一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，包括PWM波调理电路组、用于减小无刷直流电机风扇开关损耗的谐振电路和用于驱动无刷直流电机的电机驱动桥电路，PWM波调理电路组包括电路结构均相同的八路PWM波调理电路，八路PWM波调理电路的信号输入端分别与微控制器的八个PWM波输出引脚连接，八路PWM波调理电路中其中两路PWM波调理电路的信号输出端与谐振电路的PWM信号输入端连接，八路PWM波调理电路中另外六路PWM波调理电路的信号输出端与电机驱动桥电路的PWM信号输入端连接。本实用新型专利技术电路结构简单，实现方便且成本低，能够有效减小驱动桥在换相时所产生的电磁噪声，使用效果好，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路
本技术属于风扇电机
，具体涉及一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路。
技术介绍
在电风扇类风机产品中，目前所用的风机类型大多为单相交流电动机，在使用时噪声大、振动大、能耗也大，选择无刷直流电机作为风机产品动机具有节能、噪音低的优点，但传统无刷直流电机驱动效果存在电磁噪声大，显然不利于电风扇等普通家用风机类产品，现有的无刷直流风扇驱动方式多为硬开关驱动功率桥，在功率桥开关动作时，在动作瞬间会带来很大的开关损耗并引起发热，在设计时须增大控制器的体积以方便散热，增大了电风扇的设计体积及成本。如果能设计一种无刷直流电机驱动风扇的软开关驱动电路，将能很好地解决以上问题，但是，现有技术中还缺乏电路结构简单、设计合理、实现方便且成本低、能够有效减小驱动桥在换相时所产生的电磁噪声的无刷直流电机风扇软开关驱动电路。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够有效减小驱动桥在换相时所产生的电磁噪声，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：包括用于对微控制器输出引脚输出的PWM波进行调理的PWM波调理电路组、用于减小无刷直流电机风扇开关损耗的谐振电路和用于驱动无刷直流电机的电机驱动桥电路，所述PWM波调理电路组包括电路结构均相同的八路PWM波调理电路，所述八路PWM波调理电路的信号输入端分别与微控制器的八个PWM波输出引脚连接，所述八路PWM波调理电路中其中两路PWM波调理电路的信号输出端与谐振电路的PWM信号输入端连接，所述八路PWM波调理电路中另外六路PWM波调理电路的信号输出端与电机驱动桥电路的PWM信号输入端连接。上述的一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：所述PWM波调理电路包括PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、开关二极管D4、开关二极管D5、极性电容C1、非极性电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述三极管Q2的基极与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端和电阻R3的一端连接且为PWM波调理电路的信号输入端PWMn-MCU，所述三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端和电阻R3的另一端均接地，所述三极管Q1的基极和电阻R1的一端均与三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q1的发射极、电阻R1的另一端和极性电容C1的正极均与开关二极管D4的阴极连接，所述开关二极管D4的阳极与外部电源的电压输出端VCC连接，所述三极管Q3的集电极和电阻R6的一端均与极性电容C1的负极连接，所述三极管Q3的基极、电阻R6的另一端和开关二极管D5的阳极均与三极管Q1的集电极连接，所述开关二极管D5的阴极通过电阻R5与三极管Q3的发射极连接，所述三极管Q3的发射极通过非极性电容C2与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的发射极为PWM波调理电路的信号输出端PWMn。上述的一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：所述谐振电路包括IGBT管VT1、IGBT管VT2、开关二极管D1、开关二极管D2、电感L1、非极性电容C3、非极性电容C4和非极性电容C5，所述IGBT管VT1的栅极与第一路PWM波调理电路的信号输出端PWM1连接，所述IGBT管VT1的集电极和开关二极管D1的阳极均与电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端通过非极性电容C3与外部电源的电压输出端VCC连接，且通过非极性电容C4接地，所述IGBT管VT1的发射极与开关二极管D1的阴极连接，所述IGBT管VT2的栅极与第二路PWM波调理电路的信号输出端PWM2连接，所述IGBT管VT2的集电极和开关二极管D2的阴极均与IGBT管VT1的发射极连接，所述IGBT管VT2的发射极和开关二极管D2的阳极均与非极性电容C5的一端连接，且为谐振电路的信号输出端C1，所述非极性电容C5的另一端接地，且为谐振电路的信号输出端C2。