本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及電機(jī)及用于電機(jī)驅(qū)動的驅(qū)動電路和集成電路。

背景技術(shù)：

電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動力源。單相永磁電機(jī)因操作簡單、控制便捷被廣泛應(yīng)用于各種電器產(chǎn)品中。但是目前市場上有些電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還有些電機(jī)通過設(shè)置于電機(jī)電路板上的跳線控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，操作起來不夠方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單的控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動電路、集成電路及具有該電機(jī)驅(qū)動電路的電機(jī)。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種電機(jī)驅(qū)動電路，用于驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動，所述電機(jī)驅(qū)動電路包括：

可控雙向交流開關(guān)，與電機(jī)的繞組串聯(lián)連接于交流電源的兩端；

檢測電路，用于檢測所述轉(zhuǎn)子的磁極位置，并于其輸出端輸出磁極位置信號；

轉(zhuǎn)向控制電路，連接所述檢測電路，被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定選擇性地輸出所述檢測電路輸出的磁極位置信號或所述檢測電路輸出的磁極位置信號經(jīng)反相后的信號至一開關(guān)控制電路；

所述開關(guān)控制電路被配置為依據(jù)轉(zhuǎn)向控制電路輸出的信號和所述交流電源的極性信息，控制所述可控雙向交流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。

優(yōu)選的，所述開關(guān)控制電路被配置為僅在所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第一信號時、以及所述交流電源為負(fù)半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第二信號時使所述可控雙向交流開關(guān)導(dǎo)通。

優(yōu)選的，所述可控雙向交流開關(guān)為三端雙向晶閘管，所述三端雙向晶閘管的第一陽極和第二陽極分別連接所述交流電源和定子繞組，所述三端雙向晶閘管的控制極連接所述開關(guān)控制電路。

優(yōu)選的，電機(jī)以一特定方向轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)向控制電路將檢測電路輸出的磁極位置信號輸出至所述開關(guān)控制電路；電機(jī)以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)向控制電路將檢測電路輸出的磁極位置信號進(jìn)行反相后輸出至所述開關(guān)控制電路。

優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動電路還包括用于至少給所述檢測電路提供直流電壓的整流器。

優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動電路還包括與所述整流器連接的降壓器，用于將交流電源電壓降壓后再輸入給所述整流器的第一輸入端。

優(yōu)選的，所述檢測電路為霍爾傳感器，所述霍爾傳感器包括電源端、接地端及輸出端，所述霍爾傳感器的電源端連接所述整流器的第一輸出端，所述霍爾傳感器的接地端連接所述整流器的第二輸出端，所述霍爾傳感器的輸出端連接所述轉(zhuǎn)向控制電路的輸入端。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電機(jī)驅(qū)動電路，用于驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動電路包括：

可控雙向交流開關(guān)，與電機(jī)的繞組串聯(lián)連接于交流電源的兩端；

檢測電路，用于檢測所述轉(zhuǎn)子的磁極位置，并于其輸出端輸出磁極位置信號；

開關(guān)控制電路，被配置為依據(jù)所述檢測電路輸出的磁極位置信號和所述交流電源的極性信息，輸出控制信號至一轉(zhuǎn)向控制電路；

所述轉(zhuǎn)向控制電路被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定，選擇性地輸出所述控制信號或所述控制信號經(jīng)反相后的信號至所述可控雙向交流開關(guān),控制所述可控雙向交流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài),以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。

本實(shí)用新型實(shí)施例一種電機(jī)驅(qū)動電路，用于驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動，其特征在于：所述電機(jī)驅(qū)動電路包括：

可控雙向交流開關(guān)，與電機(jī)的繞組串聯(lián)連接于交流電源的兩端；

檢測電路，用于檢測所述轉(zhuǎn)子的磁極位置，并于其輸出端輸出磁極位置信號；

控制電路，用于接收所述磁極位置信號，根據(jù)所述磁極位置信號在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下運(yùn)行，所述第一狀態(tài)指向所述可控雙向交流開關(guān)的控制極輸出負(fù)載電流，所述第二狀態(tài)指從所述可控雙向交流開關(guān)的控制極接收負(fù)載電流，并根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定切換所述磁極位置信號與上述兩種狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系，使電機(jī)以特定方向轉(zhuǎn)動或以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動。

