电机驱动电路、电机与家电设备的制作方法

1.本技术涉及可电机驱动技术领域，尤其涉及一种电机驱动电路、电机与家电设备。


背景技术：

2.相关技术中，在电机驱动电路中使用非极性电容作为直流母线的储能部件，由于直流母线电压呈现大幅度波动，逆变电压受限，导致连接变频驱动电路的电机的转速降低。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供一种电机驱动电路、电机与家电设备，以至少解决相关技术出现的逆变电压受限，电机的转速过低的问题。
4.本技术实施例的技术方案是这样实现的：
5.本技术实施例提供了一种电机驱动电路，所述电机驱动电路包括：整流滤波模块、与所述整流滤波模块串接的电源模块和控制模块，与所述电源模块并联的储能模块和逆变模块；其中，所述逆变模块还连接所述控制模块；所述储能模块包括非极性电容；所述逆变模块包括并联的第一三相逆变单元和第二三相逆变单元、以及与所述第二三相逆变单元连接的开关单元，所述开关单元包括并联的第一开关管和二极管单元；
6.所述电源模块用于在接收到所述整流滤波模块输出的第一电压的情况下，向所述控制模块输出第二电压；
7.所述控制模块用于向所述逆变单元中的所述开关单元输出第一控制信号和第二控制信号，以及向所述逆变单元中的所述第一三相逆变单元和所述第二三相逆变单元输出第三控制信号；
8.所述开关单元用于在接收到所述第一控制信号的情况下闭合，以及用于在接收到所述第二控制信号的情况下断开；
9.所述第一三相逆变单元用于在接收到所述第三控制信号情况下，向电机输出第一控制指令；所述第一控制指令用于触发所述电机以第一速度运行；
10.所述第二三相逆变单元用于在所述开关单元闭合的情况下，停止工作；以及用于在接收到所述第三控制信号，且所述开关单元断开的情况下，向电机输出第二控制指令；所述第二控制指令用于触发所述电机以第二速度运行；所述第二速度大于所述第一速度。
11.上述方案中，所述电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和第一电容；其中，
12.所述第一二极管的阳极连接所述整流滤波模块；所述第一电阻和所述第一电容连接所述控制模块。
13.上述方案中，所述电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和第一电容；其中，
14.所述第一二极管的阳极连接所述整流滤波模块；所述第一二极管的阴极连接所述控制模块。
15.上述方案中，所述电源模块还包括与所述第一电容并联的第二电阻。
16.上述方案中，所述第一电容为电解电容。
17.上述方案中，所述整流滤波模块包括串接的整流单元和滤波单元；所述滤波单元包括第一电感。
18.上述方案中，所述滤波单元用于对所述整流单元输出的电压进行滤波。
19.上述方案中，所述滤波单元用于对所述电机驱动电路的输入电压进行滤波。
20.本技术实施例还提供了一种电机，包括电机本体与电机驱动电路；所述电机本体与所述电机驱动电路连接；所述电机驱动电路用于驱动所述电机运行；所述电机驱动电路为上述任一方案的电机驱动电路。
21.在本技术实施例中还提供了一种家电设备，至少包括电机驱动电路与电机本体；所述电机驱动电路用于驱动所述电机本体运行；所述电机驱动电路为上述任一方案的电机驱动电路。
附图说明
22.图1为本技术一实施例提供的电机驱动电路的结构示意图；
23.图2为本技术一实施例提供的一个三相逆变单元的内部电路连接示意图；
24.图3为本技术一实施例提供的开关单元的电路连接示意图；
25.图4为本技术一实施例提供的开关单元与第二三相逆变单元电路连接示意图；
26.图5为本技术一实施例提供的控制模块的结构示意图；
27.图6为本技术一实施例提供的电源模块的内部电路连接示意图；
28.图7为本技术又一实施例提供的电源模块的内部电路连接示意图；
29.图8为本技术又一实施例提供的电源模块的内部电路连接示意图；
30.图9为本技术一实施例提供的电机驱动电路的结构示意图；