上述的一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：所述电机驱动桥电路包括IGBT管VT3、IGBT管VT4、IGBT管VT5、IGBT管VT6、IGBT管VT7、IGBT管VT8、开关二极管D6、开关二极管D7、开关二极管D8、开关二极管D9、开关二极管D10和开关二极管D11，所述IGBT管VT3的栅极与第三路PWM波调理电路的信号输出端PWM3连接，所述IGBT管VT3的集电极和开关二极管D6的阴极均与谐振电路的信号输出端C1连接，所述IGBT管VT3的发射极和开关二极管D6的阳极，以及IGBT管VT6的集电极和开关二极管D9的阴极均与无刷直流电机的信号输入端SA连接，所述IGBT管VT6的栅极与第六路PWM波调理电路的信号输出端PWM6连接，所述IGBT管VT6的发射极和开关二极管D9的阳极均与谐振电路的信号输出端C2连接，所述IGBT管VT5的栅极与第五路PWM波调理电路的信号输出端PWM5连接，所述IGBT管VT5的集电极和开关二极管D8的阴极均与谐振电路的信号输出端C1连接，所述IGBT管VT5的发射极和开关二极管D8的阳极，以及IGBT管VT8的集电极和开关二极管D11的阴极均与无刷直流电机的信号输入端SB连接，所述IGBT管VT8的栅极与第八路PWM波调理电路的信号输出端PWM8连接，所述IGBT管VT8的发射极和开关二极管D11的阳极均与谐振电路的信号输出端C2连接，所述IGBT管VT7的栅极与第七路PWM波调理电路的信号输出端PWM7连接，所述IGBT管VT7的集电极和开关二极管D10的阴极均与谐振电路的信号输出端C1连接，所述IGBT管VT7的发射极和开关二极管D10的阳极，以及IGBT管VT4的集电极和开关二极管D7的阴极均与无刷直流电机的信号输入端SC连接，所述IGBT管VT4的栅极与第四路PWM波调理电路的信号输出端PWM4连接，所述IGBT管VT4的发射极和开关二极管D7的阳极均与谐振电路的信号输出端C2连接。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低。2、本技术的PWM波调理电路合成了一种新的驱动波形，减少了无刷直流电机在换相时所产生的换相脉动。3、本技术的谐振电路，通过LC谐振来控制驱动桥臂开关管的两端形成电压凹槽，在凹槽内实现换相，减小了开关管在换相过程中的电压应力。4、本技术通过软开关技术，能够有效减小驱动桥在换相时所产生的电磁噪声，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本技术的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够有效减小驱动桥在换相时所产生的电磁噪声，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术PWM波调理电路的电路原理图。图3为本技术谐振电路的电路原理图。图4为本技术电机驱动桥电路的电路原理图。附图标记说明:1—PWM波调理电路；2—谐振电路；3—电机驱动桥电路。具体实施方式如图1所示，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：包括用于对微控制器输出引脚输出的PWM波进行调理的PWM波调理电路组、用于减小无刷直流电机风扇开关损耗的谐振电路(2)和用于驱动无刷直流电机的电机驱动桥电路(3)，所述PWM波调理电路组包括电路结构均相同的八路PWM波调理电路(1)，所述八路PWM波调理电路(1)的信号输入端分别与微控制器的八个PWM波输出引脚连接，所述八路PWM波调理电路(1)中其中两路PWM波调理电路(1)的信号输出端与谐振电路(2)的PWM信号输入端连接，所述八路PWM波调理电路(1)中另外六路PWM波调理电路(1)的信号输出端与电机驱动桥电路(3)的PWM信号输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：包括用于对微控制器输出引脚输出的PWM波进行调理的PWM波调理电路组、用于减小无刷直流电机风扇开关损耗的谐振电路(2)和用于驱动无刷直流电机的电机驱动桥电路(3)，所述PWM波调理电路组包括电路结构均相同的八路PWM波调理电路(1)，所述八路PWM波调理电路(1)的信号输入端分别与微控制器的八个PWM波输出引脚连接，所述八路PWM波调理电路(1)中其中两路PWM波调理电路(1)的信号输出端与谐振电路(2)的PWM信号输入端连接，所述八路PWM波调理电路(1)中另外六路PWM波调理电路(1)的信号输出端与电机驱动桥电路(3)的PWM信号输入端连接。2.按照权利要求1所述的一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：所述PWM波调理电路(1)包括PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、开关二极管D4、开关二极管D5、极性电容C1、非极性电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述三极管Q2的基极与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端和电阻R3的一端连接且为PWM波调理电路(1)的信号输入端PWMn-MCU，所述三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端和电阻R3的另一端均接地，所述三极管Q1的基极和电阻R1的一端均与三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q1的发射极、电阻R1的另一端和极性电容C1的正极均与开关二极管D4的阴极连接，所述开关二极管D4的阳极与外部电源的电压输出端VCC连接，所述三极管Q3的集电极和电阻R6的一端均与极性电容C1的负极连接，所述三极管Q3的基极、电阻R6的另一端和开关二极管D5的阳极均与三极管Q1的集电极连接，所述开关二极管D5的阴极通过电阻R5与三极管Q3的发射极连接，所述三极管Q3的发射极通过非极性电容C2与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的发射极为PWM波调理电路(1)的信号输出端PWMn。3.按照权利要求1所述的一种无刷直流电机风扇软开关驱动电路，其特征在于：所述谐振电路(2)包括IGBT管VT1、IGBT管VT2、开关二极管D1、开关二极管D2、电感L1、非极性电容C3、非极性电容C4和非极性电容C5，所述IGBT管VT1的栅极与第一路PWM波调理电路(1)的信号输出端PWM1连接，所述IGBT管VT1的集电极和开关二极管D1的阳极均与电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端通过非极性电容C3与外部电源的电压输出端VCC连接，且通过非极性电容C4接地，所述IGB...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇勋，徐贵超，李鹏博，畅冲冲，刘纪芳，陶海莉，刘娜，卢少亮，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61