CN215186536U - 一种电机控制器及应用其的电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电机控制器及应用其的电机，包括电源供电电路、微处理器MCU、逆变电路和驱动电路,电源供电电路为微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，其特征在于：电源供电电路包括整流电路和单端反激式DC‑DC变换电路，市电交流输入连接到整流电路的输入端，整流电路的输出端连接单端反激式DC‑DC变换电路，单端反激式DC‑DC变换电路出多路隔离电源(200)为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电；它单端反激式DC‑DC变换电路出多路隔离电源为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，瞬间过流或者电压波动对多路隔离电源影响不大，保证IGBT/MOS开关管控制的稳定性和可靠性。

Description

一种电机控制器及应用其的电机
技术领域：
本实用新型涉及一种电机控制器及应用其的电机。
背景技术：
目前电机控制器包括电源供电电路、微处理器MCU、逆变电路和驱动电路,电源供电电路为微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电。如图1、图2所示，而电源供电电路虽然输出多种不同电压的供电电源，但都是非隔离式的单路电源供应，瞬间过流或者电压波动时候会直接影响驱动电路，造成控制的不稳定。
另外，见图3所示，逆变电路由IGBT/MOS等开关管组成的桥臂，需要工作电源，常用的是BUCK电路降压方式取得所需要的工作电源，驱动电路应用高压侧都加隔离驱动，一般采用自举电路完成电能存储给上桥开关管供电，完成整个电机驱动电源供电。但这种电源供电方式存在如下缺点：
(1)图3的BUCK电路中，当VCC电路瞬间过流或者电压波动时候会直接影响驱动电路开关管Q1、开关管Q2等正常工作，单路电源都存在的缺陷。
(2)图3自举电路结构简单稳定性差，上桥开关管Q2的驱动电能靠电容C3释放来开通，开关管Q3占空比大小会直接影响电容C3充电，电压过低时会导致开关管Q2打不开,或者在低电压打开状态会形成开关管Q2驱动能力不足压降大，功耗急增，存在失效风险。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一一种电机控制器及应用其的电机，能解决现有技术中电机控制器中采用单路电源非隔离式供电，瞬间过流或者电压波动时候会直接影响IGBT/MOS开关管的驱动电路工作，造成IGBT/MOS开关管控制的不稳定的技术问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种电机控制器，包括电源供电电路、微处理器MCU、逆变电路和驱动电路,电源供电电路为微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，其特征在于：电源供电电路包括整流电路和单端反激式DC-DC变换电路，市电交流输入连接到整流电路的输入端，整流电路的输出端连接单端反激式DC-DC变换电路，单端反激式DC-DC变换电路出多路隔离电源为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电。
上述所述的单端反激式DC-DC变换电路包括变压器T2、电子开关管Q6和脉冲发生器，变压器T2的初级线圈L1与电子开关管Q6串联后一端接地，另一端接输入直流电源VDC，电子开关管Q6的控制端连接脉冲发生器的输出端，变压器T2含有多个次级线圈L2形成多路隔离电源。
上述所述的每路隔离电源包括一个次级线圈L2、二极管D3、稳压二极管ZD1和电容C4，次级线圈L2的一端接地GND，次级线圈L2的另一端接二极管D3的正极端，二极管D3的负极端接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，电容C4的两端并联稳压二极管ZD1。
上述的电容C4的两端还并联一个放电电阻R1。
上述的初级线圈L1的两端并联一个电压钳位电路，所述的电压钳位电路包括电阻R0、电容C0和二极管D0，电阻R0和电容C0并联后再串联二极管D0。
上述的每路隔离电源的输出电压的大小通过调整变压器T2的初级线圈L1和次级线圈L2的匝数比例来设置。
上述的逆变电路含有多个桥臂，每个桥臂包括上桥开关管Q4和下桥开关管Q5，微处理器MCU输出信号控制一个驱动电路来驱动上桥开关管Q4和下桥开关管Q5，其中一路隔离电源输出直流电压VCC为驱动电路供电，每个桥臂的上桥开关管Q4由独立的一路隔离电源输出直流电压VCC1来驱动。
