一种BLDC电机控制电路及BLDC电机控制装置的制作方法

本实用新型属于电机控制技术领域，尤其涉及一种BLDC电机控制电路及 BLDC电机控制装置。

背景技术：

无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor，BLDCM)克服了有刷直流电机的先天性缺陷，以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。无刷直流电机的实质是直流电源输入，采用电子逆变器将直流电转换为交流电，有转子位置反馈的三相交流永磁同步电机。目前的BLDC电机控制装置，如定频空调，其室内、室外电机大多采用交流感应电机，导致其能效利用率低，且交流电机的噪声较大，不利于用户体验。虽然少数BLDC电机控制装置，室外机采用的BLDC电机控制为弱电和强电混合控制，由于强电会对弱电造成干扰，导致电机失效或者损坏，且现有方案中主要采用 MCU控制的方式对电机进行调速，控制装置的线路通常较为复杂。

因此如何在不更改原整机电控系统的基础上，将定频空调室外机使用的AC 交流电机替换为BLDC直流电机，提高定频空调的能效利用率，是本领域亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种BLDC电机控制电路，旨在解决在不更改原整机电控系统的基础上，将定频空调室外机使用的AC交流电机替换为BLDC直流电机，提高定频空调的能效利用率的问题。

本实用新型是这样实现的，一种BLDC电机控制电路，所述控制电路包括：

与交流电连接，将所述交流电转换为直流电的高压直流电源单元，所述高压直流电源单元的输出端与BLDC电机的第一端子连接；

与所述高压直流电源单元的输出端连接的电机控制电源单元，所述电机控制电源单元与所述BLDC电机的第二端子连接；

与所述BLDC电机的第三端子连接，控制所述BLDC电机关闭或者启动的控制单元；

与所述控制单元的输入端连接，控制所述控制单元通断的控制信号生成单元，所述控制信号生成单元的输入端与室内机主板的电机输出端连接。

更进一步地，所述控制信号生成单元包括阻容降压电路。

更进一步地，所述控制信号生成单元还包括：

隔离电路，所述隔离电路的输入端与所述阻容降压电路的输出端连接，所述隔离电路的输出端与所述控制单元的输入端连接。

更进一步地，所述隔离电路为光耦。

更进一步地，所述BLDC电机控制电路还包括调速单元，所述调速单元的一端与所述控制单元连接，所述调速单元的另一端与所述BLDC电机的第三端子连接，控制所述BLDC电机的转速。

更进一步地，所述电机控制电源单元为AC-DC降压电路。

更进一步地，所述高压直流电源单元为整流滤波电路。

更进一步地，所述控制单元为MOS管或者三极管。

本实用新型还提供一种BLDC电机控制装置，所述BLDC电机控制装置包括所述的BLDC电机控制电路。

更进一步地，所述BLDC电机控制装置为空调。

本实用新型实施例提供的BLDC电机控制电路，采用了高压直流电源单元将交流电转换为直流电，送入BLDC电机的第一端子和电机控制电源单元，控制信号生成单元根据室内机主板的电机输出的信号生成控制信号，控制控制单元通断，控制单元控制BLDC电机关闭或者启动，使得室内机与室外机通过一根线连接，简化线路，因此能实现不需要修改任何控制逻辑即用BLDC电机直接替代了传统的交流电机，提高了设备的能效。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的BLDC电机控制电路框图；

图2是本实用新型实施例二提供的BLDC电机控制电路框图；

图3是本实用新型实施例三提供的BLDC电机控制电路框图；

图4是本实用新型实施例五提供的BLDC电机控制电路框图；

图5是本实用新型实施例四至八提供的BLDC电机控制电路图。

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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供的BLDC电机控制电路，包括高压直流电源单元、电机控制电源单元、控制单元以及信号生成单元，通过高压直流电源单元将交流电转换为直流电，送入BLDC电机的第一端子和电机控制电源单元，控制信号生成单元4根据室内机主板的电机输出的信号生成控制信号，控制控制单元通断，控制单元控制BLDC电机关闭或者启动。控制信号生成单元4的输入端与室内机主板的电机输出端连接，实现了室内机与室外机通过一根线连接，实现了用BLDC电机直接替代传统的交流电机，不需要修改任何控制逻辑，提高了控制能效。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，如图1所示，该控制电路包括：

