專利名稱：一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于防高壓保護技術領域，具體涉及一種帶有反電動勢過高保護的直 流無刷電機驅動裝置。
背景技術：
隨著工業自動化技術的發展，電機驅動裝置應用越來越廣，由于其具有優良的調 速性能和明顯節能效果，因此在各個領域受到人們的歡迎。直流無刷電機作為一種高效 率的電機被廣泛應用于各個領域中，但是直流無刷電機在啟停頻繁的情況下易出現反電動 勢；若出現的反電動勢過高，則容易燒壞電機驅動裝置導致其使用壽命短，系統的穩定性 差。當前在驅動裝置中通常利用二極管的充放電來消除電機產生的反電動勢的影響，但是 該方法效果有限，同時反電動勢過高時則容易燒壞二極管，進而影響系統的正常運行。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供了一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝 置，能夠防止直流無刷電機在頻繁啟停或突然斷電時出現的反電動勢過高燒壞驅動裝置的 問題，增強直流無刷電機驅動系統的穩定性。實現本實用新型的技術方案如下一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝置，包括3個保護模塊，各保 護模塊分別與電機的三個通道相連；所述保護模塊包括兩個MOS管，分別為第一 MOS管和第二 MOS管；6個電阻，分別 為第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻；3個電容，分別為第一電 容、第二電容、第三電容；3個二極管，分別為第一二極管、第二二極管、第三二極管；電感；其中，調制信號A與第二電阻的一端相連，第二電阻的另一端與第一 MOS管的柵極 相連，第一 MOS管的漏極分別與電感的一端、第三電阻的一端、第一電容的一端、第三電容 的一端以及第三二極管的負極相連，第一電容的另一端和第三電阻的另一端分別與第一二 極管的正極相連；第一二極管的負極與電感的另一端分別與直流母線相連；第二 MOS管的 源極、第三二極管正極以及第三電容的另一端虛地；電機的一相繞組通過第六電阻和第四 電阻與第一 MOS管的源極、第二電容的一端、第二二極管的負極以及第二 MOS管的漏極分別 相連，第二電容的另一端接地，第二二極管的正極與第一 MOS管的源極相連后通過第一電 阻接地；調制信號B通過第五電阻與第二 MOS管的柵極相連。有益效果根據以上技術方案可見，本實用新型通過電感緩解反電動勢的沖擊，通過反向二 極管和電阻實現電感線圈中能量的泄放；應用本實用新型能夠提高直流無刷電機的使用壽 命，同時可以提高系統的穩定性和功率因數。
圖1為本實用新型一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝置示意圖。[0010]圖2為本實用新型中保護模塊的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。如圖1所示，本實用新型放棄單采用二級管對驅動裝置進行保護，而是在電機驅 動裝置中，引入電感線圈(圖1中Li，L2，L3)、電阻(圖1中R5，Rll, R15)以及反接二極 管(圖1中D1，D4，D8)。電感可以很好的緩解電機產生的反電動勢；同時電感能作為無緣 功率因數矯正器，提高驅動器的效率；能抑制直流母線與開關管之間的電流突變，濾除直流 母線雜波的效果。由于電感的存在使得驅動器在發生突然斷電的情況下泄放緩慢，因此該 反相二極管可以很好幫組電感中能量的泄放。同時，在二級管上串聯一個電阻減小對直流 母線中電容的沖擊，進而保護電容。如圖1所述，本實用新型一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝置， 包括3個保護模塊，各保護模塊分別與電機的三相繞組相連；三個保護模塊結構相同，以下 以其中一個保護模塊為例進行說明。如圖2所示，電機FBB通道對應的保護模塊包括兩個MOS管，分別為第一 MOS 管 Q_HB1 (IXTQ44N50P)和第二 MOS 管 Q_LB1 (IXTQ44N50P) ；6 個電阻，分別為第一電阻 R4 (0. 02 Ω )、第二電阻R9 (51 Ω )、第三電阻Rll (2. 