专利名称：一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于防高压保护技术领域，具体涉及一种带有反电动势过高保护的直 流无刷电机驱动装置。
背景技术：
随着工业自动化技术的发展，电机驱动装置应用越来越广，由于其具有优良的调 速性能和明显节能效果，因此在各个领域受到人们的欢迎。直流无刷电机作为一种高效 率的电机被广泛应用于各个领域中，但是直流无刷电机在启停频繁的情况下易出现反电动 势；若出现的反电动势过高，则容易烧坏电机驱动装置导致其使用寿命短，系统的稳定性 差。当前在驱动装置中通常利用二极管的充放电来消除电机产生的反电动势的影响，但是 该方法效果有限，同时反电动势过高时则容易烧坏二极管，进而影响系统的正常运行。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装 置，能够防止直流无刷电机在频繁启停或突然断电时出现的反电动势过高烧坏驱动装置的 问题，增强直流无刷电机驱动系统的稳定性。实现本实用新型的技术方案如下一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装置，包括3个保护模块，各保 护模块分别与电机的三个通道相连；所述保护模块包括两个MOS管，分别为第一 MOS管和第二 MOS管；6个电阻，分别 为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻；3个电容，分别为第一电 容、第二电容、第三电容；3个二极管，分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管；电感；其中，调制信号A与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一 MOS管的栅极 相连，第一 MOS管的漏极分别与电感的一端、第三电阻的一端、第一电容的一端、第三电容 的一端以及第三二极管的负极相连，第一电容的另一端和第三电阻的另一端分别与第一二 极管的正极相连；第一二极管的负极与电感的另一端分别与直流母线相连；第二 MOS管的 源极、第三二极管正极以及第三电容的另一端虚地；电机的一相绕组通过第六电阻和第四 电阻与第一 MOS管的源极、第二电容的一端、第二二极管的负极以及第二 MOS管的漏极分别 相连，第二电容的另一端接地，第二二极管的正极与第一 MOS管的源极相连后通过第一电 阻接地；调制信号B通过第五电阻与第二 MOS管的栅极相连。有益效果根据以上技术方案可见，本实用新型通过电感缓解反电动势的冲击，通过反向二 极管和电阻实现电感线圈中能量的泄放；应用本实用新型能够提高直流无刷电机的使用寿 命，同时可以提高系统的稳定性和功率因数。
图1为本实用新型一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装置示意图。[0010]图2为本实用新型中保护模块的示意图。
具体实施方式
以下结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。如图1所示，本实用新型放弃单采用二级管对驱动装置进行保护，而是在电机驱 动装置中，引入电感线圈(图1中Li，L2，L3)、电阻(图1中R5，Rll, R15)以及反接二极 管(图1中D1，D4，D8)。电感可以很好的缓解电机产生的反电动势；同时电感能作为无缘 功率因数矫正器，提高驱动器的效率；能抑制直流母线与开关管之间的电流突变，滤除直流 母线杂波的效果。由于电感的存在使得驱动器在发生突然断电的情况下泄放缓慢，因此该 反相二极管可以很好帮组电感中能量的泄放。同时，在二级管上串联一个电阻减小对直流 母线中电容的冲击，进而保护电容。如图1所述，本实用新型一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装置， 包括3个保护模块，各保护模块分别与电机的三相绕组相连；三个保护模块结构相同，以下 以其中一个保护模块为例进行说明。如图2所示，电机FBB通道对应的保护模块包括两个MOS管，分别为第一 MOS 管 Q_HB1 (IXTQ44N50P)和第二 MOS 管 Q_LB1 (IXTQ44N50P) ；6 个电阻，分别为第一电阻 R4 (0. 02 Ω )、第二电阻R9 (51 Ω )、第三电阻Rll (2. 