OS管的充分导通，导通后的工作电压与电池电压相同。由于开关MOS 管的栅极绝缘栅易被击穿破坏，因此栅源间电压不得超过正负20V。每一开关MOS管的栅源 间并联一齐纳二极管，即齐纳二极管VDl并联于开关MOS管VTl，VD2并联于VT2，W此类推;所 述齐纳二极管可用于切换过程的续流W防止栅源间电压过大。
[0040] 漏源间亦需加保护电路W防止开关过程中因电压的突变而产生漏极尖峰电压损 坏管子，可实施例中采用齐纳二极管籍位。当电机意外突然停转时，电机绕组产生瞬间的反 向高压可能会损坏开关MOS管，所W在直流母线上并联一只耐高压电容，当意外停机时，母 线上产生的瞬间高压会由于所述电容两端电压不能突变而得到抑制。
[0041] 同时，利用产生的PWM信号调制下桥臂驱动信号，调制后的信号通过电阻截合至下 桥臂驱动开关MOS管的栅极，W控制导通状态。
[0042] 设0为某一时刻相应开通的一组开关MOS管的滞后关断角，当0 = 0时，为双相导通 六状态模式;当0 = 60°时，则在60°电角度内为=相导通六状态模式。
[0043] 请参阅图3,双相导通六状态模式下：
[0044] 当位置传感器检测转子处于0~6〇°+0电角度的时刻，电机控制信号处理器控制驱 动电路中相应的开关MOS管导通;具体如下：从电角度0度开始，开关MOS管的导通顺序依次 是:VTUVT4-组，VTUVT6-组，VT3、VT6-组，VT3、VT2-组，V1'5、VT2-组，V1'5、VT4-组。在 运种通电方式下，电机转子的转动转矩是通电的两相电枢绕组所受到的转动转矩的矢量 和，是单相绕组转矩倍，W化、化和分别表示任二开关MOS管导通时所对应的单相绕组转 矩，则Tab=與化。
[0045] =相导通六状态模式下：
[0046] 当位置传感器检测转子处于0~0电角度的时刻，电机控制信号处理器控制驱动电 路中相应的开关MOS管导通;具体如下：从电角度0度开始，开关MOS管的导通顺序依次为： ￥14、￥1'1、￥16-组，￥1'1、￥16、￥13-组，￥16、￥13、￥12-组，￥13、￥12、￥1'5-组，￥12、￥1'5、￥14- 组，VT5、VT4、VT1-组，W运种方式运转一周期，转子合成驱动转矩与双相方式下是一致的 效果，均为六状态，不过此时由于=相电流同时作用，其合成转矩的幅值为单相绕组转矩的 1.5倍;虽然每改变一次状态也只是更换一个开关MOS管，但是每个开关MOS管的导通时间增 加了。WTaJb和Tc分别表示任S开关MOS管导通时所对应的单相绕组转矩，则Tabc = 1.5Ta〇
[0047] 在双相导通六状态模式下，每一瞬间状态有两个开关MOS管导通，即每隔1/6周期 (即60°电角度)换相一次，并且每次只换相一个开关MOS管，不同桥臂之间左右换相，每个开 关MOS管导通120°电角度;其波形图请参阅图5,其中V1、V3、V5分别表示上桥臂驱动信号， V4、V6、V2分别表示下桥臂驱动信号，A、B、C分别表示电机绕组S相上体现出来的电压波形， V6是表示开关MOS管。
[0048] 在S相导通六状态模式下，是每一瞬间状态有S个开关MOS管导通，即每隔1/6周 期（即60°电角度)换相一次，每次换相时是同一桥臂的上下管之间换相，每个开关MOS管导 通180°电角度;其波形图请参阅图6。
[0049] 综上，本发明提供的所述变频电机驱动器及基于角度变化的融合脉宽调制方法， 在导通模式下每周期共有12个状态，通过采用一致性好的驱动开关MOS管，可使变频电机驱 动的理想波形与实际波形吻合，使得变频电机在高速运行时不产生失真，可提高变频电机 的驱动效率。
[0050] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加 W等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种变频电机驱动器，与转子位置传感器信号连接，并根据位置传感器检测到的转 子位置来驱动变频电机的运转，其特征在于，包括电源、电机控制信号处理器、驱动电路、逻 辑保护电路和电流检测电路，其中： 所述驱动电路的输出端连接于所述变频电机的控制端； 所述电机控制信号处理器设于位置传感器与驱动电路之间，用于获取位置传感器检测 到的转子位置并根据该转子位置转换成控制指令控制驱动电路中开关MOS管的导通和截 止，从而控制变频电机的运转； 所述逻辑保护电路设于所述电机控制信号处理器与所述驱动电路之间，用于检测变频 电机驱动器的过压状态； 所述电流检测电路设于所述电机控制信号处理器与所述驱动电路之间，采用霍尔传感 器检测电机工作时的电流。2. 