率开关和一个反向并联的续流二极管。图1仅为示意图，并未完整体现开关管的具体结构。
[0020]下面再根据图2对本发明实施例提供的直流无刷电机软开关控制系统的移相脉冲控制的工作原理进行简要说明。为了描述方便，这里仅选取三相逆变桥AC相的其中一个控制周期的工作状态来说明，并且，第一控制脉冲Dt+在相位上仍是超前第二调制脉冲Dt为0.5?2微秒。参见图2:
[0021]1.Tl时刻，第一控制脉冲Dt+控制辅助开关K7打开，逆变桥的开关管都是关断的。电流回路为:直流电源正一一辅助开关K7—一电感L2—一电容Cl一一直流电源负。本回路中因为串联有电感L2，经过辅助开关K7给电容C2充电的电流从零开始上升，因此，此时辅助开关K7是零电流软开通的。
[0022]2.经过Tl?T2的时间(时长0.5?2微秒)，在T2时刻，第二调制脉冲Dt打开逆变桥的AC相。电流回路为:直流电源正一一辅助开关K7—一辅助电感LI一一开关管Kl一一电机绕组一一开关管K6—一直流电源负。本回路中因为串联有辅助电感LI，直流无刷电机绕组的电流也是从零开始上升，此时逆变桥中的开关管K1、K6零电流软开通。
[0023]3.经过T2?T3的时间，到了 T3时刻，辅助开关K7关断。因为此时电容Cl的两端已充满电，辅助开关K7两端的电压相等，即便辅助开关K7关断，但由于电容Cl两端的电压不能突变，因此辅助开关K7是零电压软关断。
[0024]4.在T3?T4时刻期间，辅助开关K7已关断，辅助电感LI的电流不能突变。电流回路变为:续流二极管Dl+—一辅助电感LI一一开关管Kl一一电机绕组一一开关管K6—一直流电源负一一续流二极管Dl-(续流时长0.5?2微秒，这里要注意，续流时长跟两路脉冲的相位差时间相等)；与此同时，电容Cl进行放电，回路为:电容Cl+—一电感L2—一辅助电感LI——开关管Kl——电机绕组——开关管K6——电容Cl-。在T4时刻，电感LI续流、电容Cl放电完成。
[0025]5.T4时刻，由于辅助电感LI续流和电容Cl放电已完成，回路中已无电流和电压，三相逆变桥中的开关管Kl和/或开关管K6关闭，此时逆变桥开关管Kl和/或开关管K6也是零电流、零电压软关闭。
[0026]以上过程完成一个调制工作周期，当直流无刷电机换相时，辅助开关K7的控制信号第一控制脉冲Dt+也同时换成另一相调制的相应脉冲。
[0027]图3进一步示出了与图2的移相脉冲波形相对应的流经辅助开关K7、逆变桥中开关管Kl和K6的电流和电压的波形图。
[0028]参见图3，上半部分是辅助开关K7上的电流电压波形图；其中虚线表示的是电压波形，实线表示的是电流波形。下半部分是逆变桥中开关管Kl和K6上的电流电压波形，同样的，虚线表示的是电压波形，实线表示的是电流波形。
[0029]由图3可知，不论是辅助开关K7还是逆变桥中开关管Kl和K6，它们的电压波形与电流波形均没有重叠、交叠的部分，即有电压的时候电流为零、有电流的时候电压又为零，因此，在整个开关过程中，各个开关管都没有产生损耗，切实减少了开关切换损耗，降低噪声干扰，使开关条件得以改善，进一步的降低逆变桥故障率，提高逆变器的性能，提高电路工作可靠性。
[0030]值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0031]另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如R0M/RAM、磁盘或光盘等。
[0032]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。
【主权项】
1.一种直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述软开关控制系统包括:直流电源、辅助开关K7、续流二极管Dl、LC电路、辅助电感L1、移相脉冲发生器以及通过三个极点与所述直流无刷电机相连的三相逆变桥； 所述辅助开关K7和所述辅助电感LI依次串接在所述直流电源的输出端和所述三相逆变桥回路中，所述续流二极管Dl的阴极接所述辅助开关K7与所述辅助电感LI的共接点，所述续流二极管Dl的阳极接所述直流电源地，所述LC电路连接在所述辅助开关K7和所述辅助电感LI的共接点与所述直流电源地之间；所述移相脉冲发生器一方面通过输出第一控制脉冲来控制所述辅助开关K7的通断，另一方面通过输出第二调制脉冲来控制所述三相逆变桥任一桥臂的通断；并且，所述第一控制脉冲与所述第二调制脉冲的频率和占空比相同，所述第一控制脉冲在相位上超前所述第二调制脉冲一预设时间tl。2.如权利要求1所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述LC电路包括电感L2和电容Cl ; 所述电感L2的第一端接所述辅助开关K7和所述辅助电感LI的共接点，所述电感L2的第二端通过所述电容Cl接所述直流电源地。3.如权利要求1所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述LC电路包括电感L2和电容Cl ; 所述电容Cl的第一端接所述辅助开关K7和所述辅助电感LI的共接点，所述电容Cl的第二端通过所述电感L2接所述直流电源地。4.如权利要求2或3所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述辅助电感LI为带磁芯的电感或者空芯电感。5.如权利要求4所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述电感L2的选材与所述辅助电感LI相同，并且过电流较所述辅助电感LI小；所述电容Cl为薄膜电容。6.如权利要求1所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述辅助开关K7为体内带有二极管的MOS管或者IGBT。7.如权利要求1所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述移相脉冲发生器包括单片机或者DSP。8.如权利要求1所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述直流电源为交流市电整流后的直流电源或者为电池串并在一起形成的电池组。9.如权利要求1所述的直流无刷电机的软开关控制系统，其特征在于，所述三相逆变桥中的六个开关管均为MOS管或者IGBT ;每个开关管中分别包括一个功率开关和一个反向并联的续流二极管。
【专利摘要】本发明属于开关电源的变换电路领域，尤其涉及一种直流无刷电机的软开关控制系统。该软开关控制系统包括直流电源、辅助开关、续流二极管、LC电路、辅助电感、移相脉冲发生器以及三相逆变桥；移相脉冲发生器分别输出第一控制脉冲和第二调制脉冲控制辅助开关和逆变桥的通断，且第一控制脉冲与第二调制脉冲的频率和占空比相同，前者仅在相位上超前后者一预设时间。根据此移相脉冲发生器输出的一前一后两组脉冲信号，能够实现辅助开关和三相逆变桥的软开关功能，在所有开关管两端的电压或电流为零时才导通或关断，减少开关切换损耗，降低噪声干扰，使开关条件得以改善，能有效的降低逆变桥故障率，提高逆变器的性能，提高电路工作可靠性。
【IPC分类】H02M7/5387, H02M1/44, H02M7/48, H02P6/00
【公开号】CN105006986
【申请号】CN201510413375
【发明人】郑量, 马显卿
【申请人】广东高标电子科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月14日