CN214480365U - 一种无级调速装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无级调速装置，该装置包括电机、过零取样电路、驱动电路以及逆变电路；过零取样电路用于接收交流电源信号，对交流电源信号进行过零检测，输出过零检测信号；驱动电路用于基于过零检测信号生成第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，对第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号进行处理，以生成驱动信号，其中，当第一脉冲宽度调制信号为高电平信号时，第二脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号，当第一脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号时，第二脉冲宽度调制信号为高电平信号；逆变电路用于基于驱动信号生成交流供电信号，以为电机供电。通过上述方式，本申请能够实现无级调速，提高功率因数。

Description

一种无级调速装置

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种无级调速装置。

背景技术

目前对采用交流单相电机驱动的风扇进行调速的方法一般有三种：电抗调速、可控硅斩波调速以及电机抽头调速，但是上述方案大多存在不能无级调速、噪音大或者效率低的问题，而在对风扇的使用中，无级调速确是必要的需求。

实用新型内容

本申请提供一种无级调速装置，能够实现无级调速，提高功率因数。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种无级调速装置，该装置包括电机、过零取样电路、驱动电路与逆变电路；过零取样电路用于接收交流电源信号，对交流电源信号进行过零检测，输出过零检测信号；驱动电路与过零取样电路连接，用于基于过零检测信号生成第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，对第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号进行处理，以生成驱动信号，其中，当第一脉冲宽度调制信号为高电平信号时，第二脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号，当第一脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号时，第二脉冲宽度调制信号为高电平信号；逆变电路与驱动电路以及电机连接，用于基于驱动信号生成交流供电信号，以为电机供电；其中，交流供电信号与交流电源信号的频率相同，交流供电信号的电压值与交流电源信号的电压值的比值为第一脉冲宽度调制信号的占空比。

通过上述方案，本申请的有益效果是：本申请所提供的无级调速装置包括依次连接的过零取样电路、驱动电路、逆变电路以及电机，过零取样电路在交流电源信号的过零点时生成过零检测信号，并将该过零检测信号输入至驱动电路；驱动电路根据过零检测信号生成互补的第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，并通过调节第一脉冲宽度调制信号/第二脉冲宽度调制信号的占空比，以生成相应的驱动信号至逆变电路；逆变电路可根据驱动信号输出相应的交流供电信号至电机，从而实现对电机的无级调速；由于驱动电机运行的交流供电信号的频率与交流电源信号的频率相同，而且交流电源信号的电压值与第一脉冲宽度调制信号的占空比的乘积即为交流供电信号的电压值，达到通过调节第一脉冲宽度调制信号/第二脉冲宽度调制信号的占空比来控制电机转速的目的，从而调节与电机连接的其他装置(比如风扇)的运行速度，而且由于占空比可调，使得调节范围较宽，调节的效率较高，谐波电流较小，有助于提高功率因数。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的无级调速装置一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的交流电源信号的波形图；

图3是本申请提供的无级调速装置另一实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的过零取样电路与处理电路的连接示意图；

图5是本申请提供的波形对比图；

图6是本申请提供的第一驱动电路的电路示意图；

图7是本申请提供的第二驱动电路的电路示意图；

图8是本申请提供的整流滤波电路、逆变电路以及电机的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请提供的无级调速装置一实施例的结构示意图，该无级调速装置包括：电机11、过零取样电路12、驱动电路13以及逆变电路14。

过零取样电路12用于接收交流电源信号Vsin，对交流电源信号Vsin进行过零检测，输出过零检测信号。具体地，过零取样电路12检测交流电源信号Vsin的过零点，以输出过零检测信号；例如，如图2所示的交流电源信号Vsin在两个周期内的信号波形图，在信号波形位于横向坐标轴上方时，交流电源信号Vsin的幅度为正值，将其对应的信号周期0T～0.5T或者T～1.5T称作交流电源信号Vsin的正半周期，类似地，在波形位于横向坐标轴下方时，交流电源信号Vsin的幅度为负值，将其对应的信号周期0.5T～T或者1.5T～2T称作交流电源信号Vsin的负半周期，在交流电源信号Vsin的正半周期与负半周期切换的瞬间，交流电源信号Vsin的幅度为0，将此时状态切换瞬间的信号称作过零点，如图2中的过零点A、过零点B、过零点C与过零点D，在检测到过零点A、过零点B、过零点C或过零点D时，过零取样电路12便可输出相应的过零检测信号，完成过零检测。

