专利名称：电机驱动电路及具有该电路结构的电子设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于本实用新型属于电机及其驱动和电气传动领域，特别是涉及ー种电机驱动电路及具有该电路结构的电子设备。
背景技术：
开关磁阻电机调速系统包括开关磁阻电机和驱动器以及控制器。是新一代调速系统，具有性能优良、结构简单坚固、制动和低速转矩大、电流较小，过载能力强，并且在宽转速范围内的具有高效率，正得到日益广泛的应用。但是，开关磁阻电机调速系统缺点在于①对于传统的交流调速系统或直流无刷调速系统，开关磁阻电机结构简单坚固，成本较低，但是其驱动器相比于交流电机的变频器或直流无刷调速系统来说成本较高。特别是在大功率的应用中尤为如此。这为开关磁阻电 机调速系统的推广应用带来困难。②在大功率应用中驱动器器的损耗较大(开关器件的导通压降产生的损耗和开关损耗较大)，影响整个开关磁阻电机调速系统的效率。如何进ー步降低开关磁阻电机调速系统的成本，尤其是昂贵的驱动器成本，并且提高整个系统的效率，一直是工程技术人员研究的热门课题。传统的开关磁阻电机驱动器的拓扑结构常采用的是不对称半桥结构。如图I所示为常用的四相开关磁阻电机驱动器的拓扑结构。LA、LB、LC、LD分别为开关磁阻电机的四相绕组，以A相为例，每项有两个主开关管(IGBT或MOSFET) V1、V5和两个续流ニ极管VDl、VD5。当VI、V5导通吋，VDl、VD5截止，外加电源在A相绕组上产生相电流；当VI、V5关断吋，A相绕组的储能通过VD1、VD5向外加电源充电。不难看出，每项绕组需要2个开关管，未能充分体现开关磁阻电机调速系统相比其他调速系统在成本和功耗上的优势。公开号为1495992，发明名称为“用于开关磁阻电机的电路”的中国发明专利申请，公开了ー种用于开关磁阻电机的激励电路，。其实质是用ー个H桥式电路控制开关磁阻电机的一相，一相绕组需要4个开关管，若有η相绕组，则需要η个H桥式电路，共4η个开关管。虽然这种结构虽然能够驱动开关磁阻电机，但成本却非常高，且H桥式电路每个半桥的上下桥臂有直通隐患，系统有短路的风险。公开号为1412930，发明名称为“开关磁阻电机驱动电路”的中国专利申请，公开了一种不对称半桥构成的开关磁阻电机驱动电路，这种电路没有直通隐患，开关管数量也少了很多，电机的每相绕组需要2个开关管，成本降低了很多，但这种结构相对于其他电机调速系统来说(如变频器)，没有成本优势，没有体现开关磁阻电机调速系统固有的优势。因此现有电机存在很多缺陷，需要改进。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供ー种电机驱动电路，g在解决现有的电机驱动电路结构复杂，且成本较高的问题。本实用新型是这样实现的，ー种电机驱动电路，所述电路包括至少ー个驱动电路単元，所述驱动电路单元的个数与电机的相数相一致，所述各驱动电路単元之间并联连接。较优的，所述驱动电路单元包括第一ニ极管、线圈绕组、开关管，其中所述第一ニ极管的负极电性连接电源的负极，正极电性连接所述开关管的发射极；所述 线圈绕组的一端电性连接电源的负极，另一端电性连接所述开关管的发射极；所述开关管的集电极电性连接电源的正极，基极电性连接电机的控制器。较优的，所述驱动电路单元还包括第二ニ极管，所述第一ニ极管的负极电性连接电源的负极，第一ニ极管的正极电性连接第二ニ极管的负极，第二ニ极管的正极电性连接电源的正扱；所述线圈绕组的一端电性连接电源的负极，另一端电性连接所述开关管的发射扱；所述开关管的集电极电性连接电源的正极，开关管的基极电性连接电机的控制器。较优的，所述驱动电路包括第一电容，所述驱动电路单元还包括第二电容，其中，所述第一电容与所述驱动电路单元之间并联连接；所述第二电容的两端分别电性连接第ニニ极管的正负极。较优的，所述第一电容、第二电容均为无感电容。较优的，所述开关管为三极管或功率场效应管。本实用新型的另一目的在于提供ー种电子设备，所述电子设备包含前述的电机驱动器电路。较优的，所述电子设备为机器人或数控机床或电动车辆或运动控制设备或风カ发电设备。本实用新型所公开的技术方案，结构简单，成本低廉，易于推广应用。