31.图10为本技术又一实施例提供的电机驱动电路的结构示意图；
32.图11本技术又一实施例提供的电机驱动电路的结构示意图；
33.图12本技术一实施例提供的一种电机的结构示意图；
34.图13为本技术一实施例提供的一种家电设备的结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细的说明。
36.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
37.需要说明的是，本技术实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
38.另外，在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
39.本技术实施例提供了一种电机驱动电路，图1为本技术实施例的电机驱动电路的结构示意图，如图1所示，所述电机驱动电路包括整流滤波模块101、与整流滤波模块101串接的电源模块102和控制模块103，与电源模块102并联的储能模块104和你变模块105，其
中，逆变模块还连接控制模块103。
40.储能模块104包括非极性电容，通过非极性电容能够起到储能作用，在实际应用中，储能模块104用于储能的非极性电容可以为薄膜电容。
41.逆变模块105包括并联的第一三相逆变单元1051和第二三相逆变单元 1052、以及与第二三相逆变单元1052连接的开关单元1053。其中，第一三相逆变单元1051与第二三相逆变单元1052分别由六个开关管组成的。开关单元 1053包括第一开关管1054和二极管单元1055。
42.示例地，图2示出了一个三相逆变单元的内部电路连接示意图。如图2所示，一个三相逆变单元包括三个并联的开关管单元，每个开关管单元由两个开关管组成。所有开关管单元中的每个开关管的基极用于连接控制模块103，其中，
43.第一开关管单元包括开关管201和开关管202；开关管201的集电极用于连接整流滤波模块101的输出端，开关管201的发射极连接开关管202的集电极，开关管202的发射极用于接地。其中，开关管201的发射极还连接点击的 u相。在实际应用中，开关管201的发射极还可以用于连接v相和w相中的任意一端。
44.第二开关管单元包括开关管203和开关管204；开关管203的集电极用于连接整流滤波模块101的输出端，开关管203的发射极连接开关管204的集电极，开关管204的发射极用于接地。其中，开关管203的发射极还连接电机的 v相。在实际应用中，开关管203的发射极还可以用于连接v相和w相中的任意一端。
45.第三开关管单元包括开关管205和开关管206；开关管205的集电极用于连接整流滤波模块101的输出端，开关管205的发射极连接开关管206的集电极，开关管206的发射极用于接地。其中，开关管205的发射极还连接电机的 w相。在实际应用中，开关管205的发射极还可以用于连接u相和v相中的任意一端。
46.在实际应用中，开关单元1053中的第一开关管1054和二极管单元1055 串联连接，示例地，图3示出了开关单元1053的电路连接示意图。如图3所示，一个二极管单元包括三个并联的二极管单元，每个二极管单元由两个二极管组成。
47.第一二极管单元包括二极管301与二极管302，二极管301的阳极用于连接二极管302的阴极，二极管301的阴极与二极管302的阳极用于连接第一开关管1054。
48.第二二极管单元包括二极管303与二极管304，二极管303的阳极用于连接二极管304的阴极，二极管303的阴极与二极管304的阳极用于连接第一开关管1054。
49.第三二极管单元包括二极管305与二极管306，二极管305的阳极用于连接二极管306的阴极，二极管305的阴极与二极管306的阳极用于连接第一开关管1054。
50.在实际应用中，开关单元1053中的二极管单元1055还用于连接第二三相逆变单元1052以及电机。