本實(shí)用新型實(shí)施例一種用于電機(jī)驅(qū)動的集成電路，所述集成電路包括一封裝于一殼體內(nèi)的半導(dǎo)體基片，其特征在于，所述半導(dǎo)體基片上集成有轉(zhuǎn)向控制電路和開關(guān)控制電路，所述轉(zhuǎn)向控制電路用于接收一檢測電路輸出的表示電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極位置的磁極位置信號，被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定選擇性地輸出所述磁極位置信號或所述磁極位置信號經(jīng)反相后的信號至所述開關(guān)控制電路；

所述開關(guān)控制電路被配置為依據(jù)轉(zhuǎn)向控制電路輸出的信號和驅(qū)動所述電機(jī)的交流電源的極性信息，控制一與電機(jī)的繞組串聯(lián)于所述交流電源的兩端的可控雙向交流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。

優(yōu)選的，所述開關(guān)控制電路被配置為僅在所述交流電源為正半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第一信號時、以及所述交流電源為負(fù)半周期且所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出第二信號時使所述可控雙向交流開關(guān)導(dǎo)通。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基片上還集成有所述檢測電路、至少給所述檢測電路提供直流電壓的整流器和/或上述可控雙向交流開關(guān)。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基片還集成有所述檢測電路和至少給所述檢測電路提供直流電壓的整流器，所述集成電路進(jìn)一步包括封裝于上述殼體中的另一半導(dǎo)體基片，所述另一半導(dǎo)體基片上集成有上述可控雙向交流開關(guān)。

本實(shí)用新型實(shí)施例一種用于電機(jī)驅(qū)動的集成電路，所述集成電路包括一封裝于一殼體內(nèi)的半導(dǎo)體基片，其特征在于，所述半導(dǎo)體基片上集成有轉(zhuǎn)向控制電路和開關(guān)控制電路，

所述開關(guān)控制電路用于接收一檢測電路輸出的表示電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極位置的磁極位置信號，根據(jù)所述磁極位置信號和驅(qū)動所述電機(jī)的交流電源的極性信息，輸出控制信號至一轉(zhuǎn)向控制電路；

所述轉(zhuǎn)向控制電路被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定，選擇性地輸出所述控制信號或所述控制信號經(jīng)反相后的信號至一與電機(jī)的繞組串聯(lián)于所述交流電源的兩端的可控雙向交流開關(guān)的控制極，控制所述可控雙向交流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基片上還集成有所述檢測電路、至少給所述檢測電路提供直流電壓的整流器和/或上述可控雙向交流開關(guān)。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基片還集成有所述檢測電路和至少給所述檢測電路提供直流電壓的整流器，所述集成電路進(jìn)一步包括封裝于上述殼體中的另一半導(dǎo)體基片，所述另一半導(dǎo)體基片上集成有上述可控雙向交流開關(guān)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子及上述任意一種電機(jī)驅(qū)動電路或者集成電路。

優(yōu)選的，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子，定子包括定子鐵芯及纏繞于定子鐵芯上的定子繞組。

優(yōu)選的，所述電機(jī)為單相永磁交流電機(jī)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電機(jī)驅(qū)動電路，根據(jù)永磁轉(zhuǎn)子的磁極位置，通過轉(zhuǎn)向控制電路選擇性地將檢測電路輸出的磁極位置信號或?qū)⒋艠O位置信號經(jīng)反相后的信號傳輸至所述開關(guān)控制電路，所述開關(guān)控制電路根據(jù)接收的信號控制流過定子繞組的電流以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。所述電機(jī)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)。

附圖說明

附圖中：

圖1示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的單相永磁同步電機(jī)。

圖2示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的單相永磁同步電機(jī)的電路原理圖。

圖3及圖4示出圖2中的電機(jī)驅(qū)動電路的一種實(shí)現(xiàn)方式的電路框圖。

圖5示出本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動電路第一實(shí)施方式的電路圖。

圖6示出本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動電路第二實(shí)施方式的電路圖。

圖7及圖8為電機(jī)驅(qū)動電路中開關(guān)控制電路其他實(shí)施方式的電路圖。

圖9示出本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動電路第三實(shí)施方式的電路圖。

主要元件符號說明

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。可以理解，附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。附圖中顯示的連接僅僅是為便于清晰描述，而并不限定連接方式。

