一种无刷直流电机及其自举全桥驱动电路的制作方法

文档序号:12568243阅读:1807来源:国知局

本实用新型涉及机电传动控制技术领域,具体地,是涉及一种无刷直流电机的自举全桥驱动电路以及具有这种电路的电机。



背景技术:

无刷直流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。无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机,又称无换向器电机。其不同于有刷直流电机换向时需要通过电刷改变线圈的电流的正负来改变方向,无刷直流电机的换向只需要改变无刷直流电机的逆变器的PWM信号即可实现对无刷直流电机的换向和调速。

但是,现有的无刷直流电机驱动电路需要通过设置独立的变压器进行电平隔离,达到对驱动电路上桥臂进行增压的目的,且设置独立变压器使得驱动电路的生产成本居高不下。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型的主要目的是提供一种结构简单且生产成本低的自举全桥驱动和电路。

本实用新型的另一目的是提供一种驱动电路简单且生产成本低的无刷直流电机。

为了实现上述目的,本实用新型提供一种无刷直流电机的自举全桥驱动电路,其中,自举全桥驱动电路设置有第一直流端子、第二直流端子、第一脉冲端子、第二脉冲端子和输出端子;自举全桥驱动电路包括上桥臂电路、下桥臂电路和升压电路,上桥臂电路接收第一脉冲端子输出的第一脉冲信号,上桥臂电路包括第一MOS管,第一MOS管的漏极与第一直流端子电连接,第一MOS管的源极与输出端子电连接,下桥臂电路接收第一脉冲信号和第二脉冲端子输出的第二脉冲信号,下桥臂电路包括第二MOS管,第二MOS管的漏极与输出端子电连接,第二MOS的源极与第二直流端子电连接,升压电路包括控制芯片和电容,控制芯片通过电容与上桥臂电路电连接,输出端子分别与第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极电连接。

进一步的方案是,上桥臂电路还包括第一三极管、第二三极管和第三三极管,第一三极管的基极接收第一脉冲信号,第一三极管的发射极与第二直流端子电连接,第二三极管的基极与第一三极管的集电极电连接,第二三极管的发射极与电容电连接,第三三极管的基极与第二三极管的集电极电连接,第三三极管的发射极与第一MOS管的栅极电连接,第三三极管的集电极与输出端子电连接。

更进一步的方案是,下桥臂电路还包括第四三极管、第五三极管、第六三极管和第七三极管,第四三极管的基极接收第一脉冲信号,第四三极管的发射极与第二直流端子连接,第五三极管的基极与第四三极管的集电极电连接,第五三极管的发射极与第二MOS管的栅极电连接,第六三极管的基极接收第二脉冲信号,第六三极管的发射极与第二直流端子电连接,第七三极管的基极与第六三极管的集电极电连接,第七三极管的集电极与第二直流端子电连接,第七三极管的发射极与第五三极管的发射极电连接。

更进一步的方案是,自举全桥驱动电路还包括二极管,二极管电连接在电容和第二二极管的发射极之间。

由上可见,该无刷直流电机的自举全桥驱动电路通过设置控制芯片和电容实现自举增压,电路结构简单。与现有技术相比,该无刷直流电机的驱动电路无需通过设置独立变压器进行电平隔离,有效的降低成本。

为实现上述的另一目的,本实用新型提供一种无刷直流电机,包括定子与转子,定子由自举全桥驱动电路驱动,其中,自举全桥驱动电路设置有第一直流端子、第二直流端子、第一脉冲端子、第二脉冲端子和输出端子;无刷直流电机的自举全桥驱动电路包括上桥臂电路、下桥臂电路和升压电路,上桥臂电路接收第一脉冲端子输出的第一脉冲信号,上桥臂电路包括第一MOS管,第一MOS管的漏极与第一直流端子电连接,第一MOS管的源极与输出端子电连接,下桥臂电路接收第一脉冲信号和第二脉冲端子输出的第二脉冲信号,下桥臂电路包括第二MOS管,第二MOS管的漏极与输出端子电连接,第二MOS的源极与第二直流端子电连接,升压电路包括控制芯片和电容,控制芯片通过电容与上桥臂电路电连接。

进一步的方案是,上桥臂电路还包括第一三极管、第二三极管和第三三极管,第一三极管的基极接收第一脉冲信号,第一三极管的发射极与第二直流端子电连接,第二三极管的基极与第一三极管的集电极电连接,第二三极管的发射极与电容电连接,第三三极管的基极与第二三极管的集电极电连接,第三三极管的发射极与第一MOS管的栅极电连接,第三三极管的集电极与输出端子电连接。