51.示例地，图4示出了开关单元1053与第二三相逆变单元1052的电路连接示意图，如图3所示，第二三相逆变单元1052由六个开关管组成。其中，二极管单元1054的二极管301的阳极连接第二三相逆单元1052的开关管301的发射极，二极管单元1054的二极管303的阳极连接第二三相逆变单元1052的开关管303的发射极，二极管单元1054的二极管305的阳极连接第二三相逆变单元1052的开关管305的发射极。
52.在实际应用中，二极管单元1054的二极管301的阳极还连接到电机驱动电路所要
驱动的电极的u相端，二极管单元1054的二极管303的阳极还连接到电机驱动电路所要驱动的电极的v相端，二极管单元1054的二极管305的阳极还连接到电机驱动电路所要驱动的电极的w相端。
53.基于图1的电机驱动电路，向电机驱动电路输入交流电压，通过整流滤波模块101对输入的交流电压进行整流滤波，从而能够平滑输入的交流电压。电源模块102是对整流滤波模块101输出的电压进行再一步的处理，例如，对整流滤波模块101输出的电压进行稳压和限流，从而能够得到稳定的直流电压，并向控制模块103提供工作电源。
54.在实际应用中，图5示出了控制模块103的机构示意图。如图5所示，控制模块103包括dc/dc变换器501与控制电路502，其中，控制电路502包括微控制单元与外围驱动电路。
55.在实际应用中，控制电路502的工作电源较小，因此需要通过dc/dc变换器501将电源模块的高电压转换为控制电路502所需的低电压，从而能够使控制电路502正常工作。其中，控制电路502所需的低电压包括微控制单元所需的供电电压以及外围驱动电路所需的低电压。
56.控制模块103用于向逆变单元中的开关单元1053输出第一控制信号与第二控制信号，通过第一控制信号与第二控制信号改变开关单元1053中的第一开关管1054在电路中的工作状态；控制模块103还用于向逆变单元105中的第一三相逆变单元1051与第二三相逆变单元1052输出第三控制信号。
57.储能模块104用于存储电量，储能模块104的两端电压能够随输入电源电压大幅波动，从而能够使控制模块103控制电机输出与电源电压同频率波动的转矩，提高电机的功率因数。
58.逆变模块105能够将直流电压转换为交流电压，逆变模块105的开关单元 1053用于在接收到第一控制信号的情况下闭合，也就是第一开关管1054处于闭合状态。在开关单元1053闭合的情况下，第二三相逆变单元1052不工作，逆变模块105通过第一三相逆变单元1051驱动电机运行。此时第一三相逆变单元1051在接收到第三控制信号，且开关单元1053闭合的情况下，向电机输出第一控制指令，第一控制指令用于触发电机以第一速度运行。第二三相逆变单元1052在开关单元1053闭合的情况下，停止工作。
59.逆变模块105的开关单元1053用于在接收到第二控制信号的情况下断开，也就是说第一开关管1054处于断开状态，此时逆变模块105通过第一三相逆变单元1051和第二三相逆变单元1052共同驱动电机运行。第二三相逆变单元 1052在接收到第三控制信号，且开关单元1053断开的情况下，向电机输出第二控制指令，第二控制指令用于触发电机以第二速度运行，其中，第二速度大于第一速度。由于相对于只有第一三相逆变单元1051驱动电机的时候，在第一三相逆变单元1051与第二三相逆变单元1052共同驱动电机的时候，能够提高施加在单相绕组的电压，从而能够提高电机的功率因数，使得电机能够高速运行。在实际应用中，由于控制模块103用于控制开关模块1053的工作状态，从而能够实现电机切换结构，工作于星型或者三角形结构，从而能够控制电机在不同的运行速度下工作。在实际应用中，电机可以为永磁同步电机。
60.在上述实施例中，电机驱动电路包括整流滤波模块、与整流滤波模块串联的电源模块和控制模块，与电源模块并联的储能模块和逆变模块，其中，逆变模块还连接控制模块，储能模块包括非极性电容，逆变模块包括并联的第一三相逆变单元和第二三相逆变单