需要說明的是，當(dāng)一個組件被認(rèn)為是“連接”另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。

圖1示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的單相永磁電機(jī)。所述電機(jī)10包括定子和可相對定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子11。定子具有定子鐵芯12及繞設(shè)于定子鐵芯12上的定子繞組16。定子鐵芯可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、硅鋼、鐵氧體等軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子11為永磁轉(zhuǎn)子，定子繞組16與一交流電源24(參見圖2)串聯(lián)時轉(zhuǎn)子11在穩(wěn)態(tài)階段以60f/p圈/分鐘的轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行，其中f是所述交流電源的頻率，p是轉(zhuǎn)子的極對數(shù)。本實(shí)施例中，定子鐵芯12具有兩相對的極部14。每一極部14具有極弧面15，轉(zhuǎn)子11的外表面與極弧面15相對，兩者之間形成基本均勻氣隙13。本申請所稱基本均勻的氣隙，是指定子與轉(zhuǎn)子之間大部分形成均勻氣隙，只有較少部分為非均勻氣隙。較佳的，定子極部的極弧面15上設(shè)內(nèi)凹的啟動槽17，極弧面15上除啟動槽17以外的部分則與轉(zhuǎn)子同心。上述配置可形成不均勻磁場，保證轉(zhuǎn)子在靜止時其極軸S1相對于定子極部14的中心軸S2傾斜一個角度，允許電機(jī)在電機(jī)驅(qū)動電路18的作用下每次通電時轉(zhuǎn)子11可以具有啟動轉(zhuǎn)矩。其中轉(zhuǎn)子的極軸S1指轉(zhuǎn)子兩個極性不同的磁極之間的分界線，定子極部14的中心軸S2指經(jīng)過定子兩個極部14中心的連線。本實(shí)施例中，定子和轉(zhuǎn)子均具有兩個磁極。可以理解的，在更多實(shí)施例中，定子和轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)也可以不相等，且具有更多磁極，例如四個、六個等。

圖2示出本實(shí)用新型另一實(shí)施例的單相永磁同步電機(jī)10的電路原理圖。電機(jī)10的定子繞組16和一電機(jī)驅(qū)動電路18串聯(lián)于交流電源24兩端。所述電機(jī)驅(qū)動電路18控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。所述交流電源24可以是市電交流電220伏、230伏等或者逆變器輸出的交流電。

圖3示出所述電機(jī)驅(qū)動電路18的一種實(shí)現(xiàn)方式的框圖。所述電機(jī)驅(qū)動電路18包括檢測電路20、整流器28、可控雙向交流開關(guān)26、開關(guān)控制電路30及轉(zhuǎn)向控制電路50。電機(jī)定子繞組16與可控雙向交流開關(guān)26串聯(lián)在交流電源24的兩端之間。所述整流器28的第一輸入端I1通過一電阻R0連接所述定子繞組16及所述可控雙向交流開關(guān)26之間的節(jié)點(diǎn)，所述整流器28的第二輸入端I2連接可控雙向交流開關(guān)26與交流電源24的連接節(jié)點(diǎn)，用于將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電并供給所述檢測電路20，所述檢測電路20檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子11的磁極位置，并于其輸出端輸出對應(yīng)的磁極位置信號，例如5V或0V，所述轉(zhuǎn)向控制電路50連接所述檢測電路20，被配置為根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定選擇性地將所述檢測電路20輸出的磁極位置信號或?qū)⒋艠O位置信號反相后的信號輸出至所述開關(guān)控制電路30。所述開關(guān)控制電路30依據(jù)接收的信號和所述交流電源的極性信息，控制所述可控雙向交流開關(guān)26在導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)之間切換，以控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。請參考圖4，其他實(shí)施方式中，所述整流器28的第一輸入端I1通過電阻R0連接所述定子繞組16與交流電源24之間的節(jié)點(diǎn)，所述整流器28的第二輸入端I2連接交流電源24與可控雙向交流開關(guān)26的另一節(jié)點(diǎn)。