驱动电路13与过零取样电路12连接，其用于基于过零检测信号生成第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，对第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号进行处理，以生成驱动信号。

具体地，驱动电路13先接收过零取样电路12输出的过零检测信号，再基于过零检测信号输出相应的第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，例如，在接收到过零检测信号后，驱动电路13输出的第一脉冲宽度调制信号为高电平信号时，即驱动电路13输出高电平的第一脉冲宽度调制信号时，其输出的第二脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号，即当前第二脉冲宽度调制信号的电平状态在高电平与低电平之间变换；可以理解地，在驱动电路13输出的第一脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号时，输出的第二脉冲宽度调制信号可为高电平信号。进一步地，驱动电路13还可通过控制第一脉冲宽度调制信号以及第二脉冲宽度调制信号的频率或占空比等参数，以实现对电机11的运行速度等参数进行控制。

逆变电路14与驱动电路13以及电机11连接，其用于基于驱动信号生成交流供电信号，以为电机11供电，从而使得电机11运行。具体地，逆变电路14输出的交流供电信号的频率与交流电源信号Vsin的频率相同，交流供电信号的电压值与交流电源信号Vsin的电压值的比值为第一脉冲宽度调制信号的占空比，由于占空比的调节范围可为0～1，能够实现无级调节，实现通过对驱动电路13输出的第一脉冲宽度调制信号以及第二脉冲宽度调制信号的占空比进行调整实现对电机11的无级调速。

本实施例中，无级调速装置包括依次连接的过零取样电路、驱动电路、逆变电路以及电机，过零取样电路与驱动电路连接，其在交流电源信号的过零点时生成过零检测信号，并将该过零检测信号输入至驱动电路；驱动电路根据过零检测信号生成第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，并通过调节第一脉冲宽度调制信号/第二脉冲宽度调制信号的占空比，生成相应的驱动信号至逆变电路；逆变电路可根据驱动信号输出相应的交流供电信号至电机；由于驱动电机运行的交流供电信号的频率与交流电源信号的频率相同，而且交流电源信号的电压值与第一脉冲宽度调制信号的占空比的乘积即为交流供电信号的电压值，达到通过调节第一脉冲宽度调制信号/第二脉冲宽度调制信号的占空比来控制电机转速的目的，从而调节与电机连接的其他装置(比如风扇)的运行速度，而且由于占空比可调，使得调节范围较宽，调节的效率较高，谐波电流较小，有助于提高功率因数。

请参阅图3，图3是本申请提供的无级调速装置另一实施例的结构示意图，该装置包括：电机11、过零取样电路12、驱动电路13、逆变电路14以及整流滤波电路15。

过零取样电路12用于接收交流电源信号Vsin，对交流电源信号Vsin进行过零检测，输出过零检测信号ZRD。

在一具体的实施例中，如图4所示，过零取样电路12包括：稳压电路121、光电隔离电路122与信号生成电路123；稳压电路121与光电隔离电路122连接，其用于对接收到的交流电源信号Vsin进行稳压处理，以使输入至光电隔离电路122的交流电源信号Vsin的电压值控制在预设的电压值内，例如3.3V，以对光电隔离电路122起到过压保护的作用，能够在输入的交流电源信号Vsin的电压过高时，将其限制在3.3V内，以避免电压过大烧坏光电隔离电路122中的器件。