元、以及与所述第二三相逆变单元连接的开关单元，所述开关单元包括并联的第一开关管和二极管单元，电源模块用于在接收到整流滤波模块输出的第一电压的情况下，向控制模块输出第二电压，控制模块用于向逆变单元中的开关单元输出第一控制信号和第二控制信号，以及向逆变单元中的第一三相逆变单元和第二三相逆变单元输出第三控制信号，开关单元用于在接收到第一控制信号的情况下闭合，以及用于在接收到第二控制信号的情况下断开，第一三相逆变单元用于在接收到第三控制信号情况下，向电机输出第一控制指令，第一控制指令用于触发电机以第一速度运行，第二三相逆变单元用于在开关单元闭合的情况下，停止工作，以及用于在接收到第三控制信号，且开关单元断开的情况下，向电机输出第二控制指令，第二控制指令用于触发电机以第二速度运行，第二速度大于第一速度，通过两个三相逆变电路驱动电机，能够在储能模块为无极性电容且具有相同的母线电压的情况下，提高施加在单相绕组上的电压，从而能够提高电机的功率因数，使得电机可以高速运行。
61.在一实施例中，如图6所示，电源模块102包括串接的第一二极管601、第一电阻602、第一电容603，其中，第一二极管601的阳极连接整流滤波模块 101，第一电阻602和第一电容603连接控制模块103。
62.当电机驱动电路开始工作的时候，输入电机驱动电路的单相交流电压经过滤波整流模块101之后流入电源模块102的第一二极管601的阳极，在电源模块102中，第一二极管601能够实现对输入电流的单向导通，第一电阻602能够起到限流的作用，第一电容603能够实现储能和稳定电压的作用，从而使电源模块102输出稳定的电压。
63.第一电阻602和第一电容603连接控制模块103，在实际应用中，控制模块103中的dc/dc变换器501是将电源模块102中的高压转换为控制模块103 中的控制电路502所需的低压，当第一电阻602和第一电容603连接控制模块 103的情况下，控制模块103中的dc/dc变换器将的逆变取电位置为第一电阻 602和第一电容603，控制模块103中的dc/dc变换器501将第一电阻402的输出电压转换为控制模块103中控制电路502所需的低压。
64.在上述实施例中，电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和电容，其中，第一二极管的阳极连接整流滤波模块，第一电阻和第一电容连接控制模块，从而能够通过电源模块输出稳定的电压，从而有利于为电机驱动电路中的其他模块提供稳定的工作电压，保证电机驱动电路的正常工作。
65.在一实施例中，如图7所示，电源模块102包括串接的第一二极管701、第一电阻702、第一电容703，其中，第一二极管701的阳极连接整流滤波模块 101，第一二极管701的阴极连接控制模块103。
66.当电机驱动电路开始工作的时候，输入电机驱动电路的单相交流电压经过滤波整流模块101之后流入电源模块102的第一二极管701的阳极，在电源模块102中，第一二极管701能够实现对输入电流的单向导通，第一电阻702能够起到限流的作用，第一电容703能够实现储能和稳定电压的作用，从而使电源模块102输出稳定的电压。
67.在实际应用中，控制模块103中的dc/dc变换器501是将电源模块102 中的高压转换为控制模块103中的控制电路502所需的低压，当第一二极管701 的阴极连接控制模块103的情况下，控制模块103中的dc/dc变换器501的逆变取电位置为第一二极管701的阴极，控制模块103中的dc/dc变换器501 将第一二极管701的阴极输出的电压转换为控制模块
103中控制电路502所需的低压。
68.在上述实施例中，电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和电容，其中，第一二极管的阳极连接整流滤波模块，第一二极管的阴极连接控制模块，从而有利于为电机驱动电路中的其他模块提供稳定的工作电压，保证电机驱动电路的正常工作。
69.在一实施例中，如图8所示，电源模块102还包括与第一电容802并联的第二电阻801。