所述檢測電路20用于檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)子11的磁極位置，較佳的為霍爾傳感器22。具體應(yīng)用于所述電機(jī)10時，所述霍爾傳感器22鄰近所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子11設(shè)置。

請參考圖5，為圖3所示電機(jī)驅(qū)動電路18的第一實(shí)施方式的具體電路圖。

所述整流器28包括四個二極管D2-D5。所述二極管D2的陰極與所述二極管D3的陽極相連，所述二極管D3的陰極與所述二極管D4的陰極相連，所述二極管D4的陽極與所述二極管D5的陰極相連，所述二極管D5的陽極與所述二極管D2的陽極相連。所述二極管D2的陰極作為所述整流器28的第一輸入端I1經(jīng)一電阻R0與所述電機(jī)10的定子繞組16相連。所述電阻R0可作為降壓器。所述二極管D4的陽極作為所述整流器28的第二輸入端I2與所述交流電源24相連。所述二極管D3的陰極作為所述整流器28的第一輸出端O1與所述霍爾傳感器22、開關(guān)控制電路30相連，所述第一輸出端O1輸出較高的直流工作電壓VDD。所述二極管D5的陽極作為所述整流器28的第二輸出端O2與霍爾傳感器22相連，所述第二輸出端O2輸出低于所述第一輸出端電壓的較低電壓。所述整流器28的第一輸出端O1及第二輸出端O2之間連接一穩(wěn)壓二極管Z1，所述穩(wěn)壓二極管Z1的陽極連接所述第二輸出端O2，所述穩(wěn)壓二極管Z1的陰極連接所述第一輸出端O1。

本實(shí)施方式中，所述霍爾傳感器22包括電源端VCC、接地端GND及輸出端H1，所述電源端VCC連接所整流器28的第一輸出端O1，所述接地端GND連接所述整流器28的第二輸出端O2，所述輸出端H1連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50。所述霍爾傳感器22被正常供電的情況下，即電源端VCC接收較高電壓，接地端GND接收較低電壓，如果檢測的轉(zhuǎn)子磁場為北極(North)，其輸出端H1輸出邏輯高電平的磁極位置信號，如果檢測到南極(South)，其輸出端H1輸出邏輯低電平的磁極位置信號。其他實(shí)施方式中，檢測的轉(zhuǎn)子磁場為北極(North)時所述霍爾傳感器22的輸出端H1也可以輸出邏輯低電平的磁極位置信號，檢測到南極(South)時其輸出端H1也可以輸出邏輯高電平的磁極位置信號。

所述轉(zhuǎn)向控制電路50包括多路選擇器(MUX)52、緩沖器54及反相器56，所述多路選擇器52包括兩個數(shù)據(jù)輸入端、一個數(shù)據(jù)輸出端以及一個選擇端。所述緩沖器54的輸入端及所述反相器56的輸入端相連作為所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸入端，所述霍爾傳感器22的輸出端H1連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸入端。所述緩沖器54的輸出端連接所述多路選擇器52的一個數(shù)據(jù)輸入端，所述反相器56的輸出端連接所述多路選擇器52的另一數(shù)據(jù)輸入端，所述多路選擇器52的輸出端作為所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端連接所述開關(guān)控制電路30。所述多路選擇器52的選擇端接收控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL選擇性將霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號經(jīng)傳輸至所述開關(guān)控制電路30或者將霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號反相后傳輸至所述開關(guān)控制電路30。其他實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)向控制電路50中可以不設(shè)緩沖器54，所述霍爾傳感器22的輸出端H1直接連接所述多路選擇器52的一個數(shù)據(jù)輸入端。

所述開關(guān)控制電路30包括第一至第三端子，其中第一端子連接所述整流器28的第一輸出端，第二端子連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端，第三端子連接所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極。所述開關(guān)控制電路30包括電阻R2、NPN三極管Q1和二極管D1。所述二極管D1的陰極作為所述第二端子連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端。所述電阻R2一端連接所述整流器28的第一輸出端O1，另一端連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端。所述NPN三極管Q1的基極連接所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端，發(fā)射極連接所述二極管D1的陽極，集電極作為第一端子連接所述整流器28的第一輸出端O1。本實(shí)施例中，所述開關(guān)控制電路30進(jìn)一步包括一連接于所述可控雙向交流開關(guān)的控制極G和所述二極管D1的陽極之間的限流電阻R1。所述限流電阻R1不與所述二極管D1相連的一端作為所述第三端子。

