一种直流无刷电机缺相判断电路的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流无刷电机缺相判断电路，所述电路包括：三相逆变桥，所述三相逆变桥的三相输出端与直流无刷电机相连；三相驱动电路，用于向所述三相逆变桥输出驱动信号，所述三相驱动电路包括自举电路，所述自举电路包括与所述三相上臂驱动单元中与每相上臂单元对应的自举单元，所述自举单元与每相上臂单元并联连接；直流电源，分别与三相逆变桥和三相驱动电路相连接，所述三相驱动电路与所述三相逆变桥相连接；负母线端采样电阻RS，用于对负母线端电流进行采样，和用于判断是否缺相的缺相判断模块。无需增加硬件成本，同时也可以在直流无刷电机运行之前，准确的判断是否缺相，避免直流无刷电机产生大电流。
【专利说明】
一种直流无刷电机缺相判断电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及直流无刷电机技术领域，尤其涉及一种直流无刷电机缺相判断电 路。
【背景技术】
[0002] 直流无刷电机在启动或工作过程中，电源缺相会导致电机动力性能下降或者电机 不转，甚至会产生电机短路电流过大而烧毁电机的情况。所以需要对直流无刷电机是否缺 相进行判断。
[0003] 在现有技术中，主要采用以下两种方式实现对直流无刷电机是否缺相进行判断。 一种是通过在直流无刷电机的三相线中增加电流互感器，通过电流互感器确定直流无刷电 机是否缺相；另一种则是在直流无刷电机启动时通过先输出一段时间的恒定电流，然后再 将采集来的数据进行计算得出各相的电流值，最后通过判断各相电流值与恒定电流值的大 小来判断电机是否缺相。上述两种方式虽然能够实现对直流无刷电机是否缺相进行判断， 但第一种方式需要增加电流互感器，额外增加了产品的成本;而第二种方式则需要在直流 无刷电机通电运转后才能实现判断，可能会在判断前产生电机抖动和噪声异常等情况。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本实用新型实施例提供一种直流无刷电机缺相判断电路，以实现在无 需增加硬件的情况下，在电机运行之前能够对直流无刷电机是否缺相进行判断的目的。
[0005] 本实用新型实施例提供了一种直流无刷电机缺相判断电路，包括：
[0006] 三相逆变桥，所述三相逆变桥的三相输出端与直流无刷电机相连，所述三相逆变 桥包括:三相上臂单元和三相下臂单元，所述三相上臂单元包括三个每相上臂单元，所述三 相下臂单元包括三个每相下臂单元，所述每相上臂单元与其对应的每相下臂单元串联连 接；
[0007] 三相驱动电路，用于向所述三相逆变桥输出驱动信号，所述三相驱动电路包括自 举电路，所述自举电路包括与所述三相上臂驱动单元中与每相上臂单元对应的自举单元， 所述自举单元与每相上臂单元并联连接；
[0008] 直流电源，用于为所述三相逆变桥和三相驱动电路供电；
[0009] 负母线端采样电阻RS，用于对负母线端电流进行采样；
[0010] 所述直流电源分别与三相逆变桥、三相驱动电路相连接，所述三相驱动电路与所 述三相逆变桥相连接，所述负母线端电阻RS与所述三相逆变桥的三相下臂单元相连接。
[0011] 缺相判断模块，用于根据功率管、采样电阻、自举二极管和自举电容的参数计算所 述功率管导通瞬间负母线端采样电阻RS的理论电流值，并根据功率管导通瞬间负母线端采 样电阻RS的理论电流值计算所述自举电容充电过程中多个预设时刻负母线端采样电阻RS 的理论电流值;并将多个预设时刻负母线端采样电阻RS的理论电流值与负母线端采样电阻 RS的实际电流值进行比较，并根据比较结果判断直流无刷电机是否缺相。
[0012] 进一步的，所述自举单元包括：串联的自举二极管、自举电容和至少一个采样电 阻。
[0013] 进一步的，所述自举电路中每个自举单元中采用相同的采样电阻。
[0014]更进一步的，所述三相驱动电路，用于在进行缺相判断时导通三相下臂单元中任 意一个每相下臂单元中的功率管。
[0015] 本实用新型实施例提供的直流无刷电机缺相判断电路，利用三相驱动电路中自举 单元中自举电容充电过程中充电电流的变化，从而识别电机是否相位异常。无需增加硬件 成本，同时也可以在直流无刷电机运行之前，准确的判断是否缺相，避免直流无刷电机产生 大电流。
【附图说明】
[0016] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的 其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0017] 图1是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路的结构示意图；