70.这里，电源模块102中的第一电容802能够实现储能作用，当电源断开后，通过与第一电容802并联的第二电阻801能够快速放掉第一电容802上存储的电能。
71.在上述实施例中，电源模块还包括与第一电容并联的第二电阻，通过第二电阻能够在电源断开后迅速放掉电源模块中第一电容上存储的电能。
72.在一实施例中，电源模块102中的第一电容为电解电容。
73.这里，电源模块102中的第一电容为电解电容，由于电解电容的单位体积的电容量非常大，并且与其他类型的电容相比存在价格优势，因此，能够在电机驱动电路工作的时候，存储大量的电量。
74.在上述实施例中，电源模块中的第一电容为电解电容，从而能够在电机驱动电路工作的时候，通过电解电容存储大量的电量，有利于为其他模块提供所需的电量。
75.在一实施例中，如图9所示，整流滤波模块101包括串接的整流单元901 与滤波单元902，其中，滤波单元902为第一电感。整流单元801为四个不同的二极管组成的单相全桥整流单元。
76.如图9所示，整流单元901包括两个并联的二极管单元，每个二极管单元由两个二极管组成，整流单元901中的第一二极管单元包括9011与二极管9012，整流单元901中的第二二极管单元包括二极管9013与二极管9014。二极管9011 的阳极连接二极管9012的阴极，二极管9011的阴极连接电源模块102的输入端，二极管9012的阳极用于接地，二极管9013的阳极连接二极管9014的阴极，二极管9013的阴极连接电源模块102的输入端，二极管9012的阳极用于接地。通过整流单元901将输入的交流电压转换成单向脉动性的直流电压。滤波单元 902能够用于滤去输入电压中的纹波。
77.在上述实施例中，整流滤波模块包括串接的整流单元和滤波单元，滤波单元包括第一电感，从而能够通过整流单元将输入的交流电压转换为直流电压，通过滤波单元滤去输入电压中的纹波，从而能够得到稳定的输入电压。
78.在一实施例中，如图10所示，滤波单元902用于对整流单元901输出的电压进行滤波。在这种情况下，滤波单元902的输入端与整流单元901的输出端连接，从而使得滤波单元902处理的电压为整流单元901输出的单相脉动性的直流电压，从而能够滤去整流单元901输出电压中的纹波。
79.在上述实施例中，滤波单元用于对整流单元输出的电压进行滤波，从而能够将整流单元输出的单向脉冲直流电压的纹波进行滤除，得到稳定的输入电压。
80.在一实施例中，如图11所示，滤波单元902用于对电机驱动电路的输入电压进行滤波，也就是说，电机驱动电路的输入电源与滤波单元902的输入端进行连接，从而滤波单元902滤去电机驱动电路的输入电压的纹波，滤波单元902 的输出端与整流单元901的输入端连接，整流单元901的输入电压为滤去纹波的交流电压，通过整流单元901将滤去纹波的交
流电压转换为不含纹波的直流电压。
81.在上述实施例中，滤波单元用于对电机驱动电路的输入电压进行滤波，从而能够滤去电机驱动电路的输入电压的纹波，再通过整流单元输出不含纹波的直流电压，从而能够得到稳定的输入电压。
82.本技术实施例还提供了一种电机，如图12所示，图12示出了一种电机的结构示意图，所述电机包括电机本体1201与电机驱动电路1202，电机本体1201 与电机驱动电路1202连接，电机驱动电路1202用于驱动电机1201运行。其中，电机驱动电路1202包括：整流滤波模块、与所述整流滤波模块串接的电源模块和控制模块，与所述电源模块并联的储能模块和逆变模块；其中，所述逆变模块还连接所述控制模块；所述储能模块包括非极性电容；所述逆变模块包括并联的第一三相逆变单元和第二三相逆变单元、以及与所述第二三相逆变单元连接的开关单元，所述开关单元包括并联的第一开关管和二极管单元；
83.所述电源模块用于在接收到所述整流滤波模块输出的第一电压的情况下，向所述控制模块输出第二电压；
84.所述控制模块用于向所述逆变单元中的所述开关单元输出第一控制信号和第二控制信号，以及向所述逆变单元中的所述第一三相逆变单元和所述第二三相逆变单元输出第三控制信号；
