时,闭合第一开关,分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,驱动控制电路处于双端供电状态,开绕组电机运行在开绕组连接;当电价大于该预设的电价阈值时,此时可以根据储能模块的电量情况控制驱动控制电路的工作状态,当储能模块电量充足时,断开第一开关,此时即驱动控制电路处于储能模块独立供电状态,利用储能模块向开绕组电机供电,开绕组电机运行在星形连接,以降低电源侧的能耗。
需要补充说明的是,图16的电路拓扑的工作原理与图15的类似,在此不再赘述。
参照图17,本实用新型实施例还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,每相绕组的一端组成第一三相出线组1100,每相绕组的另一端组成第二三相出线组1200,驱动控制电路包括第一功率模块、第二功率模块、电源连接端1700、开关模块、储能模块和控制器,第一功率模块包括第一输入端1300和第一输出端1400,第一输出端1400与第一三相出线组1100连接,第二功率模块包括第二输入端1600和第二输出端1500,第二输出端1500与第二三相出线组1200连接,电源连接端1700用于连接电源,电源连接端1700连接第一输入端1300,储能模块分别与第二输入端1600和电源连接端1700连接,开关模块与控制器连接。
其中,开关模块包括第一开关,第一开关连接于第二输入端1600与储能模块之间。第一开关的具体结构在上面已经进行说明,在此不再赘述。
可以理解,电源连接端1700连接电源,第一输入端1300和第二输入端1600均设置有正母线输入端和接地端,第一输出端1400和第二输出端1500均为三相输出端,电源的正母线和负母线对应连接第一输入端1300的正母线输入端和接地端,储能模块的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,第一输出端1400的三相输出端对应连接开绕组电机的第一三相出线组1100,第二输出端1500的三相输出端对应连接开绕组电机的第二三相出线组1200。
类似地,参照图17,电源可以为交流电源+交流直流转换器,交流直流变换器的两个输出端对应连接电源连接端1700,其中,交流电源的正母线和负母线对应连接交流直流变换器的两个输入端,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共直流母线的连接,有利于提升电路的安全性。另外,参照图18,交流直流变换器的数量也可以为两个,电源输入端设置于交流电源和交流直流转换器之间,相应地储能装置和第一输入端1300的公共端1800也设置于交流电源和交流直流转换器之间,电源连接端1700通过其中一个交流直流变换器连接第一输入端1300,电源连接端1700通过另一个交流直流变换器连接储能模块,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共交流母线的连接,可以满足较高的电压需求。
类似地,第一功率模块和第二功率模块均包括三个相互并联的桥臂,每个桥臂包括相互串联的两个开关管,其中,开关管可以为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者IGBT((InsulatedGate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管)。
类似地,驱动控制电路还可以包括电容器件C,电容器件C并联于电源连接端1700与第一功率模块之间,通过设置电容器件C,既可以储存电源的电能,又可以对电源连接端1700的信号进行滤波,使得开绕组电机的运行更加稳定。
类似地,储能模块可以为电池、电容、电池+电容、电容+桥臂+电感+电池中的任意一种。
可以理解,基于图17或者图18所示的电源结构,第一开关为直流开关。
下面详细描述图17所示的本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作原理。
类似地,基于图17所示的电路拓扑,控制器也可以根据储能模块的电量向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,具体地,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,闭合第一开关,根据开绕组电机的负载量参数向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态。其中,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,表明储能模块电量充足,此时可以闭合第一开关,然后再根据开绕组电机的负载量参数向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,从而可以根据开绕组电机的负载量参数选取是由储能模块和电源一起向开绕组电机供电还是由储能模块单独供电。
具体地,当开绕组电机的需求转速小于或者等于预设的转速阈值,表明负载需求较低,此时可以向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,此时由储能模块单独向开绕组电机供电,开绕组电机工作在星形连接;当开绕组电机的需求转速大于预设的转速阈值,表明负载需求较高,此时可以向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,此时由储能模块和电源一起向开绕组电机供电,开绕组电机工作在开绕组连接。
而当储能模块的电量小于或者等于电量阈值,表明储能模块电量不足,此时可以断开第一开关,向第一功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第二功率模块的上半桥的开关管或者导通第二功率模块的下半桥的开关管,由电源单独向开绕组电机供电,并且电源同时为储能模块充电,开绕组电机工作在星形连接。并且,由于第一开关断开,储能模块在充电的过程中与开绕组电机完全隔离,有利于降低控制损耗。
