一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路及方法，应用于永磁无刷直流电机驱动器中，该驱动器包括第一支路桥臂、第二支路桥臂以及第三支路桥臂，第一支路桥臂、第二支路桥臂以及第三支路桥臂的一端分别与电源的正极相连，另一端与电源的负极相连；第一支路桥臂上设置第一电阻，第一电阻的一端与第一支路桥臂相连，另一端与电源的负极相连；和/或第二支路桥臂上设置第二电阻，第二电阻的一端与第二支路桥臂相连，另一端电源的负极相连；和/或第三支路桥臂上设置第三电阻，第三电阻的一端与第三支路桥臂相连，另一端电源的负极相连。本发明专利技术实施例能够做到全负载范围内永磁直流无刷电机驱动器损耗最低。

【技术实现步骤摘要】
一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路及方法
本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路及方法。
技术介绍
目前，随着新能源汽车不断发展，永磁直流无刷电机广泛应用电动汽车中，比如电动汽车主驱动，电动汽车空调压缩机驱动。用于电动汽车的各种驱动器，一方面防护等级需要高，至少达到IP65(IngressProtection)，防护等级高意味着散热难，就需要设计低损耗的驱动器；另一方面电机能量来自电池，为了延长待机时间，要求驱动器效率高，也需要设计低损耗的驱动器。然而，市场上已有的永磁直流无刷电机驱动器，一些是使用优化的斩波方法(参考文献：五种PWM方式对直流无刷电机系统换向转矩脉动的影响；电机与控制学报2013年7月)，减少功率管的开关损耗，但是这种方法并没有降低功率管导通损耗；一些是针对导通损耗做了优化，做同步整流方案(参考文献：PWMMANAGEMENTFOR3-PHASEBLDCMOTORDRIVESUSINGST7MC，意法半导体应用文档AN2009)，而这种优化只是针对负载在中载、重载时的优化，在轻载时损耗反倒会比未做同步整流时要大。也就是说，如何找到一种在负载电流的轻载、中载、重载的情况下，都能够减少永磁直流无刷电机驱动器的损耗，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处，本申请提供一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路及方法，进而能够在负载电流的轻载、中载、重载的情况下，都能够减少永磁直流无刷电机驱动器的损耗。本申请第一方面提供一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路，应用于永磁无刷直流电机驱动器中，所述永磁无刷直流电机驱动器包括第一支路桥臂、第二支路桥臂以及第三支路桥臂，所述第一支路桥臂、所述第二支路桥臂以及所述第三支路桥臂的一端分别与电源的正极相连，另一端与电源的负极相连；所述第一支路桥臂上设置第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一支路桥臂相连，另一端与所述电源的负极相连；和/或所述第二支路桥臂上设置第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二支路桥臂相连，另一端所述电源的负极相连；和/或所述第三支路桥臂上设置第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三支路桥臂相连，另一端所述电源的负极相连。在一种可能的实施方式中，检测所述第一电阻或所述第二电阻或第三电阻的支路电流；当所述支路电流大于或等于预设第一电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用同步整流方式来降低功耗；当所述支路电流小于或等于预设第二电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用斩波方式来降低功耗；其中，所述第一电流值大于所述第二电流值。在一种可能的实施方式中，所述第一电流值或所述第二电流值根据支路的额定电流值设定。在一种可能的实施方式中，所述电路还包括第四电阻，所述第四电阻设置在所述电源的负极主路上；其中，所述第四电阻的一端与所述电源的负极相连，另一端分别与所述第一电阻、所述第二电阻以及所述第三电阻相连。在一种可能的实施方式中，检测所述第四电阻的主路电流；当所述主路电流大于或等于预设第三电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用同步整流方式来降低功耗；当所述主路电流小于或等于预设第四电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用斩波方式来降低功耗；其中，所述第三电流值大于所述第四电流值。在一种可能的实施方式中，所述第三电流值或所述第四电流值根据负极主路的额定电流值设定。在一种可能的实施方式中，所述电路包括温度检测器件，所述温度检测器件用于检测所述第一支路桥臂或所述第二支路桥臂或所述第三支路桥臂中的功率管的温度，以及所述功率管未工作时的环境温度；当所述电路的负载稳定时，得到所述第一支路桥臂或所述第二支路桥臂或所述第三支路桥臂中的功率管的温升值；其中，所述功率管的温升值为所述功率管的温度减去环境的温度，且在斩波方式下为第一温升值，在同步整流方式下为第二温升值；当所述电路负载稳定时，比较所述第一温升值与所述第二温升值，采用较小的温升值对应的方式来降低功耗。本申请第二方面提供一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的方法，应用于如上所述的电路中，所述方法包括：当所述支路电流大于或等于预设第一电流值或所述主路电流大于或等于预设第三电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用同步整流方式来降低功耗；当所述支路电流小于或等于预设第二电流值或所述主路电流小于或等于预设第四电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用斩波方式来降低功耗；其中，所述第一电流值大于所述第二电流值，所述第三电流值大于所述第四电流值。