控制电机。在一个实施例中，电桥电路20可以使电机双向地运行。电机可以是无刷电机或具有电刷的电机。
[0029]有时将交流电压供应给电压源22的市电电网受到偶然的电压波动。这种波动会由于各种原因(包括电网上突然增加的需求、电网上突然减小的需求、电力线中断、短路、发电站的变化、电网控制服务的软件故障)或由于许多其他原因而发生。虽然通常这样的波动是微小的且持续时间短，但在某些情况下，这些波动会是大的并且可以持续相对长时间。在这些情况下，交流电压对于功率级24而言会太高而不能安全地运行。具体而言，当由电压源22提供的交流电压处于过电压状况时，整流器28可以将交流电压整流成也处于过电压状况的直流电压。在某些罕见情况下，三相电压可以由直流电压整流，由此，提供比正常运行状况下的标准直流电压高两倍或三倍的直流电压。如果这样的高直流电压被提供至功率级24，当功率级24的单独开关被栅极驱动器40闭合和关断时，整个电源电压会出现在这些单独开关上。为了经受住单个开关上的这样的高电压，传统上，每个开关将具有单独的最大电压额定值，并且整个电压的值可能出现在功率级24上。因此，为了充分地保护免受过电压情况，功率级24的开关有时非常大和昂贵，从而使得它们可以经受住非常高的电压。
[0030]图2的过电压检测器26有助于克服传统电桥电路的缺点中的某些缺点。具体而言，过电压检测器26是高速过电压检测器。高速过电压检测器26接收来自滤波器30的电源电压并检测电源电压是否处于过电压状况。如果该电源电压处于过电压状况，则高速过电压检测器26快速地向缓冲器38输出禁用信号。缓冲器38接收该禁用信号并阻止来自微控制器36的控制信号传递至栅极驱动器40。栅极驱动器40立即解除激活功率级24的所有开关。以这种方式，在功率级24的开关会受到过电压状况破坏之前，这些开关被解除激活。
[0031]因为功率级24的每个开关通过禁用信号被完全禁用，整个直流电压出现在这些对开关中的每对开关上而不是出现在任何单独开关上。以这种方式，每个单独开关承受仅整个高直流电压的大约一半。因此，功率级24的每个开关可以具有的最大电压额定值是功率级24的最大电压额定值的大约一半。如果功率级24的最大电压额定值是600V，则功率级24的每个开关可以具有大约300V的最大电压额定值而不是全部600V。因此，与传统电桥电路开关相比较，功率级24的开关的大小可以减小，同时仍然提供功率级24的相同的总最大电压额定值。可替代地，功率级24可以具有多个开关，这些开关相比传统电桥电路具有相似的功率额定值，由此为功率级24提供是传统电桥电路的最大电压额定值两倍的最大电压额定值。
[0032]电桥电路经受住过电压状况的能力翻倍。作为一个示例，考虑单相85V至285V的交流通用宽范围电源电压。在这种情况下，最大整流电压将大致是403VDC(285*2的平方根)。这种电压可以容易地维持在单独开关额定值500V到600V直流电。但是如果由于所述原因中的任何原因，更高的电压出现在电桥电路上，如果开关仍然像在正常状况下一样运行，则这些开关将受到破坏。MOV(金氧氧化物变阻器)和TVS(瞬态电压抑制器)二极管在输入端仅能够应对短期过电压状况，从而应该做点什么来处理持续的过电压状况。持续高电压状况通常需要昂贵的附加电路，这些电路在过电压状况期间或者通过负载耗散过多电压或者断开供电(需要附加开关设备)。通过使用此处教授的实用新型概念，通过在过电压状况期间明智地关断半电桥中的两个开关，这些开关能够无限期保护自己免于过电压状况而没有由于使用附加高压开关引起的成本代价。功率级经受住过电压故障状况的能力翻倍。实现了成本节约，因为设计者现在不需要使用过额定开关来适应最高预期持续过电压状况。