与交流电连接，将交流电转换为直流电的高压直流电源单元1，高压直流电源单元1的输出端与BLDC电机5的第一端子连接；

与高压直流电源单元1的输出端连接的电机控制电源单元2，电机控制电源单元2与BLDC电机5的第二端子连接；

与BLDC电机5的第三端子连接，控制BLDC电机5关闭或者启动的控制单元3；

与控制单元3的输入端连接，控制控制单元3通断的控制信号生成单元4，控制信号生成单元4的输入端与室内机主板的电机输出端连接。

上述BLDC电机控制电路原理如下：

通过高压直流电源单元1将交流电转换为直流电，送入BLDC电机5的第一端子和电机控制电源单元2，控制信号生成单元4根据室内机主板的电机输出的信号生成控制信号，控制控制单元3通断，控制单元3控制BLDC电机5 关闭或者启动。

本实用新型实施例中，室内机与室外机通过一根线连接，即控制信号生成单元4的输入端与室内机主板的电机输出端连接，简化了线路，实现了用BLDC 电机直接替代传统的交流电机，不需要修改任何控制逻辑，提高控制能效。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，如图2和图5所示，在实施例一的基础上，控制信号生成单元4包括阻容降压电路4-1。

本实用新型实施例中，由于室内机主板的电机输出端为高压交流220V，高压交流220V与BLDC电机的控制部分电源相互隔离，如果需要主板电机输出端控制BLDC直流电机的转动，则需要通过阻容降压电路4-1将高压交流220V电源转换成低压电源，电阻R30一端连接空调风机输出端口FAN，另一端连接电容 C7，串联的电阻R22、R23为断电之后提供电容C7的泄放回路，电容C7后连接二极管D4后连接二极管D4、电容E8正极，再连接至电阻R30一端；二极管D4 的两端还分别连接二极管D5和ZD2。上述阻容降压电路沿用了室内机主板的电机输出，通过阻容降压来控制BLDC电机的转停，防止输入储能电容的频繁通断冲击而损坏。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，如图3所示，在实施例二的基础上，控制信号生成单元4还包括：

隔离电路4-2，隔离电路4-2的输入端与阻容降压电路的输出端连接，隔离电路的输出端与所述控制单元的输入端连接。

本实用新型实施例中，隔离电路4-2能对阻容降压电路输出的低压信号起隔离、抗干扰的作用。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，在实施例二的基础上，如图5所示，隔离电路4-2为光耦U4。

本实用新型实施例中，通过控制光耦U4输入端的导通与关断，从而控制光耦U4输出端的导通与关断，来控制控制单元3中的导通与关断，从而控制 BLDC电机的关断，光耦U4通过三极管T1与控制单元3相连。

实施例五

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，如图4和图5所示，在实施例一的基础上，BLDC电机控制电路还包括调速单元6，调速单元6的一端与控制单元3连接，调速单元6的另一端与BLDC电机5的第四端子连接，控制BLDC电机5的转速。

本实用新型实施例中，由于BLDC电机的转速是通过输入不同的电压来调节不同的转速，因此可以采用三端精密稳压器来调整BLDC电机的转速，实现低成本的转速控制，将+15V电源调整为不同的输出电压来达到不同的转速，实现转速的调节。如图5所示的电路图中，调速单元6中包括稳压管U1，稳压管U1 一端接地，另一端连接控制单元3，稳压管U1与控制单元3的连接线上还串联有电阻R11和R2，稳压管U1还与调速单元6连接，电阻R4连接在稳压管U1与调速单元6之间，电阻R5一端连接在稳压管U1与电阻R4之间，另一端接地。

实施例六

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，在实施例一的基础上，如图5所示，电机控制电源单元2为AC-DC降压电路。