4Κ Ω )、第四電阻R12 (200Κ Ω )、第五電 阻R13(51Q)、第六電阻R16^)0Q) ；3個電容，分別為第一電容ClO (IO4PF)、第二電容 C13 (IO4PF)、第三電容C1M4700PF) ；3個二極管，分別為第一二極管D4(UF4007)、第二二極 管D7 (UF4007)、第三二極管D9 (UF4007)；電感L2 (uH60鐵硅鋁磁環)；其中，輸入調制信號HBout與R9的一端相連，R9的另一端與Q_HB1的柵極相連， Q.HB1的漏極分別與電感L2的一端、Rll的一端、ClO的一端、C14的一端以及D9的負極相 連，ClO的另一端和Rll的另一端分別與D4的正極相連；D4的負極與電感L2的另一端分別 與直流母線相連；Q_LB1的源極、D9正極以及C14的另一端虛地；電機的FBB通道通過R16 和R12與Q_HB1的源極、C13的一端、D7的負極以及Q_LB1的漏極分別相連，C13的另一端 接地，D7的正極與Q_HB1的源極相連后通過R4接地；輸入調制信號LB通過R13與Q_LB1 的柵極相連。其中，同一個保護模塊中調制信號HBout和調制信號LB分別為方波PWM，HBout和 LB的調制信號相反。不同保護模塊之間的HBout相位互不相同，不同保護模塊之間的LB相 位互不相同。下面以電機的第三通道為例，當電機第三通道出現反電動勢過高的情況時，此時 過高的反電動勢起始點是在電機的繞線接頭處即圖中的FBC處，此時的反電動勢經過RlO 和R6加到MOS管Q_HC1的源極。由于此時MOS管源極電壓高，所以二極管D5導通。反電動 勢經過D5加到MOS管的漏極端。此時反電動勢的電流分兩路流回主電路(即直流母線電 路)的電容器，其一，是通過磁環Li，因為磁環的有阻止電流和電壓突變的作用，所以通過 磁環能抑制反電動勢突變對主電路電容等器件的影響。其二，是通過電阻R5和二極管D1， 反電動勢的電流通過電阻R5也能有效的減小電動勢突變對主電路電容等的影響。當過高的反電動勢過去之后，磁環中一般還儲存了能量，此時電阻R5和二極管Dl 能對磁環內儲存的能量進行泄放，有效的保護磁環。從而保證整個電路的良好。而現有的電路一般沒有磁環Li，電阻R5和二極管Dl以及電容C6，當因電機頻繁啟停或者突然斷電 而引起反電動勢過高的時候，對主電路的濾波大電容等器件沖擊太大，很容易燒毀濾波大 電容等器件。即使有磁環也沒有電阻R5和二極管Dl以及電容C6這樣磁環中的儲存能量 得不到及時的釋放，影響系統的工作。 綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的 保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包 含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1. 一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝置，包括3個保護模塊，各保護 模塊分別與電機的三相繞組相連；其中，所述保護模塊包括兩個MOS管，分別為第一 MOS管和第二 MOS管；6個電阻，分別 為第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻；3個電容，分別為第一電 容、第二電容、第三電容；3個二極管，分別為第一二極管、第二二極管、第三二極管；以及電 感；其中，PWMH調制信號A與第二電阻的一端相連，第二電阻的另一端與第一 MOS管的柵極 相連，第一 MOS管的漏極分別與電感的一端、第三電阻的一端、第一電容的一端、第三電容 的一端以及第三二極管的負極相連，第一電容的另一端和第三電阻的另一端分別與第一二 極管的正極相連；第一二極管的負極與電感的另一端分別與直流母線相連；第二 MOS管的 源極、第三二極管正極以及第三電容的另一端虛地；電機的一相繞組通過第六電阻和第四 電阻與第一 MOS管的源極、第二電容的一端、第二二極管的負極以及第二 MOS管的漏極分別 相連，第二電容的另一端接地，第二二極管的正極與第一 MOS管的源極相連后通過第一電 阻接地；PWML調制信號B通過第五電阻與第二 MOS管的柵極相連。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有反電動勢過高保護的直流無刷電機驅動裝置，包括3個保護模塊，各保護模塊分別與電機的三相繞組相連。本實用新型引入電感線圈、電阻以及反接二極管實現對電機驅動裝置的保護。電感可以很好的緩解電機產生的反電動勢；同時電感線圈能作為無緣功率因數矯正器，提高驅動器的效率；能抑制直流母線與開關管之間的電流突變，濾除直流母線雜波的效果。由于電感的存在使得驅動器在發生突然斷電的情況下泄放緩慢，因此該反相二極管可以很好幫組電感線圈中能量的泄放。同時，在二級管上串聯一個電阻減小對反向二極管的沖擊同時幫助泄放電感線圈中的能量，進而保護電容。
文檔編號H02K11/00GK201937399SQ201120045548
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者劉全興, 李保民 申請人:北京運通恒昌驅動技術有限公司