[發(fā)明專利]基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路

在審

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• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104638994A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凌;詹道勇
• 申請（專利權(quán)）人: 延鋒偉世通電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H02P7/28
• 分類號: H02P7/28
• 代理公司: 上海世貿(mào)專利代理有限責(zé)任公司 31128
• 代理人: 嚴(yán)新德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大功率直流電機驅(qū)動技術(shù)，特別涉及一種基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路。

背景技術(shù)

本發(fā)明主要針對汽車直流電機驅(qū)動模塊的有源續(xù)流電路，特別是大功率直流電機驅(qū)動模塊的有源續(xù)流電路。近年來，汽車對功耗的要求越來越嚴(yán)格，特別是對汽車用電大戶的電機驅(qū)動模塊也有更高的要求，包括小型化、輕量化、效率和電磁兼容性的要求越來越嚴(yán)，因此必須不斷改進(jìn)電路設(shè)計以滿足不斷提高的設(shè)計要求。

目前常用的直流電機驅(qū)動模塊的續(xù)流電路有以下幾種：

1）無源續(xù)流電路，一般選擇快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管來作為“續(xù)流二極管”，以并聯(lián)的方式接到電機的兩端，用來抑制電機線圈在開關(guān)管關(guān)閉時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，從而保護了電路中的其它原件的安全。由于續(xù)流二極管在導(dǎo)通狀態(tài)時，存在一定的壓降，當(dāng)電流流過時，產(chǎn)生較大的損耗，增加產(chǎn)品的發(fā)熱量，降低產(chǎn)品的壽命和可靠性。且隨著直流電機功率的加大，發(fā)熱量會進(jìn)一步加大。

2）有源續(xù)流電路，該電路使用開關(guān)管替代續(xù)流二極管，由于開關(guān)管有著更大的導(dǎo)通能力和較小的內(nèi)阻，相較于無源續(xù)流電路，有源續(xù)流電路的損耗大大減少，能夠驅(qū)動更大功率的直流電機。但是普通的有源續(xù)流電路無法減少開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，隨著開關(guān)頻率的不斷增加，開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲也會更加惡劣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對現(xiàn)在直流電機驅(qū)動中續(xù)流電路存在的問題，提出了一種基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路，在續(xù)流開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷的時刻，減少續(xù)流開關(guān)管的電壓和電流的突變，降低續(xù)流開關(guān)管在導(dǎo)通和關(guān)斷時刻的開關(guān)損耗，由于抑制了電壓和電流的突變，有效的抑制了開關(guān)噪聲，改善電磁兼容的性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路，在直流電機和驅(qū)動電路輸出端的功率開關(guān)管之間接有源續(xù)流電路，電源通過RC電路接地，功率開關(guān)管串聯(lián)電阻接地后并聯(lián)在RC電路的充電電容C上，RC電路中分壓電路通過三極管驅(qū)動續(xù)流開關(guān)管，調(diào)整RC電路可調(diào)節(jié)續(xù)流開關(guān)管導(dǎo)通的死區(qū)時間；續(xù)流開關(guān)管的漏極和源極之間并聯(lián)鉗位二極管、電容和直流電機繞組；續(xù)流開關(guān)管的柵極和源極之間并聯(lián)穩(wěn)壓管。

所述RC電路由兩個串聯(lián)的分壓電阻和一個充電電容串聯(lián)組成，兩個分壓電阻連接點接三極管基極，三極管發(fā)射極接電源，集電極通過電阻接地，集電極同時接續(xù)流開關(guān)管的柵極。所述兩個分壓電阻連接點接三極管基極，三極管發(fā)射極接電源，集電極通過電阻接地，集電極同時接續(xù)流開關(guān)管的柵極，構(gòu)成續(xù)流開關(guān)管驅(qū)動電路。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路，有效的降低導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，增強電機驅(qū)動模塊的電磁兼容性能，電路設(shè)計簡單，便于應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路圖。

具體實施方式

如圖1所示基于直流電機驅(qū)動的有源續(xù)流電路圖，電阻R1、電阻R2組成分壓電路，為三極管Q2提供基極電壓。電阻R1、電阻R2、電阻R4和三極管Q3組成驅(qū)動續(xù)流開關(guān)管Q3的驅(qū)動電路。電阻R1、電阻R2和電容C1構(gòu)成RC電路，調(diào)整電阻R1、電阻R2、電容C1的值，可以調(diào)節(jié)續(xù)流開關(guān)管Q3導(dǎo)通的死區(qū)時間。穩(wěn)壓管Z1并聯(lián)在續(xù)流開關(guān)管Q3的柵極和源極，防止續(xù)流開關(guān)管Q3的柵極電壓過高，保護續(xù)流開關(guān)管Q3。二極管D1和電容C2并聯(lián)在續(xù)流開關(guān)管Q3的漏極和源極，抑制續(xù)流開關(guān)管Q3在導(dǎo)通和關(guān)斷時電壓和電流的突變。

當(dāng)功率開關(guān)管Q1關(guān)斷時，經(jīng)一定的死區(qū)時間延遲后，續(xù)流開關(guān)管Q3才能導(dǎo)通，此時由于在死區(qū)時間內(nèi)，電機線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過D1構(gòu)成回路，在續(xù)流開關(guān)管Q3導(dǎo)通的初始狀態(tài)，續(xù)流開關(guān)管Q3的電壓D1鉗位，不能突變，且電流基本為零，續(xù)流開關(guān)管Q3的導(dǎo)通損耗基本為零。直到D1兩端的電壓低于D1的導(dǎo)通電壓，完全由續(xù)流開關(guān)管Q3提供續(xù)流回路。

當(dāng)功率開關(guān)管Q1導(dǎo)通時，續(xù)流開關(guān)管Q3立即關(guān)斷，流經(jīng)續(xù)流開關(guān)管Q3的電流迅速變?yōu)榱恪４藭r，電容C1、電容C2和電機繞組構(gòu)成回路，阻止續(xù)流開關(guān)管Q3兩端電壓的上升速度，減少了續(xù)流開關(guān)管Q3的關(guān)斷損耗。