进一步地，过零取样电路12中还包括第四电阻R4、第五电阻R5与第六电阻R6，稳压电路121包括稳压二极管Z，第四电阻R4的一端用于接收交流电源信号Vsin，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与稳压二极管Z的一端连接，稳压二极管Z的另一端用于接收交流电源信号Vsin。

光电隔离电路122与稳压电路121以及信号生成电路123连接，其用于隔离稳压电路121与信号生成电路123；具体地，如图4所示，光电隔离电路122包括光耦合器G，稳压二极管Z的一端与光耦合器G的第一端连接，稳压二极管Z的另一端与光耦合器G的第二端连接，稳压二极管Z的第三端与信号生成电路123连接，稳压二极管Z的第四端与信号生成电路123连接。在交流电源信号Vsin的负半周期光耦合器G处于截止状态，关闭稳压电路121与信号生成电路123之间的通路；在交流电源信号Vsin的正半周期光耦合器G处于导通状态，稳压电路121与信号生成电路123之间的通路导通，信号生成电路123接收到交流电源信号Vsin，并对交流电源信号Vsin进行过零检测，以生成过零检测信号ZRD。

信号生成电路123用于产生过零检测信号ZRD；具体地，如图4所示，信号生成电路123包括直流电源1231、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3与三极管Q；直流电源1231与第一电阻R1的一端连接，其用于产生直流供电信号；第一电阻R1的一端与直流电源1231以及光耦合器G的第三端连接，第一电阻R1的另一端输出过零检测信号ZRD；第二电阻R2的一端与光耦合器G的第四端连接；第三电阻R3一端与第二电阻R2的另一端连接，第三电阻R3的另一端接地；三极管Q的第一端与第二电阻R2的另一端连接，三极管Q的第二端与第一电阻R1的另一端以及处理电路131连接，三极管Q的第三端接；进一步地，三极管Q的第一端、第二端以及第三端分别为基极、集电极以及发射极。

进一步地，过零取样电路12能够在交流电源信号Vsin的负半周期输出高电平的过零检测信号ZRD，在交流电源信号Vsin的正半周期输出低电平的过零检测信号ZRD，即每当交流电源信号Vsin的过零点到来时，过零取样电路12对输出的过零检测信号ZRD的电平反转；具体地，过零取样电路12中的直流电源1231的电压可为3.3V，在交流电源信号Vsin的负半周期，光耦合器G处于关闭状态，交流电源信号Vsin与信号生成电路123之间的通路关闭，第一电阻R1的电压被拉高到3.3V，过零取样电路12输出高电平的过零检测信号ZRD；在交流电源信号Vsin的正半周期，光耦合器G处于导通状态，交流电源信号Vsin经过第二电阻R2给三极管Q的基极提供偏置电流，三极管Q的发射极接地，三极管Q处于导通状态，从而将三极管Q的发射极的电压拉低，输出低电平的过零检测信号ZRD至处理电路131。

可以理解地，在其他实施例中，过零取样电路12也可使用其他器件以及连接结构来实现对交流电源信号Vsin的过零取样，并不仅限于本实施例所提供的电路结构，例如，利用运算放大器或者电压比较器等。

驱动电路13与过零取样电路12连接，其用于基于过零检测信号ZRD生成第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2，对第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2进行处理，以生成驱动信号。具体地，驱动电路13还包括：第一驱动电路132以及第二驱动电路133，处理电路131与过零取样电路12连接，其用于对接收到的过零检测信号ZRD进行处理，生成第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2，处理电路131可为单片机等逻辑器件。

在一具体的实施例中，如图4所示，处理电路131与过零取样电路12中的第一电阻R1的另一端以及三极管Q的第二端连接，每当遇到交流电源信号Vsin的过零点，过零取样电路12输出的过零检测信号ZRD的电平发生反转，处理电路131通过检测过零检测信号ZRD是否发生反转来识别过零点，在识别到过零点后，处理电路131调整第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2的电平。