图I是现有技术所公开的电机驱动电路拓扑图；图2是本实用新型第一实施例所提供的电机驱动电路结构示意图；图3是本实用新型第二实施例所提供的电机驱动电路结构示意图；图4是本实用新型第三实施例所提供的电机驱动电话结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型所公开的电机驱动电路，包括至少ー个驱动电路单元，驱动电路单元的个数与电机的相数相一致，各驱动电路单元之间并联连接。请參见图1，为本实用新型第一实施例所提供的电机驱动电路结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。如图I所示，本实施例是以四相电机为例，对电机驱动电路进行说明的。在本实施例所公开的电机驱动电路中，包括四个驱动电路单元，即第一驱动电路单元10、第二驱动电路单元20、第三驱动电路单元30和第四驱动电路单元40，第一、第二、第三和第四驱动电路単元10、20、30和40并联在电源的正极V+和电源的负极V-之间，其中，每个驱动单元包括第一ニ极管VD1、线圈绕组LA、开关管VI，其中第一ニ极管VDl的负极电性连接电源的负极V-，正极电性连接开关管Vl的发射极；线圈绕组LA的一端电性连接电源的负极V-，另ー端电性连接开关管Vl的发射极；开关管Vl的集电极电性连接电源的正极，基极电性连接电机的控制器(控制器图I中未示出)。本实施例是以四相电机为例对电机驱动电路进行描述的，每相只有ー个主开关管(比如三极管或场效应管等)Vl和一个续流ニ极管VDl。当Vl导通吋，VDl截止，外加电源在线圈绕组LA 上产生相电流；当Vl关断时，线圈绕组LA的储能通过续流ニ极管VDl续流。不难看出，每项绕组只需要一个开关管VI，大大降低了驱动器电路的成本，减小了功率变换器的功耗，提高了整个系统的效率，并且有利于实现系统的小型化。请參见图2，为本实用新型第二实施例所提供的电机驱动电路结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。本实用新型第二实施例所提供的电机驱动电路，以四相电机为例加以说明。在本实施例中，四相电机需要四个驱动电路单元，即第一电路驱动单元10、第二电路驱动单元20、第三驱动电路单元30和第四驱动电路单元40。每个驱动电路单元包括第一ニ极管VDl、线圈绕组LA、开关管VI，第二ニ极管VD2，其中，第一ニ极管VDl的负极电性连接电源的负极V-，正极电性连接开关管Vl的发射极；线圈绕组LA的一端电性连接电源的负极V-，另ー端电性连接开关管Vl的发射极；开关管Vl的集电极电性连接电源的正极V+，基极电性连接电机的控制器(图2未示出)。第一ニ极管VDl的负极电性连接电源的负极V-，第一ニ极管VDl的正极电性连接第二ニ极管VD2的负极，第二ニ极管VD2的正极电性连接电源的正极V+ ;线圈绕组L的一端电性连接电源的负极V-，另一端电性连接开关管Vl的发射极；开关管Vl的集电极电性连接电源的正极V+，开关管Vl的基极电性连接电机的控制器。本实施例在第一实施例的基础上，每个开关管反向并联ー个ニ极管，减小开关管寄生电感对开关管导通和关断的影响。图4为本实用新型第三实施例所公开的电机驱动电路结构示意图，为了便于说明，仅列出了与本实施例相关的部分。本实施例仍然以四相电机为例，对电机驱动电路加以描述。本是实施例公开的四相电机的驱动电路，包括四个电路驱动单元和一第一电容Cl，第一电容Cl与各驱动电路单元之间并联连接。其中，四相电机需要四个驱动电路单元，即第一电路驱动单元10、第二电路驱动単元20、第三驱动电路单元30和第四驱动电路单元40。每个驱动电路単元包括第一二极管VDl、线圈绕组LA、开关管VI，第二ニ极管VD2，和第二电容C2。