阅读说明：本技术 电机驱动电路、电机和电器设备 (Motor drive circuit, motor and electrical equipment ) 是由 王琰 曹姣容 漆凌君 陈东锁 吴泽滨 赵盼瑶 陈焕严 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种电机驱动电路、电机和电器设备。电机驱动电路,包括：驱动模块、脉冲抑制模块、与所述驱动模块连接的自举升压模块、开关模块；其中,所述驱动模块、所述开关模块、脉冲抑制模块分别连接电机相线连接端；所述自举升压模块,用于为所述驱动模块提升电压；所述驱动模块,用于基于所述提升的电压,控制所述开关模块的截止和导通,以便为所述电机相线连接端提供驱动信号；所述脉冲抑制模块,用于在所述开关模块导通和截止时,抑制所述电机相线连接端产生的尖峰脉冲。如此,避免了脉冲幅值过大将电机驱动电路中自举升压模块的自举升压二极管等过压击穿,提高了安全可靠性,减少了电磁干扰,改善了电磁兼容性。(The application discloses motor drive circuit, motor and electrical equipment. A motor drive circuit comprising: the pulse suppression circuit comprises a driving module, a pulse suppression module, a bootstrap boosting module and a switch module, wherein the bootstrap boosting module is connected with the driving module; the driving module, the switch module and the pulse suppression module are respectively connected with a motor phase line connecting end; the bootstrap boosting module is used for boosting voltage for the driving module; the driving module is used for controlling the cut-off and the conduction of the switch module based on the boosted voltage so as to provide a driving signal for the phase line connecting end of the motor; and the pulse suppression module is used for suppressing spike pulse generated by the phase line connecting end of the motor when the switch module is switched on and switched off. Therefore, overvoltage breakdown of a bootstrap boost diode of a bootstrap boost module in the motor driving circuit and the like due to overlarge pulse amplitude is avoided, safety and reliability are improved, electromagnetic interference is reduced, and electromagnetic compatibility is improved.)

电机驱动电路、电机和电器设备

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机驱动电路、电机和电器设备。

背景技术

无刷直流电机因为具有运转效率、低速转矩、转速精度等优点，已经在空调等电器设备中得到广泛应用。

相关技术中，无刷电机的控制电路中设置有与电机的相线连接的低压驱动电路，一般，低压驱动电路包括驱动模块、自举升压模块、第一开关晶体管、第二开关晶体管，其中，第一开关晶体管和第二开关晶体管连接电机相线连接端，自举升压模块包括自举升压二极管、自举升压电容，可以提升驱动模块的输出电压，使得驱动模块可以驱动第一开关晶体管和第二开关晶体管，进而驱动电机。由于电机漏感和开关器件寄生电容的存在，加上经自举升压电路提升的电压，当开关晶体管截止和导通的瞬间，上述电机相线连接端会产生尖峰脉冲，一方面，很容易把自举升压模块中的自举升压二极管等过压击穿，导致电路失效，安全可靠性不高，另一方面，还会对外界造成强烈的电磁干扰。

发明内容

本申请的目的是提供一种电机驱动电路、电机和电器设备，以解决相关技术中电机驱动电路中会产生尖峰脉冲的问题。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电机驱动电路，包括：驱动模块、脉冲抑制模块、与所述驱动模块连接的自举升压模块、开关模块；其中，

所述驱动模块、所述开关模块、脉冲抑制模块分别连接电机相线连接端；

所述自举升压模块，用于为所述驱动模块提升电压；

所述驱动模块，用于基于所述提升的电压，控制所述开关模块的截止和导通，以便为所述电机相线连接端提供驱动信号；

所述脉冲抑制模块，用于在所述开关模块导通和截止时，抑制所述电机相线连接端产生的尖峰脉冲。

可选的，所述脉冲抑制模块，包括：积分电路；

所述积分电路，连接所述电机相线连接端，用于在所述开关模块导通和截止时，对所述电机相线连接端产生的尖峰脉冲进行积分处理，以缓冲所述尖峰脉冲。

可选的，所述积分电路包括第一电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端连接所述电机相线连接端，第二端连接所述第一电容的第一端；