更进一步的方案是,下桥臂电路还包括第四三极管、第五三极管、第六三极管和第七三极管,第四三极管的基极接收第一脉冲信号,第四三极管的发射极与第二直流端子连接,第五三极管的基极与第四三极管的集电极电连接,第五三极管的发射极与第二MOS管的栅极电连接,第六三极管的基极接收第二脉冲信号,第六三极管的发射极与第二直流端子电连接,第七三极管的基极与第六三极管的集电极电连接,第七三极管的集电极与第二直流端子电连接,第七三极管的发射极与第五三极管的发射极电连接。

更进一步的方案是,自举全桥驱动电路还包括二极管,二极管电连接在电容和第二二极管的发射极之间。

由上可见,该无刷直流电机利用自举全桥驱动电路对定子进行驱动,驱动电路结构简单,同时设置控制芯片和电容实现自举增压。与现有技术相比,该无刷直流电机的驱动电路无需通过设置独立变压器进行电平隔离,有效的降低成本。

附图说明

图1是本实用新型无刷直流电机的自举全桥驱动电路的电原理图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1,图1是本实用新型无刷直流电机的自举全桥驱动电路的电原理图。无刷直流电机包括定子、转子以及驱动转子的自举全桥驱动电路,自举全桥驱动电路设置有直流端子D10、直流端子D11、脉冲端子SIGH、脉冲端子SIGL和输出端子PHASE,其中,直流端子D10和直流端子D11均为电流输入端子,且输入的电流极性相反;脉冲端子SIGH和脉冲端子SIGL为脉冲调制信号输入端子,用于接收PWM脉冲信号;输出端子PHASE为交流输出端,与直流无刷电机连接。

无刷直流电机的自举全桥驱动电路包括上桥臂电路1、下桥臂电路2和升压电路3。升压电路3包括控制芯片IC1、电容C1和二极管D2,控制芯片IC1的引脚A和引脚F均与12伏的直流电源连接,引脚B和引脚C分别通过电容C2接地,引脚D接地,引脚E与电容C1的负极电连接且引脚E通过电阻R1接地,电容C1的正极与二极管D2的阴极电连接,二极管D2的阳极与直流端子D10电连接,二极管D2用于防止电容C1的电流流向直流端子D10。

上桥臂电路1包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和MOS管Q4,其中三极管Q1为NPN型三极管、三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管,MOS管Q4为NMOS管。

三极管Q1的基极通过电阻R5与脉冲端子SIGH连接,接收脉冲端子SIGH输出的第一脉冲信号,三极管Q1的发射极通过电阻R6与直流端子D11电连接。三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极电连接,三极管Q2的发射极通过二极管D1与电容C1电连接。

三极管Q3的基极与三极管Q2的集电极电连接,三极管Q3的发射极通过电阻R4与MOS管Q4的栅极电连接,三极管Q3的集电极与输出端子PHASE电连接。MOS管Q4的漏极与直流端子D10电连接,源极与直流端子D11电连接。

下桥臂电路2包括三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q和MOS管Q9,其中,三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7均为NPN型三极管,三极管Q8为PNP型三极管,MOS管Q9为NMOS管。

三极管Q5的集电极与12伏的直流电源连接,发射极通过电阻R10与MOS管Q9的栅极电连接。三极管Q6的基极与脉冲端子SIGH连接,接收脉冲端子SIGH输出的第一脉冲信号,三极管Q6的集电极与三极管Q5的基极电连接,三极管Q6的发射极与直流端子D11电连接。

三极管Q7的基极通过电阻R12分别与脉冲端子SIGL和12伏的直流电源连接,三极管Q7的基极接收脉冲端子SIGL输出的第二脉冲信号,三极管Q7的发射极与直流端子D11电连接。

三极管Q8的基极与三极管Q7的集电极电连接,三极管Q8的集电极与直流端子D11电连接,发射极通过电阻R11与MOS管Q9的栅极电连接。MOS管Q9的漏极与输出端子PHASE电连接,源极与直流端子D11电连接。

由上述方案可见,无刷直流电机的自举全桥驱动电路通过控制芯片IC1、电容C1和二极管D2构成的升压电路对控制芯片IC1连接的12伏的直流电源进行自举升压,并通过二极管D1叠加到到三极管Q2的发射极10上,同时,通过脉冲端子SIGH和脉冲端子SIGL输出的PWM信号控制上桥臂电路1和下桥臂电路2的轮流导通,使得MOS管Q4和MOS管Q9轮流导通,进而使得直流端子D10和直流端子D11轮流向输出端子PHASE输出极性相反的电流,使得输出端子PHASE向无刷直流电机的逆变器输出交变电流,进而对无刷直流电机进行调速控制或转向控制。与现有技术相比,该无刷直流电机的自举全桥驱动电路通过升压电路对外接的12V的直流电源进行自举升压,无需通过设置独立变压器,具有电路结构简单和生产成本低的优点。

最后需要强调的是,以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种变化和更改,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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