上述的上桥开关管Q4和下桥开关管Q5之间的连接点A引出并连接地GND1，直流电压VCC1连接到电容C6的一端，电容C6的另一端接地GND1，驱动电路的两个个输入引脚连接在电容C6的两端，驱动电路的输出端控制上桥开关管Q4。
上述的逆变电路含有3个桥臂，共有5路的隔离电源，其中1路隔离电源输出直流电压VCC为驱动电路供电，其中3路隔离电源输出直流电压VCC1分别为3个桥臂供电，其中1路隔离电源输出电源VCC2，电源VCC2经过一个降压稳压电路后为微处理器MCU单独供电。
一种电机，包括定子、转子、机壳和电机控制器，其特征在于：电机控制器采用上述所述的电机控制器。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1、本实用新型电机控制器，包括电源供电电路、微处理器MCU、逆变电路和驱动电路,电源供电电路为微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，其特征在于：电源供电电路包括整流电路和单端反激式DC-DC变换电路，市电交流输入连接到整流电路的输入端，整流电路的输出端连接单端反激式DC-DC变换电路，单端反激式DC-DC变换电路出多路隔离电源为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，瞬间过流或者电压波动对多路隔离电源影响不大，保证IGBT/MOS开关管控制的稳定性和可靠性。
2、本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是现有技术中的电机控制器的电路方框图；
图2是现有技术中的电机控制器的电源供电电路的方框图；
图3是现有技术中逆变电路的桥臂的电源驱动方框图；
图4是本实用新型实施例一的电路方框图；
图5是本实用新型实施例一的单端反激式DC-DC变换电路的电路图；
图6是本实用新型实施例一的逆变电路的桥臂的电源供应的电路图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一:
如图4、图5和图6所示，本实施例提供的是一种电机控制器，包括电源供电电路、微处理器MCU、逆变电路和驱动电路,电源供电电路为微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，其特征在于：电源供电电路包括整流电路和单端反激式DC-DC变换电路，市电交流输入连接到整流电路的输入端，整流电路的输出端连接单端反激式DC-DC变换电路，单端反激式DC-DC变换电路出多路隔离电源200为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电。在市电交流输入与整流电路之间还设置浪涌保护电路，图4中M表示的电机，电机包括定子、转子和外壳，利用霍尔元件HAll感应转子位置，通过转子位置测量电路将信号输入到微处理器MCU，微处理器MCU输出信号到驱动电路控制逆变电路工作。图4中逆变电路只有3个桥臂用来驱动三相绕组的电机。单端反激式DC-DC变换电路简称Flyback电路。单端反激式DC-DC变换电路出多路隔离电源为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，瞬间过流或者电压波动对多路隔离电源影响不大，保证IGBT/MOS开关管控制的稳定性和可靠性。
所述的单端反激式DC-DC变换电路包括变压器T2、电子开关管Q6和脉冲发生器，变压器T2的初级线圈L1与电子开关管Q6串联后一端接地，另一端接输入直流电源VDC，电子开关管Q6的控制端连接脉冲发生器的输出端，变压器T2含有多个次级线圈L2形成多路隔离电源。脉冲发生器的输出脉冲控制电子开关管Q6工作。
所述的每路隔离电源包括一个次级线圈L2、二极管D3、稳压二极管ZD1和电容C4，次级线圈L2的一端接地GND，次级线圈L2的另一端接二极管D3的正极端，二极管D3的负极端接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，电容C4的两端并联稳压二极管ZD1。稳压二极管ZD1限制过压，电容C4输出电压与功率；
所述的电容C4的两端还并联一个放电电阻R1。
所述的初级线圈L1的两端并联一个电压钳位电路，所述的电压钳位电路包括电阻R0、电容C0和二极管D0，电阻R0和电容C0并联后再串联二极管D0，限制初级线圈L1的两端电压。
所述的每路隔离电源的输出电压的大小通过调整变压器T2的初级线圈L1和次级线圈L2的匝数比例来设置，调压简单容易。
所述的逆变电路含有多个桥臂100，每个桥臂100包括上桥开关管Q4和下桥开关管Q5，微处理器MCU输出信号控制一个驱动电路来驱动上桥开关管Q4和下桥开关管Q5，其中一路隔离电源200输出直流电压VCC为驱动电路供电，每个桥臂100的上桥开关管Q4由独立的一路隔离电源200输出直流电压VCC1来驱动。同时输出多路隔离电源200可以单独给后级微处理器MCU、逆变电路的桥臂的开关管和驱动电路持续稳定提供电源，任意一路负载波动不影响其它路工作。多路隔离电源200是不共地的。