可以理解,在图17所示的电路拓扑的基础上,也可以从用电成本的角度出发,当电价小于或者等于预设的电价阈值时,闭合第一开关,分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,驱动控制电路处于双端供电状态,开绕组电机运行在开绕组连接;当电价大于该预设的电价阈值时,此时可以根据储能模块的电量情况控制驱动控制电路的工作状态,当储能模块电量充足时,断开第一开关,此时即驱动控制电路处于储能模块独立供电状态,利用储能模块向开绕组电机供电,开绕组电机运行在星形连接,以降低电源侧的能耗。
需要补充说明的是,图18的电路拓扑的工作原理与图17的类似,在此不再赘述。
参照图19,本实用新型实施例还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,每相绕组的一端组成第一三相出线组1100,每相绕组的另一端组成第二三相出线组1200,驱动控制电路包括第一功率模块、第二功率模块、电源连接端1700、开关模块、储能模块和控制器,第一功率模块包括第一输入端1300和第一输出端1400,第一输出端1400与第一三相出线组1100连接,第二功率模块包括第二输入端1600和第二输出端1500,第二输出端1500与第二三相出线组1200连接,电源连接端1700用于连接电源,电源连接端1700连接第一输入端1300,储能模块分别与第二输入端1600和电源连接端1700连接,开关模块与控制器连接。
开关模块包括第一开关,储能模块和第一输入端1300通过公共端1800连接电源连接端1700,第一开关分别连接电源连接端1700以及公共端1800;
可以理解,参照图21或者图22,开关模块也可以包括第一开关和第二开关,第一开关分别连接第一输入端1300与公共端1800,第二开关分别连接储能模块以及公共端1800。
第一开关和第二开关的结构相类似,并且上面已经进行说明,在此不再赘述。
可以理解,电源连接端1700连接电源,第一输入端1300和第二输入端1600均设置有正母线输入端和接地端,第一输出端1400和第二输出端1500均为三相输出端,电源的正母线和负母线对应连接第一输入端1300的正母线输入端和接地端,储能模块的正母线和地线对应连接第二输入端1600的正母线输入端和接地端,第一输出端1400的三相输出端对应连接开绕组电机的第一三相出线组1100,第二输出端1500的三相输出端对应连接开绕组电机的第二三相出线组1200。
类似地,参照图20或者图21,电源可以为交流电源+交流直流转换器,交流直流变换器的两个输出端对应连接电源连接端1700,其中,交流电源的正母线和负母线对应连接交流直流变换器的两个输入端,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共直流母线的连接,有利于提升电路的安全性。另外,参照图19或者图22,交流直流变换器的数量也可以为两个,电源输入端设置于交流电源和交流直流转换器之间,相应地储能装置和第一输入端1300的公共端1800也设置于交流电源和交流直流转换器之间,电源连接端1700通过其中一个交流直流变换器连接第一输入端1300,电源连接端1700通过另一个交流直流变换器连接储能模块,在此情况下,储能模块的充电回路以及开绕组电机的供电回路形成共交流母线的连接,可以满足较高的电压需求。
类似地,第一功率模块和第二功率模块均包括三个相互并联的桥臂,每个桥臂包括相互串联的两个开关管,其中,开关管可以为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)或者IGBT((InsulatedGate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管)。
类似地,驱动控制电路还可以包括电容器件C,电容器件C并联于电源连接端1700与第一功率模块之间,通过设置电容器件C,既可以储存电源的电能,又可以对电源连接端1700的信号进行滤波,使得开绕组电机的运行更加稳定。
类似地,储能模块可以为电池、电容、电池+电容、电容+桥臂+电感+电池中的任意一种。
可以理解,基于图19所示的电源结构,第一开关为交流开关。基于图20、图21或者图22所示的电源结构,第一开关和第二开关为直流开关。
下面详细描述图19所示的本实用新型实施例提供的驱动控制电路的工作原理。
类似地,基于图19所示的电路拓扑,控制器也可以根据储能模块的电量向第一功率模块和第二功率模块发送控制信号以改变驱动控制电路的工作状态,具体地,当储能模块的电量大于预设的电量阈值,表明储能模块电量充足,此时可以断开开关模块,向第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第一功率模块的上半桥的开关管或者导通第一功率模块的下半桥的开关管,此时由储能模块单独向开绕组电机供电,开绕组电机工作在星形连接,并且,由于开关模块断开后开绕组电机与电源完全隔离,有利于降低控制损耗;当储能模块的电量小于或者等于预设的电量阈值,表明储能模块电量不足,此时可以闭合开关模块,向第一功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,导通第二功率模块的上半桥的开关管或者导通第二功率模块的下半桥的开关管,由电源单独向开绕组电机供电,并且电源同时为储能模块充电,开绕组电机工作在星形连接。
可以理解,在图19所示的电路拓扑的基础上,也可以从用电成本的角度出发,当电价小于或者等于预设的电价阈值时,闭合开关模块,分别向第一功率模块和第二功率模块的六个开关管分别发送PWM脉冲信号,驱动控制电路处于双端供电状态,开绕组电机运行在开绕组连接;当电价大于该预设的电价阈值时,此时可以根据储能模块的电量情况控制驱动控制电路的工作状态,当储能模块电量充足时,断开开关模块,此时即驱动控制电路处于储能模块独立供电状态,利用储能模块向开绕组电机供电,开绕组电机运行在星形连接,以降低电源侧的能耗。
