包括功率因素改善的感应电动机的节电驱动电路的制作方法_3

文档序号:8909432阅读:来源:国知局
动机20在正常运转的同时,在电动机线圈中按累积能量。
[0046] 如果0PAMP1的输出信号超过R2电压信号,那么,第2比较器Comp2从高电平 (High)状态变成低电平(Low)状态,第2切换元件S2成为关闭(Off)状态,由于电动机线 圈的电流维持特性,如图7所示,通过并联连接于第3切换元件S3的二极管D6, Fly-back 电流在流动的同时使功率因数补偿用电容器C充电。如果0PAMP1输出信号小于R2电压信 号,则Comp2重新变成High,S2成为On状态。
[0047] 另一方面,如果功率因数补偿电容器C的充电电压Vc达到大致输入电压Vs的2 倍,那么,微型计算机110使第1切换元件S1和第2切换元件S2关闭,通过选择SEL信号 而选择第2演算放大器0PAMP2的输出后,控制第3切换元件S3和第4切换元件S4,使得以 节电运转模式运转。即,在本发明中,用于提高节电效果的方法利用了电动机线圈的电流维 持特性,把电动机电流的0N/0FF控制时发生的Fly-back电流存储于邻接的电容器C,如果 电容器C电压Vc达到既定电压以上或接近2 X(Vs_peak),则取代电源电压,把电容器电压 Vc接入电动机线圈,从而节电。在这种节电运转模式下,电容器电压Vc应保持于接入电压 的最大值(Vs_peak)以上。即,如果使第3切换元件S3或第4切换元件S4开启(On),构成 接入电动机20的Feedback电路,则可以提高节电效果。
[0048] 微型计算机110如所述表1所示,把Enl信号和En3信号定为1,把En2信号和En4 信号定为〇,在利用多路复用器MUX的选择SEL信号而选择了第2演算放大器0PAMP2的输 出的状态下,如果接入正(+)周期的电源电压,则如图8所示,电容器的放电电流在第1切 换元件S1开启的情况下,向电容器C的+侧->S3->电动机->Sl->电容器C的-侧流动, 在第1切换元件关闭情况下,电动机的Fly back电流方向由于通过并联连接于第4切换元 件S4的二极管D5和第3切换元件S3构成闭合电路而接入电动机,因而接入电源Vs电流 被切断。
[0049] 另外,微型计算机110如所述表1所示,把En2信号和En4信号定为1,把Enl信号 和En3信号定为0,在利用多路复用器MUX的选择SEL信号而选择了第2演算放大器0PAMP2 的输出的状态下,如果接入负(_)周期的电源电压,则如图9所示,电容器C的放电电流在 第2切换元件S2开启的情况下,向电容器C的+侧->S4->电动机20->S2->电容器C的-侧 流动,在第2切换元件S2关闭的情况下,电动机的Fly back电流方向由于通过并联连接于 第3切换元件S3的二极管D6和第4切换元件S4构成闭合电路而接入电动机,因而接入电 源Vs电流被切断。
[0050] 如上所述,在节电模式下,电容器电压Vc通过压降电路而分别输入第3比较器 Comp3及第4比较器Comp4的(+)端子,按输入(-)端子的相位与电源电压进行比较,如果 为既定值以上,则确认电流的零点交叉(zero-crossing)状态,向En3或En4发送High信 号,使第3切换元件S3或第4切换元件S4开启(On),如果把电容器电流接入电动机20,则 电源电压电流受到限制。
[0051] 在节电模式下,On状态的电动机电流与Rc电压信号成比例,因而Compl、Comp2的 (+)端子输入信号使得通过多路复用器(MUX) 126而选择作为Rc电压放大信号的0PAMP2输 出信号。在电源电压的⑴反转状态下,S3成为ON状态,如果0PAMP2的输出信号超过R1 电压信号,则Compl从High状态变成Low状态,S1从On转换成Off状态,由于电动机线圈 的电流维持特性,通过邻接S4的二极管D5和第3切换元件S3而接入Fly-back电流。此 时,与电源电流控制时相同,如果通过Enl信号控制Off状态延迟时间,则与第1切换元件
[51] Off状态延迟时间成比例,电容器放电电流减小,能量效率提高。
[0052] 相反,在电源电压的㈠相位反转中,第4切换元件S4成为On状态,如果0PAMP2 的输出信号超过R2电压信号,则Comp2从High状态变成Low状态,第2切换元件S2从On 转换成Off状态,由于电动机线圈的电流维持特性,通过邻接第3切换元件S3的二极管D6 和第4切换元件S4而接入Fly-back电流。同样地,根据电动机特性,通过En2信号控制可 变的第2切换元件(S2) Off状态延迟时间,可以提高电容器能量效率。
[0053] 图4是图示本发明的电动机驱动电路中第1切换元件开启时正(+)的正弦波输入 导致的电流流动的图,图5是图示本发明的电动机驱动电路中第1切换元件关闭时功率因 数补偿电容器C的充电路径的图。
[0054] 如果参照图4,在接入电压的正(+)电压反转时,在第1切换元件(SI)On状态下的 电动机电流方向如红色箭头所示。此时,电动机线圈电压Vm为电源电压的相反方向。在接 入电压的正(+)电压反转时,在第1切换元件(S1)0FF状态下的电动机电流方向如图5所 示。电动机线圈电流在(SI) Off状态下具有试图维持电流的特性,因而Fly back能量通过 与S4并联连接的Diode (D5)而充电到电容器C。此时,电动机线圈电压Vm瞬间相位反转, 与接入电压Vs串联叠加,电容器电压Vc增加。
[0055] 图6是图示本发明的电动机驱动电路中第2切换元件S2开启时负㈠电压反转 时的运转路径的图,图7是图示本发明的电动机驱动电路中第2切换元件S2关闭时电容器 C充电路径的图。
[0056] 如果参照图6,在接入电压的负(_)电压反转时,在第2切换元件(S2) On状态下的 电动机电流方向如红色箭头所示。在接入电压的正(+)电压反转时,在第2切换元件(S2) OFF状态下的电动机电流方向如图7所示。电动机线圈电流在(S2)0ff状态下具有试图维 持电流的特性,因而Fly back能量通过与S3并联连接的Diode (D6)而充电到电容器C。此 时,电动机线圈电压Vm与(SI) OFF控制时相同,相位反转,与接入电压Vs串联叠加,电容器 电压Vc增加。
[0057] 图8是图示本发明的电动机驱动电路中正(+)电压反转时的节电模式运转路径的 图,图9是图示本发明的电动机驱动电路中负(_)电压反转时节电模式运转路径的图。
[0058] 如果参照图8,在第1切换元件S1开启的情况下,电容器C的放电电流向电容器C 的+侧->S3_>电动机->S1_>电容器C的-侧流动,在第1切换元件S1关闭的情况下,电 动机的Fly back电流方向通过并联连接于第4切换元件S4的二极管D5和第3切换元件 S3而构成闭合电路。
[0059] 如果参照图9,如果接入负(_)的正弦波周期的电源电压,则在第2切换元件S2开 启的情况下,电容器C的放电电流向电容器C的+侧->S4->电动机->S2->电容器C的-侧 流动,在第2切换元件S2关闭的情况下,电动机的Fly back电流方向通过并联连接于第3 切换元件S3的二极管D6和第4切换元件S4而构成闭合电路。
[0060] 图10是图示本发明的电路中的电动机电流相位与第1演算放大器的
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