本实用新型实施例中，采用非隔离AC-DC芯片U2将高压+310V直流电降压成低压+15V直流电，为BLDC电机提供控制电源；给BLDC电机控制端供电。芯片U2通过电感L1与二极管D1连接，二极管D1连接到310V直流电，芯片U2通过电感L2连接到芯片U5的输入端，芯片U5的输出端连接到BLDC 电机，整个信号传输过程中设置了多处抗干扰的振荡电路、通过电容实现滤波或者通过RC吸收电路来抗干扰。通过阻容降压控制BLDC电机转停，能够防止输入储能电容的频繁冲击而损坏。

实施例七

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，在实施例一的基础上，如图5所示，高压直流电源单元1为整流滤波电路。

本实用新型实施例中，整流滤波电路采用桥式整流滤波电路，将AC220V 交流电转换成平滑的+310V直流电，给BLDC直流电机负载端供电；整流滤波电路的输入端连接零线ACN和火线ACL，然后与BLDC电机5相连。

实施例八

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制电路，在实施例一的基础上，如图5所示，控制单元3为MOS管或者三极管。

本实用新型实施例中，控制单元3(图中的Q1)优选采用MOS管或者三极管，一端通过电阻R29连接到控制信号生成单元4，另一端通过电阻R15连接到R29与Q1连接线上。

实施例九

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制装置，BLDC电机控制装置包括实施例一至八中任一实施例的BLDC电机控制电路。

本实用新型实施例中，BLDC电机控制装置能够通过BLDC电机控制电路直接更换交流电机为BLDC电机，不需要修改软件，即可提升装置的能效比。

实施例十

本实用新型实施例提供了一种BLDC电机控制装置，在实施例九的基础上， BLDC电机控制装置为空调。

本实用新型实施例中，在原有的空调系统的基础上，接入此BLDC电机控制装置，再将定频空调室外机的AC交流电机替换为BLDC直流电机即可，实现直接更换交流电机为BLDC电机，不需要修改软件，即可提升空调能效比，原定频空调整机的室内机及电控系统可以不用更换，在定频空调室内机不改变的情况下，可随意搭配使用AC交流电机的定频空调室外机或者使用BLDC直流电机的定频空调室外机，实现一套电控系统控制两种整机系统，提高了定频空调能效比，空调室外机使用BLDC电机驱动风机，可以解决BLDC电机控制的问题。

综上，本实用新型实施例中，室内机与室外机通过一根线连接，即控制信号生成单元4的输入端与室内机主板的电机输出端连接，简化了线路，实现了用 BLDC电机直接替代传统的交流电机，不需要修改任何控制逻辑，提高控制能效。通过阻容降压电路将高压交流220V电源转换成低压电源，沿用了室内机主板的电机输出，通过阻容降压来控制BLDC电机的转停，能防止输入储能电容的频繁冲击而损坏。通过隔离电路能对阻容降压电路输出的低压信号起隔离、抗干扰的作用。通过控制光耦输入端的导通与关断，从而控制光耦输出端的导通与关断，来控制控制单元中的导通与关断，从而控制BLDC电机的关断。采用三端精密稳压器来调整BLDC电机的转速，能实现低成本的转速控制，将+15V 电源调整为不同的输出电压来达到不同的转速，实现转速的调节。通过阻容降压控制BLDC电机转停，能够防止输入储能电容的频繁冲击而损坏。整流滤波电路采用桥式整流滤波电路，将AC220V交流电转换成平滑的+310V直流电，给 BLDC直流电机负载端供电。在原有的空调系统的基础上，接入此BLDC电机控制装置，再将定频空调室外机的AC交流电机替换为BLDC直流电机即可，实现直接更换交流电机为BLDC电机，不需要修改软件，即可提升空调能效比，原定频空调整机的室内机及电控系统可以不用更换，在定频空调室内机不改变的情况下，可随意搭配使用AC交流电机的定频空调室外机或者使用BLDC直流电机的定频空调室外机，实现一套电控系统控制两种整机系统，提高了定频空调能效比，空调室外机使用BLDC电机驱动风机，可以解决BLDC电机控制的问题。

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。