專(zhuān)利名稱(chēng)：電機(jī)裝置、電氣設(shè)備及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路技術(shù)，尤其涉及可用于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中一種電機(jī)裝置，包括第一半橋電路110、第二半橋電路120、及電機(jī)M，第一、第二半橋電路中的開(kāi)關(guān)Kl K4在控制信號(hào)Sl S4的控制下導(dǎo)通或截止。 該電路的工作原理如下當(dāng)開(kāi)關(guān)ΚΙ、K4導(dǎo)通而K2、K3截止時(shí)，電流從節(jié)點(diǎn)nl流向節(jié)點(diǎn)n2 ； 當(dāng)開(kāi)關(guān)ΚΙ、Κ4截止而Κ2、Κ3導(dǎo)通時(shí)，電流從節(jié)點(diǎn)η2流向節(jié)點(diǎn)nl ；這樣，電流以交流方式流經(jīng)電機(jī)M，從而驅(qū)動(dòng)其工作。傳統(tǒng)技術(shù)中，需為開(kāi)關(guān)Kl K4分別單獨(dú)配置驅(qū)動(dòng)電路，其中上橋臂開(kāi)關(guān)K1、K3通常為隔離驅(qū)動(dòng)電路(如光隔離驅(qū)動(dòng)電路)，導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供一種電機(jī)裝置，包括電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，每一開(kāi)關(guān)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，每一開(kāi)關(guān)具有電流輸入端、電流輸出端和控制輸入端；其中每一開(kāi)關(guān)電路中第一開(kāi)關(guān)的電流輸出端和第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端彼此電連接，第一開(kāi)關(guān)的電流輸入端接一較高電壓，第二開(kāi)關(guān)的電流輸出端接一較低電壓；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)被配置為可交替導(dǎo)通； 所述電機(jī)電連接于所述兩第二開(kāi)關(guān)的兩電流輸入端之間；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)跟隨其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化。較佳的，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路其中一電路的第一開(kāi)關(guān)的控制輸入端經(jīng)一限流單元與另一開(kāi)關(guān)電路的第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端連接。較佳的，所述兩第二開(kāi)關(guān)被配置為分別由第一信號(hào)和對(duì)第一信號(hào)反相所獲得的第二信號(hào)控制。較佳的，所述電機(jī)裝置還包括位置傳感器用于檢測(cè)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置并輸出檢測(cè)信號(hào)。較佳的，所述兩第二開(kāi)關(guān)被配置為分別由所述檢測(cè)信號(hào)和對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)反相所獲得的反相信號(hào)控制。較佳的，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第一開(kāi)關(guān)為低電平有效的開(kāi)關(guān)，兩第二開(kāi)關(guān)為高電平有效的開(kāi)關(guān)。本發(fā)明實(shí)施例的另一方面提供一種電氣設(shè)備，具有上述的電機(jī)裝置。本發(fā)明實(shí)施例的第三方面提供一種電路，包括第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，每一開(kāi)關(guān)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，每一開(kāi)關(guān)具有電流輸入端、電流輸出端和控制輸入端；其中每一開(kāi)關(guān)電路的第一開(kāi)關(guān)的電流輸出端和第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端彼此電連接， 第一開(kāi)關(guān)的電流輸入端接一較高電壓，第二開(kāi)關(guān)的電流輸出端接一較低電壓；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路中至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)跟隨其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的狀
較佳的，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的控制輸入端經(jīng)一限流單元與其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端連接。較佳的，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)被配置為可交替導(dǎo)通。較佳的，所述電路還包括一一對(duì)應(yīng)地與所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)的兩電流輸入端電連接的兩端子用于連接一電負(fù)載于其中。本發(fā)明所舉實(shí)施例具有以下有益效果由于只需為下橋臂開(kāi)關(guān)K2、K4配置驅(qū)動(dòng)電路，而不需為上橋臂開(kāi)關(guān)Κ1、Κ3配置驅(qū)動(dòng)電路，因此，本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低；由于所使用的半導(dǎo)體器件的數(shù)量更少，還可提高電路可靠性并降低電路能耗。為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種電機(jī)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)裝置中的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖2所示電機(jī)裝置的信號(hào)波形示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見(jiàn)。請(qǐng)參閱圖2，依本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)裝置200包括電機(jī)210、驅(qū)動(dòng)電路220用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)210、及控制單元230用于控制驅(qū)動(dòng)電路220。較佳的，電機(jī)210為一無(wú)刷直流電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電路220包括第一開(kāi)關(guān)電路240和第二開(kāi)關(guān)電路250。其中，第一開(kāi)關(guān)電路 240具有兩開(kāi)關(guān)Kl和Κ2，第二開(kāi)關(guān)電路250具有兩開(kāi)關(guān)Κ3和Κ4。開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4的電流輸出端12、14接一較低電壓(本實(shí)施例中為地)，控制輸入端C2、C4分別接收控制單元230輸出的控制信號(hào)S2、S4，該兩控制信號(hào)S2、S4控制開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4交替導(dǎo)通。開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4的電流輸入端02、04分別與開(kāi)關(guān)ΚΙ、Κ3的電流輸出端01、03彼此連接。