TWM542288U - 電機驅動電路、電機組件和應用設備 - Google Patents

Description

電機驅動電路、電機組件和應用設備

本新型涉及電機驅動技術領域，尤其涉及一種電機驅動電路、電機組件和應用設備。

同步電動機是一種交流電動機，定子線圈由交流電源電供電；交流電電源在電動機的定子極處產生NS極變化的旋轉磁場，旋轉磁場吸引轉子旋轉，轉子轉速與所提供交流電電源的頻率相同。傳統的同步電機在起動過程中，定子的電磁體產生交變磁場，藉由該交變磁場拖動轉子發生偏擺振盪，如果轉子的偏擺振盪幅度不斷增加，最終可使轉子向某一方向的旋轉迅速加速至與定子的交變磁場同步。

由於交流電源起始通電的極性以及轉子的停止位置不固定，無法保證轉子每次起動都沿同一個方向定向旋轉。

本新型實施例提供一種電機驅動電路、電機組件和應用設備，以實現應用該電機驅動電路的電機在起動時，能夠沿預設的方向旋轉。

為實現上述目的，本新型實施例提供如下技術方案：一種電機驅動電路，包括： 與電機串聯於外部交流電源兩端之間的雙向交流開關，該雙向交流開關連接於第一節點和第二節點之間；具有第一輸入端和第二輸入端的整流電路；連接在該整流電路的第一輸入端與該第一節點之間的第一壓降電路；連接在該雙向交流開關的控制端與該整流電路的輸出端之間的開關控制電路；磁感測器，該磁感測器的輸出端與該開關控制電路的控制端相連，該磁感測器用於檢測該電機的轉子的磁場並輸出相應的磁感應訊號。

優選的，上述電機驅動電路中，該雙向交流開關有驅動電流時流過該第一壓降電路的電流大於該雙向交流開關截止時流過該第一壓降電路的電流。

優選的，上述電機驅動電路中，該雙向交流開關有驅動電流時流過該電機的電流大於該雙向交流開關截止時流過該電機的電流。

優選的，上述電機驅動電路中，還包括設置在該整流電路的第二輸入端與該第二節點之間的第二壓降電路。

優選的，上述電機驅動電路中，該開關控制電路被配置為，基於該磁感應訊號和該交流電源的極性控制該雙向交流開關的導通或截止。

優選的，上述電機驅動電路中，該開關控制電路被配置為，在該交流電源為正半週期且該轉子的磁場為第一極性、或者該交流電源為負半週期且該轉子的磁場為與該第一極性相反的第二極性時，使該雙向交流開關導通，當該交流電源為負半週期且該轉子的磁場為該第一極性， 或者該交流電源為正半週期且該轉子的磁場為第二極性時，使該雙向交流開關截止。

優選的，上述電機驅動電路中，該雙向交流關導通狀態下，該開關控制電路至少在第一狀態和第二狀態間切換；

該第一狀態為：電流自該整流電路的較高電壓輸出端經開關控制電路流向該雙向交流開關的控制端；該第二狀態為：電流自該雙向交流開關的控制端經開關控制電路流向該整流電路的較低電壓輸出端。

優選的，上述電機驅動電路中，當該轉子的磁場極性為第一極性且該交流電源工作於正半週期時，該開關控制電路的工作狀態為第一狀態，當該轉子的磁場極性為與該第一極性相反的第二極性且該交流電源工作於負半週期時，該開關控制電路的工作狀態為第二狀態。

優選的，上述電機驅動電路中，該開關控制電路包括第一開關和第二開關；該第一開關連接在第一電流通路中，該第一電流通路設置於該雙向交流開關的控制端與該整流電路的較高電壓輸出端之間；該第二開關連接在第二電流通路中，該第二電流通路設置於該雙向交流開關的控制端與該整流電路的較低電壓輸出端之間。

優選的，上述電機驅動電路中，該磁感測器的電源輸入端與該整流電路的較高電壓輸出端相連，該磁感測器的接地端與該整流電路的較低電壓輸出端相連。

優選的，上述電機驅動電路中，該開關控制電路具有向該雙向交流開關的控制端流出電流的第一電流通路、及自該雙向交流開關的控制端流入電流的第二電流通路、以及連接在該第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關，該開關由該磁感應訊號控制，使得第一電 流通路和第二電流通路選擇性導通。

優選的，上述電機驅動電路中，該第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設開關。

優選的，上述電機驅動電路中，該開關控制電路的輸入端與該整流電路的較高電壓輸出端相連，輸出端與該雙向交流開關的控制端相連；該磁感測器的電源輸入端與該整流電路的較高電壓輸出端相連，接地端與該整流電路的較低電壓輸出端相連，輸出端與該開關控制電路的控制端相連。