所述第一电容的第二端连接第一电源端；所述第一电源端通过第一滤波模块接地。

可选的，所述脉冲抑制模块还包括：放电电路和第一二极管；所述第一二极管为齐纳稳压二极管；

所述第一二极管的负极连接所述第一电容的第一端，正极连接所述第一电容的第二端；

所述放电电路的第一端连接所述第一电容的第一端，第二端连接所述第一电容的第二端；

所述第一二极管，用于在所述尖峰脉冲达到预设幅值时，被反向击穿，以提升所述放电电路两端的电压差，使得所述积分电路通过所述放电电路放电。

可选的，所述放电电路包括第二电阻；

所述第二电阻的第一端连接所述第一电容的第一端，第二端连接所述第一电容的第二端。

可选的，所述开关模块包括第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三电阻和第四电阻；

所述第一开关晶体管的栅极通过第三电阻与所述驱动模块的高边栅极驱动输出端连接，源极与所述第一电源端连接，漏极与所述电机相线连接端连接；

所述第二开关晶体管的栅极通过第四电阻与所述驱动模块的低边栅极驱动输出端连接，漏极通过第二滤波模块接地，源极与所述电机相线连接端连接。

可选的，所述自举升压模块包括第二二极管和第二电容；

所述第二二极管的正极连接第二电源端，负极连接所述第二电容的第一端、所述驱动模块的高端浮动供应端；

所述第二电容的第二端连接所述驱动模块的反馈浮动供应端；

所述驱动模块的反馈浮动供应端连接所述电机相线连接端。

一种电机，包括如以上任一项所述的电机驱动电路。

可选的，所述电机为无刷电机。

一种电器设备，包括如以上任一项所述的电机。

本申请采用以上技术方案，具有如下有益效果：

本申请的方案中，在电机驱动电路中增设了脉冲抑制模块，该脉冲抑制模块与电机相线连接端相连，驱动模块基于自举升压模块提升的电压，控制开关模块的截止和导通，为电机相线连接端提供驱动信号的过程中，若在开关模块截止和导通时，由于电机漏感和开关器件寄生电容的存在，电机相线连接端产生尖峰脉冲，与脉冲抑制模块可以抑制尖峰脉冲的增长，避免脉冲幅值过大将电机驱动电路中自举升压模块的自举升压二极管等过压击穿，提高了安全可靠性，减少了电磁干扰，改善了电磁兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种电机驱动电路的结构示意图。

图2是本申请另一个实施例提供的一种电机驱动电路的结构示意图。

图3是本申请另一个实施例提供的一种尖峰脉冲的波形图。

图4是本申请另一个实施例提供的一种尖峰脉冲的波形图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

实施例

参见图1，图1是本申请一个实施例提供的一种电机驱动电路的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供一种电机驱动电路，包括：驱动模块1、脉冲抑制模块2、与驱动模块1连接的自举升压模块3、开关模块4；

其中，驱动模块1、开关模块4、脉冲抑制模块2分别连接电机相线连接端P；

自举升压模块3，用于为驱动模块1提升电压；

驱动模块1，用于基于提升的电压，控制开关模块4的截止和导通，以便为电机相线连接端P提供驱动信号；

脉冲抑制模块2，用于在开关模块4在导通和截止时，抑制电机相线连接端P产生的尖峰脉冲。

其中，电机相线连接端可以是电机的U相线连接端、V相线连接端或者W相线连接端。

实际实施中，电机的三个相线连接端均可以连接上述电机驱动电路，通过上述电机驱动电路为电机提供驱动信号。

上述电机驱动电路可以适用于无刷电机等。

自举升压模块，也即，自举升压电路，是利用自举升压二极管、自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，达到电压升高的目的的。

本申请的方案中，在电机驱动电路中增设了脉冲抑制模块2，该脉冲抑制模块2与电机相线连接端相连，驱动模块1基于自举升压模块3提升的电压，控制开关模块4的截止和导通，为电机相线连接端提供驱动信号的过程中，若在开关模块4截止和导通时，由于电机漏感和开关器件寄生电容的存在，电机相线连接端产生尖峰脉冲，与脉冲抑制模块2可以抑制尖峰脉冲的增长，避免脉冲幅值过大将自举升压电路中的自举升压二极管等过压击穿，提高了安全可靠性，减少了电磁干扰，改善了电磁兼容性。

