[發明專利]一種基于同步整流技術的開關磁阻電機控制器的低成本回流管控制電路及方法

有效

• 申請號: 201310586564.3
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103560720A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 鐘銳;趙榮渟;刁龍;屈嚴;孫偉鋒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種基于同步整流技術的開關磁阻電機控制器的低成本回流管控制電路，所述電路包括內置回流時間計算模塊的32位微處理器（1）；同步整流回流管功率變換器（2），電阻采樣的電流采樣電路（3），電流放大電路（4），位置信號傳感器（5），其特征在于：其中電流采樣電路（3）采用電阻采樣（R1），其采樣電機相繞組電流并輸出到電流放大電路（4）放大后輸入到微處理器（1）中，微處理器（1）根據電流等信息控制功率變換器（2）的狀態；位置信號傳感器（5）用于采樣電機轉子位置信息并輸入到微處理器（1）中，微處理器（1）根據輸入的位置信息控制功率變換器（2）的狀態，以及利用位置信號計算當前電機的轉速；在換相回流時刻，繞組中電流大小和電機轉速作為輸入變量輸入到處理器回流時間計算模塊當中，通過查找內置回流時間表計算出回流時間大小；同步整流回流管功率變換器（2）是電機的能量轉換器件。

2.如權利要求1所述的基于同步整流技術的開關磁阻電機控制器的低成本回流管控制電路，其特征在于：所述32位微處理器（1）包括通用輸入輸出模塊GPIO模塊(11)，該模塊用于采樣位置傳感器（5）輸出的位置信號，以及用于控制上開關功率管（T1）、下功率開關管(T2)、續流功率管（T3）和回流功率管(T4)的工作狀態；還包括模數轉換（ADC）模塊(12)，用于微處理器采樣電流放大電路(4)輸出的信號；還包括內置回流時間表（13），該模塊在換相時根據繞組電流和電機的轉速，通過查找回流時間表（13）計算出回流時間用于GPIO模塊（11）控制回流功率管（T4）；所述功率變換器（2）包括上開關功率管（T1）、下開關功率管（T2）和續流功率管（T3）、回流功率管（T4）；上開關功率管（T1）的柵極接入由微處理器GPIO模塊（11）輸出的上開關功率管驅動控制信號；下開關功率管（T2）的柵極接受來自微處理器GPIO模塊（11）輸出的下開關功率管驅動控制信號；續流功率管（T3）的柵極接受來自微處理器GPIO模塊（11）輸出的續流功率管驅動信號；回流功率管（T4）的柵極接受來自微處理器GPIO模塊（11）輸出的回流功率管驅動信號；電流采樣電路（3）接收來功率變換器（2）中采樣電阻兩端的電壓信號并輸出到采樣放大電路（4）中；采樣放大電路（4）輸出放大后的信號到微處理器ADC模塊(12)中；位置信號傳感器（5）采樣電機位置信號并輸出信號至微處理器GPIO模塊（11）。

3.一種控制如權利要求1或2所述的基于同步整流技術的開關磁阻電機控制器的低成本回流管控制電路的方法，其特征在于：回流功率管（T4）的驅動控制信號由微處理器GPIO模塊（11）直接控制，該方法包括如下步驟：在開關磁阻電機不換相時，回流功率管（T4）的驅動控制信號一直為低電平關斷；在運行換相時刻，微處理器（1）關斷上開關功率管（T1）、下開關功率管（T2）；經過一個時間延遲后開通回流功率管（T4）和續流功率管（T3），在此時間延遲里利用微處理器ADC模塊（12）以及GPIO模塊（11）分別對關斷時刻電機繞組電流和電機轉子位置信號進行采樣，并通過位置信號計算當前電機轉速；通過采樣的關斷時刻繞組電流和電機轉速作為輸入變量，通過處理器內置回流時間查找表（13）得到回流時間大小，微處理器（1）根據此回流時間大小作為微處理器GPIO模塊（11）控制回流功率管（T4）和續流功率管（T3）關斷的時間依據。