电机驱动装置及空调器的制造方法
【专利摘要】本发明属于直流无刷电机的控制领域，尤其涉及一种电机驱动装置及空调器。根据本发明提供的电机驱动装置，在无刷电机驱动装置中的高压直流电源电路上设置一保护单元，可以有效提高高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，防止外部电源噪音过大而造成电机驱动装置受损和失效的问题。进一步地，该电机驱动装置还能在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，切断故障电流，将电机驱动控制单元内部的实效阻断，有效保护外部高压直流电源。同样的，具备了该电机驱动装置的空调器，既可提高高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，保护电机不受损，又可以在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，有效保护外部高压直流电源。
【专利说明】电机驱动装直及Si.调器【技术领域】
[0001]本发明属于直流无刷电机的控制领域，尤其涉及一种电机驱动装置及采用该电机驱动装置的空调器。
【背景技术】 [0002]直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。在直流无刷电机现行的应用中，其已知架构如图1所示，具体包括:为直流无刷电机的驱动控制单元中功率器件供电的高压直流电源电路、为直流无刷电机的驱动控制单元中控制部分供电的低压直流电源电路、为直流无刷电机的驱动控制单元传输速度调节指令的速度指令传输电路、以及将电机驱动控制单元产生的电机转速信号反馈给外部控制单元的转速信号反馈电路。为了驱动控制直流无刷电机的运行，由外部提供两路共地电源VM和VCC，根据外部控制单元输出的速度调节指令，驱动该驱动控制装置中的逆变器部分输出电压给电机绕组，最终完成电机的旋转和运动。
[0003]但是，高压直流电源电路在应对实际使用环境中的电源噪音时，受外部浪涌电压的冲击，经常容易出现无效的状态，使得电机驱动装置中的功率器件受损而导致电机无法正常工作。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的首先在于提供一种电机驱动装置，以提高直流无刷电机高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，提升电机的抗浪涌能力，解决外部电源噪音过大而造成电机驱动装置失效的问题。
[0005]本发明提供的电机驱动装置，连接在外部控制单元和电机绕组之间，包括:
[0006]高压直流电源电路，用于为电机驱动控制单元中的功率元件供电；
[0007]低压直流电源电路，用于为电机驱动控制单元中的控制部分供电；
[0008]速度指令传输电路，用于传输由外部控制单元发送给电机驱动控制单元的速度调节指令；以及
[0009]转速信号反馈电路，用于将电机驱动控制单元产生的电机转速信号反馈给外部控制单兀；
[0010]并且，所述高压直流电源电路上设有一个在外部电源噪声超过预设值时保护所述功率器件、防止电机驱动装置受损的保护单元。
[0011]另一方面，本发明还提供一种空调器。该空调器内置有直流无刷电机，而该直流无刷电机采用的电机驱动装置即如上所述。
[0012]根据本发明提供的电机驱动装置，可以有效提高直流无刷电机驱动装置中的高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，防止外部电源噪音过大而造成电机驱动装置受损和失效的问题。进一步地，该电机驱动装置还能在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，例如短路或者过流时，切断故障电流，将电机驱动控制单元内部的实效阻断，有效保护外部高压直流电源。同样的，具备了该电机驱动装置的空调器，既可以提高高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，保护电机不受损，又可以在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，切断故障电流，有效保护外部高压直流电源。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是现有技术中直流无刷电机的驱动装置的结构框图；
[0014]图2是本发明第一实施例提供的电机驱动装置的结构框图；
[0015]图3是本发明第二实施例提供的电机驱动装置中保护单元的电子元器件示例图；
[0016]图4是本发明第三实施例提供的电机驱动装置中保护单元的电子元器件示例图；