優選的，上述電機驅動電路中，當該交流電源工作在正半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時或當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第一極性時，該磁感測器的電源輸入端和接地端之間通路；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該磁感測器的輸出端和接地端之間通路。

優選的，上述電機驅動電路中，該開關控制電路被配置為：當該交流電源工作在正半週期且該轉子的磁場極性為第一極性時，該開關控制電路的輸入端和輸出端之間通路；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該開關控制電路的輸出端和控制端之間通路。

優選的，上述電機驅動電路中，該電機與交流電源串聯於該第一節點和第二節點之間。

優選的，上述電機驅動電路中，該電機與該雙向交流開關串聯於該第一節點和第二節點之間。

一種電機組件，包括電機和上述任意一項該的電機驅動電路。

優選的，上述電機組件中，該電機包括定子及轉子，該定子包括定子鐵芯及纏繞於該定子鐵芯上的單相繞組。

一種具有上述任意一項該電機組件的應用設備。

優選的，上述應用設備為泵、風扇、家用電器或者車輛。

基於上述技術方案，本新型實施例提供的電機驅動電路本新型實施例的電機驅動電路中，該開關控制電路由控制端獲取該磁感測器檢測到的電機的轉子的磁場極性的磁感應訊號，至少基於該磁感應訊號控制該雙向交流開關的通斷，從而保證了應用該電機驅動電路的電機每次通電時沿固定方向啟動旋轉。

100‧‧‧雙向交流開關

200‧‧‧整流電路

300‧‧‧第一壓降電路

400‧‧‧開關控制電路

500‧‧‧磁感測器

M‧‧‧電機

AC‧‧‧交流電源

600‧‧‧第二壓降電路

K1‧‧‧第一開關

K2‧‧‧第二開關

D1‧‧‧單嚮導通開關

R1,R2,R3‧‧‧電阻

D2,D3‧‧‧二極體

DZ‧‧‧穩壓二極體

211‧‧‧第一二極體

212‧‧‧第二二極體

213‧‧‧第三二極體

214‧‧‧第四二極體

510‧‧‧磁場檢測元件

520‧‧‧訊號處理單元

530‧‧‧類比數位轉換單元

11‧‧‧轉子

12‧‧‧定子鐵芯

16‧‧‧定子繞組

14‧‧‧極部

15‧‧‧極弧面

17‧‧‧起動槽

S1‧‧‧極軸

S2‧‧‧中心軸

為了更清楚地說明本新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不負出進步性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1A為本申請實施例公開的一種電機驅動電路之結構示意圖；圖1B為本申請另一實施例公開之一種電機驅動電路的結構示意圖；圖2為本申請再一實施例公開之一種電機驅動電路的結構示意圖；圖3為本申請實施例公開之一種開關控制電路的結構示意圖； 圖4為本申請另一實施例公開之一種開關控制電路的結構示意圖；圖5A為本申請再一實施例公開之一種開關控制電路的結構示意圖；圖5B為本申請又一實施例公開之一種開關控制電路的結構示意圖；圖6為本申請實施例公開之電機驅動電路中的整流電路的結構示意圖；圖7為本申請實施例公開之電機驅動電路中的磁感測器的結構示意圖；圖8為本申請一個實施例所提供之電機組件中，電機的結構示意圖；圖9A-圖9D分別為本申請實施例公開之一種電機驅動組件在不同電源極性和磁場極性的電流路徑示意圖。

下面將結合本新型實施例中的附圖，對本新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本新型保護的範圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本新型，但是本新型還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本新型內涵的情況下做類似推廣，因此本新型不 受下面公開的具體實施例的限制。

下面以該電機驅動電路應用於電機中為例，對本新型實施例所提供的電機驅動電路進行說明。

如圖1A和圖1B所示，本新型實施例提供了一種電機驅動電路，包括：與電機M串聯於外部交流電源AC兩端之間的雙向交流開關100，該雙向交流開關100可以是三端雙向可控矽開關(TRIAC)，該雙向交流開關100連接於第一節點A和第二節點B之間。可選的例如圖1A，該電機M與該交流電源AC串聯後設置於該第一節點A和第二節點B之間，或參見圖1B所示，該電機M與該雙向交流開關100串聯於該第一節點A和第二節點B之間；具有第一輸入端和第二輸入端的整流電路200，該整流電路200用於對該交流電源AC輸出的交流電轉化為直流電後輸出給後續電路；連接在該整流電路200的第一輸入端與該第一節點A之間的第一壓降電路300，其中，使用者可以依據自身需求設計該第一壓降電路300的結構，例如，該第一壓降電路300至少可以包括；第一壓降電阻RA；連接在該雙向交流開關100的控制端與該整流電路200的輸出端之間的開關控制電路400；磁感測器500，該磁感測器500的輸出端與該開關控制電路400的控制端相連，該磁感測器500用於檢測該電機的轉子的磁場並輸出相應的磁感應訊號，以使得該開關控制電路400依據該磁感應訊號和該交流電源AC的當前極性控制該開關控制電路400的工作狀態，該磁感測 器500靠近電機M的轉子安裝以感知轉子的磁場變化。