以图5所示的波形对比图为例进行说明，在交流电源信号Vsin的第一个正半周期，处理电路131输出互补的第一脉冲宽度调制信号PWM1以及第二脉冲宽度调制信号PWM2，即输出高电平的第一脉冲宽度调制信号PWM1以及高低电平交替的第二脉冲宽度调制信号PWM2；在识别到过零点后，处理电路131将输出的第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2的电平状态进行切换，输出高低电平交替的第一脉冲宽度调制信号PWM1以及高电平的第二脉冲宽度调制信号PWM2；在下一个过零点到来时，再切换输出的脉冲宽度调制信号(包括第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2)的电平状态，如此反复。可以理解地，处理电路131也可在交流电源信号Vsin的第一个正半周期，输出高低电平交替的第一脉冲宽度调制信号PWM1以及高电平的第二脉冲宽度调制信号PWM2，然后在识别到过零点时进行切换，具体过程与上述描述类似，在此不再赘述。

第一驱动电路132与处理电路131连接，其用于对第一脉冲宽度调制信号PWM1进行处理，生成第一驱动信号与第二驱动信号。

在一具体的实施例中，如图6所示，第一驱动电路132包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7与第八电阻R8，第一驱动芯片U1的HIN管脚与处理电路131连接，其用于接收处理电路131输出的第一脉冲宽度调制信号PWM1，第一驱动芯片U1的VCC管脚接收12V的电源信号，第一驱动芯片U1的VS管脚与电机11连接，第一驱动芯片U1的HO管脚与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端用于输出第一驱动信号HO1，第一驱动芯片U1的LO管脚与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端用于输出第二驱动信号LO1。

具体地，第一驱动芯片U1在接收到第一脉冲宽度调制信号PWM1后生成互补的第一驱动信号HO1与第二驱动信号LO1；在交流电源信号Vsin的正半周期，处理电路131输出的第一脉冲宽度调制信号PWM1为高电平，第一驱动芯片U1对该高电平的第一脉冲宽度调制信号PWM1进行处理，生成高电平的第一驱动信号HO1以及低电平的第二驱动信号LO1；在交流电源信号Vsin的负半周期，处理电路131输出高低电平交替的第一脉冲宽度调制信号PWM1，第二驱动芯片U2对该第一脉冲宽度调制信号PWM1进行处理，生成高低电平交替的第一驱动信号HO1与高低电平交替的第二驱动信号LO1，即第一驱动信号HO1与第二驱动信号LO1的电平不断变换，且第一驱动信号HO1为低电平时第二驱动信号LO1为高电平，第一驱动信号HO1为高电平时第二驱动信号LO1为低电平。

第二驱动电路133与处理电路131连接，其用于对第二脉冲宽度调制信号PWM2进行处理，生成第三驱动信号与第四驱动信号。

在一具体的实施例中，如图7所示，第二驱动电路133可包括第二驱动芯片U2、第九电阻R9与第十电阻R10，第二驱动芯片U2的HIN管脚与处理电路131连接，其用于接收处理电路131输出的第二脉冲宽度调制信号PWM2，第二驱动芯片U2的VCC管脚接收12V的电源信号，第二驱动芯片U2的VS管脚与电机11连接，第二驱动芯片U2的HO管脚与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端用于输出第三驱动信号HO2，第二驱动芯片U2的LO管脚与第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端用于输出第四驱动信号LO2。

具体地，第二驱动芯片U2在接收到第二脉冲宽度调制信号PWM2后生成互补的第三驱动信号HO2与第四驱动信号LO2；在交流电源信号Vsin的正半周期，处理电路131输出高低电平交替的第二脉冲宽度调制信号PWM2，第二驱动芯片U2对第二脉冲宽度调制信号PWM2进行处理，生成高低电平交替的第三驱动信号HO2与第四驱动信号LO2；在交流电源信号Vsin的负半周期，处理电路131输出的第二脉冲宽度调制信号PWM2为高电平，第二驱动芯片U2对该高电平的第二脉冲宽度调制信号PWM2进行处理，生成高电平的第三驱动信号HO2以及低电平的第四驱动信号LO2，即第三驱动信号HO2与第四驱动信号LO2之间的电平持续变换，且第三驱动信号HO2为低电平时第四驱动信号LO2为高电平，第三驱动信号HO2为高电平时第四驱动信号LO2为低电平。