所述可控雙向交流開關(guān)26較佳的為三端雙向晶閘管(TRIAC)，其兩個陽極T1、T2分別連接交流電源24及定子繞組16，其控制極G連接所述開關(guān)控制電路30的第三端子?？梢岳斫?，所述可控雙向交流開關(guān)26可包括由金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、可控硅整流器、三端雙向晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管、雙極結(jié)晶體管、半導(dǎo)體閘流管、光耦元件中的一種或多種組成的能讓電流雙向流過的電子開關(guān)。例如，兩個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管可組成可控雙向交流開關(guān)；兩個可控硅整流器可組成可控雙向交流開關(guān)；兩個絕緣柵雙極型晶體管可組成可控雙向交流開關(guān)；兩個雙極結(jié)晶體管可組成可控雙向交流開關(guān)。

所述開關(guān)控制電路30被配置為在所述交流電源為正半周且其第二端子接收第一電平時、或者所述交流電源為負(fù)半周且其第二端子接收第二電平時，使所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通；當(dāng)所述交流電源為負(fù)半周且其第二端子接收第二電平時，或者所述交流電源為正半周且其第二端子接收第一電平時，不導(dǎo)通所述可控雙向交流開關(guān)26。較佳的，所述第一電平為邏輯高電平，所述第二電平為邏輯低電平。

現(xiàn)結(jié)合圖3及圖5，對電機(jī)驅(qū)動電路18的工作原理進(jìn)行描述。

根據(jù)電磁理論可知，對于單相永磁電機(jī)，通過改變定子繞組16的電流方向即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。請參考圖3及圖4，如果霍爾傳感器22感測到的轉(zhuǎn)子極性為N極，流過定子繞組16的外部交流電源為正半周(見圖3)，電機(jī)反轉(zhuǎn)如逆時針(CCW)旋轉(zhuǎn)；可以理解，如果霍爾傳感器22感測到的轉(zhuǎn)子極性仍為N極，使流過定子繞組16的外部交流電源為負(fù)半周(參考圖4)，電機(jī)轉(zhuǎn)子將會正轉(zhuǎn)如順時針(CW)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的實(shí)施方式依據(jù)此原理設(shè)計(jì)，即根據(jù)霍爾傳感器22感測到的轉(zhuǎn)子的極性調(diào)整流過定子繞組16的電流方向?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制。

表1示出根據(jù)轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的功能表。

表1

現(xiàn)以電機(jī)正轉(zhuǎn)為例進(jìn)行說明，假設(shè)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL輸出邏輯高電平“1”，電機(jī)啟動時，如果霍爾傳感器22感測到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N 極，霍爾傳感器22輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號，所述多路選擇器52選擇將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號通過反相器56反相后的邏輯低電平“0”輸出至所述開關(guān)控制電路30，所述開關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收低電平，所述三極管Q1關(guān)斷，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，處于負(fù)半周的交流電源流過所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G、電阻R1及二極管D1接地，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11順時針啟動旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，處于正半周的交流電源無法通過NPN三極管Q1，沒有電流流過所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G，所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。

如果所述霍爾傳感器22檢測到轉(zhuǎn)子的磁極為S極，輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號，所述多路選擇器52選擇將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號通過反相器56反相后的邏輯高電平“1”輸出至所述開關(guān)控制電路30，所述開關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收高電平，所述三極管Q1導(dǎo)通，因此所述二極管D1的陽極為高電平，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，處于負(fù)半周的交流電源無法流過所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G和電阻R1，因此所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，處于正半周的交流電源經(jīng)過NPN三極管Q1、電阻R1流向所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，定子繞組中流過交流電源的正半周，所述轉(zhuǎn)子11順時針旋轉(zhuǎn)。