在本申請上述實施例公開的技術方案中，該開關控制電路400至少依據該磁感應訊號控制該雙向交流開關的導通狀態，使用者可以依據自身需求設置相應的控制規則，以使得電機的起動方向受該磁感應訊號和該交流電源AC的控制，使得該電機M的轉子每次起動都沿同一個方向定向旋轉。

可以理解，雙向交流開關也可由其他類型的合適的開關實現，例如可以包括反向並聯的兩個矽控整流器，並設置相應的控制電路，依據該開關控制電路400的輸出訊號經該控制電路按照預定方式控制這兩個矽控整流器。也可包括由金屬氧化物半導體場效應電晶體、可控矽交直流轉換電路、三端雙向晶閘管、絕緣柵雙極型電晶體、雙極結晶體管、半導體閘流管、光耦組件中的一種或多種組成的能讓電流雙向流過的電子開關。例如，兩個金屬氧化物半導體場效應電晶體可組成可控雙向交流開關；兩個可控矽交直流轉換電路可組成可控雙向交流開關；兩個絕緣柵雙極型電晶體可組成可控雙向交流開關；兩個雙極結晶體管可組成可控雙向交流開關。

在本申請實施例公開的技術方案中，該雙向交流開關100的控制端的驅動電流的大小受該第一壓降電路300所產生的壓降大小的控制，在一個實施例中，該第一壓降電路300設置於該整流電路200的第一輸入端與第一節點A之間，該電機驅動電路所需的壓降全部由該第一壓降電路300提供，對於需要高壓降的應用，該第一壓降電路300的等效阻值非常大。由於在該電機驅動電路工作時，流經該雙向交流開關100的驅動電流會流過該第一壓降電路300，因此會使得該雙向交流開關100控制端的驅動電流值很小，即在選取該雙向交流開關100時， 需選擇驅動電流值很小的類型的雙向交流開關100，但是，滿足這種條件的雙向交流開關對製作工藝的要求相當高，直接導致能夠響應低驅動電流的雙向交流開關的製作成本較高。另一方面，驅動電流小的雙向交流開關能夠經受的負載電流也相應較小，無法滿足要求大負載電流雙向交流開關的應用。針對於此，上述電機驅動電路被配置為：該雙向交流開關100有驅動電流時流過該第一壓降電路300的電流大於該雙向交流開關100截止時流過該第一壓降電路300的電流；和/或，該雙向交流開關100有驅動電流時流過該電機M的電流大於該雙向交流開關100截止時流過該電機的電流。本申請還公開了一種上述配置方案的具體實現方式，參見圖2，本申請另一實施例公開的該電機驅動電路中，還可以包括第二壓降電路600，該第二壓降電路600設置在該整流電路200的第二輸入端與該第二節點B之間。與該第一壓降電路300類似，該第二壓降電路600可以至少包括第二壓降電阻RB。此時，該第一壓降電路300的等效阻值可適當減小，增大該雙向交流開關100的驅動電流，由此，在選擇該雙向交流開關100可選擇驅動電流和負載電流較大的雙向交流開關，因此降低了電路設計成本。其中，該第一壓降電路300和第二壓降電路600等效電阻的阻值的大小，可以依據用戶需求自行分配，只要能夠保證該第一壓降電路300和第二壓降電路600能夠為該電機驅動電路提供合適的壓降值即可。

在本申請上述實施例公開的技術方案中，該開關控制電路400被配置為，基於該磁感應訊號和該交流電源的極性控制該雙向交流開關100的導通或截止，其具體的控制規則可為：在該交流電源AC處於正半週期且該電機轉子的磁場為第一極性、或者該交流電源為負半週期且該轉子的磁場為與該第一極性相反的第二極性時，使該雙向交流開關導 通，當該交流電源為負半週期且轉子為該第一極性，或者該交流電源為正半週期且該轉子為第二極性時，使該雙向交流開關截止。其中，用戶可以依據所需的轉子的起動方向，選擇何種磁場的磁場極性為第一極性、何種磁場的磁場極性為第二極性。

