[發明專利]一種開關磁阻電機的控制電路

在審

• 申請號: 202011191321.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112448645A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 劉寬
• 申請（專利權）人: 杭州星成電氣科技有限公司
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;G01R19/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種開關磁阻電機的控制電路，包括MCU，用于輸出高電平信號作為驅動開關的開啟信號以及輸出低電平信號作為驅動開關的關斷信號；電流采樣電路，用于采集電機線圈中的電流信號；比較電路，將電流信號與設定的基準信號進行比較；與電路，用于將MCU的輸出信號和比較電路的輸出信號進行邏輯與操作并控制驅動開關的開斷，分別與MCU和比較電路連接；驅動開關，用于控制電機的定子線圈的通電的開斷；本發明使用純硬件電路控制定子線圈電流，不需要MCU輸出PWM信號，成本低，當MCU受到干擾重啟、程序異常時，硬件電路可以把定子線圈電流控制在預設值以下，不會造成電流失控，實現電路安全。

技術領域

本發明涉及電機驅動技術領域，尤其涉及一種開關磁阻電機的控制電路。

背景技術

目前的定子電流大部分都通過PWM方法控制，也就是控制施加在定子線圈上的電壓的占空比，來控制定子線圈上的電流。

使用電流傳感器檢測定子線圈中的電流，以及速度傳感器的輸出信息，控制的MCU根據電流的大小輸出不同占空比的PWM驅動脈沖來驅動開關；占空比高，則定子線圈電流大；占空比小，則定子線圈電流小。

現有技術的第一個缺點是，為了保證線圈電流控制精度，開關器件需要較高的工作頻率，通常都會達到20kHz。高頻工作時EMI干擾大，開關損耗大；第二個缺點是，需要使用具有PWM模塊的MCU，成本較高。

例如，申請號為CN200810008686.3，申請日為2005年03月02日的中國專利申請公開了一種電機的驅動電路，包括線圈組，其具有多個線圈；永久磁鐵，其具有被配置為使多個磁極要素交替地成為異極的結構，所述電機構成為利用所述線圈組和所述永久磁鐵之間的磁性吸引和磁性排斥，使所述線圈組和所述永久磁鐵相對移動，所述電機還具有霍爾傳感器，檢測伴隨所述線圈組和所述永久磁鐵的相對移動的所述永久磁鐵的磁性變化，輸出對應于該磁性變化的信號，該信號是與產生在所述線圈的反電動勢的圖形的波形相當的模擬信號，該驅動電路將驅動信號提供給所述線圈組，所述驅動信號將所述多個線圈勵磁為交替的異極；所述驅動電路還具有，磁滯控制用的可變電位器，其分別設定用于與來自所述霍爾傳感器的輸出值進行比較的磁滯電平的上限值、用于與來自所述霍爾傳感器的輸出值進行比較的磁滯電平的下限值；窗口比較器，其將所述上限值、所述下限值與來自所述霍爾傳感器的輸出值進行比較，以形成H電平信號和L電平信號；多路調制器，其通過開閉控制將所述H電平信號和L電平信號作為所述線圈組的驅動信號輸出。該申請的電機驅動電路需要霍爾傳感器采集定子線圈的電流，控制過程依然需要PWM信號進行控制，開關損耗大，成本較高。

發明內容

本發明主要解決現有的技術中電機驅動電路對于開關的損耗大且MCU用的PWM方式較為復雜的問題；提供一種開關磁阻電機的控制電路，成本低、損耗小，工作效率高，能更好的實現電路安全。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種開關磁阻電機的控制電路，包括MCU，用于輸出高電平信號作為驅動開關的開啟信號以及輸出低電平信號作為驅動開關的關斷信號；電流采樣電路，用于采集電機線圈中的電流信號；比較電路，將電流信號與設定的基準信號進行比較；與電路，用于將MCU的輸出信號和比較電路的輸出信號進行邏輯與操作并控制驅動開關的開斷，分別與MCU和比較電路連接；驅動開關，用于控制電機的定子線圈的通電的開斷。本發明的MCU只需要輸出高電平信號或低電平信號即可實現對驅動電路的控制，不需要輸出PWM信號，同時，對電機的定子線圈的控制過程采用純硬件電路控制，不需要MCU對定子線圈的電流進行檢測，大幅降低了對MCU的功能要求，減輕MCU的功能負擔，降低成本。