4Κ Ω )、第四电阻R12 (200Κ Ω )、第五电 阻R13(51Q)、第六电阻R16^)0Q) ；3个电容，分别为第一电容ClO (IO4PF)、第二电容 C13 (IO4PF)、第三电容C1M4700PF) ；3个二极管，分别为第一二极管D4(UF4007)、第二二极 管D7 (UF4007)、第三二极管D9 (UF4007)；电感L2 (uH60铁硅铝磁环)；其中，输入调制信号HBout与R9的一端相连，R9的另一端与Q_HB1的栅极相连， Q.HB1的漏极分别与电感L2的一端、Rll的一端、ClO的一端、C14的一端以及D9的负极相 连，ClO的另一端和Rll的另一端分别与D4的正极相连；D4的负极与电感L2的另一端分别 与直流母线相连；Q_LB1的源极、D9正极以及C14的另一端虚地；电机的FBB通道通过R16 和R12与Q_HB1的源极、C13的一端、D7的负极以及Q_LB1的漏极分别相连，C13的另一端 接地，D7的正极与Q_HB1的源极相连后通过R4接地；输入调制信号LB通过R13与Q_LB1 的栅极相连。其中，同一个保护模块中调制信号HBout和调制信号LB分别为方波PWM，HBout和 LB的调制信号相反。不同保护模块之间的HBout相位互不相同，不同保护模块之间的LB相 位互不相同。下面以电机的第三通道为例，当电机第三通道出现反电动势过高的情况时，此时 过高的反电动势起始点是在电机的绕线接头处即图中的FBC处，此时的反电动势经过RlO 和R6加到MOS管Q_HC1的源极。由于此时MOS管源极电压高，所以二极管D5导通。反电动 势经过D5加到MOS管的漏极端。此时反电动势的电流分两路流回主电路(即直流母线电 路)的电容器，其一，是通过磁环Li，因为磁环的有阻止电流和电压突变的作用，所以通过 磁环能抑制反电动势突变对主电路电容等器件的影响。其二，是通过电阻R5和二极管D1， 反电动势的电流通过电阻R5也能有效的减小电动势突变对主电路电容等的影响。当过高的反电动势过去之后，磁环中一般还储存了能量，此时电阻R5和二极管Dl 能对磁环内储存的能量进行泄放，有效的保护磁环。从而保证整个电路的良好。而现有的电路一般没有磁环Li，电阻R5和二极管Dl以及电容C6，当因电机频繁启停或者突然断电 而引起反电动势过高的时候，对主电路的滤波大电容等器件冲击太大，很容易烧毁滤波大 电容等器件。即使有磁环也没有电阻R5和二极管Dl以及电容C6这样磁环中的储存能量 得不到及时的释放，影响系统的工作。 综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的 保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装置，包括3个保护模块，各保护 模块分别与电机的三相绕组相连；其中，所述保护模块包括两个MOS管，分别为第一 MOS管和第二 MOS管；6个电阻，分别 为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻；3个电容，分别为第一电 容、第二电容、第三电容；3个二极管，分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管；以及电 感；其中，PWMH调制信号A与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一 MOS管的栅极 相连，第一 MOS管的漏极分别与电感的一端、第三电阻的一端、第一电容的一端、第三电容 的一端以及第三二极管的负极相连，第一电容的另一端和第三电阻的另一端分别与第一二 极管的正极相连；第一二极管的负极与电感的另一端分别与直流母线相连；第二 MOS管的 源极、第三二极管正极以及第三电容的另一端虚地；电机的一相绕组通过第六电阻和第四 电阻与第一 MOS管的源极、第二电容的一端、第二二极管的负极以及第二 MOS管的漏极分别 相连，第二电容的另一端接地，第二二极管的正极与第一 MOS管的源极相连后通过第一电 阻接地；PWML调制信号B通过第五电阻与第二 MOS管的栅极相连。
专利摘要本实用新型公开了一种带有反电动势过高保护的直流无刷电机驱动装置，包括3个保护模块，各保护模块分别与电机的三相绕组相连。本实用新型引入电感线圈、电阻以及反接二极管实现对电机驱动装置的保护。电感可以很好的缓解电机产生的反电动势；同时电感线圈能作为无缘功率因数矫正器，提高驱动器的效率；能抑制直流母线与开关管之间的电流突变，滤除直流母线杂波的效果。由于电感的存在使得驱动器在发生突然断电的情况下泄放缓慢，因此该反相二极管可以很好帮组电感线圈中能量的泄放。同时，在二级管上串联一个电阻减小对反向二极管的冲击同时帮助泄放电感线圈中的能量，进而保护电容。
文档编号H02K11/00GK201937399SQ201120045548
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者刘全兴, 李保民 申请人:北京运通恒昌驱动技术有限公司