技术领域
[0001] 本实用新型涉及
变频器技术领域，更具体地说，涉及一种新型水泵电机控制电路。
背景技术
[0002] 变频器是应用变频技术与微
电子技术，通过改变工作电源
频率的方式来控制交流
电动机的电
力控制设备。以往，变频器调频系统在调控
开关频率、改变变频器
输出电压时，输出的电压比相应的PWM(脉冲宽度调制)
信号变换电路较窄，难以调控电机启动电压。
[0003] 因此，在
现有技术中，提供一种输出电压与PWM信号变换电路宽度一致的控制电路，有效地解决电机启动电压的问题。然而，现有的变频器向电动机输出可变电压时，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)工作时易受外部信号的干扰，使得IGBT输出的电压
波动较大，长时间使用时，造成电机的线圈或IGBT被尖峰电压击穿。实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电机的线圈或IGBT易被尖峰电压击穿的
缺陷，提供一种输出电压稳定的新型水泵电机控制电路。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种新型水泵电机控制电路，包括驱动电路、控制电路、推挽电路及至少一个IGBT，
[0006] 所述驱动电路的信号输入端耦接于所述控制电路的PWM信号输出端，其用于接收所述控制电路输出的PWM脉冲信号；
[0007] 所述推挽电路的信号输入端与所述驱动电路的信号输出端连接，其用于接收所述驱动电路输出的高电平；
[0008] 所述IGBT的栅极与所述推挽电路的信号输出端连接；
[0009] 若所述驱动电路输入所述推挽电路的信号为所述高电平，则所述推挽电路的
上管导通，
下管截止，所述推挽电路向所述IGBT输入所述PWM脉冲信号，使得所述IGBT导通，输出逆变电压。
[0010] 在一些
实施例中，所述推挽电路包括第一
三极管及第二三极管，所述第一三极管的基极及所述第二三极管的基极与所述驱动电路的信号输出端共同连接；
[0011] 所述第一三极管的发射极及所述第二三极管的发射极与所述IGBT的栅极共同连接。
[0012] 在一些实施例中，还包括场效应管，所述场效应管的漏极与所述控制电路的第一互
锁信号端及所述驱动电路的正向信号输入端共同连接；
[0013] 所述场效应管的栅极耦接于所述控制电路的第二互锁信号端；
[0014] 所述场效应管的源极与所述驱动电路的反向信号输入端连接。
[0015] 在一些实施例中，还包括第一
二极管及第二二极管，所述第一二极管的
阳极与所述驱动电路的IGBT
短路电流检测端连接，
[0016] 所述第一二极管的
阴极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述IGBT的集
电极连接。
[0017] 在一些实施例中，还包括钳位电路，所述钳位电路包括第三二极管及第四二极管，所述第三二极管的阴极与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的发射极及所述IGBT的栅极共同连接；
[0018] 所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阳极连接，所述第四二极管的阴极与所述IGBT的发射极连接。
[0019] 在一些实施例中，还包括第一
电阻、第一电容及第二电容，所述第一电阻的一端及所述第一电容的一端与电路的高电平端共同连接；
[0020] 所述第一电阻的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容及所述第一电阻另的一端与所述驱动电路的故障输出端共同连接。
[0021] 在一些实施例中，还包括第五电阻及第七电容，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的发射极及所述第二三极管的发射极共同连接；
[0022] 所述第五电阻的另一端与所述第七电容的一端及所述IGBT的栅极共同连接；
[0023] 所述第七电容的另一端耦接于所述IGBT的发射极。
[0024] 在本实用新型所述的新型水泵电机控制电路中，包括驱动电路、控制电路、推挽电路及IGBT，驱动电路的信号输入端耦接于控制电路的PWM信号输出端，其用于接收控制电路输出的PWM脉冲信号；推挽电路的信号输入端与驱动电路的信号输出端连接，其用于接收驱动电路输出的高电平；IGBT的栅极与推挽电路的信号输出端连接；若驱动电路输入推挽电路的信号为高电平，则推挽电路的上管导通，下管截止，推挽电路向IGBT输入PWM脉冲信号，以使得IGBT导通。与现有的技术相比，PWM脉冲信号经过多级电路处理，使得IGBT导通输出逆变电压更为稳定，进而提升电机运行的安全性。
附图说明
[0025] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0026] 图1是本实用新型提供的新型水泵电机控制电路一实施例部分电路图。
具体实施方式
[0027] 为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