[0033]在一个实施例中，过电压检测器26通过比较电源电压与阈值电压来检测过电压状况。如果电源电压高于阈值电压，则过电压检测器26输出禁用信号。如果电源电压低于阈值电压，则过电压检测器26输出使缓冲器38启用的启用信号来继续将来自微控制器36的控制信号提供至栅极驱动器40。因此，栅极驱动器40可以继续调制功率级24的开关。
[0034]图3是根据一个实施例的包括过电压检测器26的电桥电路20的示意图。电桥电路20包括电压源22、耦接至电压源22的整流器28、耦接至整流器28的滤波器30、耦接至滤波器30的过电压检测器26、耦接至过电压检测器26的缓冲器38、耦接至缓冲器38的栅极驱动器和耦接至这些栅极驱动器40和滤波器30的功率级24。
[0035]电压源22是提供三相交流电压的三相交流电压源。该三相交流电压经由相互异相120°的三个电压Vl、V2、V3来施加。电压Vl、V2、V3中的每个电压被提供至电压整流器28。
[0036]电压整流器28包括三对二极管D1-D6。每对二极管包括两个串联耦接在高供电轨与低供电轨之间的二极管。交流电压Vl被整流器28接收在二极管Dl与D4之间。交流电压V2被整流器28接收在二极管D2与D5之间。交流电压V3被整流器28接收在二极管D3与D6之间。整流器28对交流电压进行整流并输出经整流的电压。二极管D4-D6的阳极耦接至接地。二极管D1-D3的阴极耦接至高供电轨。
[0037]滤波器30包括串联耦接在高供电轨与和接地之间的第一对电容器Cl、C2。第二对电容器C3、C4也耦接在高供电轨与接地之间。第一电感器LI耦接在Cl与C3之间。第二电感器L2耦接在C3与过电压检测器26之间。滤波器30对经整流的电压进行滤波并向功率级24和过电压检测器26输出电源电压。
[0038]功率级24包括耦接在三个半电桥电路中的六个功率晶体管M1-M6。第一个半电桥电路包括一起串联耦接在接地与电源电压之间的晶体管Ml、Μ2 ο第二个半电桥电路包括一起串联耦接在接地与电源电压之间的晶体管M3、M4 ο第三个半电桥电路包括一起串联耦接在接地与电源电压之间的晶体管M5、Μ6 ο功率级24包括三个输出端Out 1、0ut2、和0ut3。0此1耦接在M1、M2之间。0ut2耦接在M3、M4之间。0ut3耦接在M5、M6之间。虽然图3的示例公开了MOS晶体管，但根据本公开的原理，可以使用其他类型的开关(如双极型晶体管、IBGT等)来代替MOS晶体管。
[0039]功率级24被耦接成用于从栅极驱动器40接收输入。没有示出转换器32、电源34和控制器36的电路，因为这些电路是众所周知的并且图2中示出了它们的连接。栅极驱动器40经由信号线48控制晶体管M1-M6的单独栅极端子。栅极驱动器40经由缓冲器38接收来自微控制器36的控制信号。具体而言，缓冲器38经由信号线46将来自微控制器36的控制信号提供至栅极驱动器40。这些控制信号引起信号线46按具体顺序调制晶体管M1-M6，从而使得在任何给定的时间，每个半电桥电路中只有一个晶体管被启用。以这种方式，根据控制信号，0utl-0ut3各自在接地电压与电源电压之间以具体的正时交替。0utl-0ut3供应的电压能够驱动负载，如电机。功率级24能够以双向方式或以单向方式驱动电机。可替代地，0utl-0ut3能够驱动另一种类型的负载。
[0040]为了防止破坏晶体管M1-M6，电桥电路20包括过电压检测器26。过电压检测器26包括高速比较器42和由耦接在接地与电源电压之间的电阻器Rl和R2组成的分压器。电阻器Rl和R2根据分压器比率将电源电压分压并且向高速比较器42的反相输入端提供分压电压。因此，高速比较器42的反相输入端接收表示电源电压的分压电压。高速比较器42的非反相输入端接收固定基准电压Vref Jref可以通过图2中所示的直流降压转换器32提供给高速比较器42。
[0041]高速比较器42通过将该分压电压与该基准电压Vref进行比较来将电源电压与阈值电压进行比较。如果该分压电压高于基准