专利名称：电机驱动器及具有该驱动器的车辆和该驱动器控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电机驱动器，还涉及到配置上述电机驱动器的车辆和控制 方法。
背景技术：
现有电机驱动器，其采用的场效应管桥式功率驱动电路中，在P窗信号的 续流期间完全依赖功率驱动管的反向二极管或外界二极管进行续流，续流二极
管上的压降在O. 8V以上，消耗了大量能量，在每个桥臂上只安装了开激励电路 或关激励电路，使功率管处于不完全导通或关闭区，发热很大，其输出的PWM 是通过载波和调制波通过复杂的电路合成的，其驱动电压或电流为方波，电机 负荷时噪声比较大。
由于上述温升高、电池能量消耗大等缺陷的存在使目前车辆上安装的电机 驱动器的行驶里程不会很远，而且加速时电机发出的震动同车辆如果发生共震 还会产生极大的噪音，影响驾车环境。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单 温升较低、电池使用率更高的电机驱动器。本发明所要解决的技术问题还包括 提供一种配置上述驱动器的车辆。本发明的技术问题还包括提供一种该驱动器 的控制方法。
为此，本发明是采取如下技术方案来解决上述技术问题的 一种电机驱动 器，包括桥式功率驱动电路，其各桥臂的开关管均采用场效应管，在一桥臂上 输出PWM信号时，对应的桥臂上产生续流电流，其特征在于所述对应的桥臂上
产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥臂上场效应管导通。
本发明还提供了 一种上述电机驱动器的车辆，除电机驱动器外还包括蓄电
池，车轮，转向装置，刹车装置，速度调节装置。
本发明还提供了上述电机驱动器的控制方法，该方法适合于采用场效应管
桥式功率驱动电路，在一桥臂上输出P觀信号时，对应的桥臂上产生续流电流，
其特征在于所述对应的桥臂上产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥臂上
场效应管导通。
本发明中，所述对应的桥臂上产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥 臂上场效应管导通，能使该续流电流通过场效应管，在场效应管上所产生的压
降远远小于0. 8V，有效降低管子的发热；在每个所述桥臂上场效应管都安装开激 励电路和关激励电路，缩短了场效应管的开通和关闭时间，减少了管子开关的 损耗；还包括微控制器，在一个驱动周期中，所述的微控制器输出至所述桥式 功率驱动电路的P麵信号占空比是多变的，使电路更简单可靠； 一个驱动周期 中每个桥臂上都有输出PWM信号，可以实现各种波形的驱动电流；所述的微控 制器引脚上输出PWM信号，使驱动器输出的电流近似正弦波，使电机的驱动更 平稳，噪声更小；具有电机转子位置传感器，该位置传感器安装在电机上并与 电机驱动器电连接；所述转子位置传感器为线性霍尔元件，微处理器根据线性 霍尔元件输出的电压来调节输出P觀信号，使转子的位置更细分准确；上述电 机驱动器其温升较低，减少了驱动器的故障率；
具有该电机驱动器的车辆，具有驱动力矩大，驱动器的发热小，騎行时噪 音小，骑行的里程较远；还包括太阳能充电装置，使车辆随时可以得到电能的 补充；包括燃料发动机装置，安装燃料发动机装置，是为了防止电池电能耗尽
和爬坡时动力的共同出力。
该电机驱动器的控制方法，直接提高驱动器的稳定性了，其温升较低，减 少了驱动器的故障率。
下面再结合附图进一步描述本发明的有关细节。
图1为本发明电机驱动器电路原理图；
具体实施例方式
一种电机驱动器，包括桥式功率驱动电路，其各桥臂的开关管均采用场 效应管，在一桥臂上输出P画信号时，对应的桥臂上产生续流电流，其特征在 于所述对应的桥臂上产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥臂上场效应管 导通；在于每个所述桥臂上场效应管都安装开激励电路和关激励电路；还包括 微控制器，在一个驱动周期中，所述的微控制器输出至所述桥式功率驱动电路 的PWM信号占空比是多变的； 一个驱动周期中每个桥臂上都有输出P丽信号； 所述的微控制器引脚上输出PWM信号，使驱动器输出的电流近似正弦波，微处 理器通过控制电路与功率驱动电路相连接；具有电机转子位置传感器，该位置 传感器安装在电机上并与电机驱动器电连接；所述转子位置传感器为线性霍尔 元件，微处理器根据线性霍尔元件输出的电压来调节输出P画信号；具有该电 机驱动器的车辆，其特征还包括蓄电池，车轮，转向装置，刹车装置，速度调 节装置；还包括太阳能充电装置；包括燃料发动机装置； 一种电机驱动器的控 制方法，适合于采用场效应管桥式功率驱动电路，在一桥臂上输出P聰信号时， 对应的桥臂上产生续流电流，其特征在于所述对应的桥臂上产生续流电流期间， 通过控制电路使对应桥臂上场效应管导通；所迷驱动器的控制方法的应用，其 特征是该方法应用于车辆的电机驱动器上。
图1示意三相直流无刷电机驱动器电路原理图，图中的Dl至D6为续流二 极管，Ml至M6为功率驱动电路的N沟道场效应管，Ml、 M2相对应，M3、 M4相 对应，M5、 M6相对应，Ml至M6构成了六个桥臂，在场效应管中已经包含了上 述的二极管(像M1中包含了D1), N6、 N5、 N4为M1、 M3、 M5的开激励管，P6、 P5、 P4为M1、 M3、 M5的关激励管;Nl、 N2、 N3为M2、 M4、 M6的开激励管,Pl、 P2、 P3为M2、 M4、 M6的关激励管；II, 12, 13为直流无刷电机的绕组,HRA、 HRB、 HRC为安装在直流无刷电机上的线性霍尔元件，用于检测电机转子的位置，肌A、 HRB、 HRC检测到的相位相差120度；IC1为单片机微控制器，输出信号脚与激 励电路相连接；D8、 D9、 D10自举电路二极管，Cl、 C2、 C3自举电路的储能电 容，N7至N12和激励电路组成了控制电路。