85.所述开关单元用于在接收到所述第一控制信号的情况下闭合，以及用于在接收到所述第二控制信号的情况下断开；
86.所述第一三相逆变单元用于在接收到所述第三控制信号情况下，向电机输出第一控制指令；所述第一控制指令用于触发所述电机以第一速度运行；
87.所述第二三相逆变单元用于在所述开关单元闭合的情况下，停止工作；以及用于在接收到所述第三控制信号，且所述开关单元断开的情况下，向电机输出第二控制指令；所述第二控制指令用于触发所述电机以第二速度运行；所述第二速度大于所述第一速度。
88.在一实施例中，所述电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和第一电容；其中，
89.所述第一二极管的阳极连接所述整流滤波模块；所述第一电阻和所述第一电容连接所述控制模块。
90.在一实施例中，所述电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和第一电容；其中，
91.所述第一二极管的阳极连接所述整流滤波模块；所述第一二极管的阴极连接所述控制模块。
92.在一实施例中，所述电源模块还包括与所述第一电容并联的第二电阻。
93.在一实施例中，所述第一电容为电解电容。
94.在一实施例中，所述整流滤波模块包括串接的整流单元和滤波单元；所述滤波单元包括第一电感。
95.在一实施例中，所述滤波单元用于对所述整流单元输出的电压进行滤波。
96.在一实施例中，所述滤波单元用于对所述电机驱动电路的输入电压进行滤波。
97.本技术实施例还提供了一种家电设备，如图13所示，所述家电设备至少包括电机本体1301与电机驱动电路1302，所述电机驱动电路1302用于驱动所述电机本体1301运行。
所述电机驱动电路1302包括：整流滤波模块、与所述整流滤波模块串接的电源模块和控制模块，与所述电源模块并联的储能模块和逆变模块；其中，所述逆变模块还连接所述控制模块；所述储能模块包括非极性电容；所述逆变模块包括并联的第一三相逆变单元和第二三相逆变单元、以及与所述第二三相逆变单元连接的开关单元，所述开关单元包括并联的第一开关管和二极管单元；
98.所述电源模块用于在接收到所述整流滤波模块输出的第一电压的情况下，向所述控制模块输出第二电压；
99.所述控制模块用于向所述逆变单元中的所述开关单元输出第一控制信号和第二控制信号，以及向所述逆变单元中的所述第一三相逆变单元和所述第二三相逆变单元输出第三控制信号；
100.所述开关单元用于在接收到所述第一控制信号的情况下闭合，以及用于在接收到所述第二控制信号的情况下断开；
101.所述第一三相逆变单元用于在接收到所述第三控制信号情况下，向电机输出第一控制指令；所述第一控制指令用于触发所述电机以第一速度运行；
102.所述第二三相逆变单元用于在所述开关单元闭合的情况下，停止工作；以及用于在接收到所述第三控制信号，且所述开关单元断开的情况下，向电机输出第二控制指令；所述第二控制指令用于触发所述电机以第二速度运行；所述第二速度大于所述第一速度。
103.在一实施例中，所述电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和第一电容；其中，
104.所述第一二极管的阳极连接所述整流滤波模块；所述第一电阻和所述第一电容连接所述控制模块。
105.在一实施例中，所述电源模块包括串接的第一二极管、第一电阻和第一电容；其中，
106.所述第一二极管的阳极连接所述整流滤波模块；所述第一二极管的阴极连接所述控制模块。
107.在一实施例中，所述电源模块还包括与所述第一电容并联的第二电阻。
108.在一实施例中，所述第一电容为电解电容。
109.在一实施例中，所述整流滤波模块包括串接的整流单元和滤波单元；所述滤波单元包括第一电感。
110.在一实施例中，所述滤波单元用于对所述整流单元输出的电压进行滤波。
111.在一实施例中，所述滤波单元用于对所述电机驱动电路的输入电压进行滤波。
112.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。