如預(yù)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)即逆時針旋轉(zhuǎn)，使所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL輸出邏輯低電平“0”。如果霍爾傳感器22感測到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極，所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號，所述多路選擇器52將霍爾傳感器22輸出的邏輯高電平經(jīng)緩沖器54輸出至二極管D1的陰極，所述三極管Q1導(dǎo)通，因此所述二極管D1的陽極為高電平，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，處于負(fù)半周的交流電源無法流過所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G和電阻R1，因此所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源為正半周，處于正半周的交流電源經(jīng)過三極管Q1、電阻R1流至所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，電機(jī)轉(zhuǎn)子11逆時針啟動旋轉(zhuǎn)。

如果所述霍爾傳感器22感測到轉(zhuǎn)子的磁極位置為S極，所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號，所述多路選擇器52將霍爾傳感器22輸出的邏輯低電平經(jīng)緩沖器54輸出至二極管D1的陰極，所述三極管Q1關(guān)斷，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，處于負(fù)半周的電流經(jīng)過可控雙向交流開關(guān)26的控制極G、電阻R1及二極管D1接地，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，定子繞組中流過交流電源的負(fù)半周，所述轉(zhuǎn)子11逆時針啟動旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，處于正半周的交流電源無法通過NPN三極管Q1，沒有電流流過所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G，所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。

上述所述的轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)的情形指的是電機(jī)啟動時的情形，電機(jī)啟動成功后，即便所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11也會保持慣性轉(zhuǎn)動。另外，在改變轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)動方向時，需要先停止電機(jī)的轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)動，使電機(jī)的轉(zhuǎn)子11停止旋轉(zhuǎn)很容易實(shí)現(xiàn)，例如在交流電源24和電機(jī)的定子繞組16之間增加一個開關(guān)(圖未示)，將此開關(guān)關(guān)斷一預(yù)定時間即可所述轉(zhuǎn)子停止旋轉(zhuǎn)。

具體的依據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定、轉(zhuǎn)子的磁極位置及電源的極性控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的情形如下表2。

表2

綜上，所述轉(zhuǎn)向控制電路50根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定，控制所述開關(guān)控制電路30第二端接收的為霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號或?qū)⑺龌魻杺鞲衅?2輸出的磁極位置信號進(jìn)行反相后的信號，即控制所述開關(guān)控制電路30第二端接收的電平，進(jìn)而根據(jù)電源的極性控制所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通及截止的狀態(tài)以控制流過定子繞組16的電流方向，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。

其他實(shí)施方式中，所述多路選擇器52還可以被其他類型的選通開關(guān)替代，所述選通開關(guān)可為機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān)，所述機(jī)械開關(guān)包括繼電器、單刀雙擲開關(guān)及單刀單擲開關(guān)，所述電子開關(guān)包括固態(tài)繼電器、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、可控硅整流器、三端雙向晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管、雙極結(jié)晶體管、半導(dǎo)體閘流管、光耦元件等。

請參考圖6，圖6示出依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動電路18A的電路圖。驅(qū)動電路18A與圖5所述第一實(shí)施例中的驅(qū)動電路18相似，區(qū)別之處在于，圖6所示實(shí)施例中，電機(jī)轉(zhuǎn)向控制電路500中使用繼電器510替換所述多路選擇器52，所述繼電器510包括第一端511、第二端512及第三端513及控制端。所述控制端接收控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL，所述緩沖器54的輸入端與所述反相器56的輸入端相連，共同連接所述霍爾傳感器22的輸出端H1。所述第一端511連接所述二極管D1的陰極，所述第二端512連接所述緩沖器54的輸出端，所述第三端513連接所述反相器56的輸出端。

