[實用新型]一種基于MOSFET的直流電機控制器

有效

• 申請號: 201120265228.5
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN202168027U
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 馬小建;金啟前;由毅;丁勇;趙福全
• 申請（專利權）人: 浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團有限公司
• 主分類號: H02P7/28
• 分類號: H02P7/28
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所 33107
• 代理人: 張智平

技術領域

本實用新型屬于直流電機控制技術領域，涉及一種基于MOSFET的直流電機控制器。

背景技術

電機控制器本身是一種功率變換器件，自身需要消耗一定的電能，而自身消耗電功率越大，控制器的效率就會越低。控制器的功耗主要來自續流二極管，而這部分功耗卻很難降低，且產生的續流功耗占了整個控制器功耗相當大的比例。

為了降低控制器的功耗以及在過載、堵轉等情況下使其不易發生過熱損壞，目前的辦法主要就是靠選用大功率半導體器件或加大控制器散熱面積來解決。但這樣并沒有真正的降低功耗，反而增加了控制器成本和體積重量。所以在一些對電機控制器的體積和重量有嚴格要求的場合，這種方法就更無能為力

現中國專利文獻公開了一種直流電機控制器[專利號：ZL200920159788.5]，公開的直流點膠機控制器采用智能功率開關與死區、同步控制電路將大電流、高功率的MOSFET場效應管分組設計，以全橋的勵磁繞組控制與半橋的電樞功率控制相結合的措施，功率控制可靠，該專利采用智能功率開關和大電流、高功率的MOSFET場效應管雖然解決了現有專利文獻中輸出功率不高的缺點，但是對于驅動控制系統中電機電樞電流的續流損耗問題沒有考慮到位。

發明內容

本實用新型針對現有的技術存在上述問題，提出了一種基于MOSFET的直流電機控制器，該直流電機控制器采用MOSFET來進行逆向同步續流，不但能執行原開關管與二極管并聯組合的全部功能，而且還能降低驅動控制系統中電機電樞電流的續流損耗。

本實用新型通過下列技術方案來實現：一種基于MOSFET的直流電機控制器，包括PWM驅動控制電路和由大功率可控開關管組成的H型雙極式可逆電路，其輸入端與電源連接，輸出端連接于直流電機上，其特征在于，所述的可控開關管為MOSFET管，每個MOSFET管的漏極和源極之間連接有續流二極管，MOS管的柵極與所述的PWM驅動控制電路連接。

PWM驅動控制電路通過控制MOS管的柵極電壓，來控制由大功率可控開關管組成的H型雙極式可逆電路的導電通斷，每個MOSFET管的漏極接有電源與源極接地形成閉環回路，即漏源極間加正電源，當PWM驅動控制電路沒有給MOS管的柵極加電壓時，即柵源極間電壓為零，此時每個MOSFET管的漏極與源極之間無電流流過，MOSFET管截止；當PWM驅動控制電路給MOS管的柵極加電壓，即柵源極間電壓大于零，此時每個MOSFET管的漏極與源極導電，MOSFET管導通。PWM驅動控制電路通過控制H型雙極式可逆電路中的MOSFET管通斷，來控制輸出端上連接的直流電機的運行。MOSFET漏源極之間有續流二極管，在MOSFET管從導通到截止的瞬間續流二極管與漏、源極逆向電流的同步續流同時進行續流，提高了直流電機控制器的續流效率。

在上述的基于MOSFET的直流電機控制器中，所述續流二極管的陽極與MOSFET管的源極連接，續流二極管的陰極與MOSFET管的漏極連接。保證續流二極管的續流通路和MOSFET管的漏、源極逆向電流的續流通路同向，從而實現同步續流。

在上述的基于MOSFET的直流電機控制器中，所述的MOSFET管有四個，分別為MOS管V1、MOS管V2、MOS管V3和MOS管V4，MOS管V1和MOS管V3的漏極共同連接于電源正極，MOS管V2和MOS管V4的源極共同連接于電源負極，MOS管V1的源極和MOS管V2的漏極連接并作為輸出端A，MOS管V3的源極和MOS管V4的漏極連接并作為輸出端B。直流電機連接于輸出端A、B，通過MOS管V1與MOS管V4通路和MOS管V2與MOS管V3通路的通斷切換給直流電機提供電源。

在上述的基于MOSFET的直流電機控制器中，所述的MOS管V1和MOS管V4為一組，MOS管V2和MOS管V3為一組，在一組導通時另外一組斷開。由PWM驅動控制電路進行控制，MOS管V1和MOS管V4導通，MOS管V2與MOS管V3斷開，則電流從電源流經MOS管V1供給直流電機，直流電機的輸出端電流經MOS管V4形成閉環通路。

在上述的基于MOSFET的直流電機控制器中，所述的MOSFET管為N溝道增強型。N溝道增強型MOSFET管的柵極電壓大于零時才存在導電溝道。

現有技術相比，本MOSFET的直流電機控制器具有以下優點：

1、本實用新型是利用MOSFET優良的雙向溝道導電特性和處于第三象限的漏極、源極伏安特性，實現了二極管與漏、源極逆向電流的同步續流，達到了提高控制器續流效率的目的。