上述的上桥开关管Q4和下桥开关管Q5之间的连接点A引出并连接地GND1，直流电压VCC1连接到电容C6的一端，电容C6的另一端接地GND1，驱动电路的两个个输入引脚连接在电容C6的两端，驱动电路的输出端控制上桥开关管Q4。无需自举电路，电源直接给C6持续充电，下桥开关管Q5占空比大小对电容C6无影响，解决了自举电路出现不可避免的充电缺陷问题。下桥开关管Q5由其中一路隔离电源200输出直流电压VCC来驱动。
上述的逆变电路含有3个桥臂100，共有5路的隔离电源200，其中1路隔离电源200输出直流电压VCC为驱动电路供电，其中3路隔离电源200输出直流电压VCC1分别为3个桥臂100供电，其中1路隔离电源200输出电源VCC2，电源VCC2经过一个降压稳压电路后为微处理器MCU单独供电。降压稳压电路可以采用78系列的降压芯片来完成，VCC2经过一个降压稳压电路后输出+3.3V给微处理器MCU单独供电。
实施例二：
一种电机，包括定子、转子、机壳和电机控制器，其特征在于：电机控制器采用实施例一所述的电机控制器，采用单端反激式DC-DC变换电路出多路隔离电源为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，瞬间过流或者电压波动对多路隔离电源影响不大，保证IGBT/MOS开关管控制的稳定性和可靠性。
以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制器，包括电源供电电路、微处理器MCU、逆变电路和驱动电路,电源供电电路为微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电，其特征在于：电源供电电路包括整流电路和单端反激式DC-DC变换电路，市电交流输入连接到整流电路的输入端，整流电路的输出端连接单端反激式DC-DC变换电路，单端反激式DC-DC变换电路出多路隔离电源(200)为后级微处理器MCU、逆变电路和驱动电路供电。
2.根据权利要求1所述的一种电机控制器，其特征在于：所述的单端反激式DC-DC变换电路包括变压器T2、电子开关管Q6和脉冲发生器，变压器T2的初级线圈L1与电子开关管Q6串联后一端接地，另一端接输入直流电源VDC，电子开关管Q6的控制端连接脉冲发生器的输出端，变压器T2含有多个次级线圈L2形成多路隔离电源。
3.根据权利要求2所述的一种电机控制器，其特征在于：每路隔离电源包括一个次级线圈L2、二极管D3、稳压二极管ZD1和电容C4，次级线圈L2的一端接地GND，次级线圈L2的另一端接二极管D3的正极端，二极管D3的负极端接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，电容C4的两端并联稳压二极管ZD1。
4.根据权利要求3所述的一种电机控制器，其特征在于：电容C4的两端还并联一个放电电阻R1。
5.根据权利要求4所述的一种电机控制器，其特征在于：初级线圈L1的两端并联一个电压钳位电路，所述的电压钳位电路包括电阻R0、电容C0和二极管D0，电阻R0和电容C0并联后再串联二极管D0。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种电机控制器，其特征在于：每路隔离电源的输出电压的大小通过调整变压器T2的初级线圈L1和次级线圈L2的匝数比例来设置。
7.根据权利要求6所述的一种电机控制器，其特征在于：逆变电路含有多个桥臂(100)，每个桥臂(100)包括上桥开关管Q4和下桥开关管Q5，微处理器MCU输出信号控制一个驱动电路来驱动上桥开关管Q4和下桥开关管Q5，其中一路隔离电源(200)输出直流电压VCC为驱动电路供电，每个桥臂(100)的上桥开关管Q4由独立的一路隔离电源(200)输出直流电压VCC1来驱动。
8.根据权利要求7所述的一种电机控制器，其特征在于：上桥开关管Q4和下桥开关管Q5之间的连接点A引出并连接地GND1，直流电压VCC1连接到电容C6的一端，电容C6的另一端接地GND1，驱动电路的两个个输入引脚连接在电容C6的两端，驱动电路的输出端控制上桥开关管Q4。
9.根据权利要求8所述的一种电机控制器，其特征在于：逆变电路含有3个桥臂(100)，共有5路的隔离电源(200)，其中1路隔离电源(200)输出直流电压VCC为驱动电路供电，其中3路隔离电源(200)输出直流电压VCC1分别为3个桥臂(100)供电，其中1路隔离电源(200)输出电源VCC2，电源VCC2经过一个降压稳压电路后为微处理器MCU单独供电。
10.一种电机，包括定子、转子、机壳和电机控制器，其特征在于：电机控制器采用权利要求1至9任意一项所述的电机控制器。
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