技术领域本发明涉及电机领域，尤其涉及一种电机保护电路及基于该电路校准最优死区时间的方法。
背景技术：
目前的电机保护电路通常包括电机、与电机并联的感性电流泄放电路、与电机串联的单相交流电开关电路以及脉冲控制电路，其基本原理是：脉冲控制电路对单相交流电开关电路输出PWM脉冲信号，通过单相交流电开关电路PWM调制，对电机两端的电压进行高速开关，以调节电机两端的平均电压来达到调速的目的；当感性电流泄放回路为开关电路时，现有电机保护电路可以简化为如图1所示的双开关电路电机保护电路简图，其中K1表示感性电流泄放电路，K2表示单相交流电开关电路，为了保证电机稳定运行，需要考虑K1和K2之间的开关死区时间(即K1关到K2开的时间以及K2关到K1开的时间)，保证在K2导通期间，K1不导通，在K2关断期间，K1导通，目前常用的做法是根据K2的断开后的反馈电压来控制K1的开关，采用这种方法的优点是电机两端的反向电压非常低，缺点是死区时间太短，且不太容易控制，如果器件的特性差异所导致的时间特性差异，可能导致K1和K2出现暂时短路，导致K1和K2温升高，甚至烧掉。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电机保护电路及基于该电路校准最优死区时间的方法。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电机保护电路，其特征在于，包括单相交流电机或其主副绕组、感性电流泄放开关电路、单相交流电开关电路、脉冲控制电路和滤波采样电路；所述感性电流泄放开关电路,并联在所述单相交流电机或其主副绕组的两端，用于为所述单相交流电机或其主副绕组的感性电流提供泄放通路；所述单相交流电开关电路,与所述单相交流电机或其主副绕组串联，用于调节驱动所述单相交流电机或其主副绕组的电流；所述脉冲控制电路，与所述感性电流泄放开关电路、所述单相交流电开关电路和所述滤波采样电路均相连，用于产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号，并分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路，然后采集所述滤波采样电路上的采样电流，根据所述采样电流计算得到最优死区时间；所述滤波采样电路还与所述单相交流电开关电路相连，用于产生采样电流。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步地，所述电机保护电路，还包括RC吸收电路，并联在所述单相交流电机或其主副绕组的两端，用于吸收所述单相交流电机或其主副绕组的反向电压。进一步地，所述脉冲控制电路包括：预设死区时间设置模块，用于产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号，并分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路；采样电流采集模块，用于采集所述滤波采样电路上的采样电流；最优死区时间校准模块，用于根据所述采样电流计算得到最优死区时间。进一步地，所述滤波采样电路包括电流采样电阻R1和与所述电流采样电阻R1并联的RC滤波电路，所述RC滤波电路包括电阻R2和电容C1。进一步地，所述采样电流采集模块包括：第一电流采集单元，用于采集电容C1充放电结束后电流采样电阻R1的第一电流值Ka；第二电流采集单元，用于采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的第二电流值Kc。进一步地，所述第一电流值Ka为多次采集电容C1充放电结束后电流采样电阻R1的电流值的平均值。进一步地，所述第二电流值Kc为多次采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的电流值的平均值。进一步地，所述最优死区时间校准模块包括：电流判断单元，用于判断是否Kc＞Ka；若是，则调用最优死区时间设置单元，否则调用预设死区时间更新设置单元；最优死区时间设置单元，用于计算得到最优死区时间为T1+5Tu，其中T1表示预设死区时间，Tu表示预设修正时间，并将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路；预设死区时间更新设置单元，用于更新预设死区时间为T1-Tu，并将死区时间为更新后预设死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路后，调用延时单元；延时单元，用于等待预定时间后，调用所述第二电流采集单元。进一步地，所述最优死区时间校准模块还包括存储器，用于调用所述最优死区时间设置单元，获取所述最优死区时间并生成死区时间已校准标志。