逆变电路14与驱动电路13以及电机11连接，其用于基于驱动信号生成交流供电信号，以为电机11供电。

在一具体的实施例中，如图8所示，逆变电路14包括：第一开关电路141、第二开关电路142、第三开关电路143与第四开关电路144。第一开关电路141与第一驱动电路132连接，其用于接收第一驱动信号HO1，在第一驱动信号HO1为高电平时导通整流滤波电路15与电机11之间的通路；第二开关电路142与第一驱动电路132以及第一开关电路141连接，其用于接收第二驱动信号LO1，在第二驱动信号LO1为高电平时导通电机11与地线之间的通路；第三开关电路143与第二驱动电路133以及第一开关电路141连接，其用于接收第三驱动信号HO2，在第三驱动信号HO2为高电平时导通整流滤波电路15与电机11之间的通路；第四开关电路144与第二驱动电路133以及第三开关电路143连接，其用于接收第四驱动信号LO2，在第四驱动信号LO2为高电平时导通电机11与地线之间的通路。

具体地，如图8所示，第一开关电路141包括并联的第一二极管Z1与第一晶体管Q1，第二开关电路142包括并联的第二二极管Z2与第二晶体管Q2，第三开关电路143包括并联的第三二极管Z3与第三晶体管Q3，第四开关电路144包括并联的第四二极管Z4与第四晶体管Q4。

进一步地，第一晶体管Q1的第一端与第一二极管Z1的一端连接，第一晶体管Q1的第二端与第一驱动电路132连接，其用于接收第一驱动信号HO1，第一晶体管Q1的第三端与第一二极管Z1的另一端以及电机11连接；第二晶体管Q2的第一端与第二二极管Z2的一端与电机11连接，第二晶体管Q2的第二端与第一驱动电路132连接，其用于接收第二驱动信号LO1，第二晶体管Q2的第三端与第二二极管Z2的另一端连接且接地；第三晶体管Q3的第一端与第三二极管Z3的一端以及第一晶体管Q1的第一端连接，第三晶体管Q3的第二端与第二驱动电路133连接，其用于接收第三驱动信号HO2，第三晶体管Q3的第三端与第三二极管Z3的另一端以及电机11连接；第四晶体管Q4的第一端与第四二极管Z4的一端以及电机11连接，第四晶体管Q4的第二端与第二驱动电路133连接，其用于接收第四驱动信号LO2，第四晶体管Q4的第三端与第二二极管Z2的另一端以及第二晶体管Q2的第三端连接。

可以理解地，晶体管(包括第一晶体管Q1至第四晶体管Q4)可为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS，Metal Oxide Semiconductor)，晶体管的第一端为MOS管的漏极，晶体管的第二端为MOS管的栅极，晶体管的第三端为MOS管的源极；开关电路(包括第一开关电路141、第二开关电路142、第三开关电路143与第四开关电路144)中的二极管与晶体管可为一体成型，也可为相互连接的两个独立器件；在其他实施例中，开关电路中使用的晶体管还可为其他功率器件，例如，三极管、晶闸管或者绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)等。

进一步地，在交流电源信号Vsin的正半周期，第一驱动电路132输出高电平的第一驱动信号HO1以及低电平的第二驱动信号LO1，第二驱动电路133输出高低电平交替的第三驱动信号HO2与第四驱动信号LO2，第一开关电路141接收到高电平的第一驱动信号HO1后导通，第二开关电路142接收到低电平的第二驱动信号LO1后，处于关闭状态，第三开关电路143以及第四开关电路144接收高低电平交替的第三驱动信号HO2与第四驱动信号LO2，第三开关电路143与第四开关电路144处于时序导通状态，即第三开关电路143与第四开关电路144在导通状态与关闭状态之间切换；可以理解地，第三开关电路143与第四开关电路144的导通或者关闭状态相反，在第三开关电路143处于导通状态时第四开关电路144处于关闭状态，在第三开关电路143处于关闭状态时第四开关电路144处于导通状态。