在本申請上述實施例公開的方案中，該開關控制電路400可以配置有兩種工作狀態，即第一狀態和第二狀態，當該雙向交流開關100導通時，該開關控制電路400至少在該第一狀態和第二狀態之間進行切換，其中，該第一狀態為：電流自該整流電路200的較高電壓輸出端經該開關控制電路400流向該雙向交流開關100的控制端；該第二狀態為：電流自該雙向交流開關100的控制端經該開關控制電路400流向該整流電路200的較低電壓輸出端。具體的，當該雙向交流開關100處於不同的導通條件時，該開關控制電路400切換至不同的狀態，例如：如果當該雙向交流開關100的導通時刻為：該轉子的磁場極性為第一極性且該交流電源工作於正半週期，則該開關控制電路400的工作狀態為第一狀態，當該雙向交流開關100的導通時刻為：該轉子的磁場極性為與該第一極性相反的第二極性且該交流電源工作於負半週期，則該開關控制電路的工作狀態為第二狀態。

值得說明的是，交流電源為正半週期且外部磁場為第一極性，或者交流電源為負半週期且外部磁場為第二極性時，該雙向交流開關100的控制端流過電流包括上述兩種情況(第一狀態和第二狀態)整個持續時間段內雙向交流開關100的控制端處都有電流流過的情形，也包括上述兩種情況下僅部分時間段內該雙向交流開關100的控制端處有電流流過的情形。

值得說明的是，本新型實施例中，開關控制電路400在第一狀 態和第二狀態間切換運行時，並不限於其中一個狀態結束後立即切換為另一個狀態的情形，還包括其中一個狀態結束後間隔一定時間再切換為另一個狀態的情形。在一個較佳的應用實例中，兩個狀態切換的間隔時間內該開關控制電路400與該雙向交流開關100之間無電流交互。在上述實施例的基礎上中，該開關控制電路400的結構可以包括：第一開關K1和第二開關K2；該第一開關K1連接在第一電流通路中，用於依據該轉子的磁場極性和該交流電源的極性控制該第一電流通路的通斷，該第一電流通路設置於該雙向交流開關100的控制端與該整流電路200的較高電壓輸出端之間；該第二開關K2連接在第二電流通路中，用於依據該轉子的磁場極性和該交流電源的極性控制該第二電流通路的通斷，該第二電流通路設置於該雙向交流開關100的控制端與該整流電路200的較低電壓輸出端之間。

該第一電流通路和第二電流通路在該磁感應訊號的控制下選擇性地交替導通，實現了該開關控制電路400在第一狀態和第二狀態之間的切換。較佳的，該第一開關K1可以為三極管，該第二開關K2可以為三極管或二極體，本新型對此並不做限定，視情況而定。

具體的，在本新型的一個實施例中，如圖3所示，該第一開關K1和第二開關K2為一對互補的半導體開關。該第一開關K1為低電平導通，該第二開關K2為高電平導通，其中，該第一開關K1設置於該第一電流通路中，該第二開關K2設置於該第二電流通路中，該第一開關K1和該第二開關K2兩個開關的控制端均連接該磁感測器500的輸出端，第一開關K1的電流輸入端接整流電路200的較高電壓輸出端， 該第一開關K1的電流輸出端與第二開關K2的電流輸入端連接，第二開關K2的電流輸出端接該整流電路200的較低電壓輸出端。若該磁感測器500的輸出端輸出的磁感應訊號是低電平，第一開關K1導通，第二開關K2斷開，該電機驅動電路中的電流該整流電路200的較高電壓輸出端流出，經該第一開關K1流入該雙向交流開關100的控制端，若該磁感測器500的輸出端輸出的磁感應訊號是高電平時，第二開關K2導通，第一開關K1斷開，負載電流自該雙向交流開關100的控制端流經該第二開關K2至該整流電路200的較低電壓輸出端。圖3的實例中第一開關K1為正通道金屬氧化物半導體場效應電晶體(P型MOSFET)，第二開關K2為負通道金屬氧化物半導體場效應電晶體(N型MOSFET)。 可以理解的是，在其他實施例中，第一開關K1和第二開關K2也可以是其他類型的半導體開關，例如可以是結型場效應電晶體(JFET)或金屬半導體場效應管(MESFET)等其他場效應電晶體。