[0028] 图1是本实用新型提供的新型水泵电机控制电路一实施例部分电路图。如图1所示，在本实用新型的新型水泵电机控制电路第一实施例中，新型水泵电机控制电路主要包括控制电路10、驱动电路20、推挽电路30、钳位电路40及至少一个IGBT。
[0029] 控制电路10(对应MCU，即主控制单元)设有PWM脉冲信号输出端、第一互锁信号端(对应LOCK1)、第二互锁信号端(对应LOCK2)、复位输出端(RESET)及故障输入端(FAULT)。其具有控制输出或关闭PWM脉冲信号、复位及过压保护的作用。
[0030] 具体而言，控制电路10的的PWM信号输出端与驱动电路20的信号输入端连接，将PWM脉冲信号输入驱动电路20。
[0031] 驱动电路20设有
控制器U1，其中控制器U1设有正向信号输入端(VIN+)、负向信号输入端(VIN-)、电源输入端(VCC)、公共端(GND)、复位输入端(RESET)、故障输出端(FAULT)、第一光耦测试引脚(VLED1+)、接地引脚(VLED1-)、反相偏置电压输出端(VEE)、信号输出端(VUOT)、集电极电源输出端(VC)、驱动电压源(VCC)、IGBT短路电流检测端(DESAT)、第二光耦测试引脚(VLED2+)及输出基准地(VE)。
[0032] 其中，控制器U1的工作原理为，若正向信号输入端(VIN+)正常输入PWM脉冲信号，IGBT短路电流检测端(DESAT)没有过流信号，且VCC-VE＝12V，即输出正向驱动电压正常，驱动信号输出高电平，故障信号和欠压信号输出低电平，驱动后级电路导通，使得IGBT交替导通工作，输出逆变电压。
[0033] 若IGBT出现过流信号(即IGBT短路电流检测端检测到IGBT集电极上的电压约等于7V时)，而输入驱动信号继续加在正向信号输入端(VIN+)，欠压信号为低电平，因此，后级电路被关断，使得IGBT栅射集之间的电压慢慢放掉，实现慢降栅极电压。
[0034] 具体而言，控制器U1的正向信号输入端(VIN+)与控制电路10的PWM信号输出端连接，其用于接收控制电路10输出的PWM脉冲信号，并将PWM脉冲信号输出至推挽电路30。
[0035] 推挽电路30由两个不同极性晶体管间连接的输出电路，推挽电路30采用两个参数相同的功率
双极结型晶体管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的
波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，因此导通损耗小效率高。
[0036] 具体地，推挽电路30的信号输入端与驱动电路20的信号输出端(对应VUOT管脚)连接，其用于接收驱动电路输出的高电平或低电平，以使得推挽电路30的上管及下管交替导通，输出PWM脉冲信号至IGBT的栅极。
[0037] 进一步地，IGBT的栅极与推挽电路30的信号输出端连接，用于接收PWM脉冲信号。
[0038] 若驱动电路20输入推挽电路30的信号为高电平，则推挽电路30的上管导通，下管截止，PWM脉冲信号通过推挽电路30输入IGBT的栅极，此时，加在IGBT集电极与发射极之间的电压为15V左右，使得IGBT导通，输出频率可调且稳定的电压，以
驱动电机M启动以及工作。需要说明的是，本方案以三相电中的一相作为输出电压，即U相、V相或W相。
[0039] 若驱动电路20输入推挽电路30的信号为低电平，则推挽电路30的上管截止，下管导通，此时，加在IGBT集电极与发射极之间的电压为-5V左右，推挽电路30关闭PWM脉冲信号输入IGBT的栅极，进而控制IGBT停止工作。
[0040] 在一些实施例中，为了减低电路的功耗以及提高PWM脉冲信号的输出性能，可在推挽电路30设置第一三极管Q1及第二三极管Q2，其中，第一三极管Q1为NPN型三极管，第二三极管Q2为PNP型三极管，其具有信号放大及开关的作用。
[0041] 示例性地，第一三极管Q1的基极及第二三极管Q2的基极与驱动电路20的信号输出端共同连接，更为具体地，第一三极管Q1的基极及第二三极管Q2的基极与控制器U1的信号输出端(VUOT)共同连接。
[0042] 第一三极管Q1的发射极及第二三极管Q2的发射极与IGBT的栅极共同连接。
[0043] 其工作原理为，控制电路10输入控制器U1的正向信号输入端(VIN+)为正常的PWM脉冲信号，且VCC-VE＝12V，即输出正向驱动电压正常，驱动信号端(VOUT)输出高电平，第一三极管Q1导通、第二三极管Q2截止，PWM脉冲信号通过第一三极管Q1输入IGBT的栅极，此时，加在IGBT集电极与发射极之间的电压为15V左右，使得IGBT工作，进而输出逆变电压。
[0044] 当驱动信号端(VOUT)输出地电平时，第一三极管Q1截止、第二三极管Q2导通，此时，加在IGBT集电极与发射极之间的电压为-5V左右，IGBT由导通转向截止，使得IGBT完全一个周期的导通与截止。此时，驱动电路20再输出另一组PWM脉冲信号，驱动另一组IGBT桥臂(图中未示出)，以形成电机M的电流回路。
[0045] 在一些实施例中，为了提高电路的安全性，可在电机控制电路中设置场效应管VF1。具体地，场效应管VF1在电路中主要起互锁作用。