在过零点到来后，交流电源信号Vsin处于负半周期，第一开关电路141、第二开关电路142、第三开关电路143与第四开关电路144的导通状况发生反转，第一开关电路141与第二开关电路142接收高低电平交替的第一驱动信号HO1与第二驱动信号LO1，第一开关电路141与第二开关电路142处于时序导通状态，第三开关电路143接收到高电平的第三驱动信号HO2后导通，第四开关电路144接收低电平的第四驱动信号LO2，处于关闭状态。

具体地，在交流电源信号Vsin的正半周期与负半周期，电机11两端都分别有导通的开关电路，从而使得电机11接收到逆变电路14生成的交流供电信号，以驱动电机11运行，同时处理电路131还可通过调节输出的第一脉冲宽度调制信号PWM1与第二脉冲宽度调制信号PWM2的占空比、频率或者宽度等参数来调节电机11两端接收到的正弦交流信号的参数，进而可调节电机11的工作电压，以实现对电机11转速的无级调节，此时交流供电信号与交流电源信号Vsin的频率相同，交流供电信号的电压值与交流电源信号Vsin的电压值的比值便为第一脉冲宽度调制信号PWM1的占空比。

继续参阅图8，无级调速装置还包括整流滤波电路15，整流滤波电路15与逆变电路14连接，其用于接收交流电源信号Vsin，并对接收到的交流电源信号Vsin进行整流处理与滤波处理，生成脉动直流信号，并将脉动直流信号输入至逆变电路14。

在一具体的实施例中，如图8所示，整流滤波电路15包括整流电路151、滤波电路152以及保护电路153。

保护电路153用于对后级电路进行保护，该后级电路为在信号流向上位于保护电路153后面的电路，即后级电路包括整流电路151、滤波电路152、过零取样电路12、驱动电路13以及逆变电路14，能够电机11堵转或输入的电源信号Vsin过大导致出现过流现象时，及时切断与后级电路之间的连接，防止后级电路受到损伤。

保护电路153包括保险丝1531以及压敏电阻1532；保险丝1531与整流电路151连接，其用于在交流电源信号Vsin的电压值大于预设电压值时，切断与整流电路151之间的通路，以防止电压过大的交流电源信号Vsin流入后续电路，造成器件损坏，可以理解地，预设电压值的具体数值可根据实际情况进行设置；具体地，保险丝1531的一端接收交流电源信号Vsin，保险丝1531的另一端与整流电路151连接。

压敏电阻1532与保险丝1531以及整流电路151连接，其用于将保险丝1531输出的交流电源信号Vsin的电压值限制在预设电压范围内；具体地，预设电压范围的具体数值设置可根据实际情况进行设置，压敏电阻1532的一端与保险丝1531的另一端连接，压敏电阻1532的另一端接收交流电源信号Vsin。

整流电路151与滤波电路152连接，其用于对交流电源信号Vsin进行整流，得到脉动直流信号，并将脉动直流信号输入至滤波电路152，具体地，整流电路151的第一端与保险丝1531的另一端连接，整流电路151的第二端与压敏电阻1532的另一端连接，整流电路151的第三端与第一晶体管Q1的第一端连接，整流电路151的第四端与第二晶体管Q2的第三端连接，可以理解地，整流电路151可为桥式整流电路或者半波整流电路等，图8以桥式整流电路为例。

滤波电路152与整流电路151以及逆变电路14连接，其用于对脉动直流信号进行滤波，输出滤波后的信号至逆变电路14，具体地，滤波电路152可包括滤波电容C，滤波电容C的一端与第一二极管Z1以及第一晶体管Q1连接，滤波电容C的另一端接地。

