一种用于功率因数校正的电机驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于功率因数校正的电机驱动电路，包括顺次连接的电网、PFC电路、Zeta型DC‑DC模块、电机驱动电路、电机；其中，所述电网为系统提供能量，PFC电路用于系统工作时实现PFC功能，Zeta型DC‑DC模块用于电感、电容储能和释放能量，电机驱动电路用于系统实现电机控制。本发明专利技术在三相PFC电路和三相电机驱动电路之间接入一个Zeta型DC‑DC开关变换器，与传统电机装置相比，不但能够使得交流测电网的电流接近正弦波，同时还能实现对比输入市电更低、或更高电压的电机的驱动，降低了系统对电网的谐波干扰，增大了电机驱动装置的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种用于功率因数校正的电机驱动电路
本专利技术涉及功率因数校正技术及电机控制领域，具体涉及一种用于功率因数校正的电机驱动电路。
技术介绍
随着电器设备日益广泛的应用，电网驱动电机时使用的普通变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变模块将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电机，普通整流桥从电网获取能量使得电网遭受越来越严重的谐波污染，解决这个问题最好的办法就是功率因数校正(PFC)，传统的提高AC-DC电路输入端功率因子和减小电流谐波的主要方法是采用无源器件，例如LC滤波，虽然电路结构简单、成本低，但难以得到高功率因子(一般可提高到到0.9左右)。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种能够解决功率因素校正问题，同时实现对低电压和高电压电机驱动的用于功率因数校正的电机驱动电路。技术方案：本专利技术包括顺次连接的电网、PFC电路、Zeta型DC-DC模块、电机驱动电路、电机；其中，所述电网为系统提供能量，PFC电路用于系统工作时实现PFC功能，Zeta型DC-DC模块用于电感、电容储能和释放能量，电机驱动电路用于系统实现电机控制。所述Zeta型DC-DC模块作为系统中间级连接在PFC电路和电机驱动电路之间；所述Zeta型DC-DC模块包括电容C1、二极管D13以及电感L1、L2、L3，电感L1一端与PFC电路以及电容C1一端相连，电感L1另一端与PFC电路以及二极管D13阳极相连；所述二极管D13阳极还与电感L3一端相连，二极管D13阴极与电容C1另一端以及电感L2一端相连；所述电感L2、电感L3另一端连接电机驱动电路。所述电网包括a、b、c三相互成120°的三个正弦电压源，a、b、c三相电压源的一端相连。所述PFC电路、电机驱动电路均包括多个功率开关管以及多个二极管，其中，功率开关管采用N型MOSFET或IGBT，且均内含反并联二极管。所述PFC电路中的二极管D1构成a相上桥臂，二极管D4构成a相下桥臂，a相上桥臂中二极管D1的阳极和a相下桥臂中极管D4的阴极相连构成第一条串联通路；所述PFC电路中的二极管D2构成b相上桥臂，二极管D5构成b相下桥臂，b相上桥臂中二极管D2的阳极和b相下桥臂中二极管D5的阴极相连构成第二条串联通路；所述PFC电路中的二极管D3构成c相上桥臂，二极管D6构成c相下桥臂，c相上桥臂中二极管D3的阳极和c相下桥臂中二极管D6的阴极相连构成第三条串联通路。所述第一、第二、第三条串联通路中的二极管D1、二极管D2、二极管D3的阴极相连，二极管D4、二极管D5、二极管D6的阳极相连。所述电网的a相电压源的另一端与功率开关管Q1的集电极相连，功率开关管Q1的发射极与功率开关管Q2的发射极相连，功率开关管Q2的集电极与第一条串联通路中二极管D1的阳极相连；所述电网的b相电压源的另一端与功率开关管Q3的集电极相连，功率开关管Q3的发射极与功率开关管Q4的发射极相连，功率开关管Q4的集电极与第二条串联通路中二极管D2的阳极相连；所述电网的c相电压源的另一端与功率开关管Q5的集电极相连，功率开关管Q5的发射极与功率开关管Q6的发射极相连，功率开关管Q6的集电极与第三条串联通路中二极管D3的阳极相连。所述电机驱动电路中二极管D7的阳极与功率开关管Q7的发射极相连构成U相上桥臂，二极管D10的阳极和功率开关管Q10的发射极相连构成U相下桥臂，U相上桥臂中二极管D7的阴极和U相下桥臂中功率开关管Q10的集电极相连构成第四条串联通路；所述电机驱动电路中二极管D8的阳极与功率开关管Q8的发射极相连构成V相上桥臂，二极管D11的阳极和功率开关管Q11的发射极相连构成V相下桥臂，V相上桥臂中二极管D8的阴极和V相下桥臂中功率开关管Q11的集电极相连构成第五条串联通路；所述电机驱动电路中二极管D9的阳极与功率开关管Q9的发射极相连构成W相上桥臂，二极管D12的阳极和功率开关管Q12的发射极相连构成W相下桥臂，W相上桥臂中二极管D9的阴极和W相下桥臂中功率开关管Q12的集电极相连构成第六条串联通路。所述第四、第五、第六条串联通路中的功率开关管Q7、Q8、Q9的集电极相连，二极管D10、二极管D11、二极管D12的阴极相连。所述电机的U相与电机驱动电路的第四条串联通路中二极管D7的阴极相连，V相与第五条串联通路中二极管D8的阴极相连，W相与第六条串联通路中二极管D9的阴极相连。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：(1)与传统的变频装置相比，不需要母线电容，也不需要软启动电路，不需要并联在母线电容上的能耗电阻及开关，能够提升系统功率密度，减小体积；(2)与传统的变频装置比，能够实现PFC；(3)传统的变频装置所能输出的最高驱动电压为电网电压，本专利技术电机驱动电压可以不受制于电网电压的大小，可以实现对更高电压电机的驱动，扩展了电机驱动的应用场合。附图说明图1为本专利技术的电路结构示意图；图2为本专利技术电路工作时，Ua>0>Ub>Uc典型控制方式为例的PFC电路电流流出a相，流入b相时的流向示意图；图3为本专利技术电路工作时，Ua>0>Ub>Uc典型控制方式为例的PFC电路电流流出a相，流入c相时的流向示意图；图4为本专利技术关断PFC高频调制开关管Q4、Q6后的电路结构示意图；图5为本专利技术电路工作时，Ua<0<Ub<Uc典型控制方式为例的PFC电路电流流入a相，流出b相时的流向示意图；图6为本专利技术电路工作时，Ua<0<Ub<Uc典型控制方式为例的PFC电路电流流入a相，流出c相时的流向示意图；图7为本专利技术电路PFC阶段开关动作完成后，U相为电机电流绝对值最大相且电流方向为流入电机，V相电流方向流出电机示意图；图8为本专利技术电路PFC阶段开关动作完成后，U相为电机电流绝对值最大相且电流方向为流入电机，W相电流方向流出电机示意图；图9为本专利技术电路PFC阶段开关动作完成后，U相为电机电流绝对值最大相且电流方向为流出电机，V相电流方向流入电机示意图；图10为本专利技术电路PFC阶段开关动作完成后，U相为电机电流绝对值最大相且电流方向为流出电机，W相电流方向流入电机示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术做进一步详细描述。如图1所示，本专利技术包括电网100、PFC电路200、Zeta型DC-DC模块300、电机驱动电路400、电机500；其中，电网100为系统提供能量，电网100包括a、b、c三相互成120°的三个正弦电压源，a、b、c三相电压源的一端相连，另一端分别与PFC电路200相连。PFC电路200用于系统工作时实现PFC功能，Zeta型DC-DC模块300用于电感、电容储能和释放能量，电机驱动电路400用于系统实现电机控制。PFC电路200包括功率开关管Q1～Q6以及二极管D1～D6，二极管D1构成a相上桥臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：包括顺次连接的电网(100)、PFC电路(200)、Zeta型DC-DC模块(300)、电机驱动电路(400)、电机(500)；其中，所述电网(100)为系统提供能量，PFC电路(200)用于系统工作时实现PFC功能，Zeta型DC-DC模块(300)用于电感、电容储能和释放能量，电机驱动电路(400)用于系统实现电机控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：包括顺次连接的电网(100)、PFC电路(200)、Zeta型DC-DC模块(300)、电机驱动电路(400)、电机(500)；其中，所述电网(100)为系统提供能量，PFC电路(200)用于系统工作时实现PFC功能，Zeta型DC-DC模块(300)用于电感、电容储能和释放能量，电机驱动电路(400)用于系统实现电机控制。