进一步地，所述最优死区时间校准模块还包括校准判断模块，用于调用所述存储器并判断所述存储器中是否包括死区时间已校准标志；若是，则读取所述存储器中存储的最优死区时间，并调用所述最优死区时间设置单元将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路；否则调用所述预设死区时间设置模块。本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种基于上述电机保护电路校准最优死区时间的方法，包括如下步骤：产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号，并分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路；采集所述滤波采样电路上的采样电流；根据所述采样电流计算得到最优死区时间。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步地，其中采集所述滤波采样电路上的采样电流的步骤包括：采集电容C1充放电结束后电流采样电阻R1的第一电流值Ka；采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的第二电流值Kc。进一步地，根据所述采样电流计算得到最优死区时间的步骤包括：判断是否Kc＞Ka；若是，则计算得到最优死区时间为T1+5Tu，其中T1表示预设死区时间，Tu表示预设修正时间，并将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路；否则更新预设死区时间为T1-Tu，并将死区时间为更新后预设死区时间两路对称脉冲信号分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路，等待预定时间后，重新执行采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的第二电流值Kc的步骤。进一步地，执行完计算得到最优死区时间为T1+5Tu的步骤后，还包括存储器获取所述最优死区时间并生成死区时间已校准标志。进一步地，在执行产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号的步骤之前，还包括判断所述存储器中是否包括死区时间已校准标志；若是，则读取所述存储器中存储的最优死区时间，并执行将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至所述感性电流泄放开关电路和所述单相交流电开关电路的步骤；否则执行产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号的步骤。本发明的有益效果是：本发明通过滤波采样电路的采样电流，自适应的调整最优死区时间，避免死区时间设置的太短，而导致感性电流泄放开关电路和单相交流电开关电路短路出现暂时短路引起较大的冲击电流，也可以避免死区时间设置的太长，单相交流电机或其主副绕组的反向电压高导致感性电流泄放开关电路和单相交流电开关电路击穿；能够使单相交流电机或其主副绕组处于最佳工作状态，提高智能化程度。附图说明图1为双开关电路电机保护电路简图；图2为本发明所述电机保护电路原理框图；图3为采用对称PWM自锁模式驱动电机保护电路的PWM波形图；图4为具体实施例中本发明所述电机保护电路的电路结构图；图5为本发明所述脉冲控制电路的结构图；图6为本发明所述校准最优死区时间的方法流程图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、单相交流电机或其主副绕组，2、感性电流泄放开关电路，3、单相交流电开关电路，4、脉冲控制电路，5、滤波采样电路，6、RC吸收电路。具体实施方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。图2为本发明所述电机保护电路原理框图。如图2所示，一种电机保护电路，包括：感性电流泄放开关电路2，并联在单相交流电机或其主副绕组1的两端，用于为单相交流电机或其主副绕组1的感性电流提供泄放通路；单相交流电开关电路3，与单相交流电机或其主副绕组1串联，用于调节驱动单相交流电机或其主副绕组1的电流；脉冲控制电路4，与感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3均相连，用于产生两路对称脉冲信号，并分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3。