專利名稱：電機驅動電路及具有該電路結構的電子設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于本實用新型屬于電機及其驅動和電氣傳動領域，特別是涉及ー種電機驅動電路及具有該電路結構的電子設備。
背景技術：
開關磁阻電機調速系統包括開關磁阻電機和驅動器以及控制器。是新一代調速系統，具有性能優良、結構簡單堅固、制動和低速轉矩大、電流較小，過載能力強，并且在寬轉速范圍內的具有高效率，正得到日益廣泛的應用。但是，開關磁阻電機調速系統缺點在于①對于傳統的交流調速系統或直流無刷調速系統，開關磁阻電機結構簡單堅固，成本較低，但是其驅動器相比于交流電機的變頻器或直流無刷調速系統來說成本較高。特別是在大功率的應用中尤為如此。這為開關磁阻電 機調速系統的推廣應用帶來困難。②在大功率應用中驅動器器的損耗較大(開關器件的導通壓降產生的損耗和開關損耗較大)，影響整個開關磁阻電機調速系統的效率。如何進ー步降低開關磁阻電機調速系統的成本，尤其是昂貴的驅動器成本，并且提高整個系統的效率，一直是工程技術人員研究的熱門課題。傳統的開關磁阻電機驅動器的拓撲結構常采用的是不對稱半橋結構。如圖I所示為常用的四相開關磁阻電機驅動器的拓撲結構。LA、LB、LC、LD分別為開關磁阻電機的四相繞組，以A相為例，每項有兩個主開關管(IGBT或MOSFET) V1、V5和兩個續流ニ極管VDl、VD5。當VI、V5導通吋，VDl、VD5截止，外加電源在A相繞組上產生相電流；當VI、V5關斷吋，A相繞組的儲能通過VD1、VD5向外加電源充電。不難看出，每項繞組需要2個開關管，未能充分體現開關磁阻電機調速系統相比其他調速系統在成本和功耗上的優勢。公開號為1495992，發明名稱為“用于開關磁阻電機的電路”的中國發明專利申請，公開了ー種用于開關磁阻電機的激勵電路，。其實質是用ー個H橋式電路控制開關磁阻電機的一相，一相繞組需要4個開關管，若有η相繞組，則需要η個H橋式電路，共4η個開關管。雖然這種結構雖然能夠驅動開關磁阻電機，但成本卻非常高，且H橋式電路每個半橋的上下橋臂有直通隱患，系統有短路的風險。公開號為1412930，發明名稱為“開關磁阻電機驅動電路”的中國專利申請，公開了一種不對稱半橋構成的開關磁阻電機驅動電路，這種電路沒有直通隱患，開關管數量也少了很多，電機的每相繞組需要2個開關管，成本降低了很多，但這種結構相對于其他電機調速系統來說(如變頻器)，沒有成本優勢，沒有體現開關磁阻電機調速系統固有的優勢。因此現有電機存在很多缺陷，需要改進。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供ー種電機驅動電路，g在解決現有的電機驅動電路結構復雜，且成本較高的問題。本實用新型是這樣實現的，ー種電機驅動電路，所述電路包括至少ー個驅動電路単元，所述驅動電路單元的個數與電機的相數相一致，所述各驅動電路単元之間并聯連接。較優的，所述驅動電路單元包括第一ニ極管、線圈繞組、開關管，其中所述第一ニ極管的負極電性連接電源的負極，正極電性連接所述開關管的發射極；所述 線圈繞組的一端電性連接電源的負極，另一端電性連接所述開關管的發射極；所述開關管的集電極電性連接電源的正極，基極電性連接電機的控制器。較優的，所述驅動電路單元還包括第二ニ極管，所述第一ニ極管的負極電性連接電源的負極，第一ニ極管的正極電性連接第二ニ極管的負極，第二ニ極管的正極電性連接電源的正扱；所述線圈繞組的一端電性連接電源的負極，另一端電性連接所述開關管的發射扱；所述開關管的集電極電性連接電源的正極，開關管的基極電性連接電機的控制器。較優的，所述驅動電路包括第一電容，所述驅動電路單元還包括第二電容，其中，所述第一電容與所述驅動電路單元之間并聯連接；所述第二電容的兩端分別電性連接第ニニ極管的正負極。較優的，所述第一電容、第二電容均為無感電容。較優的，所述開關管為三極管或功率場效應管。本實用新型的另一目的在于提供ー種電子設備，所述電子設備包含前述的電機驅動器電路。較優的，所述電子設備為機器人或數控機床或電動車輛或運動控制設備或風カ發電設備。本實用新型所公開的技術方案，結構簡單，成本低廉，易于推廣應用。