所述繼電器510控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理與圖5所示的第一實(shí)施方式相同，即控制電機(jī)正轉(zhuǎn)時，所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL輸出邏輯高電平，所述繼電器510的第一端511與所述第三端513連接，所述轉(zhuǎn)向控制電路500將霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號進(jìn)行反相并將反相后的信號輸出至所述開關(guān)控制電路30，所述開關(guān)控制電路30控制所述可控雙向交流開關(guān)26的通電方式，使電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)；控制電機(jī)反轉(zhuǎn)時，所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL輸出邏輯低電平，所述繼電器510的第一端511與第二端512連接，所述轉(zhuǎn)向控制電路500將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號輸出至所述開關(guān)控制電路30，所述開關(guān)控制電路30控制所述可控雙向交流開關(guān)26的通電方式，使電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電機(jī)驅(qū)動電路，根據(jù)轉(zhuǎn)子11的磁極位置，通過轉(zhuǎn)向控制電路50控制所述開關(guān)控制電路30接收的信號，并結(jié)合交流電源的極性控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，如轉(zhuǎn)子11的磁極位置為N極，如果所述開關(guān)控制電路30接收到霍爾傳感器正常供電時所輸出的磁極位置信號即邏輯高電平信號，將會控制定子繞組中通過交流電源的正半周，電機(jī)會逆時針旋轉(zhuǎn)；如預(yù)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，如轉(zhuǎn)子11的磁極位置為N極，通過所述轉(zhuǎn)向控制電路50將所述霍爾傳感器22輸出的磁極位置信號進(jìn)行反相后輸出至所述開關(guān)控制電路30，所述開關(guān)控制電路30將會控制定子繞組16中流過交流電源的負(fù)半周，這樣轉(zhuǎn)子11將順時針旋轉(zhuǎn)。所述轉(zhuǎn)向控制電路50根據(jù)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL，選擇性地將霍爾傳感器22正常輸出的磁極位置信號或?qū)⒋艠O位置信號進(jìn)行反相后的信號傳輸至所述開關(guān)控制電路30，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。在需要為具有相反旋轉(zhuǎn)方向的不同應(yīng)用提供驅(qū)動電機(jī)時，只需變更轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL的邏輯電平即可，而無需對驅(qū)動電路做其他修改，所述電機(jī)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)。

本實(shí)用新型的圖5和圖6所示的具有限流電阻R1的開關(guān)控制電路并不限于圖5所示的電路，其還可以替換為圖7及圖8所示的電路。

具體的，請參考圖7，開關(guān)控制電路30包括電阻R3、二極管D6、以及串聯(lián)于所述轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端與可控雙向交流開關(guān)26的控制極G之間的電阻R4和二極管D7。二極管D7的陰極連接所述電阻R4，陽極連接可控雙向交流開關(guān)的控制極G。電阻R3一端連接整流器28的第一輸出端O1，另一端連接二極管D6的陽極。二極管D6的陰極連接可控雙向交流開關(guān)26的控制極G。

另請參考圖8，開關(guān)控制電路30包括電阻R3、電阻R4、以及反相串聯(lián)于轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端與可控雙向交流開關(guān)26的控制極G之間的二極管D6和二極管D7。二極管D6和二極管D7的陰極分別連接轉(zhuǎn)向控制電路50的輸出端和可控雙向交流開關(guān)的控制極G。電阻R3一端連接整流器28的第一輸出端O1，另一端連接二極管D6和二極管D7的陽極的連接點(diǎn)。電阻R4的兩端分別連接二極管D6和二極管D7的陰極。

請參考圖9，為本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動電路第三實(shí)施方式的電路圖。圖9所述實(shí)施例與圖5所示實(shí)施的結(jié)構(gòu)大致相同，不同之處在于，圖9所述實(shí)施例中，所述限流電阻R1和所述轉(zhuǎn)向控制電路50連接于所述開關(guān)控制電路30及所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極之間，所述二極管D1的陽極作為所述開關(guān)控制電路的輸出端。如果圖9所示的電機(jī)驅(qū)動電路采用圖7或者圖8的開關(guān)控制電路，仍然需要在所述轉(zhuǎn)向控制電路50和所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極之間連接限流電阻R1。具體的依據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定、轉(zhuǎn)子的磁極位置及電源的極性控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的情形如下表3。

表3

現(xiàn)以電機(jī)正轉(zhuǎn)為例進(jìn)行說明，假設(shè)所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL輸出邏輯高電平“1”，電機(jī)啟動時，如果霍爾傳感器22感測到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極，霍爾傳感器22輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號，所述開關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收高電平，所述三極管Q1導(dǎo)通，所述開關(guān)控制電路30輸出邏輯高電平，所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯低電平，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11順時針啟動旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，由于所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯低電平，沒有電流流過所述轉(zhuǎn)向控制電路和所述可控雙向交流開關(guān)26的控制極G，所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。