由上可知，本发明的电机保护电路采用的是对称PWM自锁模式来驱动感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3，图3为采用对称PWM自锁模式驱动电机保护电路的PWM波形图，如图3所示，其中PWM1表示脉冲控制电路4输入至感性电流泄放开关电路2的脉冲信号，PWM2表示脉冲控制电路4输入至单相交流电开关电路3的脉冲信号，脉冲控制电路4可以设置感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3之间的死区时间，但是如果死区时间设置的过大，则会导致单相交流电机或其主副绕组1的反向电压非常高，电磁辐射严重，容易击穿两个开关管，为了避免这种情况，本发明的电机保护电路还包括RC吸收电路6，包括一个电阻和一个大容量的电容，并联在单相交流电机或其主副绕组1的两端，用于吸收单相交流电机或其主副绕组1的反向电压，虽然RC吸收电路6可以避免单相交流电机或其主副绕组1的反向电压过高，但是在死区时间过大的情况下，RC吸收电路6中电容太大会导致电阻发热量高，导致损耗过大，不利于电机保护电路稳定可靠工作；如果将死区时间设置的过小，当出现干扰的时候，有可能出现两个开关电路暂时短路引起较大的冲击电流的状况，导致两个开关电路严重过热进入不稳定状态甚至烧毁。因此就需要设置一个最优死区时间，以避免上述状况发生。为了能够确定最优死区时间的大小，本发明的电机保护电路还包括滤波采样电路5，与单相交流电开关电路3和脉冲控制电路4均相连，用于产生采样电流；滤波采样电路5的采样电流会随着两路对称脉冲信号死区时间的不同而发生变化，因此可以将滤波采样电路5的采样电流和死区时间建立一定的关系，用采样电流来确定最优死区时间。具体操作中，脉冲控制电路4，产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号，并分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3，然后采集滤波采样电路5上的采样电流，根据采样电流计算得到最优死区时间。图4为具体实施例中本发明所述电机保护电路的电路结构图。在具体实施例中，本发明的电机保护电路可以设计为如图4所示的电路结构。其中，感性电流泄放开关电路2，包括场效应开关管K1、光耦P1、电阻R6、电阻R7以及由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成的二极管桥式整流电路；二极管D1的正极和二极管D2的负极均与单相交流电机或其主副绕组1连接火线端的一端相连，二极管D3的负极和二极管D4的正极均与单相交流电机或其主副绕组1的另一端相连，二极管D1的负极和二极管D4的负极均与场效应开关管K1的漏极相连，二极管D2的正极和二极管D3的正极均与场效应开关管K1的源极相连，场效应开关管K1的栅极与光耦P1中NPN型三极管的发射极相连，光耦P1中NPN型三极管的集电极通过电阻R7接入电压，光耦P1中发光二极管的正极通过电阻R6与脉冲控制电路相连，光耦P1中发光二极管的负极接地。单相交流电开关电路3，包括场效应开关管K2、电阻R8以及由二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9组成的二极管桥式整流电路；二极管D6的正极和二极管D7的负极均与单相交流电机或其主副绕组1未连接火线端的一端相连，二极管D8的负极和二极管D9的正极均接入零线端，二极管D6的负极和二极管D9的负极均与场效应开关管K2的漏极连接，二极管D7的正极和二极管D8的正极通过滤波采样电路5后与场效应开关管K2的源极相连，场效应开关管K2的栅极通过电阻R8与脉冲控制电路4相连。脉冲控制电路4为单片机。滤波采样电路5，包括电流采样电阻R1和由电阻R2和电容C1组成的滤波电路；场效应开关管K2的源极分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与二极管D7的正极和二极管D8的正极相连，电阻R2的另一端分别与脉冲控制电路4和电容C1的一端相连，电容C1的另一端与电阻R1的另一端相连。RC吸收电路6，包括串联的电阻R9和电容C2。图5为本发明所述脉冲控制电路的结构图。基于上述电机保护电路，本发明的脉冲控制电路4包括：预设死区时间设置模块、采样电流采集模块和最优死区时间校准模块。预设死区时间设置模块，用于产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号，并分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3。其中预设死区时间需保证感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3不会被同时导通或者关断，在实际应用中可以根据单相交流电机或其主副绕组1的机型或者型号确定，假如某一机型或型号的单相交流电机或其主副绕组1的在死区时间为1us时一定能够满足上述条件，则预设死区时间可以设置为大于等于1us。采样电流采集模块，用于采集滤波采样电路5上的采样电流；采样电流采集模块还包括第一电流采集单元和第二电流采集单元；第一电流采集单元，用于采集电容C1充放电结束后电流采样电阻R1的第一电流值Ka，也就是单相交流电机或其主副绕组1正常运行的电流值，为了保证采集到的电流值更加准确，第一电流值Ka可以为多次采集电容C1充放电结束后电流采样电阻R1的电流值的平均值。