根据权利要求1所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，还包括升压电路，所述升 压电路设于电源与所述驱动电路之间，用于提高电机驱动的直流母线电压W提高电机的最 高转速。3. 根据权利要求1所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，所述驱动电路包括VT1~ VT6六个开关MOS管，其中VT1、VT3、VT5为上桥臂开关MOS管，VT4、VT6、VT2为下桥臂开关MOS 管，所述VT1和VT4为上下一组对应的桥臂，中间连接电机A相，形成控制流经电机A相线圈的 开关;VT3和VT6为上下一组对应的桥臂，中间连接电机B相，形成控制流经电机B相线圈的开 关;VT5和VT2为上下一组对应的桥臂，中间连接电机C相，形成控制流经电机C相线圈的开 关;在电机控制信号处理器的控制下，处于上下一组对应的桥臂的二开关MOS管不能同时导 通。4. 根据权利要求3所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，所述驱动电路还包括并联 于直流母线上的耐高压电容，用于当意外停机时，母线上产生的瞬间高压由于所述电容两 端的电压不能突变而得到抑制。5. 根据权利要求3所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，所述驱动电路还包括多个 齐纳二极管，每一所述齐纳二极管并联于一开关MOS管上，用于切换过程的续流。6. -种基于角度变化的融合脉宽调制方法，基于如权利要求1至权利要求5所述的变频 电机驱动器，其特征在于，设Θ为某一时刻相应开通的一组开关MOS管的滞后关断角，当θ = 〇 时，为双相导通六状态模式;当Θ = 60°时，则在60°电角度内为Ξ相导通六状态模式;其中： 双相导通六状态模式下： 当位置传感器检测转子处于Θ~60°+Θ电角度的时刻，电机控制信号处理器控制驱动电 路中相应的开关MOS管导通;具体如下：从电角度Θ度开始，开关MOS管的导通顺序依次是： VT1、VT4-组，VT1、VT6-组，VT3、VT6-组，VT3、VT2-组，VT5、VT2-组，VT5、VT4-组；在运 种通电方式下，电机转子的转动转矩是通电的两相电枢绕组所受到的转动转矩的矢量和， 是单相绕组转矩也倍，即Tab二V^Ta; Ξ相导通六状态模式下： 当位置传感器检测转子处于0~Θ电角度的时刻，电机控制信号处理器控制驱动电路中 相应的开关MOS管导通;具体如下：从电角度0度开始，开关MOS管的导通顺序依次为:VT4、 ￥1'1、￥了6-组，￥1'1、￥了6、￥了3-组，￥了6、￥了3、￥了2-组，￥了3、￥了2、￥1'5-组，￥了2、￥了5、￥了4一组， νΤ5、νΤ4、νΤ1-组，W运种方式运转一周期，转子合成驱动转矩与双相方式下是一致的效 果，均为六状态，不过此时由于Ξ相电流同时作用，其合成转矩的幅值为单相绕组转矩的 1.5倍;虽然每改变一次状态也只是更换一个开关MOS管，但是每个开关MOS管的导通时间增 加了。7. 根据权利要求6所述的一种基于角度变化的融合脉宽调制方法，其特征在于，在双相 导通六状态模式下，每一瞬间状态有两个开关MOS管导通，即每隔1/6周期换相一次，并且每 次只换相一个开关MOS管，不同桥臂之间左右换相，每个开关MOS管导通120°电角度。8. 根据权利要求6所述的一种基于角度变化的融合脉宽调制方法，其特征在于，在Ξ相 导通六状态模式下，是每一瞬间状态有Ξ个开关MOS管导通，即每隔1/6周期换相一次，每次 换相时是同一桥臂的上下管之间换相，每个开关MOS管导通180°电角度。
【专利摘要】本发明公开了一种变频电机驱动器及基于角度变化的融合脉宽调制方法，变频电机驱动器与转子位置传感器信号连接，并根据位置传感器检测到的转子位置来驱动变频电机的运转，包括电源、电机控制信号处理器、驱动电路、逻辑保护电路和电流检测电路。设θ为某一时刻相应开通的一组开关MOS管的滞后关断角，当θ＝0时，为双相导通六状态模式；当θ＝60°时，则在60°电角度内为三相导通六状态模式。在导通模式下每周期共有12个状态，通过采用一致性好的驱动开关MOS管，可使变频电机驱动的理想波形与实际波形基本吻合，使得变频电机在高速运行时不产生失真，可提高变频电机的驱动效率。
【IPC分类】H02P6/08, H02P6/16
【公开号】CN105703672
【申请号】CN201610255056
【发明人】高强, 金红心, 唐靖
【申请人】江苏新安电器有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年4月22日