圖I是現有技術所公開的電機驅動電路拓撲圖；圖2是本實用新型第一實施例所提供的電機驅動電路結構示意圖；圖3是本實用新型第二實施例所提供的電機驅動電路結構示意圖；圖4是本實用新型第三實施例所提供的電機驅動電話結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型所公開的電機驅動電路，包括至少ー個驅動電路單元，驅動電路單元的個數與電機的相數相一致，各驅動電路單元之間并聯連接。請參見圖1，為本實用新型第一實施例所提供的電機驅動電路結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分。如圖I所示，本實施例是以四相電機為例，對電機驅動電路進行說明的。在本實施例所公開的電機驅動電路中，包括四個驅動電路單元，即第一驅動電路單元10、第二驅動電路單元20、第三驅動電路單元30和第四驅動電路單元40，第一、第二、第三和第四驅動電路単元10、20、30和40并聯在電源的正極V+和電源的負極V-之間，其中，每個驅動單元包括第一ニ極管VD1、線圈繞組LA、開關管VI，其中第一ニ極管VDl的負極電性連接電源的負極V-，正極電性連接開關管Vl的發射極；線圈繞組LA的一端電性連接電源的負極V-，另ー端電性連接開關管Vl的發射極；開關管Vl的集電極電性連接電源的正極，基極電性連接電機的控制器(控制器圖I中未示出)。本實施例是以四相電機為例對電機驅動電路進行描述的，每相只有ー個主開關管(比如三極管或場效應管等)Vl和一個續流ニ極管VDl。當Vl導通吋，VDl截止，外加電源在線圈繞組LA 上產生相電流；當Vl關斷時，線圈繞組LA的儲能通過續流ニ極管VDl續流。不難看出，每項繞組只需要一個開關管VI，大大降低了驅動器電路的成本，減小了功率變換器的功耗，提高了整個系統的效率，并且有利于實現系統的小型化。請參見圖2，為本實用新型第二實施例所提供的電機驅動電路結構示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分。本實用新型第二實施例所提供的電機驅動電路，以四相電機為例加以說明。在本實施例中，四相電機需要四個驅動電路單元，即第一電路驅動單元10、第二電路驅動單元20、第三驅動電路單元30和第四驅動電路單元40。每個驅動電路單元包括第一ニ極管VDl、線圈繞組LA、開關管VI，第二ニ極管VD2，其中，第一ニ極管VDl的負極電性連接電源的負極V-，正極電性連接開關管Vl的發射極；線圈繞組LA的一端電性連接電源的負極V-，另ー端電性連接開關管Vl的發射極；開關管Vl的集電極電性連接電源的正極V+，基極電性連接電機的控制器(圖2未示出)。第一ニ極管VDl的負極電性連接電源的負極V-，第一ニ極管VDl的正極電性連接第二ニ極管VD2的負極，第二ニ極管VD2的正極電性連接電源的正極V+ ;線圈繞組L的一端電性連接電源的負極V-，另一端電性連接開關管Vl的發射極；開關管Vl的集電極電性連接電源的正極V+，開關管Vl的基極電性連接電機的控制器。本實施例在第一實施例的基礎上，每個開關管反向并聯ー個ニ極管，減小開關管寄生電感對開關管導通和關斷的影響。圖4為本實用新型第三實施例所公開的電機驅動電路結構示意圖，為了便于說明，僅列出了與本實施例相關的部分。本實施例仍然以四相電機為例，對電機驅動電路加以描述。本是實施例公開的四相電機的驅動電路，包括四個電路驅動單元和一第一電容Cl，第一電容Cl與各驅動電路單元之間并聯連接。