[0018] 图2是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路中的三相逆变桥与 自举电路的连接示意图；
[0019] 图3是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路在功率管Q4导通时 第一自举单元充电路径示意图；
[0020] 图4是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路在功率管Q4导通时 第二自举单元充电路径示意图；
[0021] 图5是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路在功率管Q4导通时 第一自举单元充电路径示意图；
[0022] 图6是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路中负母线端采样电 阻RS的电流随时间变化示意图。
[0023] 实用新型图中的附图标记所分别指代的技术特征为：
[0024] 1、三相上臂单元;2、三相下臂单元;3、每相上臂单元；
[0025] 4、每相下臂单元5、自举单元;6、三相驱动电路。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处 所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说 明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
[0027] 实施例一
[0028]图1是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路的结构示意图，图2 是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路中的三相逆变桥与自举电路的 连接示意图。参见图1和图2，所述直流无刷电机缺相判断电路包括:三相逆变桥，所述三相 逆变桥的三相输出端与直流无刷电机M相连，所述三相逆变桥包括:三相上臂单元1和三相 下臂单元2,所述三相上臂单元1包括三个每相上臂单元3,所述三相下臂单元2包括三个每 相下臂单元4,所述每相上臂单元3与其对应的每相下臂单元4串联连接；
[0029] 三相驱动电路6,用于向所述三相逆变桥输出驱动信号，所述三相驱动电路6包括 自举电路，所述自举电路包括与所述三相上臂驱动单元1中与每相上臂单元3对应的自举单 元5，所述自举单元5与每相上臂单元3并联连接;直流电源，分别与三相逆变桥和三相驱动 电路6相连接，所述三相驱动电路6与所述三相逆变桥相连接，所述直流电源用于为所述三 相逆变桥和三相驱动电路6供电；负母线端采样电阻RS，与所述三相逆变桥的三相下臂单元 2相连接，用于对负母线端电流进行采样。
[0030] 缺相判断模块，用于根据所述功率管、采样电阻、自举二极管和自举电容的参数计 算所述功率管导通瞬间负母线端采样电阻RS的理论电流值，并根据功率管导通瞬间负母线 端采样电阻RS的理论电流值计算所述自举电容充电过程中多个预设时刻负母线端采样电 阻RS的理论电流值;并将多个预设时刻负母线端采样电阻RS的理论电流值与负母线端采样 电阻RS的实际电流值进行比较，并根据比较结果判断直流无刷电机是否缺相。
[0031] 一般来说，三相逆变桥的三相输出端与直流无刷电机M相连，通过三相逆变桥按照 一定的规律来控制六个功率管的导通与截止，就可以把直流电逆变成三相交流电实现对直 流无刷电机M的运行控制。其中，三相逆变桥包括:三相上臂单元1和三相下臂单元2。其中， 三相上臂单元1包括三个每相上臂单元3,所述三相下臂单元2包括三个每相下臂单元4,所 述每相上臂单元3与其对应的每相下臂单元4串联连接;每相上臂单元3和每项下臂单元4都 包括有功率管。三相驱动电路6与三相逆变桥连接，用于向所述三相逆变桥输出驱动信号， 示例性的，三相驱动电路6驱动三相逆变桥中的功率管，用于控制功率管的通断。三相驱动 电路6还包括自举电路，自举电路包括与所述三相上臂驱动单元1中与每相上臂单元3对应 的自举单元5,所述自举单元5与每相上臂单元3并联连接。通过设置自举电路，能够使每相 上臂单元的电压处于一个稳定的范围内，避免由于电压的变化而使得三相逆变桥不能正常 工作。具体的，在本实施例中，所述自举单元5包括：自举二极管、自举电容和至少一个采样 电阻，其中，自举电容用于存储电荷，自举二极管防止电流倒灌，所述采样电阻能够获取自 举单元的电流。