在本新型的另一個實施例中，如圖4所示，該第一開關K1為高電平導通的開關，該第二開關K2為單嚮導通二極體，第一開關K1的控制端和第二開關K2的陰極連接磁感測器500的輸出端。第一開關K1的電流輸入端連接該整流電路200較高電壓輸出端，第一開關K1的電流輸出端和第二開關K2的陽極與該雙向交流開關100的控制端均連接。其中，該第一開關K1連接在第一電流通路中，該第二開關K2與該磁感測器500連接在第二電流通路中，若該磁感測器500的輸出端輸出的磁感應訊號為高電平時，第一開關K1導通，第二開關K2斷開，該電機驅動電路中的電流該整流電路200的較高電壓輸出端流出，經該第一開關K1流入該雙向交流開關100的控制端，若該磁感測器500輸出端輸出的磁感應訊號為低電平時，第二開關K2導通，第一開關K1 斷開，該電機驅動電路中的電流由該雙向交流開關100的控制端依次流經該第二開關K2、磁感測器500後流入該整流電路200的較低電壓輸出端。可以理解，在本新型的其他實施例中，該第一開關K1和該第二開關K2還可以為其他結構，本新型對此並不做限定，具體視情況而定。

在本新型的另一個實施例中，該開關控制電路400包括：向該雙向交流開關的控制端流出電流的第一電流通路、及自該雙向交流開關的控制端流入電流的第二電流通路、以及連接在該第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關，該開關由該磁感應訊號控制，使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。較佳的，該第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設開關。

作為一種具體實現，如圖5A所示，該開關控制電路400包括：相互並聯的單嚮導通開關D1和電阻R1，該單嚮導通開關D1的電流輸入端與該磁感測器500的輸出端相連，電流輸出端與該雙向交流開關100的控制端相連；磁感測器500和單嚮導通開關D1連接在由該整流電路200的較高電壓輸出端向該雙向交流開關100的控制端方嚮導通的電流通路中，該磁感測器500和電阻R1設置在由該雙向交流開關100的控制端向該整流電路200的較低電壓輸出端方嚮導通的電流通路中。單嚮導通開關D1在該磁感應訊號為高電平時導通，此時該電機驅動電路中的電流由該整流電路200的較高電壓輸出端依次經過該磁感測器500和單嚮導通開關D1流入該雙向交流開關100的控制端，當該磁感應訊號為低電平時，該單嚮導通開關D1斷開，該電機驅動電路中的電流由該雙向交流開關100的控制端流出，依次經過該電阻R1和磁感測器500流入該整流電路200的較低電壓輸出端。

在另一種具體實現中，如圖5B所示，該開關控制電路400包 括反向串聯於磁感測器500的輸出端和雙向交流開關的控制端之間的二極體D2和D3、與串聯的二極體D2和D3整體並聯的電阻R2、以及連接於二極體D2和D3的公共端與整流電路200的較高電壓輸出端之間的電阻R3，其中，二極體D2的陰極與磁感測器500的輸出端連接。 二極體D2由磁感應訊號控制。在磁感應訊號為高電平時二極體D2截止，該電機驅動電路中的電流由該整流電路200較高電壓輸出端輸出後依次流經電阻R3和二極體D3後，流入該雙向交流開關100的控制端，當該磁感應訊號為低電平時，該電機驅動電路中的電流由該雙向交流開關100的控制端輸出依次流經該電阻R2和磁感測器500後流入該整流電路200的較低電壓輸出端。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，參見圖1A或圖1B，該開關控制電路400的輸入端與該整流電路200的較高電壓輸出端相連，輸出端與該雙向交流開關100的控制端相連；該磁感測器500的電源輸入端與該整流電路200的較高電壓輸出端直接或間接相連，接地端與該整流電路200的較低電壓輸出端相連，輸出端與該開關控制電路400的控制端相連。該電機驅動電路被配置為：當該交流電源工作在正半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該磁感測器500的輸出端的輸出阻止第一電流通路和第二電流通路的形成，電源輸入端和接地端之間通路，該電機驅動電路中的電流由依次流經第一壓降電路300、整流電路200第一輸入端、整流電路200較高電壓輸出端、磁感測器500電源輸入端、磁感測器500接地端、整流電路200較低電壓輸出端、整流電路200第二輸入端、第二壓降電路600(當存在該第二壓降電路時)後到達第一節點B；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第一極性時，該磁感測器500的輸出端的輸出阻止第一電 流通路和第二電流通路的形成，電源輸入端和接地端之間通路，該電機驅動電路中的電流由依次流經第二壓降電路600(當存在該第二壓降電路時)、整流電路200第二輸入端、整流電路200較低電壓輸出端、磁感測器500接地端、磁感測器500電源輸入端、整流電路200較高電壓輸出端、整流電路200第一輸入端、第一壓降電路300後到達第一節點A；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該磁感測器500的輸出端和接地端之間通路，此時該電機驅動電路中的電流由依次流經雙向交流開關100輸入端、雙向交流開關100輸出端、開關控制電路400輸出端、開關控制電路400控制端、磁感測器500輸出端、磁感測器500接地端、整流電路200較低電壓輸出端、整流電路200第一輸入端、第一壓降電路300後到達第一節點A。值得說明的是，本新型中所提的兩個端子之間“通路”指有兩個端子之間有電流流過，但不應狹隘理解為兩個端子被短路。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，該開關控制電路被配置為：當該交流電源工作在正半週期且該轉子的磁場極性為第一極性時，該開關控制電路的輸入端和輸出端之間通路，此時，該電機驅動電路中的電流由依次流經第一壓降電路300、整流電路200第一輸入端、整流電路200較高電壓輸出端、開關控制電路400輸入端、開關控制電路400輸出端、雙向交流開關100控制端、雙向交流開關100第一端到達第二節點B；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該開關控制電路400的輸出端和控制端之間通路。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，該磁感測器500由第一電源供電，該開關控制電路400由與該第一電源不同的第 二電源供電。需要說明的是，在本新型實施例中，該第二電源可以為幅值變化的電源，也可以為幅值不變的直流電源，其中，該第二電源為幅值變化的電源時，較佳的為幅值變化的直流電源，本新型對此並不做限定，具體視情況而定。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，該第一電源為幅值穩定不變的直流電源，以保證為該磁感測器500提供穩定的驅動訊號，使得該磁感測器500穩定工作。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個優選實施例中，該第一電源的輸出電壓的平均值小於該第二電源輸出電壓的平均值，需要說明的是，採用功耗較小的電源給磁感測器500供電，可以降低該電機驅動電路的功耗，採用功耗較大的電源給開關控制電路400供電可以使該雙向交流開關100的控制端獲得較高的電流，以保證該電機驅動電路具有足夠的驅動能力。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個優選實施例中，該電機驅動電路還包括：位於該整流電路200與該磁感測器500之間的電壓調節電路，本實施例中，整流電路200可作為第二電源，電壓調節電路可作為第一電源，該電壓調節電路用於將該整流電路200輸出的第一電壓調節為第二電壓，其中，該第二電壓為該磁感測器500的供電電壓，該第一電壓為該開關控制電路400的供電電壓，且該第一電壓的平均值大於該第二電壓的平均值，以降低該電機驅動電路的功耗，同時保證該電機驅動電路具有足夠的驅動能力。

