管（S1)的漏极、三号MOS管（S3)的漏极和五号MOS管（S5)的漏极相连，作 为两相三电平逆变电路（103)的直流母线正极， 二号MOS管（S2)的源极、四号MOS管（S4)的源极和六号MOS管（S6)的源极相连，作 为两相三电平逆变电路（103)的直流母线负极， 一号MOS管（S1)的源极与二号MOS管（S2)的漏极相连，作为两相三电平逆变电路 (103)的第一电压输出端， 三号MOS管（S3)的源极与四号MOS管（S4)的漏极相连，作为两相三电平逆变电路 (103)的公共地输出端， 五号MOS管（S5)的源极与六号MOS管（S6)的漏极相连，作为两相三电平逆变电路 (103)的第二电压输出端， 所述两相三电平逆变电路（103)的第一电压输出端和两相三电平逆变电路（103)的公 共地输出端之间的电压作为电磁电机的一相电压， 所述两相三电平逆变电路（103)的第二电压输出端和两相三电平逆变电路（103)的公 共地输出端之间的电压作为电磁电机的另一相电压。2. 基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其特征在于，由六个功率开关管 所组成的两相三电平逆变电路（103)包括一号IGBT管（S1)、二号IGBT管（S2)、三号IGBT 管（S3)、四号IGBT管（S4)、五号IGBT管（S5)和六号IGBT管（S6)， 每个IGBT管的集电极与发射极间接有续流二极管， 一号IGBT管（S1)的集电极、三号IGBT管（S3)的集电极和五号IGBT管（S5)的集电 极相连，作为两相三电平逆变电路（103)的直流母线正极， 二号IGBT管（S2)的发射极、四号IGBT管（S4)的发射极和六号IGBT管（S6)的发射 极相连，作为两相三电平逆变电路（103)的直流母线负极， 一号IGBT管（S1)的发射极与二号IGBT管（S2)的发射极相连，作为两相三电平逆变 电路（103)的第一电压输出端， 三号IGBT管（S3)的发射极与四号IGBT管（S4)的集电极相连，作为两相三电平逆变 电路（103)的公共地输出端， 五号IGBT管（S5)的发射极与六号IGBT管（S6)的集电极相连，作为两相三电平逆变 电路（103)的第二电压输出端， 所述两相三电平逆变电路（103)的第一电压输出端和两相三电平逆变电路（103)的公 共地输出端之间的电压作为电磁电机的一相电压， 所述两相三电平逆变电路（103)的第二电压输出端和两相三电平逆变电路（103)的公 共地输出端之间的电压作为电磁电机的另一相电压。3. 根据权利要求1或2所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其特 征在于，对六个功率开关管基极处施加的开关控制逻辑： 一号功率开关管（S1)的开关状态与二号功率开关管（S2)的开关状态相反，三号功率 开关管（S3)与四号功率开关管（S4)的开关状态相反，五号功率开关管（S5)与六号功率开 关管（S6)的开关状态相反， 一号功率开关管（S1)、二号功率开关管（S2)、三号功率开关管（S3)、四号功率开关管 (S4)、五号功率开关管（S5)和六号功率开关管（S6)在每个逆变周期内均有且只有一次开 通和一次关断。4. 根据权利要求1或2所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其特 征在于，它还包括匹配电路（104)， 匹配电路（104)包括二号电感LA和三号电感LB， 两相三电平逆变电路（103)的第一电压输出端连接二号电感LA的一端，二号电感LA的另一端作为匹配电路（104)的第一电压输出端， 两相三电平逆变电路（103)的公共地输出端作为匹配电路（104)的公共地输出端， 两相三电平逆变电路（103)的第二电压输出端连接三号电感LB的一端，三号电感LB 的另一端作为匹配电路（104)的第二电压输出端。 所述匹配电路（104)的第一电压输出端和匹配电路（104)的公共地输出端之间的电压 作为超声致动器或超声换能器的一相电压， 所述匹配电路（104)的第二电压输出端和匹配电路（104)的公共地输出端之间的电压 作为超声致动器或超声换能器的另一相信号。5. 根据权利要求1、2或4所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其 特征在于，它还包括电池， 电池正极与两相三电平逆变电路（103)的直流母线正极相连， 电池负极与两相三电平逆变电路（103)的直流母线负极相连。6. 根据权利要求1、2或4所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其 特征在于，它还包括整流电路（101)， 整流电路（101)的正极输入端和负极输入端均与电网连接， 整流电路（101)的正极输出端与两相三电平逆变电路（103)的直流母线正极相连， 整流电路（101)的负极输出端与两相三电平逆变电路（103)的直流母线负极相连。7. 根据权利要求1、2或4所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其 特征在于，它还包括整流电路（101)和调压电路（102)， 整流电路（101)的正极输出端连接调压电路（102)的正极输入端， 整流电路（101)的负极输出端连接调压电路（102)的负极输入端， 调压电路（102)的正极输出端同时连接一号功率开关管（S1)的集电极、三号功率开关 管（S3)的集电极和五号功率开关管（S5)的集电极， 调压电路（102)的负极输出端同时连接二号功率开关管（S2)的发射极、四号功率开关 管（S4)的发射极和六号功率开关管（S6)的发射极。8. 根据权利要求7所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其特征在 于，调压电路（102)包括MOS管（S0)、一号电感L0、电容C0和二极管D0， 整流电路（101)的正极输出端连接MOS管（S0)的源极，MOS管（S0)的漏极同时连接 二极管D0的负极和一号电感L0的一端，一号电感L0的另一端与电容C0的一端连接后，作 为调压电路（102)的正极输出端， 整流电路（101)的负极输出端同时与二极管DO的正极和电容CO的另一端连接后，作 为调压电路（102)的负极输出端。9.根据权利要求8所述的基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，其特征在 于，M0S管能够采用IGBT管（S0)代替， 所述整流电路（101)的正极输出端连接IGBT管（S0)的发射极，IGBT管（S0)的集电 极同时连接二极管D0的负极和一号电感L0的一端，一号电感L0的另一端与电容C0的一 端连接后，作为调压电路（102)的正极输出端， 整流电路（101)的负极输出端同时与二极管D0的正极和电容C0的另一端连接后，作 为调压电路（102)的负极输出端。
【专利摘要】基于六个功率开关管的两相三电平逆变驱动电路，涉及两相致动器的驱动技术领域。本发明是为了解决现有逆变拓扑结构所设计出的超声电机驱动电路的损耗高、体积大、可靠性差，限制了超声电机系统的应用的问题。本发明每个MOS管的漏极与源极间接有续流二极管，一号MOS管的漏极、三号MOS管的漏极和五号MOS管的漏极相连，作为直流母线正极，二号MOS管的源极、四号MOS管的源极和六号MOS管的源极相连，作为直流母线负极，一号与二号MOS管的漏极相连，作为第一电压输出端，三号与四号MOS管的漏极相连，作为公共地输出端，五号与六号MOS管的漏极相连，作为第二电压输出端。它用于多种两相超声/电磁电机驱动电路设计中。
【IPC分类】H02M7/537, H02P27/06, H02M7/483
【公开号】CN105391371
【申请号】CN201511008881
【发明人】史维佳, 赵辉, 马杰, 姚郁, 刘晓坤
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月28日