进一步地，逆变电路14在工作过程中还与滤波电容C构成续流回路，在交流电源信号Vsin的正半周期，在第四晶体管Q4关闭时，第三二极管Z3、电机11、第二二极管Z2以及滤波电容C构成一个续流回路，以为电机11提供续流回路以及为滤波电容C充电。然后在过零点到来后，即进入交流电源信号Vsin的负半周期，在第三二极管Z3、电机11、第二二极管Z2以及滤波电容C构成的续流回路中，滤波电容C进行放电，电流从滤波电容C的一端流向第二二极管Z2，再流经电机11以及第三二极管Z3，以完成放电的操作，此时第三二极管Z3处于导通状态，第二二极管Z2处于时序导通的状态，当第二晶体管Q2关闭时，第四二极管Z4、电机11、第一二极管Z1以及滤波电容C构成一个续流回路，电机11再通过该续流回路为滤波电容C充电，类似地，在下一个过零点到来时，即进入交流电源信号Vsin的正半周期后，滤波电容C再在该续流回路中进行放电操作，在第四晶体管Q4关闭时，再进行充电操作，如此循环，通过构建续流回路，能够使得电机11运行更加平稳，不会产生电流突断导致电机11停顿的情况。

本实施例中处理电路通过接收过零取样电路输出的过零检测信号，识别出交流电源信号的过零点，在检测到过零点时对第一脉冲宽度调制信号以及第二脉冲宽度调制信号的电平状态进行反转，并将第一脉冲宽度调制信号输出至第一驱动电路，将第二脉冲宽度调制信号输出至第二驱动电路；第一驱动电路以及第二驱动电路根据接收的脉冲宽度调制信号调整驱动信号的电平状态，并将驱动信号输入至逆变电路中的各个开关电路中，以将原本导通的开关电路关闭，将原本关闭的开关电路导通，从而能够在交流电源信号的正半周期以及负半周期向电机提供交流供电信号，并且通过调节脉冲宽度调制信号的占空比来控制电机的运行速度，实现对与电机连接的其他装置(比如风扇)的无级调速，并且由于占空比可调，使得调节范围较宽，调节的效率较高，谐波电流较小，有助于提升其功率因数。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无级调速装置，其特征在于，包括：

电机；

过零取样电路，用于接收交流电源信号，对所述交流电源信号进行过零检测，输出过零检测信号；

驱动电路，与所述过零取样电路连接，用于基于所述过零检测信号生成第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号，对所述第一脉冲宽度调制信号与所述第二脉冲宽度调制信号进行处理，以生成驱动信号，其中，当所述第一脉冲宽度调制信号为高电平信号时，所述第二脉冲宽度调制信号为高低电平交替信号，当所述第一脉冲宽度调制信号为所述高低电平交替信号时，所述第二脉冲宽度调制信号为所述高电平信号；

逆变电路，与所述驱动电路以及所述电机连接，用于基于所述驱动信号生成交流供电信号，以为所述电机供电；

其中，所述交流供电信号与所述交流电源信号的频率相同，所述交流供电信号的电压值与所述交流电源信号的电压值的比值为所述第一脉冲宽度调制信号的占空比。

2.根据权利要求1所述的无级调速装置，其特征在于，

所述无级调速装置还包括整流滤波电路，所述整流滤波电路用于接收所述交流电源信号，对所述交流电源信号进行整流处理与滤波处理，生成脉动直流信号，并将所述脉动直流信号输入至所述逆变电路。

3.根据权利要求2所述的无级调速装置，其特征在于，所述驱动信号包括第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号以及第四驱动信号，所述驱动电路包括：