在本新型的一個具體實施例中，該整流電路200包括：全波整流橋以及與該全波整流橋的輸出連接的穩壓單元，其中，該全波整流橋用於將該交流電源AC輸出的交流電轉換成直流電，該穩壓單元用於將 該全波整流橋輸出的直流訊號穩定在預設值範圍內。

圖6示出了整流電路200的一種具體電路，其中，穩壓單元包括連接於全波整流橋的兩個輸出端之間的穩壓二極體DZ，該全波整流橋包括：串聯的第一二極體211和第二二極體212以及串聯的第三二極體213和第四二極體214；該第一二極體211和該第二二極體212的公共端與該第一壓降電路300相連；當該電機驅動電路中包含該第二壓降電路600時該第三二極體213和該第四二極體214的公共端與該第二壓降電路600相連，當該電機驅動電路中不包含該第二壓降電路600時該第三二極體213和該第四二極體214的公共端與該第二節點B相連。

其中，該第一二極體211的輸入端與該第三二極體213的輸入端電連接形成全波整流橋的較低電壓輸出端，該第二二極體212的輸出端與該第四二極體214的輸出端電連接形成全波整流橋的較高電壓輸出端，穩壓二極體DZ連接於該第二二極體212和第四二極體214的公共端與該第一二極體211和該第三二極體213的公共端之間。需要說明的是，在本新型實施例中，該開關控制電路400的輸入端與全波整流橋的較高電壓輸出端電連接。

在上述任意實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，如圖7所示，該磁感測器500包括：磁場檢測元件510，用於檢測外部磁場並將其轉換成電訊號；訊號處理單元520，用於對該電訊號進行放大去干擾；以及類比數位轉換單元530，用於將經過放大去干擾後的電訊號轉換為該磁感應訊號，對於僅需要識別外部磁場的磁場極性的應用而言，該磁感應訊號可以為開關型數位訊號。磁場檢測元件510較佳的可以是霍爾板。

在上述任意實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，該整 流電路、輸出控制電路和霍爾感測器中的一個或多個可集成在同一積體電路中。

