无刷直流电机及其驱动控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种无刷直流电机的驱动控制电路以及一种具有该驱动控制电路的无刷直流电机。
【背景技术】
[0002]通常，在使用电池供电的电动工具中，由电池直接给电动工具中的控制器和驱动电路供电，来驱动电机进行工作，而电池在完全充满的状态时输出的电压较高，并随着电池的电量降低输出的电压也随之降低。
[0003]并且，在电池的输出电压较低时，会造成整个电机驱动电路发热严重，无法保证电机的正常工作，因此，在电池的输出电压变得低于参考电压时，需要停止电动工具的操作，对电池进行充电。如果将参考电压设定较高，则会造成电池的利用率不够。
【实用新型内容】
[0004]本申请是基于发明人对以下问题的认识和研究做出的:
[0005]相关技术中提出了一种采用转换器的无电刷电动机驱动电路，虽然能在电池电压降低时仍然能够保证电机正常工作，但是当电池电压低于控制单元的工作电压时，控制单元将停止工作，从而无法保证电机继续正常工作。另外，控制单元的工作电压一般要求限制在一定的范围内，而电池电压在使用中存在一个很宽的范围值，因而需保证电池供给控制单元的电压稳定在一定的范围内，而相关技术中并未对此进行考虑。
[0006]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种无刷直流电机的驱动控制电路，在电池电压低于控制单元或三相驱动电路所需电压的情况下仍可以稳定地工作，同时使得供给控制单元的电压稳定在一定的范围内，满足控制单元的要求。
[0007]本实用新型的另一个目的在于提出一种无刷直流电机。
[0008]为实现上述目的，本实用新型一方面提出了一种无刷直流电机的驱动控制电路，包括:电池，所述电池用于给所述驱动控制电路供电；三相逆变桥，所述三相逆变桥的三相输出端与无刷直流电机相连；三相驱动电路，所述三相驱动电路用于输出驱动信号至所述三相逆变桥以驱动所述三相逆变桥；控制单元，所述控制单元与所述三相驱动电路相连以控制所述三相驱动电路输出所述驱动信号；电压转换器，所述电压转换器的输入端与所述电池相连，所述电压转换器的第一输出端与所述控制单元相连，所述电压转换器的第二输出端与所述三相驱动电路相连，所述电压转换器用于将所述电池输出的直流电转换为预设电压的直流电以供给所述控制单元和所述三相驱动电路。
[0009]本实用新型的无刷直流电机的驱动控制电路，通过电压转换器对电池输出的直流电进行转换以同时供给控制单元和三相驱动电路，从而保证在电池电压低于控制单元或三相驱动电路所需电压的情况下仍可以稳定工作，同时，电压转换器输出的直流电可以稳定在一定的范围内，满足控制单元所需电压的要求，因而在电池使用中可以保证控制单元稳定工作。
[0010]具体地，当所述电池输出的直流电的电压小于所述预设电压时，所述电压转换器工作在升压模式以对所述电池输出的直流电进行升压转换；当所述电池输出的直流电的电压大于所述预设电压时，所述电压转换器工作在降压模式以对所述电池输出的直流电进行降压转换。
[0011]具体地，所述三相驱动电路包括三相上臂驱动单元、三相下臂驱动单元、与所述三相上臂驱动单元中每相上臂驱动单元对应的浮动电压生成器，其中，所述电压转换器的输出端通过所述浮动电压生成器连接到所述每相上臂驱动单元，且所述电压转换器的输出端还直接与所述三相下臂驱动单元中每相下臂驱动单元相连。
[0012]进一步地，所述浮动电压生成器包括串联的自举二极管和自举电容。
[0013]具体地，所述电压转换器包括第一电压转换单元和第二电压转换单元，所述第一电压转换单元和所述第二电压转换单元的电路结构相同，每个电压转换单元具体包括:第一开关管，所述第一开关管的第一端作为所述电压转换器的输入端；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端相连，所述第二开关管的第二端接地；第一电感，所述第一电感的一端分别与所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端相连；第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一电感的另一端相连，所述第三开关管的第二端与所述第二开关管的第二端相连后接地；第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第一电感的另一端相连，所述第四开关管的第二端作为所述电压转换器的输出端；第一电容，所述第一电容的一端与所述第四开关管的第二端相连，所述第一电容的另一端与所述第三开关管的第二端相连后接地；控制1C，所述控制IC分别与所述电压转换器的输入端、所述电压转换器的输出端以及所述第一开关管的控制端、所述第二开关管的控制端、所述第三开关管的控制端和所述第四开关管的控制端相连，所述控制IC根据所述电池输出的直流电的电压和所述电压转换器的输出电压对所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管进行控制以使所述电压转换器工作在升压模式或降压模式。
[0014]进一步地，当所述控制IC控制所述第一开关管处于常闭状态且所述第二开关管处于常开状态时，通过控制所述第三开关管和所述第四开关管以使所述电压转换单元工作在升压模式。
[0015]进一步地，当所述控制IC控制所述第四开关管处于常闭状态且所述第三开关管处于常开状态时，通过控制所述第一开关管和所述第二开关管以使所述电压转换单元工作在降压模式。
[0016]为实现上述目的，本实用新型另一方面提出了一种无刷直流电机，其包括上述的无刷直流电机的驱动控制电路。
[0017]本实用新型的无刷直流电机通过上述的无刷直流电机的驱动控制电路，能够在电池电压很高或很低的情况下仍可稳定工作，具体而言，驱动控制电路中的电压转换器对电池输出的直流电进行转换以同时供给控制单元和三相驱动电路，从而保证在电池电压低于控制单元或三相驱动电路所需电压的情况下仍可稳定工作，同时，电压转换器输出的直流电可以稳定在一定的范围内，满足控制单元所需电压的要求，因而在电池使用中可以保证控制单元稳定工作，从而使得无刷直流电机在电池的一个很宽的电压范围内稳定工作。
【附图说明】
[0018]图1是根据本实用新型一个实施例的无刷直流电机的驱动控制电路的结构示意图。
[0019]图2是根据本实用新型另一个实施例的无刷直流电机的驱动控制电路的结构示意图。
[0020]图3是根据本实用新型一个实施例的电压转换单元的电路图。
[0021]附图标记:电池10、三相逆变桥20、三相驱动电路30、三相上臂驱动单元31、三相下臂驱动单元32、浮动电压生成器33、控制单元40、电压转换器50、第一电压转换单元51、第二电压转换单元52、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电容Cl、控制IC和无刷直流电机M。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的无刷直流电机的驱动控制电路以及具有该驱动控制电路的无刷直流电机。
[0024]图1是根据本实用新型一个实施例的无刷直流电机的驱动控制电路的结构示意图。如图1所示，该无刷直流电机的驱动控制电路包括:电池10、三相逆变桥20、三相驱动电路30、控制单元40和电压转换器50。
[0025]其中，电池10用于给驱动控制电路供电，三相逆变桥20的三相输出端与无刷直流电机M相连，三相驱动电路30用于输出驱动信号至三相逆变桥20以驱动三相逆变桥20，控制单元40与三相驱动电路30相连以控制三相驱动电路30输出驱动信号，电压转换器50的输入端与电池10相连，电压转换器50的第一输出端与控制单兀40相连，电压转换