在一种可能的实现方式中，当所述电路的负载稳定时，得到所述第一支路桥臂或所述第二支路桥臂或所述第三支路桥臂中的功率管的温升值；其中，所述功率管的温升值为所述功率管的温度减去环境的温度，且在斩波方式下为第一温升值，在同步整流方式下为第二温升值；当所述电路负载稳定时，比较所述第一温升值与所述第二温升值，采用较小的温升值对应的方式来降低功耗。在一种可能的实现方式中，所述第一电流值或所述第二电流值根据支路的额定电流设定；所述第三电流值或所述第四电流值根据负极主路的额定电流值设定。本申请通过检查主路电流或支路电流来判断负载轻重；在轻载时，切换到斩波方式；在中载、重载时，切换到同步整流方式；进而做到全负载范围内永磁直流无刷电机驱动器损耗最低。附图说明图1为现有技术提供的一种永磁直流无刷电机驱动器的电路示意图；图2为现有技术提供的斩波的五种优化方式示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的方法流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中，“第一”、“第二”的出现，仅仅是为了作区分和描述方便，不应理解为对本专利技术实施例做的限定。图1为现有技术提供的一种永磁直流无刷电机驱动器的电路示意图。如图1所示，所述永磁无刷直流电机驱动器包括第一支路桥臂、第二支路桥臂以及第三支路桥臂，所述第一支路桥臂、所述第二支路桥臂以及所述第三支路桥臂的一端分别与电源的正极相连，另一端与电源的负极相连。第一支路桥臂包括功率管PWM1H和功率管PWM1L，它们同时与无刷直流电机的U极相连；第二支路桥臂包括功率管PWM2H和功率管PWM2L，它们同时与无刷直流电机的V极相连；第三支路桥臂功率管PWM3H和PWM3L，它们同时与无刷直流电机的W极相连。功率管一般为MOS管。图2为现有技术提供的斩波的五种优化方式示意图。如图2所示，斩波的方法一般由5种方式，分别是H_ON-L_PWM(a)、H_PWM-L_ON(b)、ON_PWM(c)、PWM_ON(d)、H_PWM-L_PWM(e)。(参考文献：五种PWM方式对直流无刷电机系统换向转矩脉动的影响；电机与控制学报；2013年7月)。从图2可以看出，除了第五种方式e外，前四种斩波方式，即a、b、c和d均是对管在一个时刻，只有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路，应用于永磁无刷直流电机驱动器中，所述永磁无刷直流电机驱动器包括第一支路桥臂、第二支路桥臂以及第三支路桥臂，所述第一支路桥臂、所述第二支路桥臂以及所述第三支路桥臂的一端分别与电源的正极相连，另一端与电源的负极相连；其特征在于，所述第一支路桥臂上设置第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一支路桥臂相连，另一端与所述电源的负极相连；和/或所述第二支路桥臂上设置第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二支路桥臂相连，另一端所述电源的负极相连；和/或所述第三支路桥臂上设置第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三支路桥臂相连，另一端所述电源的负极相连。

【技术特征摘要】
1.一种优化永磁直流无刷电机驱动器损耗的电路，应用于永磁无刷直流电机驱动器中，所述永磁无刷直流电机驱动器包括第一支路桥臂、第二支路桥臂以及第三支路桥臂，所述第一支路桥臂、所述第二支路桥臂以及所述第三支路桥臂的一端分别与电源的正极相连，另一端与电源的负极相连；其特征在于，所述第一支路桥臂上设置第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一支路桥臂相连，另一端与所述电源的负极相连；和/或所述第二支路桥臂上设置第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二支路桥臂相连，另一端所述电源的负极相连；和/或所述第三支路桥臂上设置第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三支路桥臂相连，另一端所述电源的负极相连。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，检测所述第一电阻或所述第二电阻或第三电阻的支路电流；当所述支路电流大于或等于预设第一电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用同步整流方式来降低功耗；当所述支路电流小于或等于预设第二电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用斩波方式来降低功耗；其中，所述第一电流值大于所述第二电流值。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一电流值或所述第二电流值根据支路的额定电流值设定。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第四电阻，所述第四电阻设置在所述电源的负极主路上；其中，所述第四电阻的一端与所述电源的负极相连，另一端分别与所述第一电阻、所述第二电阻以及所述第三电阻相连。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，检测所述第四电阻的主路电流；当所述主路电流大于或等于预设第三电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用同步整流方式来降低功耗；当所述主路电流小于或等于预设第四电流值时，所述永磁无刷直流电机驱动器采用斩波方式来降低功耗；其中，所述第三电流值大于所述第四电流值。6.根据权利要求5所述的电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，梁超辉，杜宇峰，曹东，
申请(专利权)人：深圳市同安德方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44