结合原理图分析工作原理II和12反向电流时，13必须是正向电流，M5 导通，输出到绕组13上的电压为48V,同时M2、 M4由P顧信号驱动，当PWM高 电平时，M2导通，电流经I3正向，Il反向，M2通往电源地线，M4导通，电 流经I3正向，12反向，M4通往电源地线；当P觀变低电平时，M2、 M4关闭， 绕组II经Dl进行续流，绕组12经D3进行续流，在Dl和D3上产生的压降0. 8V， 此时微处理器开通M1、 M3,续流不经过D1要经过M1，因M1的内阻很小，产生 的压降也很小，功耗就很小了。同理续流不经过D3而经过M3。
当11和I2正向电流时，13必须是反向电流，M6导通，将绕组I3通往电 源地线，同时M1、 M3由P觀信号驱动，当PWM高电平时，Ml导通，电流经Il 正向，13反向，M6通往电源地线；M3导通，电流经I2正向，13反向，M6通往 电源地线；当PWM变低电平时，Ml、 M3关闭，绕组I1经D2进行续流，绕组12 经D4进行续流，在D2和D4上产生的压降0. 8V,此时微处理器开通M2、 M4， 续流不经过D2要经过M4，因M2的内阻很小，产生的压降也很小，功耗就很小 了。同理续流不经过D4而经过M4。其他工作方式与以上相同，上述PWM信号电 平的高低是指场效应管的栅极针对源极的电平。
安装在直流电机上的线性霍尔元件HRA、 HRB、 HRC，电机转动时产生正弦波，且 HRA、 HRB、 HRC相位相差120度，单片机根据HRA、 HRB、 HRC的变化来控制输出 到六个功率管上的PWM信号变化，从而使输出的电流波形近似正弦波。
安装在直流电机上的霍尔元件HRA、 HRB、 HRC为开关型的，在一个周期内 单片机接收到的只有六种位置信号，单片机根据上一个周期的时间来控制输出 到六个功率管上的PWM信号变化，从而使输出的电流波形近似正弦波。
以上介绍的是六驱动管中的三三导通方式，也可以采取二二导通方式工作。 采用上述的电机驱动器安装在电动自行车上，明显发现驱动力矩大，电机 噪声小，行驶路程明显变远。太阳能充电装置采用太阳能电池安装车辆装饰件 和覆盖件的表面，其太阳光产生的电能储存到蓄电池中。燃料动力装置采用汽 油发动机，也可以采用由人力驱动的装置。
权利要求
1、一种电机驱动器，包括桥式功率驱动电路，其各桥臂的开关管均采用场效应管，在一桥臂上输出PWM信号时，对应的桥臂上产生续流电流，其特征在于所述对应的桥臂上产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥臂上场效应管导通。
2、 根据权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于每个所述桥臂上场效应管 都安装开激励电路和关激励电路。
3、 根据权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于还包括微控制器，在一个 驱动周期中，所述的微控制器输出至所述桥式功率驱动电路的PWM信号占 空比是多变的。
4、 根据权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于一个驱动周期中每个桥臂 上都有输出PWM信号。
5、 根据权利要求3所述的电机驱动器，其特征在于所述的微控制器引脚上输 出PWM信号，使驱动器输出的电流近似正弦波，微处理器通过控制电路与 功率驱动电路相连接。
6、 根据权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于还具有电机转子位置传感 器，所述转子位置传感器为线性霍尔元件，微处理器根据线性霍尔元件输 出的电压来调节输出P麵信号，该线性霍尔元件安装在电机上并与电机驱 动器电连接。
7、 一种具有权利要求1-6其中之一的电机驱动器的车辆，其特征还包括蓄电 池，车轮，转向装置，刹车装置，速度调节装置。
8、 根据权利要求7所述的车辆，其特征在于还包括太阳能充电装置。
9、 一种电机驱动器的控制方法，适合于采用场效应管桥式功率驱动电路，在一桥臂上输出P丽信号时，对应的桥臂上产生续流电流，其特征在于所述 对应的桥臂上产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥臂上场效应管导 通。
10、 根据权利要求9所述驱动器的控制方法的应用，其特征在于该方法应用于 车辆的电机驱动器上。
全文摘要
本发明公开了一种电机驱动器，包括桥式功率驱动电路，其各桥臂的开关管均采用场效应管，在一桥臂上输出PWM信号时，对应的桥臂上产生续流电流，所述对应的桥臂上产生续流电流期间，通过控制电路使对应桥臂上场效应管导通；公开了一种具有上述电机驱动器的车辆；公开了电机驱动器的控制方法；还公开了该控制方法在车辆上的应用。上述驱动器和具有上述驱动器的车辆，上述驱动器的控制方法及应用，使电机驱动器的温升大大地降低，减少了驱动器的故障率；该发明节约了电池的能量消耗，提高了电池的使用效率，提高了车辆的行驶里程数。
文档编号H02P6/10GK101383574SQ20081016969
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者何伟斌 申请人:何伟斌