[0017]图5是本发明第四实施例提供的电机驱动装置的电子元器件示例图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]图2是本发明第一实施例提供的电机驱动装置的结构框图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示:
[0020]一种电机驱动装置20，连接在外部控制单元10和电机的三相绕组30之间，包括:
[0021]高压直流电源电路，连接高压直流电源VM的输出端和驱动控制单元的高压电源输入端VS，用于为电机驱动控制单元中的功率元件供电；
[0022]低压直流电源电路，连接在直流电源VCC与驱动控制单元的工作电压输入端VCC之间，用于为电机驱动控制单元中的控制部分供电；
[0023]速度指令传输电路，用于传输由外部控制单元10发送给电机驱动控制单元的速度调节指令；以及
[0024]转速信号反馈电路，用于将电机驱动控制单元产生的电机转速信号反馈给外部控制单兀；
[0025]并且，在所述高压直流电源电路上设有一个保护单元201。该保护单元201可在外部电源噪声超过预设值时保护所述功率器件，提高提升电机的抗浪涌能力，防止电机驱动装置20受损失效。
[0026]进一步地，在具体实施过程中，所述保护单元201不局限于实现上述功能，还可用于在电机驱动控制单元出现问题和失效时，包括但不限于驱动控制单元短路或过流时，可以切断故障电流，将电机驱动控制单元的内部失效阻断，使其失效不致影响外部电源回路，进而保护外部高压直流电源VM。
[0027]在具体实现时，保护单元201的电子元器件组成可以如图3所示。图3即是本发明第二实施例提供的电机驱动装置中保护单元的电子元器件示例图；为了便于说明，也仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示:
[0028]保护单元201设置在高压直流电源电路上，包括一连接在高压直流电源VM电力导线与地之间的瞬态电压抑制二极管TVSD1。该瞬态电压抑制二极管TVSDl的阴极接电力导线、阳极接地；当外部电源噪声超过预设值时，所述瞬态电压抑制二极管TVSDl能够吸收多余能量，提升电机抗浪涌能力，有效改善直流无刷电机受外部浪涌电压损伤的情况。
[0029]作为一优选实施例，保护单元201还能在电机驱动控制单元内部出现问题和失效时，例如短路或过流时，切断故障电流，将电机驱动控制单元的内部失效阻断，使其失效不致影响外部电源回路，进而保护外部高压直流电源。具体地，图4示出了本发明第三实施例提供的电机驱动装置中保护单元的电子元器件示例图。如图所示:
[0030]保护单元201还包括一串接在高压直流电源电力导线上的熔断电阻R1，在电机驱动控制单元发生类似短路或过流的情况时，产生分断功能，切断电机驱动控制单元的故障电流，保护外部高压直流电源VM。
[0031]实际上，在具体实现过程中，保护单元201的元器件组合可以有若干种形式，包括但不限于气体放电管、压敏电阻和/或扼流线圈等。本实施例以瞬态电压抑制二极管TVSDl或者瞬态电压抑制二极管TVSDl与熔断电阻Rl的组合为例，仅仅是为了便于说明。
[0032]这样，根据在无刷电机驱动装置中的高压直流电源电路上设置一保护单元，可以有效提高直流高压电源电路应对外部电源噪音的能力，防止外部电源噪音过大而造成电机驱动装置受损和失效的问题。进一步地，还能在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，例如短路或者过流时，切断故障电流，将电机驱动控制单元内部的实效阻断，有效保护外部高压直流电源。
[0033]图5是本发明第四实施例提供的电机驱动装置的电子元器件示例图。具体而言，是电机驱动装置中的高压直流电源电路、低压直流电源电路、速度指令传输电路和转速信号反馈电路的示例电子元器件图。同样地，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示:
[0034]低压直流电源电路设有稳压二极管ZD3、电容Cl和电容C2 ;所述稳压二极管ZD3、电容Cl和电容C2分别并接在低压直流电源VCC与电机驱动控制单元相接的电力导线与地之间。
[0035]实际上,低压直流电源电路加入稳压二极管ZD3、电容Cl和电容C2, —是为了稳压，二是为了滤波，都是为了电机驱动控制单元中的控制部分稳定供电。
[0036]而速度指令传输电路上设置有RC滤波单元，具体为电阻R2和电容C3 ；电阻R2接在外部控制单元10的速度调节指令输出端与电机驱动控制单元之间，电容C3接在电阻R2的一端与地之间。
[0037]另一方面，转速信号反馈电路上设置有限流电阻R3和NPN型三极管Ql ；限流电阻R3接在电机驱动控制单元的转速信号输出端FG与NPN型三极管Ql的基极之间，NPN型三极管Ql的发射极接地，NPN型三极管Ql的集电极接外部控制单元的转速信号接收端FG。