处理电路，与所述过零取样电路连接，用于对接收到的所述过零检测信号进行处理，生成所述第一脉冲宽度调制信号与所述第二脉冲宽度调制信号；

第一驱动电路，与所述处理电路连接，用于对所述第一脉冲宽度调制信号进行处理，生成所述第一驱动信号与所述第二驱动信号；

第二驱动电路，与所述处理电路连接，用于对所述第二脉冲宽度调制信号进行处理，生成所述第三驱动信号与所述第四驱动信号。

4.根据权利要求3所述的无级调速装置，其特征在于，所述逆变电路包括：

第一开关电路，与所述第一驱动电路连接，用于接收所述第一驱动信号，在所述第一驱动信号为高电平时导通所述整流滤波电路与所述电机之间的通路；

第二开关电路，与所述第一驱动电路以及所述第一开关电路连接，用于接收所述第二驱动信号，在所述第二驱动信号为高电平时导通所述电机与地线之间的通路；

第三开关电路，与所述第二驱动电路以及所述第一开关电路连接，用于接收所述第三驱动信号，在所述第三驱动信号为高电平时导通所述整流滤波电路与所述电机之间的通路；

第四开关电路，与所述第二驱动电路以及所述第三开关电路连接，用于接收所述第四驱动信号，在所述第四驱动信号为高电平时导通所述电机与所述地线之间的通路。

5.根据权利要求4所述的无级调速装置，其特征在于，

在所述交流电源信号的正半周期，所述第一开关电路处于导通状态，所述第二开关电路处于关闭状态，所述第三开关电路处于时序导通状态，所述第四开关电路处于所述时序导通状态；在所述交流电源信号的负半周期，所述第一开关电路处于所述时序导通状态，所述第二开关电路处于所述时序导通状态，所述第三开关电路处于所述导通状态，所述第四开关电路处于所述关闭状态；其中，所述时序导通状态为所述导通状态与所述关闭状态交替。

6.根据权利要求4所述的无级调速装置，其特征在于，

所述第一开关电路包括并联的第一二极管与第一晶体管，所述第二开关电路包括并联的第二二极管与第二晶体管，所述第三开关电路包括并联的第三二极管与第三晶体管，所述第四开关电路包括并联的第四二极管与第四晶体管；所述整流滤波电路包括滤波电容，所述滤波电容的一端与所述第一二极管以及所述第一晶体管连接，所述滤波电容的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的无级调速装置，其特征在于，

在所述交流电源信号的正半周期，当所述第四晶体管关闭时，所述第三二极管、所述电机、所述第二二极管以及所述滤波电容构成一个回路，以为所述电机提供续流回路以及为所述滤波电容充电；在所述交流电源信号的负半周期，当所述第二晶体管关闭时，所述第四二极管、所述电机、所述第一二极管以及所述滤波电容构成一个回路，以为所述电机提供续流回路以及为所述滤波电容充电。

8.根据权利要求2所述的无级调速装置，其特征在于，所述整流滤波电路还包括：

整流电路，用于对所述交流电源信号进行整流，得到所述脉动直流信号；

滤波电路，与所述整流电路连接，用于对所述脉动直流信号进行滤波，输出滤波后的信号至所述逆变电路；

保护电路，与所述整流电路连接，用于对后级电路进行保护。

9.根据权利要求1所述的无级调速装置，其特征在于，所述过零取样电路包括：

稳压电路，用于对所述交流电源信号进行稳压处理；

信号生成电路，用于产生所述过零检测信号；

光电隔离电路，与所述稳压电路以及所述信号生成电路连接，用于隔离所述稳压电路与所述信号生成电路。

10.根据权利要求9所述的无级调速装置，其特征在于，所述稳压电路包括稳压二极管，所述光电隔离电路包括光耦合器，所述稳压二极管的一端与所述光耦合器的第一端连接，所述稳压二极管的另一端与所述光耦合器的第二端连接，所述信号生成电路包括：

直流电源，与所述光耦合器的第三端连接，用于产生直流供电信号；

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述直流电源以及所述光耦合器的第三端连接，所述第一电阻的另一端输出所述过零检测信号；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述光耦合器的第四端连接；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第三电阻的另一端接地；

三极管，所述三极管的第一端与所述第二电阻的另一端连接，所述三极管的第二端与所述第一电阻的另一端连接，所述三极管的第三端接地。

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