如果所述霍爾傳感器22檢測到轉(zhuǎn)子的磁極為S極，輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號，所述開關(guān)控制電路30的二極管D1的陰極接收低電平，所述三極管Q1關(guān)斷，所述開關(guān)控制電路30輸出邏輯低電平，所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯高電平，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11順時針啟動旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。

如預(yù)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)即逆時針旋轉(zhuǎn)，使所述轉(zhuǎn)向設(shè)定信號CTRL輸出邏輯低電平“0”。如果霍爾傳感器22感測到轉(zhuǎn)子的磁極位置為N極，所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯高電平“1”的磁極位置信號，所述開關(guān)控制電路輸出邏輯高電平，所述轉(zhuǎn)向控制電路輸出邏輯高電平，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11逆時針啟動旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。

如果所述霍爾傳感器22感測到轉(zhuǎn)子的磁極位置為S極，所述霍爾傳感器22的輸出端H1輸出邏輯低電平“0”的磁極位置信號，所述開關(guān)控制電路30輸出邏輯低電平，所述轉(zhuǎn)向控制電路50輸出邏輯低電平，如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于負(fù)半周，所述可控雙向交流開關(guān)26導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11逆時針旋轉(zhuǎn)。如果所述電機(jī)啟動時交流電源處于正半周，所述可控雙向交流開關(guān)26不導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子11不轉(zhuǎn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電機(jī)適合于驅(qū)動汽車車窗、辦公或家用的卷簾等設(shè)備。本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電機(jī)可為永磁交流電機(jī)，例如永磁同步電機(jī)、永磁BLDC電機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)施例的電機(jī)優(yōu)選為單相永磁交流電機(jī)，例如單相永磁同步電機(jī)、單相永磁BLDC電機(jī)。當(dāng)所述電機(jī)為永磁同步電機(jī)時，所述外部交流電源為市電電源；當(dāng)所述電機(jī)為永磁BLDC電機(jī)時，所述外部交流電源為逆變器輸出的交流電源。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所述電機(jī)驅(qū)動電路可集成封裝在集成電路中，如可由ASIC單芯片實(shí)現(xiàn)，以降低電路成本，并提高電路的可靠性。其他實(shí)施方式中，可視實(shí)際情況，將所述整流器28、檢測電路20、轉(zhuǎn)向控制電路50及開關(guān)控制電路30全部或部分集成在集成電路中，例如，可以在集成電路中僅集成所述轉(zhuǎn)向控制電路50、檢測電路20及開關(guān)控制電路30，而將整流器28、可控雙向交流開關(guān)26及降壓器R0設(shè)于集成電路外部。

本實(shí)用新型還提供一種較佳實(shí)施例的用于電機(jī)驅(qū)動的集成電路，所述集成電路包括殼體、自所述殼體伸出的若干引腳、半導(dǎo)體基片以及設(shè)于半導(dǎo)體基片上的轉(zhuǎn)向控制電路50和開關(guān)控制電路30，所述轉(zhuǎn)向控制電路50和開關(guān)控制電路30被封裝于所述殼體內(nèi)。其他實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體基片上可以進(jìn)一步集成有檢測所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極位置的所述檢測電路20。其他實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體基片上還可以進(jìn)一步集成整流器28及/或可控雙向交流開關(guān)26。其他實(shí)施例中，還可在所述殼體內(nèi)設(shè)另一半導(dǎo)體基片，將所述可控雙向交流開關(guān)設(shè)于所述另一半導(dǎo)體基片上。

再例如，還可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要，將所述電機(jī)驅(qū)動電路全部以分立元件設(shè)置于印刷電路板上。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所述轉(zhuǎn)向控制電路和開關(guān)控制電路構(gòu)成一控制電路，該控制電路用于接收所述磁極位置信號，根據(jù)所述磁極位置信號在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下運(yùn)行，所述第一狀態(tài)指向所述可控雙向交流開關(guān)的控制極輸出負(fù)載電流，所述第二狀態(tài)指從所述可控雙向交流開關(guān)的控制極接收負(fù)載電流，并根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向設(shè)定切換所述磁極位置信號與上述兩種狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系，使電機(jī)以特定方向轉(zhuǎn)動或以與所述特定方向相反的方向轉(zhuǎn)動。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。