下面基于一种具体的电路结构对本申请实施例提供的一种电机驱动电路进行更加详细地说明。

参见图2，图2是本申请另一个实施例提供的一种电机驱动电路的结构示意图。

具体实施时，上述脉冲抑制模块2的具体结构有多种。在一些实施例中，如图2所示，脉冲抑制模块2，可以包括：积分电路21；该积分电路21，连接电机相线连接端P，用于在开关模块4导通和截止时，对电机相线连接端P产生的尖峰脉冲进行积分处理，以缓冲尖峰脉冲。

积分电路是一种可以使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。图2中示出了一种积分电路，该积分电路包括第一电阻R1和第一电容C1；第一电阻R1的第一端连接电机相线连接端，第二端连接第一电容C1的第一端；第一电容C1的第二端连接第一电源端V1。

图2中提供了一种最简单的积分电路，该积分电路为由一个电阻R和一个电容C构成的RC电路，当时间常数RC足够大时，电容C的电压只能慢慢上升，因此，RC电路有平滑电路信号的作用，它的充放电曲线是一条指数曲线，因此，积分电路可以利用上述尖峰脉冲充电，缓冲尖峰脉冲，从而可以有效抑制尖峰脉冲。

其中，第一电容C1可以但不限于为电解电容，此时，电解电容的正极为第一端，负极为第二端。电解电容较其它电容相对来说取材更加容易，方案实现更加简单。实施中，市面上可以获取到的电解电容均可以应用到本方案中，比如可以采用的型号为CD29的电解电容。

如图2所示，可选的，脉冲抑制模块2还可以包括：放电电路22和第一二极管D1；第一二极管D1为齐纳稳压二极管；第一二极管D1的负极连接第一电容C1的第一端，正极连接第一电容C1的第二端；放电电路22的第一端连接第一电容C1的第一端，第二端连接第一电容C1的第二端；第一二极管D1，用于在尖峰脉冲达到预设幅值时，被反向击穿，以提升放电电路22两端的电压差，使得积分电路21通过放电电路22放电。

本实施例中采用了齐纳稳压二极管，齐纳稳压二极管是利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管，并且，反向击穿后，齐纳稳压二极管还可以恢复。实际应用中，当上述尖峰脉冲达到一定大的幅值时，齐纳稳压二极管的负极的电压大于正极的电压，齐纳稳压二极管处于反向击穿状态，放电电路两端有比之前更大的压差，并且稳定在一定值，此时，积分电路中的能量可通过放电电路释放，使尖峰脉冲电压得到有效的抑制。

实施中，市面上可以获取到的齐纳稳压二极管均可以应用到本方案中，比如可以采用的型号为1N4728的齐纳稳压二极管。

如图2所示，放电电路22具体可以包括第二电阻R2；第二电阻R2的第一端连接第一电容C1的第一端，第二端连接第一电容C1的第二端。电阻是非常简单易得、且效果良好的能量消耗器件，通过电阻实现放电电路，结构设计简单，容易实现。

如图2所示，上述第一电源端V1可以通过第一滤波模块5接地，以提高电压稳定性。具体的，第一滤波模块5可以包括第三电容C3。该第三电容C3可以但不限于为电解电容，此时，电解电容的正极连接第一电源端V1，负极接地。

上述开关模块4的具体结构有多种。在一些实施例中，如图2所示，开关模块4包括第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第三电阻R3和第四电阻R4；第一开关晶体管M1的栅极通过第三电阻R3与驱动模块1的高边栅极驱动输出端连接，漏极与第一电源端V1连接，源极与电机相线连接端P连接；第二开关晶体管M2的栅极通过第四电阻R4与驱动模块1的低边栅极驱动输出端连接，源极通过第二滤波模块6接地，漏极与电机相线连接端P连接。

其中，驱动模块1包括驱动芯片U，具体的，该驱动芯片可以为IR21O1S型号的驱动芯片，如图2所示，该驱动芯片U具有电源输入端VCC、高端浮动供应端VB、反馈浮动供应端VS、高边栅极驱动输出端HO、低边栅极驱动输出端LO。其中，驱动芯片的电源输入端VCC连接第二电源端V2。该第二电源端是为配合驱动芯片的需求进行设置的，可以不同于第一电源端的电压值。