采集的次数可以为3-20次。第二电流采集单元，用于采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的第二电流值Kc；为了保证采集到的电流值更加准确，第二电流值Kc可以为多次采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的电流值的平均值。采集的次数可以为3-20次，其中特定时刻可以为电容C1开始充电后0.5-1.5us，或者电容C1开始放电后0.5-1.5us。最优死区时间校准模块，用于根据采样电流计算得到最优死区时间。最优死区时间校准模块包括电流判断单元、最优死区时间设置单元、预设死区时间更新设置单元和延时单元。电流判断单元，用于判断是否Kc＞Ka；若是，则调用最优死区时间设置单元，否则调用预设死区时间更新设置单元。最优死区时间设置单元，用于计算得到最优死区时间为T1+5Tu，其中T1表示预设死区时间，Tu表示预设修正时间，并将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3；当Kc＞Ka时，表示感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3已经开始出现同时导通的现象，为了避免此现象，应当在预设死区时间的基础上进行增加。其中，预设修正时间可以根据实际情况进行设置，通常取0.1-0.5us。预设死区时间更新设置单元，用于更新预设死区时间为T1-Tu，并将死区时间为更新后预设死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3后，调用延时单元。延时单元，用于等待预定时间后，调用第二电流采集单元，其中预定时间可以根据实际情况进行设置，通常取100-1000毫秒，将更新后预设死区时间设置为两路对称脉冲信号的死区时间后，电阻R1的电流值需要一个变化过程，通过设置预定时间，可以使采集到的电流采样电阻R1的电流值更加准确。最优死区时间校准模块还可以包括存储器和校准判断模块；存储器，用于调用最优死区时间设置单元，获取最优死区时间并生成死区时间已校准标志；校准判断模块，用于调用存储器并判断存储器中是否包括死区时间已校准标志；若是，则读取存储器中存储的最优死区时间，并调用最优死区时间设置单元将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3；否则调用预设死区时间设置模块。通过设置死区时间已校验标志，在使用单相交流电机或其主副绕组1的时候，只需要校验一次最优死区时间，第二次使用的单相交流电机或其主副绕组1的时候，只需要读取存储器中存储的最优死区时间即可，不需要反复调整和校验。图6为本发明所述校准最优死区时间的方法流程图。基于上述电机保护电路，本发明还提出了一种校准最优死区时间的方法，包括如下步骤：步骤S1，产生死区时间为预设死区时间的两路对称脉冲信号，并分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3，即设置预设死区时间。步骤S2，采集滤波采样电路5上的采样电流。步骤S2还包括：步骤S21，采集电容C1充放电结束后电流采样电阻R1的第一电流值Ka；步骤S22，采集电容C1充放电过程中特定时刻的电流采样电阻R1的第二电流值Kc。其中，步骤S21和步骤S22并没有严格意义上的前后顺序。步骤S3，根据采样电流计算得到最优死区时间。步骤S3包括：步骤S31，判断是否Kc＞Ka；若是，则执行步骤S32，否则，执行步骤S33。步骤S32，计算得到最优死区时间为T1+5Tu，其中T1表示预设死区时间，Tu表示预设修正时间，并将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3，即设置最优死区时间。步骤S33，更新预设死区时间为T1-Tu，并将死区时间为更新后预设死区时间两路对称脉冲信号分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3，即设置更新后预设死区时间。步骤S34，等待预定时间，返回步骤S22。若返回步骤S22后采集到的第二电流值小于等于Ka，则执行步骤S33后，预设死区时间会变更为T1-Tu-Tu。步骤S32之后，还包括存储器获取最优死区时间并生成死区时间已校准标志。在执行步骤S1之前，还包括判断存储器中是否包括死区时间已校准标志；若是，则读取存储器中存储的最优死区时间，并执行步骤S32中将死区时间为最优死区时间的两路对称脉冲信号分别输入至感性电流泄放开关电路2和单相交流电开关电路3的步骤；否则执行步骤S1。在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。