第一ニ极管VDl的负极电性连接电源的负极V-，正极电性连接开关管Vl的发射极；线圈绕组LA的一端电性连接电源的负极V-，另一端电性连接开关管Vl的发射扱；开关管Vl的集电极电性连接电源的正极V+，基极电性连接电机的控制器(图2未示出)。第一ニ极管VDl的负极电性连接电源的负极V-，第一ニ极管VDl的正极电性连接第二ニ极管VD2的负极，第二ニ极管VD2的正极电性连接电源的正极V+ ;线圈绕组LA的一端电性连接电源的负极V-，另一端电性连接开关管Vl的发射极；开关管Vl的集电极电性连接电源的正极V+，开关管Vl的基极电性连接电机的控制器；第ニ电容C2的两端分别电性连接第二ニ极管VD2的正负极。在本实施例中，第一电容Cl、第二电容C2均为无感电容，第一ニ极管VDl和第二ニ极管VD2均为续流电容,开关管Vl为场效应管或者三极管。本实施例所公开的电机驱动电路，对每个开关管并联ー个无感电容，以减小电路分布电感对开关管导通和关断的影响，并在直流母线上并联ー个大容量的电容，更有利于电路更好地发挥作用。同时，本实用新型还提供了ー种包含前述电机驱动电路的电子设备，例如机器人、数控机床、电动车辆、运动控制设备和风カ发电设备等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.ー种电机驱动电路，其特征在于，所述电路包括至少ー个驱动电路单元，所述驱动电路单元的个数与电机的相数相一致，所述各驱动电路単元之间并联连接。
2.如权利要求I所述的电机驱动电路，其特征在于，所述驱动电路单元包括第一ニ极管、线圈绕组、开关管，其中 所述第一ニ极管的负极电性连接电源的负极，正极电性连接所述开关管的发射扱；所述线圈绕组的一端电性连接电源的负极，另一端电性连接所述开关管的发射扱；所述开关管的集电极电性连接电源的正极，基极电性连接电机的控制器。
3.如权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，所述驱动电路单元还包括第二ニ极管，所述第一二极管的负极电性连接电源的负极，第一ニ极管的正极电性连接第二ニ极管的负极，第二ニ极管的正极电性连接电源的正极；所述线圈绕组的一端电性连接电源的负极，另一端电性连接所述开关管的发射扱；所述开关管的集电极电性连接电源的正极，开关管的基极电性连接电机的控制器。
4.如权利要求3所述的电机驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一电容，所述驱动电路单元还包括第二电容，其中，所述第一电容与所述驱动电路单元之间并联连接；所 述第二电容的两端分别电性连接第二ニ极管的正负极。
5.如权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，所述第一电容、第二电容均为无感电容。
6.如权利要求5所述的电机驱动电路，其特征在于，所述开关管为三极管或功率场效应管。
7.如权利要求6所述的电机驱动电路，其特征在于，所述第一ニ极管、第二ニ极管为续流ニ极管。
8.ー种电子设备，其特征在于，包含如权利要求1-7任意一项所述的电机驱动器电路。
9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在干，所述电子设备为机器人或数控机床或电动车辆或运动控制设备或风カ发电设备。
专利摘要本实用新型适用电机技术领域，提供了电机驱动电路及具有该电路结构的电子设备。本实用新型所提供的电机驱动电路，包括至少一个驱动电路单元，所述驱动电路单元的个数与电机的相数相一致，所述各驱动电路单元之间并联连接。采用本实用新型的技术方案，电路结构简单，成本低，具有很好的实用性。
文档编号H02P6/00GK202455306SQ20112038853
公开日2012年9月26日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者陈龙 申请人:深圳市轴心自控技术有限公司