[0032]直流电源分别与三相逆变桥和三相驱动电路6相连接，可以为所述三相逆变桥和 三相驱动电路6供电。负母线端采样电阻RS与所述三相逆变桥的三相下臂单元2相连接，用 于对负母线端电流进行采样。
[0033] 在直流无刷电机缺相判断电路中，在自举单元5中自举电容进行充电时，每个自举 单元5会有相应的电流，每个自举单元5支流的电流汇聚生成负母线端电流，即每个自举单 元5的电流之和与负母线端采样电阻RS所采集的电流相同，如果电机M与三相逆变桥连接缺 相，那么缺相的每相上臂单元3所对应的自举单元5也将无法充电，该自举单元5不会有相应 的电流，负母线端采样电阻RS所采集的电流会比正常的采样电流要小，利用这个特性，可以 确定该直流无刷电机是否缺相。
[0034] 缺相判断模块可以通过软件或者硬件方式实现，在本实施例中，缺相判断模块采 用硬件方式实现。可以包括多个执行相应功能的电路、处理芯片和集成电路。示例性的，采 用比例运算电路或者运算芯片计算功率管导通瞬间负母线端采样电阻RS的理论电流值和 多个预设时刻负母线端采样电阻RS的理论电流值。通过比较电路实现比较多个预设时刻负 母线端采样电阻RS的理论电流值与负母线端采样电阻RS的实际电流值的功能。
[0035] 下面结合直流无刷电机缺相判断电路的工作过程对本实施例作进一步的说明，在 直流无刷电机启动时刻，先导通缺相判断电路中三相逆变桥的三相下臂单元3中任意一个 功率管，以实现对所有自举单元5中自举电容Cl、C2和C3的充电。在本实施例中，导通功率管 Q4。图3是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路在功率管Q4导通时第一 自举单元充电路径示意图，由图3可以看出，第一自举单元中自举电容Cl的充电路径由直流 电源Vcc开始，通过第一自举单元自举二极管、采样电阻Rl和自举电容，并通过导通的三相 逆变桥的三相下臂单元中的功率管Q4,最后通过负母线端采样电阻RS，最后终止于节点端。 由此可以得出，在直流无刷电机上电瞬间第一自举单元支流电流为= Ii=(VCC-Vd1-Viw)M, 所述VCC为直流电源电压，所述Vd 1为第一自举单元中自举二极管的导通压降，所述Vq4为所 述功率管的导通压降，所述心为第一自举单元中采样电阻的阻值。
[0036]图4是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路在功率管Q4导通时 第二自举单元充电路径示意图，由图4可以看出，第二自举单元中自举电容C2的充电路径由 直流电源Vcc开始，通过第二自举单元自举二极管、采样电阻R2和自举电容C2,并通过所述 第二自举单元对应每项驱动上臂所连接的定子相绕组电阻，并通过与导通的三相逆变桥的 三相下臂单元中的功率管Q4连接的定子相绕组电阻，再通过三相逆变桥的三相下臂单元中 的功率管Q4,最后通过负母线端采样电阻RS，最后终止于节点端。则第二自举单元之路的充 电电流值计算公式为：
[0037] I2=(VCC-VD2-VQ4)/(R 2+2R)，VCC为直流电源电压，所述Vd2为第二自举单元中自举 二极管的导通压降，所述VQ4为所述功率管的导通压降，所述R2为第二自举单元中采样电阻 的阻值，所述电阻R为定子相绕组电阻。
[0038]图5是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路在功率管Q4导通时 第三自举单元充电路径示意图，由图5可以看出，第三自举单元中自举电容C3的充电路径与 第二自举单元中自举电容C2相近似，由直流电源Vcc开始，通过第三自举单元自举二极管、 采样电阻R3和自举电容C3,并通过所述第三自举单元对应每项驱动上臂所连接的定子相绕 组电阻，并通过与导通的三相逆变桥的三相下臂单元中的功率管Q4连接的定子相绕组电 阻，再通过通的三相逆变桥的三相下臂单元中的功率管Q4,最后通过负母线端采样电阻RS， 最后终止于节点端。则第二自举单元支路的充电电流值计算公式为：
[0039] I3=(VCC-VD3-Vq4)/(R3+2R)，VCC为直流电源电压，所述为Vd 3第三自举单元中自举 二极管的导通压降，所述VQ4为所述功率管的导通压降，所述R3为第二自举单元中采样电阻 的阻值，所述电阻R为定子相绕组电阻。
[0040]其中，VCC可以预先设置，其它各参数可从器件规格书或电机规格书中获取。