本实施例中，驱动模块1通过控制高边栅极驱动输出端HO的输出电压，控制第一开关晶体管M1的导通和截止，通过控制低边栅极驱动输出端LO的输出电压，控制第二开关晶体管M2的导通和截止，从而为电机相线连接端提供驱动信号，对第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2的具体控制方式为现有技术，不是本申请的改进点，可以参考现有技术实施，此处不再详述。

其中，开关晶体管的类型有多种，可以但不限于包括MOS管。

如图2所示，上述第二滤波模块6可以包括第四电容C4和第五电阻R5。其中，第四电容C4的第一端连接第二开关晶体管M2的源极，第二端接地；第五电阻R5的第一端连接第二开关晶体管M2的源极，第二端接地。除了此处列举的第二滤波模块的结构，还可以采用其它的结构，此处不再一一列举。

具体实施时，上述自举升压模块3的具体结构有多种。在一些实施例中，如图2所示，自举升压模块3包括第二二极管D2和第二电容C2；第二二极管D2的正极连接第二电源端V2，负极连接第二电容C2的第一端、驱动模块1的高端浮动供应端VB；第二电容C2的第二端连接驱动模块1的反馈浮动供应端VS，驱动模块的反馈浮动供应端VS连接电机相线连接端P。其中，第二二极管D2即为上述自举升压二极管，第二电容C2即为上述自举升压电容。

一般，驱动模块1直接输出的电压很小，不足以驱动上述第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2，所以需要设置自举升压模块3，上述第二电源端V2、高端浮动供应端VB、反馈浮动供应端VS为自举升压模块3提供了自举升压电源，在自举升压模块3的作用下，驱动芯片的高边栅极驱动输出端HO、低边栅极驱动输出端LO输出的电压提升，就可以输出足以驱动第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2的电压了。另外，电机运转是有旋转的磁场，产生了交变电压，逆变要通过M1、M2，形成电流交换。因此M1、M2需要开通，这就要保证Vgs(即栅极相对源极的电压)要保持在一定值(比如10V左右)，才能导通，因为M2源极接地，所以容易保持，M1则靠反馈浮动供应端VS维持Vgs的恒定。此均为现有技术中已有的内容，此处不再详述。

通过以上脉冲抑制模块2对电机相线连接端P的尖峰脉冲进行抑制后，可以防止因电机相线连接端P的高电压，使得自举升压电路3中的第二二极管D2反向击穿，从而进一步提升了电路的可靠性。

与本申请提供的图2所示的电路结构相比，传统的电机驱动电路中，没有脉冲设置脉冲抑制模块2，参见图3所示的监测到的电机相线连接端的波形图，可见，当电机相线连接端产生尖峰脉冲时，产生的尖峰脉冲非常尖锐、幅值很高。而基于本申请提供的图2所示的电路结构，当电机相线连接端产生尖峰脉冲时，由于第一电阻R1和第一电容C1组成的积分电路可以抑制尖峰脉冲的增长，当尖峰脉冲达到一定幅值时，齐纳稳压二极管又被反向击穿，使得第二电阻R2两端的电压差提升，第一电容C1向第二电阻R2放电，由第二电阻R2发热消耗能量，形成电机相线连接端到第一电阻R1、第一二极管D1、第一电容C1、第二电阻R2、第三电容C3到地的电流，参见图4所示的监测到的电机相线连接端的波形图，可以看出，尖峰脉冲的幅值与图3相比，已经得到有效的抑制，大大提升了电路的可靠性和电磁兼容性。

图3和图4中，横坐标表示时间，纵坐标表示幅值。

基于同样的构思，本申请另一个实施例还提供一种电机，包括如以上任意实施例的电机驱动电路。

可选的，电机为无刷电机。

本申请实施例提供的电机的具体实施方案可以参考以上任意例的电机驱动电路的实施方式，此处不再赘述。

基于同样的构思，本申请另一个实施例还提供一种电器设备，包括如以上任意实施例的电机。可选的，电器设备为空调等等。

本申请实施例提供的电器设备的具体实施方案可以参考以上任意例的电机的实施方式，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。