需要补充说明的是,图20、图21和图22的电路拓扑的工作原理与图19的类似,在此不再赘述。
可以理解,基于图21或者图22所示的电路拓扑,断开开关模块即同时断开第一开关和第二开关,闭合开关模块即同时闭合第一开关和第二开关。
另外,本实用新型实施例还提供了一种线路板,包括上述实施例所述的任意一个驱动控制电路,因此,上述线路板通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,第二功率模块连接有储能模块,并且储能模块分别与所述第二输入端1600和所述电源连接端1700连接,因此,从电源输入端输入的电流既可以向开绕组电机供电,也可以直接为储能模块充电,从而降低控制损耗,并且,可以通过控制第一功率模块和第二功率模块来控制驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
另外,本实用新型实施例还提供了一种空调器,包括上述的线路板,因此,上述空调器通过在开绕组电机两端连接第一功率模块和第二功率模块,第二功率模块连接有储能模块,并且储能模块分别与所述第二输入端1600和所述电源连接端1700连接,因此,从电源输入端输入的电流既可以向开绕组电机供电,也可以直接为储能模块充电,从而降低控制损耗,并且,可以通过控制第一功率模块和第二功率模块来控制驱动控制电路的工作状态,使得电机运行时电能可以双向流动,储能模块在能量充足的情况下可以向开绕组电机供电,提高电机的运行电压,提升电机的运行效率。
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共享条件下还可作出种种等同的变形或替换,这些等同的变形或替换均包括在本实用新型权利要求所限定的范围内。
Claims (12)
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:
第一功率模块,包括第一输入端和第一输出端,所述第一输出端与所述第一三相出线组连接;
第二功率模块,包括第二输入端和第二输出端,所述第二输出端与所述第二三相出线组连接;
电源连接端,用于连接电源,所述电源连接端连接所述第一输入端;
储能模块,分别与所述第二输入端和所述电源连接端连接;
控制器,分别与所述第一功率模块和所述第二功率模块连接。
2.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于,所述驱动控制电路还包括:
开关模块,用于控制所述第一输入端和所述第二输入端中的至少一个与所述电源连接端之间的通断,所述开关模块与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述开关模块包括第一开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述第一输入端与所述公共端。
4.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述开关模块包括第一开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述储能模块以及所述公共端。
5.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述开关模块包括第一开关,所述第一开关连接于所述第二输入端与所述储能模块之间。
6.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述开关模块包括第一开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述电源连接端以及所述公共端。
7.根据权利要求2所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述开关模块包括第一开关和第二开关,所述储能模块和所述第一输入端通过公共端连接所述电源连接端,所述第一开关分别连接所述第一输入端与所述公共端,所述第二开关分别连接所述储能模块以及所述公共端。
8.根据权利要求3至6任意一项所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述第一开关包括第一开关器件,所述电源连接端包括正母线连接端和负母线连接端,所述第一输入端包括正母线输入端和负母线输入端,所述第一开关器件连接于所述正母线连接端与所述正母线输入端之间,所述负母线连接端连接所述负母线输入端;
或者,
所述开关模块包括第一开关器件,所述电源连接端包括正母线连接端和负母线连接端,所述第一输入端包括正母线输入端和负母线输入端,所述正母线连接端连接所述正母线输入端,所述第一开关器件连接于所述负母线连接端与所述负母线输入端之间;
或者,
所述第一开关包括第一开关器件和第二开关器件,所述电源连接端包括正母线连接端和负母线连接端,所述第一输入端包括正母线输入端和负母线输入端,所述第一开关器件连接于所述正母线连接端与所述正母线输入端之间,所述第二开关器件连接于所述负母线连接端与所述负母线输入端之间。
9.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于:
所述储能模块包括第一电容、第二电容、桥臂、电感和电池,所述桥臂包括两个相互串联的开关管,所述第一电容与所述桥臂相并联,所述第二电容与所述电池均并联于所述桥臂下半桥的所述开关管上,所述电感的一端连接于两个所述开关管之间,所述电感的另一端连接所述电池的正母线,所述第一电容分别连接所述第二输入端和所述电源输入端,两个所述开关管分别连接所述控制器。
10.根据权利要求1所述的驱动控制电路,其特征在于,所述驱动控制电路还包括:
电容器件,所述电容器件并联于所述电源连接端与所述第一功率模块之间。
11.一种线路板,其特征在于,包括权利要求1至10中任意一项所述的驱动控制电路。
12.一种空调器,其特征在于,包括权利要求11所述的线路板。
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