本新型實施例還提供了一種電機組件，該電機組件包括：電機和如上述任意該的電機驅動電路。

在上述實施例的基礎上，在本新型的一個具體實施例中，該電機為同步電機，可以理解，本新型的電機驅動電路不僅適用於同步電機，也適用於其他類型的永磁電機如直流無刷電機。如圖8所示，該同步電機包括定子和可相對定子旋轉的轉子11。定子具有定子鐵芯12及繞設於定子鐵芯12上的定子繞組16。定子鐵芯12可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、矽鋼等軟磁材料製成。轉子11具有永磁鐵，定子繞組16與交流電源串聯時轉子11在穩態階段以60f/p圈/分鐘的轉速恒速運行，其中f是該交流電源的頻率，p是轉子的極對數。本實施例中，定子鐵芯12具有兩相對的極部14。每一極部具有極弧面15，轉子11的外表面與極弧面15相對，兩者之間形成基本均勻氣隙。本申請所稱基本均勻的氣隙，是指定子與轉子之間大部分形成均勻氣隙，只有較少部分為非均勻氣隙。優選的，定子極部的極弧面15上設內凹的起動槽17，極弧面15上除起動槽17以外的部分則與轉子同心。上述配置可形成不均勻磁場，保證轉子在靜止時其極軸S1相對於定子極部的中心軸S2傾斜一個角度，允許電機在電機驅動電路的作用下每次通電時轉子可以具有起動轉矩。其中轉子的極軸S1指轉子兩個極性不同的磁極之間的分界線，定子極部14的中心軸S2指經過定子兩個極部14中心的連線。本實施例中，定子和轉子均具有兩個磁極。可以理解的，在更多實施例中，定子和轉子的磁極數也可以不相等，且具有更多磁極，例如四個、六個等。

本新型一個較佳實施例中，開關控制電路400中第一開關K1的電流輸入端連接全波整流橋的較高電壓輸出端，第二開關K2的電流輸出端藉由磁感測器500連接全波整流橋的較低的電壓輸出端。當交流電源AC輸出的訊號位於正半週期且該磁感測器500輸出低電平時，開關控制電路400中第一開關K1導通而第二開關K2斷開，此時，參見圖9A，驅動電流依次流過交流電源、電機、第一壓降電路、全波整流橋的第二二極體212輸出端、開關控制電路400的第一開關K1，流向雙向交流開關100回到交流電源，該驅動電流只流過第一壓降電路300，藉由降低第一壓降電路300的等效電阻值可以獲得更大的驅動電流。雙向交流開關100導通後，其他電路被短路停止輸出，而雙向交流開關100由於流過其兩個陽極之間的負載電流足夠大(高於其維持電流)，在控制端與其第一陽極間無驅動電流的情況下，仍保持導通。當交流電源輸出的訊號位於負半週期且該磁感測器500輸出高電平時，開關控制電路400中第一開關K1斷開而第二開關K2導通，參見圖9B，驅動電流從交流電源流出，自雙向交流開關100流入開關控制電路400，經開關控制電路400的第二開關K2、全波整流橋的較低電壓輸出端和第一二極體211、第一壓降電路300回到交流電源。同樣的，雙向交流開關100導通後，其他電路因被短路而停止輸出，雙向交流開關100則可保持導通。當交流電源輸出的訊號位於正半週期且該磁感測器500輸出高電平，或者交流電源輸出的訊號位於負半週期且該磁感測器500輸出低電平，開關控制電路400中第一開關K1和第二開關K2均不能導通，雙向交流開關100因無驅動電流而截止，參見圖9C和圖9D，電流流過電機、整流電路200、磁感測器500，且流過第一壓降電路300和第二壓降電路600，此電流小於雙向交流開關有驅動電流時流過電機和第一 壓降電路300的電流。由此，該開關控制電路400可基於交流電源的極性變化和磁感應訊號，使該雙向交流開關100以預定方式在導通與截止狀態之間切換，進而控制定子繞組16的通電方式，使定子產生的變化磁場配合轉子的磁場位置，只沿單個方向拖動轉子旋轉，從而保證電機每次通電時轉子具有固定的旋轉方向。

綜上所述可知，本新型實施例所提供的電機驅動電路，包括雙向交流開關100、整流電路200、第一壓降電路300、開關控制電路400、磁感測器500和第二壓降電路600，其中，該磁感測器500用於檢測外部磁場並相應輸出磁感應訊號，該開關控制電路400用於至少基於該磁感應訊號，使該開關控制電路400至少在該第一狀態和第二狀態之間進行切換，保證該電機組件中電機的轉子在該電機每次啟動時都沿同一方向旋轉。

本新型實施例中的電機組件可以用於但不限於泵、風扇、家用電器、車輌等設備中，該家用電器例如可以是洗衣機、洗碗機、抽油煙機、排氣扇等。

需要說明的是，雖然本新型實施例是以該電機驅動電路應用於電機中為例進行說明的，但本新型實施例所提供的電機驅動電路的應用領域並不限於此。

本說明書中各個部分採用遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而 且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本新型將不會被限制於本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