2.根据权利要求1所述用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：所述Zeta型DC-DC模块(300)作为系统中间级连接在PFC电路(200)和电机驱动电路(400)之间；所述Zeta型DC-DC模块(300)包括电容C1、二极管D13以及电感L1、L2、L3，电感L1一端与PFC电路(200)以及电容C1一端相连，电感L1另一端与PFC电路(200)以及二极管D13阳极相连；
所述二极管D13阳极还与电感L3一端相连，二极管D13阴极与电容C1另一端以及电感L2一端相连；所述电感L2、电感L3另一端连接电机驱动电路(400)。


3.根据权利要求1所述用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：所述电网(100)包括a、b、c三相互成120°的三个正弦电压源，a、b、c三相电压源的一端相连。


4.根据权利要求1所述用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：所述PFC电路(200)、电机驱动电路(400)均包括多个功率开关管以及多个二极管，其中，功率开关管采用N型MOSFET或IGBT，且均内含反并联二极管。


5.根据权利要求4所述用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：所述PFC电路(200)中的二极管D1构成a相上桥臂，二极管D4构成a相下桥臂，a相上桥臂中二极管D1的阳极和a相下桥臂中极管D4的阴极相连构成第一条串联通路；
所述PFC电路(200)中的二极管D2构成b相上桥臂，二极管D5构成b相下桥臂，b相上桥臂中二极管D2的阳极和b相下桥臂中二极管D5的阴极相连构成第二条串联通路；
所述PFC电路(200)中的二极管D3构成c相上桥臂，二极管D6构成c相下桥臂，c相上桥臂中二极管D3的阳极和c相下桥臂中二极管D6的阴极相连构成第三条串联通路。


6.根据权利要求5所述用于功率因数校正的电机驱动电路，其特征在于：所述第一、第二、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，李伦全，蔡金琪，周涛，谭魏明，胡鹏，刘斌，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32