開(kāi)關(guān)ΚΙ、Κ3的電流輸入端11、13接一較高電壓(本實(shí)施例中為直流電源Vdd)，控制輸入端C1、C3分別經(jīng)限流單元 (本實(shí)施例中為電阻Rl、R2)接至開(kāi)關(guān)1(4、1(2的電流輸入端04、02。電機(jī)210連接于開(kāi)關(guān) K2、K4的電流輸入端02、04之間。本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)K1、K3為低電平有效的開(kāi)關(guān)，例如可以是PNP三極管、P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)等。開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4為高電平有效的開(kāi)關(guān)，例如可以是三極管、具有反并二極管的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管、門(mén)極可關(guān)斷開(kāi)關(guān)晶閘管(GTO)等。 采用三極管實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)，可為三極管配置反并二極管。反并二極管用于在開(kāi)關(guān)Kl Κ4的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)形成放電通路釋放電機(jī)M兩端形成的反向電動(dòng)勢(shì)，以避免反向電動(dòng)勢(shì)損環(huán)開(kāi)關(guān)。本發(fā)明實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)為低(高)電平有效表示當(dāng)輸入開(kāi)關(guān)控制輸入端的控制信號(hào)為低電平(高)時(shí)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，為高(低)電平時(shí)開(kāi)關(guān)截止。較佳的，本實(shí)施例中電機(jī)裝置200可包括位置傳感器(如霍爾元件或光學(xué)編碼器等)260用于檢測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)210的轉(zhuǎn)子位置?？刂茊卧?30可包括反相器234將一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO進(jìn)行反相并經(jīng)過(guò)電流放大后得到的控制信號(hào)S2輸出到開(kāi)關(guān)K2、及放大器232 將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO進(jìn)行電流放大后得到控制信號(hào)S4輸出到開(kāi)關(guān)K4。一并參閱圖3描述上述實(shí)施例的工作原理。當(dāng)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān) K2、K4的控制輸入端C2、C4分別為低電平和高電平，開(kāi)關(guān)K2截止而開(kāi)關(guān)K4導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)K4 的電流輸入端04被拉低為低電平使開(kāi)關(guān)Kl導(dǎo)通后，開(kāi)關(guān)Kl的電路輸出端01被拉高為高電平使開(kāi)關(guān)K3截止；因此，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)K1、K4導(dǎo)通而開(kāi)關(guān)Κ2、Κ3截止，電流從02流到04。當(dāng)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4的控制輸入端C2、C4 分別為高電平和低電平，開(kāi)關(guān)Κ4截止而開(kāi)關(guān)Κ2導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)Κ2的電流輸入端02被拉低為低電平使開(kāi)關(guān)Κ3導(dǎo)通后，開(kāi)關(guān)Κ3的電流輸出端03被拉高為高電平使開(kāi)關(guān)Kl截止；因此，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)Κ2、Κ3導(dǎo)通而開(kāi)關(guān)ΚΙ、Κ4截止，電流從04流向02。本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)Κ4、Κ2在控制信號(hào)S4、S2的控制下交替導(dǎo)通，而開(kāi)關(guān)ΚΙ、Κ3的狀態(tài)分別跟隨開(kāi)關(guān)Κ4、Κ2的狀態(tài)變化，因此使電流以交流方式流經(jīng)電機(jī)210，驅(qū)動(dòng)其工作。較佳的，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)SO為位置傳感器260輸出的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)，此時(shí)不需額外電路來(lái)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)S0，因此可降低電路成本。以霍爾元件為例，其工作過(guò)程描述如下霍爾元件在通電后產(chǎn)生一個(gè)初始信號(hào)，由此使一對(duì)初始的互補(bǔ)信號(hào)被提供給開(kāi)關(guān)Κ2和Κ4，依上述的工作原理，電流會(huì)流過(guò)電機(jī)的定子繞組，定子繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)相互作用，使永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，霍爾元件檢測(cè)到轉(zhuǎn)子磁極的位置變化后輸出反轉(zhuǎn)的信號(hào)，由此提供給開(kāi)關(guān)Κ2和Κ4的互補(bǔ)信號(hào)也相應(yīng)的分別反轉(zhuǎn)，使流過(guò)定子繞組的電流反向，使得永磁轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。這樣，霍爾元件不斷檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極的位置變化，并可相應(yīng)地控制開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4的導(dǎo)通和關(guān)斷，使得電流以交流方式流經(jīng)定子繞組，使轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)， 其旋轉(zhuǎn)速度取決于直流電源Vdd的輸出功率?？梢岳斫獾?，在本發(fā)明更多實(shí)施例中，電機(jī)裝置中也可以不配置位置傳感器。此時(shí)，控制單元可以包括一微處理器，由該微處理器按照預(yù)先設(shè)置的控制程序分別向開(kāi)關(guān)Κ2、 Κ4輸出所需的控制信號(hào)，控制兩開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4交替導(dǎo)通。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電氣設(shè)備，具有上述的電機(jī)裝置。所述的電氣設(shè)備例如可以是風(fēng)扇、泵、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)等其中之一?？梢岳斫獾?，本發(fā)明實(shí)施例中所述的驅(qū)動(dòng)電路不僅限于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也可用于需由交流電驅(qū)動(dòng)的其他類(lèi)型電負(fù)載等其他情形。