[0038]进一步地，作为一更优的实施方式，转速信号反馈电路上还设置有电阻R4和电容C4 ；电容C4连接在NPN型三极管Ql的基极与地之间，电阻R4连接在NPN型三极管Ql的集电极与外部控制单元的转速信号接收端FG之间。
[0039]并且，在高压直流电源电路的电力导线对地之间，还可以并接两个滤波电容。如图所示，电容C5和电容C6并接在防浪涌保护单元201与驱动控制单元的高压电源输入端VS之间，对外部高压直流电源VM的噪声进行过滤，进一步提高直流高压电流电路应对外部电源噪音的能力。
[0040]需要特别说明的是，在具体实施过程中，速度指令可能是VSP信号，也可能是PWM脉冲信号，当然也可以是用于传输速度调节指令的其他信号。而在图2—图5所示的各个实施例中，为了便于说明，就以VSP信号为速度调节指令的载体。此仅为示例，并不用于限定
信号类型。
[0041 ] 本发明提供的电机驱动装置可以适用于任意应用直流无刷电机的电子电力设备，当然也可以应用于空调器。因此，本发明实施例还提供一种空调器，该空调器内置有直流无刷电机，而该直流无刷电机采用的电机驱动装置即如上所述。
[0042]根据本发明提供的电机驱动装置，在无刷电机驱动装置中的高压直流电源电路上设置一保护单元，可以有效提高直流无刷电机驱动装置中的高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，防止外部电源噪音过大而造成电机驱动装置受损和失效的问题。进一步地，该电机驱动装置还能在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，例如短路或者过流时，切断故障电流，将电机驱动控制单元内部的实效阻断，有效保护外部高压直流电源。同样的，具备了该电机驱动装置的空调器，既可以提高高压直流电源电路应对外部电源噪音的能力，保护电机不受损，又可以在电机驱动控制单元内部产生问题和失效时，切断故障电流，有效保护外部高压直流电源。
[0043]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电机驱动装置，连接在外部控制单元和电机绕组之间，其特征在于，所述电机驱动装置包括: 高压直流电源电路，用于为电机驱动控制单元中的功率器件供电； 低压直流电源电路，用于为电机驱动控制单元中的控制部分供电； 速度指令传输电路，用于传输由外部控制单元发送给电机驱动控制单元的速度调节指令；以及 转速信号反馈电路，用于将电机驱动控制单元产生的电机转速信号反馈给外部控制单元; 并且，所述高压直流电源电路上设有一个在外部电源噪声超过预设值时保护所述功率器件、防止电机驱动装置受损的保护单元。
2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述保护单元包括一连接在高压直流电源电力导线与地之间、在外部高压直流电源噪声超过预设值时吸收多余能量的瞬态电压抑制二极管TVSDl。
3.如权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，所述保护单元还包括一串接在高压直流电源电力导线上、在电机驱动控制单元短路或过流时产生分断功能的熔断电阻R1。
4.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述低压直流电源电路包括稳压二极管ZD3、电容Cl和电容C2 ； 所述稳压二极管ZD3、电容Cl和电容C2分别并接在低压直流电源与电机驱动控制单元相接的电力导线与地之间。
5.如权利要求1-4任一项所述的电机驱动装置，其特征在于，所述速度指令传输电路上设置有RC滤波单元，包括电阻R2和电容C3 ； 所述电阻R2接在外部控制单元的速度调节指令输出端与电机驱动控制单元之间，所述电容C3接在电阻R2的一端与地之间。
6.如权利要求5所述的电机驱动装置，其特征在于，所述转速信号反馈电路上设置有限流电阻R3和NPN型三极管Ql ； 所述限流电阻R3接在电机驱动控制单元的转速信号输出端与所述NPN型三极管Ql的基极之间，所述NPN型三极管Ql的发射极接地，所述NPN型三极管Ql的集电极接外部控制单元的转速信号接收端。
7.如权利要求6所述的电机驱动装置，其特征在于，所述转速信号反馈电路还设置有电阻R4和电容C4 ； 所述电容C4连接在所述NPN型三极管Ql的基极与地之间，所述电阻R4连接在所述NPN型三极管Ql的集电极与外部控制单元的转速信号接收端之间。
8.—种空调器，内置有直流无刷电机，其特征在于，所述直流无刷电机的电机驱动装置如上述权利要求1-7任一项所述。
【文档编号】H02H7/085GK103746620SQ201310545726
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】方强, 王洪晓, 史国俊, 万智宇, 钟立 申请人:广东威灵电机制造有限公司