100‧‧‧雙向交流開關

200‧‧‧整流電路

300‧‧‧第一壓降電路

400‧‧‧開關控制電路

500‧‧‧磁感測器

M‧‧‧電機

AC‧‧‧交流電源

Claims (21)

1. 一種電機驅動電路，包括：與電機串聯於外部交流電源兩端之間的雙向交流開關，該雙向交流開關連接於第一節點和第二節點之間；具有第一輸入端和第二輸入端的整流電路；連接在該整流電路的第一輸入端與該第一節點之間的第一壓降電路；連接在該雙向交流開關的控制端與該整流電路的輸出端之間的開關控制電路；磁感測器，該磁感測器的輸出端與該開關控制電路的控制端相連，該磁感測器用於檢測該電機的轉子的磁場並輸出相應的磁感應訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該雙向交流開關有驅動電流時流過該第一壓降電路的電流大於該雙向交流開關截止時流過該第一壓降電路的電流。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該雙向交流開關有驅動電流時流過該電機的電流大於該雙向交流開關截止時流過該電機的電流。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，還包括設置在該整流電路的第二輸入端與該第二節點之間的第二壓降電路。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該開關控制電路被配置為，基於該磁感應訊號和該交流電源的極性控制該雙向交流開關的導通或截止。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該開關控制電路被配置為，在該交流電源為正半週期且該轉子的磁場為第一極性、或者該交流電源為負半週期且該轉子的磁場為與該第一極性相反的第 二極性時，使該雙向交流開關導通，當該交流電源為負半週期且該轉子的磁場為該第一極性，或者該交流電源為正半週期且該轉子的磁場為該第二極性時，使該雙向交流開關截止。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該雙向交流關導通狀態下，該開關控制電路至少在第一狀態和第二狀態間切換；該第一狀態為：電流自該整流電路的較高電壓輸出端經開關控制電路流向該雙向交流開關的控制端；該第二狀態為：電流自該雙向交流開關的控制端經開關控制電路流向該整流電路的較低電壓輸出端。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電機驅動電路，其中，當該轉子的磁場極性為第一極性且該交流電源工作於正半週期時，該開關控制電路的工作狀態為第一狀態，當該轉子的磁場極性為與該第一極性相反的第二極性且該交流電源工作於負半週期時，該開關控制電路的工作狀態為第二狀態。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該開關控制電路包括第一開關和第二開關；該第一開關連接在第一電流通路中，該第一電流通路設置於該雙向交流開關的控制端與該整流電路的較高電壓輸出端之間；該第二開關連接在第二電流通路中，該第二電流通路設置於該雙向交流開關的控制端與該整流電路的較低電壓輸出端之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該磁感測器的電源輸入端與該整流電路的較高電壓輸出端相連，該磁感測器的接地端與該整流電路的較低電壓輸出端相連。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該開關控制電路具有向該雙向交流開關的控制端流出電流的第一電流通路、及自該雙向交流開關的控制端流入電流的第二電流通路、以及連接在該第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關，該開關由該磁感應訊號控制，使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電機驅動電路，其中，該第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設開關。
13. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該開關控制電路的輸入端與該整流電路的較高電壓輸出端相連，輸出端與該雙向交流開關的控制端相連；該磁感測器的電源輸入端與該整流電路的較高電壓輸出端相連，接地端與該整流電路的較低電壓輸出端相連，輸出端與該開關控制電路的控制端相連。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電機驅動電路，其中，當該交流電源工作在正半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時或當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第一極性時，該磁感測器的電源輸入端和接地端之間通路；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該磁感測器的輸出端和接地端之間通路。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電機驅動電路，其中，該開關控制電路被配置為：當該交流電源工作在正半週期且該轉子的磁場極性為第一極性時，該開關控制電路的輸入端和輸出端之間通路；當該交流電源工作在負半週期且該轉子的磁場極性為第二極性時，該開關控制電路的輸出端和控制端之間通路。
16. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該電機與交流電源串聯於該第一節點和第二節點之間。
17. 如申請專利範圍第1項所述之電機驅動電路，其中，該電機與該雙向交流開關串聯於該第一節點和第二節點之間。
18. 一種電機組件，其改良在於，包括電機和如申請專利範圍1至17任意一項所述之電機驅動電路。
19. 如申請專利範圍第18項所述之電機組件，其中，該電機包括定子及轉子，該定子包括定子鐵芯及纏繞於該定子鐵芯上的單相繞組。
20. 一種具有如申請專利範圍18至19任意一項所述之電機組件的應用設備。
21. 如申請專利範圍第20項所述之應用設備，其中，該應用設備為泵、風扇、家用電器或者車輛。