本發(fā)明一實(shí)施例提供的電路包括第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，每一開(kāi)關(guān)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，每一開(kāi)關(guān)具有電流輸入端和電流輸出端；其中每一開(kāi)關(guān)電路的第一開(kāi)關(guān)的電流輸出端和第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端彼此電連接，第一開(kāi)關(guān)的電流輸入端接一較高電壓，第二開(kāi)關(guān)的電流輸出端接一較低電壓；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路中至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)跟隨其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化。較佳的，第一、第二開(kāi)關(guān)電路至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的控制輸入端經(jīng)一限流單元與其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端連接。所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)被配置為可交替導(dǎo)通。所述電路還包括一一對(duì)應(yīng)地與所述兩第二開(kāi)關(guān)的兩電流輸入端電連接的兩端子用于連接一電負(fù)載于其中。本發(fā)明實(shí)施例中，由于只需為下橋臂開(kāi)關(guān)Κ2、Κ4配置驅(qū)動(dòng)電路，而不需為上橋臂開(kāi)關(guān)K1、K3配置驅(qū)動(dòng)電路，因此，本發(fā)明實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低；由于所使用的半導(dǎo)體器件的數(shù)量更少，還可提高電路可靠性并降低電路能耗。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)裝置，包括電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，每一開(kāi)關(guān)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，每一開(kāi)關(guān)具有電流輸入端、電流輸出端和控制輸入端；其中每一開(kāi)關(guān)電路中第一開(kāi)關(guān)的電流輸出端和第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端彼此電連接，第一開(kāi)關(guān)的電流輸入端接一較高電壓，第二開(kāi)關(guān)的電流輸出端接一較低電壓；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)被配置為可交替導(dǎo)通；所述電機(jī)電連接于所述兩第二開(kāi)關(guān)的兩電流輸入端之間；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)跟隨其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的控制輸入端經(jīng)一限流單元與其中之另一開(kāi)關(guān)電路的第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述兩第二開(kāi)關(guān)被配置為分別由第一信號(hào)和對(duì)第一信號(hào)反相所獲得的第二信號(hào)控制。
4.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述電機(jī)裝置還包括位置傳感器用于檢測(cè)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置并輸出檢測(cè)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述兩第二開(kāi)關(guān)被配置為分別由所述檢測(cè)信號(hào)和對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)反相所獲得的反相信號(hào)控制。
6.如以上任一權(quán)利要求所述的電機(jī)裝置，其特征在于，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第一開(kāi)關(guān)為低電平有效的開(kāi)關(guān)，兩第二開(kāi)關(guān)為高電平有效的開(kāi)關(guān)。
7.一種電氣設(shè)備，具有如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的電機(jī)裝置。
8.一種電路，包括第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，每一開(kāi)關(guān)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，每一開(kāi)關(guān)具有電流輸入端、電流輸出端和控制輸入端；其中每一開(kāi)關(guān)電路的第一開(kāi)關(guān)的電流輸出端和第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端彼此電連接，第一開(kāi)關(guān)的電流輸入端接一較高電壓，第二開(kāi)關(guān)的電流輸出端接一較低電壓；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路中至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)跟隨其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的控制輸入端經(jīng)一限流單元與其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端連接。
10.如權(quán)利要求8或9所述的電路，其特征在于，所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)被配置為可交替導(dǎo)通。
11.如權(quán)利要求8或9所述的電路，其特征在于，所述電路還包括一一對(duì)應(yīng)地與所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)的兩電流輸入端電連接的兩端子用于連接一電負(fù)載于其中。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)電機(jī)裝置、電氣設(shè)備及電路，所述電機(jī)裝置包括電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，每一開(kāi)關(guān)電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)；其中，每一開(kāi)關(guān)電路的第一開(kāi)關(guān)的電流輸出端和第二開(kāi)關(guān)的電流輸入端彼此電連接，所述第一開(kāi)關(guān)的電流輸入端接一較高電壓，所述第二開(kāi)關(guān)的電流輸出端接一較低電壓；第一、第二開(kāi)關(guān)電路的兩第二開(kāi)關(guān)被配置為可交替導(dǎo)通；所述電機(jī)電連接于所述兩第二開(kāi)關(guān)的兩電流輸入端之間；所述第一、第二開(kāi)關(guān)電路中至少其中之一電路的第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)跟隨其中之另一電路的第二開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化。本發(fā)明實(shí)施例具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、可靠性好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P6/16GK102412770SQ20101029559
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者信飛, 孫持平, 王恩暉 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司