其中，四相電機需要四個驅動電路單元，即第一電路驅動單元10、第二電路驅動単元20、第三驅動電路單元30和第四驅動電路單元40。每個驅動電路単元包括第一二極管VDl、線圈繞組LA、開關管VI，第二ニ極管VD2，和第二電容C2。第一ニ極管VDl的負極電性連接電源的負極V-，正極電性連接開關管Vl的發射極；線圈繞組LA的一端電性連接電源的負極V-，另一端電性連接開關管Vl的發射扱；開關管Vl的集電極電性連接電源的正極V+，基極電性連接電機的控制器(圖2未示出)。第一ニ極管VDl的負極電性連接電源的負極V-，第一ニ極管VDl的正極電性連接第二ニ極管VD2的負極，第二ニ極管VD2的正極電性連接電源的正極V+ ;線圈繞組LA的一端電性連接電源的負極V-，另一端電性連接開關管Vl的發射極；開關管Vl的集電極電性連接電源的正極V+，開關管Vl的基極電性連接電機的控制器；第ニ電容C2的兩端分別電性連接第二ニ極管VD2的正負極。在本實施例中，第一電容Cl、第二電容C2均為無感電容，第一ニ極管VDl和第二ニ極管VD2均為續流電容,開關管Vl為場效應管或者三極管。本實施例所公開的電機驅動電路，對每個開關管并聯ー個無感電容，以減小電路分布電感對開關管導通和關斷的影響，并在直流母線上并聯ー個大容量的電容，更有利于電路更好地發揮作用。同時，本實用新型還提供了ー種包含前述電機驅動電路的電子設備，例如機器人、數控機床、電動車輛、運動控制設備和風カ發電設備等。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.ー種電機驅動電路，其特征在于，所述電路包括至少ー個驅動電路單元，所述驅動電路單元的個數與電機的相數相一致，所述各驅動電路単元之間并聯連接。
2.如權利要求I所述的電機驅動電路，其特征在于，所述驅動電路單元包括第一ニ極管、線圈繞組、開關管，其中 所述第一ニ極管的負極電性連接電源的負極，正極電性連接所述開關管的發射扱；所述線圈繞組的一端電性連接電源的負極，另一端電性連接所述開關管的發射扱；所述開關管的集電極電性連接電源的正極，基極電性連接電機的控制器。
3.如權利要求2所述的電機驅動電路，其特征在于，所述驅動電路單元還包括第二ニ極管，所述第一二極管的負極電性連接電源的負極，第一ニ極管的正極電性連接第二ニ極管的負極，第二ニ極管的正極電性連接電源的正極；所述線圈繞組的一端電性連接電源的負極，另一端電性連接所述開關管的發射扱；所述開關管的集電極電性連接電源的正極，開關管的基極電性連接電機的控制器。
4.如權利要求3所述的電機驅動電路，其特征在于，所述驅動電路包括第一電容，所述驅動電路單元還包括第二電容，其中，所述第一電容與所述驅動電路單元之間并聯連接；所 述第二電容的兩端分別電性連接第二ニ極管的正負極。
5.如權利要求4所述的電機驅動電路，其特征在于，所述第一電容、第二電容均為無感電容。
6.如權利要求5所述的電機驅動電路，其特征在于，所述開關管為三極管或功率場效應管。
7.如權利要求6所述的電機驅動電路，其特征在于，所述第一ニ極管、第二ニ極管為續流ニ極管。
8.ー種電子設備，其特征在于，包含如權利要求1-7任意一項所述的電機驅動器電路。
9.如權利要求8所述的電子設備，其特征在干，所述電子設備為機器人或數控機床或電動車輛或運動控制設備或風カ發電設備。
專利摘要本實用新型適用電機技術領域，提供了電機驅動電路及具有該電路結構的電子設備。本實用新型所提供的電機驅動電路，包括至少一個驅動電路單元，所述驅動電路單元的個數與電機的相數相一致，所述各驅動電路單元之間并聯連接。采用本實用新型的技術方案，電路結構簡單，成本低，具有很好的實用性。
文檔編號H02P6/00GK202455306SQ20112038853
公開日2012年9月26日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者陳龍 申請人:深圳市軸心自控技術有限公司