一种无刷直流电机控制电路及其功率模块，适用于将交流电源经可控整流后可控地分配传输给无刷直流电机的各个绕组，或由绕组反馈回电网或交流电源使用，其特征在于电力分配电力电子开关１连接成上下桥臂，分别与正极直流母线３、负极直流母线４、电源分配输出端２连接，可控整流上桥臂电力电子开关５和可控整流下桥臂电力电子开关６与电源输入端８连接，且可控整流上桥臂电力电子开关５与可控整流下桥臂电力电子开关６中至少有一方是具有自主关断能力的电力电子开关器件包括虽然没有自主关断能力但包含辅助关断电路的电力电子开关器件组合。
【技术实现步骤摘要】
无刷直流电机控制电路及其功率模块
本专利技术公开了一种无刷直流电机控制电路及其功率模块，适用于将直流电源或从交流电源经可控或不可控整流后可控地分配传输给无刷直流电机的各个绕组，或由绕组反馈回电网或交流、直流电源使用。特别是作为如中国专利号为200510124445.1的“无刷直流电机及其换流与控制方法”所描述的电机电枢绕组的换流控制与运行控制使用。
技术介绍
从来的无刷直流电机控制电路及其功率模块基本上都是采用两相或三相逆变型电路与相应的控制方法及其功率模块，它们的电机工作原理与变频调速的同步电机系统相同或相似。即便是按直流电机原理工作的系统，如中国专利号为200510124445.1的“无刷直流电机及其换流与控制方法”所描述的电机电枢绕组的换流控制，也存在电动运行时电网功率因数低，回馈运行时对电网质量要求高，有逆变颠覆的风险并且也存在谐波污染问题。另外，功率器件触发电路中起电压隔离的脉冲变压器，体积庞大，也一直是集成在模块中应用的障碍，也有采用光电偶合器直接连接可控硅的触发极与阳极的较不安全的电路。使得可控硅电路的模块难以集成触发电路。但至今没有出现经可控整流后可控地分配电力功能的可控硅或其它器件的功率模块，也没有集成了脉冲触发与控制电路的该种功率模块。具有直接可控地分配电力功能的电力半导体模块，如可控硅模块与运用于逆变控制与脉宽调制整流的绝缘栅场效应晶体管模块等。它们都是最多集成了六个功率器件或者说是三对桥臂的电路拓扑。虽然作为本专利技术的一个特例，即当直接可控地分配电力功能的功率模块为在理论上的最小路数3路时，模块的电路将与现有的三相全控整流桥模块相同。但现有的三相全控整流桥模块却从未运用于与本专利技术相同的目的，并且其形状结构也不适用于与本专利技术相同的目的。因此有必要提供新的无刷直流电机控制电路及其相应的功率模块。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种新型的具有可控地分配电力功能的无刷直流电机控制电路及其功率模块，它运用于直流电源的主电路为在直流母线上直接连接分配电力的多个非逆导型(逆导型开关器件如绝缘栅场效应晶体管等则需要串接二极管)的电力电子开关器件如可控硅、门极可关断可控硅、集成门极可关断可控硅或功率场效应管、场效应晶体管、绝缘栅场效应晶体管等构成。运用于交流电源的主电路则在直流母线上增加连接了一个起可控整流的-->单相、三相全控含相控或脉宽调制控制或半控整流桥，或整流桥与脉宽调制斩波器及其组合。作为功率模块，它可以是单纯的功率模块，也可以是带集成控制触发电路等的模块。它运用于交流电源且分配电力的功率开关桥臂数为3时的主电路与两个直流母线反并联的可控硅全控桥模块相似。脉冲触发电路由小体积的高频隔离变压器提供脉冲触发用电源，光电偶合器提供脉冲开关控制。脉冲触发用电源与脉冲开关控制的分离，将大幅度减小脉冲触发电路体积，并比采用脉冲变压器的脉冲触发电路更易于实现更高的集成度，特别是更适合作为如中国专利号为200510124445.1的“无刷直流电机及其换流与控制方法”所描述的电机电枢绕组的换流与控制使用。附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步的详细公开。如图1所示为可逆的可控整流主电路拓扑结构图；如图2所示为可逆的斩波调压主电路拓扑结构图；如图3所示为功率分配主电路拓扑结构图；如图4所示为功率模块内电力电子开关芯片焊接安装或键合安装原理示意图；如图5所示为功率模块内电力电子开关芯片压装原理示意图；如图6所示为功率模块内电力电子开关芯片排布示意图；如图7所示为电力电子开关脉冲触发电路示意图；如图8所示为电力电子开关触发控制模块原理结构示意图；如图9所示为纯功率模块的原理结构示意图；如图10所示为本专利技术的第一个实施例的示意图；如图11所示为本专利技术的第二个实施例的示意图。其中1.电力分配电力电子开关2.电力分配输出端3.正极直流母线4.负极直流母线5.可控整流上桥臂电力电子开关6.可控整流下桥臂电力电子开关7.续流电力电子开关8.电源输入端9.外接直流端续流电感10.斩波电力电子开关11.电力电子开关芯片12.母线导电排13.出线导电排14.绝缘层15.接线端子16.触发控制板17.封装树脂18.模块外壳19.底板20.模块中心孔21.压簧22.紧固件23.压块24.高频电源25.高频隔离变压器26.光电偶合器27.触发控制模块28.密封槽29.密封圈30.插头31.插座32.散热器翅片33.