[0041]上述计算公式以导通三相下臂单元中的功率管Q4为例，在本实施例中，也可以导 通另外两个功率管Q6和Q2中的任意一个，其计算过程与上述导通功率管Q4相同，在此不予 展开说明。
[0042] 在本实施例中，采样电阻R1、R2和R3可以选用同样的电阻，自举二极管D1、D2和D3 也可选用同样的二极管，自举电容C1、C2和C3可选用同样的电容，方便计算。
[0043] 根据IRS=IdIdI3,能够得出直流无刷电机上电时刻负母线端采样电阻RS的电流 理论值。
[0044] 图6是本实用新型实施例一提供的直流无刷电机缺相判断电路中负母线端采样电 阻RS的电流随时间变化示意图。由图6可以看出，在电容充电过程中，电容的电流值处于不 断的变化中。具体的，可以根据公式J = J 计算每个时刻对应的电流理论值。将计算 得到的负母线端采样电阻RS采样的电流理论值与负母线端采样电阻RS所采样的电流值进 行比较，如果采样值均小于理论值，则可以判断直流无刷电机缺相。具体的，可以通过上述 所计算的直流无刷电机上电时刻各个自举单元支路的充电电流理论值I^I 2和I3根据公式 j =/ e_i分别计算每个时刻各个自举单元支路的充电电流理论值，并将该时刻的各个 自举单元支路的充电电流理论值相加，得到负母线端采样电阻RS采样的电流理论值。
[0045] 本实施例提供的直流无刷电机缺相判断电路，利用三相驱动电路中自举单元中自 举电容充电过程中充电电流的变化，从而识别电机是否相位异常。无需增加硬件成本，同时 也可以在直流无刷电机运行之前，准确的判断是否缺相，避免直流无刷电机产生大电流。
[0046] 注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会 理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明 显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例 对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离 本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附 的权利要求范围决定。
【主权项】
1. 一种直流无刷电机缺相判断电路，其特征在于，包括： 三相逆变桥，所述三相逆变桥的三相输出端与直流无刷电机M相连，所述三相逆变桥包 括:三相上臂单元（1)和三相下臂单元(2)，所述三相上臂单元包括三个每相上臂单元(3)， 所述三相下臂单元包括三个每相下臂单元(4)，所述每相上臂单元(3)与其对应的每相下臂 单元(4)串联连接； 三相驱动电路(6)，用于向所述三相逆变桥输出驱动信号，所述三相驱动电路包括自举 电路，所述自举电路包括与所述三相上臂驱动单元(1)中与每相上臂单元(3)对应的自举单 元(5)，所述自举单元(5)与每相上臂单元并联连接； 直流电源，分别与三相逆变桥和三相驱动电路(6)相连接，所述三相驱动电路(6)与所 述三相逆变桥相连接，所述直流电源用于为所述三相逆变桥和三相驱动电路(6)供电； 负母线端采样电阻RS，与所述三相逆变桥的三相下臂单元(2)相连接，用于对负母线端 电流进行米样； 缺相判断模块，用于根据功率管、采样电阻、自举二极管和自举电容的参数计算所述功 率管导通瞬间负母线端采样电阻RS的理论电流值，并根据功率管导通瞬间负母线端采样电 阻RS的理论电流值计算所述自举电容充电过程中多个预设时刻负母线端采样电阻RS的理 论电流值;并将多个预设时刻负母线端采样电阻RS的理论电流值与负母线端采样电阻RS的 实际电流值进行比较，并根据比较结果判断直流无刷电机是否缺相。2. 根据权利要求1所述的缺相判断电路，其特征在于，所述自举单元(5)包括： 串联的自举二极管、自举电容和至少一个采样电阻。3. 根据权利要求2所述的缺相判断电路，其特征在于，所述自举电路中每个自举单元 (5)中采用相同的采样电阻。4. 根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述三相驱动电路，用于在进行缺相判断 时导通三相下臂单元(2)中任意一个每相下臂单元(4)中的功率管。
【文档编号】H02H7/09GK205544223SQ201620050418
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】郭伟林, 吴文贤, 李祖光, 孙家广
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司