安装孔34.出线孔35.散热器底板36.轴承座37.端盖止口具体实施方式-->如图1所示，图中电力分配电力电子开关1呈上、下桥臂式连接，其中作为上桥臂的电力电子开关连接正极直流母线3，作为下桥臂的电力电子开关连接负极直流母线4，中间出线为相应的电力分配输出端2。当然，这里的电力分配电力电子开关1的上、下桥臂的对数与相应的电力分配输出端2的个数仅为图中示例，它还可以有其它更多的选择。可控整流上桥臂电力电子开关5与可控整流下桥臂电力电子开关6组成可控整流电路，当然它也可以是单相或多相的。在图1所示中，可控整流上桥臂电力电子开关5也即T1、T2、T3为具有自主关断能力的电力电子开关器件，如集成门极可关断可控硅等。但也可以是没有自主关断能力的电力电子开关器件加上辅助关断电路组成的电力电子开关器件组合等。可控整流下桥臂电力电子开关6也即T4、T5、T6为没有自主关断能力的电力电子开关器件，如普通可控硅等。续流电力电子开关7也即T7为具有自主关断能力的电力电子开关器件，如集成门极可关断可控硅等。8为电源输入端，9为外接直流端续流电感。T1至T7的联接外加外接直流端续流电感9构成了一个可以做脉宽调制整流和脉宽调制逆变运行的可逆可控整流电路。它除了具有电源高功率因数与低谐波的优点以外，还具有抵抗逆变颠覆的能力。以下介绍它的运行原理与控制方法。脉宽调制整流工作：例如在A相电压最高，C相最低时，触发T1、T6导通，电流经T1、T6和外接直流端续流电感9电路开始对负载整流输出，当脉宽调制操作到需要关闭输出时，触发T7导通的同时触发T1关闭，T6也因断流而关闭，电流经T7续流，从而完成一个脉宽调制的开通与关闭整流输出的周期。未换相而再次进入下一次脉宽调制的整流输出开通周期时，只需要触发导通T1、T6，T7被反压自动关闭或采用其它器件时的控制关闭。当然，为了节省开关器件，也可以省去T7，续流工作由触发导通T3的同时触发关闭T1实现，使整流电路在关闭输出时的续流经由T6和T3完成。未换相而再次进行下一次开通周期时，只需要触发导通T1，T3则被反压自动关闭或采用其它器件时的控制关闭。其余类推，换相时的触发控制方法与相控整流方式相同，不另绘电路工作过程原理图。脉宽调制逆变工作：由于如中国专利号为200510124445.1的“无刷直流电机及其换流与控制方法”所描述的电机具有发电运行时输出电压改变极性但电流方向不变的特点，正好可以让原可控整流电路通过改变触发或驱动控制逻辑直接进入逆变工作状态。对同样的例如在A相电压最高，C相最低时，触发T4、T3导通，逆变电流经T4、T3和外接直流端续流电感9电路回馈输出至交流电源或电网，当脉宽调制操作到需要关闭输出时，触发T7导通的同时触发T3关闭，T4也因断流而关闭，电流经T7续流，从而完成一个脉宽调制的开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无刷直流电机控制电路及其功率模块，适用于将交流电源经
可控整流后可控地分配传输给无刷直流电机的各个绕组，或由绕组反馈回电网或交流电源使
用，其特征在于电力分配电力电子开关1连接成上下桥臂，分别与正极直流母线3、负极直
流母线4、电源分配输出端2连接，可控整流上桥臂电力电子开关5和可控整流下桥臂电力电
子开关6与电源输入端8连接，且可控整流上桥臂电力电子开关5与可控整流下桥臂电力电子
开关6中至少有一方是具有自主关断能力的电力电子开关器件包括虽然没有自主关断能力但
包含辅助关断电路的电力电子开关器件组合。
【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机控制电路及其功率模块，适用于将交流电源经可控整流后可控地分配传输给无刷直流电机的各个绕组，或由绕组反馈回电网或交流电源使用，其特征在于电力分配电力电子开关1连接成上下桥臂，分别与正极直流母线3、负极直流母线4、电源分配输出端2连接，可控整流上桥臂电力电子开关5和可控整流下桥臂电力电子开关6与电源输入端8连接，且可控整流上桥臂电力电子开关5与可控整流下桥臂电力电子开关6中至少有一方是具有自主关断能力的电力电子开关器件包括虽然没有自主关断能力但包含辅助关断电路的电力电子开关器件组合。2.一种无刷直流电机控制功率模块，适用于将直流电源或从交流电源经可控或不可控整流后可控地分配传输给无刷直流电机的各个绕组，或由绕组反馈回电网或交流、直流电源使用，其特征在于电力分配电力电子开关1连接成上下桥臂，分别与正极直流母线3、负极直流母线4、电源分配输出端2连接，且在直流母线上连接有起斩波作用与或续流作用的具有自主关断能力的电力电子开关器件包括虽然没有自主关断能力但包含辅助关断电路的电力电子开关器件组合。3.一种无刷直流电机控制功率模块，适用于将直流电源或从交流电源经可控或不可控整流后可控地分配传输...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荟敏，
申请(专利权)人：李荟敏，
类型：发明
国别省市：
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