[0046] 场效应管VF1的漏极与控制电路10的第一互锁信号端(LOCK1)及控制器U1的正向信号输入端(VIN+)(属于驱动电路20)共同连接。
[0047] 场效应管VF1的栅极耦接于控制电路10的第二互锁信号端(LOCK2)，场效应管VF1(LOCK2)的源极与控制器U1的反向信号输入端(VIN-)(属于驱动电路20)连接。
[0048] 其工作原理为，当两路PWM信号(同一桥臂)都为高电平时，场效应管VF1导通，把输入制器U1的电平拉低，使控制器U1的信号输出端(VUOT)也为低电平，此时，第一三极管Q1截止、第二三极管Q2导通，IGBT截止。
[0049] 在一些实施例中，为了减少外部信号的干扰，可在电路中设置第一电阻R1、第一电容C1及第二电容C2。其中，第一电阻R1和第二电容C2具有对故障信号的放大和滤波作用，当外部存在
干扰信号时，能让控制电路10(对应MCU，即主控制单元)正确接受信号。
[0050] 具体地，第一电阻R1的一端及第一电容C1的一端与电路的高电平端(+5V)共同连接，第一电阻R1的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2及第一电阻R1另的一端与控制器U1的故障输出端(属于驱动电路10)共同连接。
[0051] 在一些实施例中，为了提高IGBT的运行
稳定性及控制器U1的反向耐压性，可在电路中设置第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2、第四电阻R4及第五电容C5。其中，第二电阻R2为取样电阻，其用于获取IGBT集电极的工作电流。其中，第四电阻R4及第五电容C5的作用是保控制器U1出现过流信号后具有的软关断特性，其原理是第五电容C5通过内部MOSFET管的放电来实现软关断。
[0052] 具体地，第一二极管D1的阳极通过第二电阻R2与控制器U1的IGBT短路电流检测端(属于驱动电路20)连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与IGBT的集电极连接。
[0053] 第四电阻R4的一端与控制器U1的信号输出端(VOUT)连接，第四电阻R4的另一端与第五电容C5的一端及推挽电路30的输入端(即第一三极管Q1及第二三极管Q2的基极)共同连接，第五电容C5的另一端与第二三极管Q2的集电极连接。
[0054] 其工作原理为，第二电阻R2将IGBT的工作电流反馈至控制器U1的IGBT短路电流检测端，与控制器U1预设的基准信号进行比较，当第二电阻R2输入的检测电流大于基准信号时，控制器U1的信号输出端输出低电平，该低低电平使第一三极管Q1截止、第二三极管Q2导通，对IGBT进行软关闭，使得IGBT避免短路电流的击穿，进而提高IGBT运行稳定性。
[0055] 在一些实施例中，为了提高IGBT驱动信号的稳定性，可在电路中设置钳位电路40，其具有将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上的作用。
[0056] 具体地，钳位电路40设有第三二极管D3及第四二极管D4。其中，第三二极管D3与第四二极管D4组成二极管钳位电路，其指利用二极管正向导通压降相对稳定，且数值较小的特点，进行限制电路中IGBT栅极的电位，将IGBT栅极的电位钳制在5V。
[0057] 具体地，第三二极管D3的阴极与第一三极管Q1的发射极、第二三极管Q2的发射极及IGBT的栅极共同连接。
[0058] 第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阳极连接，第四二极管D3的阴极与IGBT的发射极连接。
[0059] 在一些实施例中，为了降低IGBT的
开关损耗，可在电路中设置第五电阻R5和第七电容C7。具体地，第五电阻R5通过推挽电路30与控制器U1的信号输出端(VOUT)连接。
[0060] 第五电阻R5的一端与第一三极管Q1的发射极及第二三极管Q2的发射极共同连接，第五电阻R5的另一端与第七电容C7的一端及IGBT的栅极共同连接，第七电容C7的另一端耦接于IGBT的发射极。
[0061] 在一些实施例中，为了防止过高的输入电压损坏IGBT，可在电路中设置保护电路，其中保护电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第五二极管D5、第六二极管D6及第十二电容C12。
[0062] 具体的，第七电阻R7及第八电阻R8的一端控制电路的PWM信号输出端共同连接，第七电阻R7的另一端与第五二极管D5的阳极及场效应管VF1的源极共同连接，第八电阻R8的另一端与第五二极管D5的阴极及第六二极管D6的阳极共同连接。
[0063] 第六二极管D6的阴极与电路的+5V电源端连接。
[0064] 第五二极管D5的阴极与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端与场效应管VF1的漏极及第十二电容C12的一端共同连接，第十二电容C12的另一端与场效应管VF1的源极及控制器U1的负向信号输入端(VIN-)共同连接。
[0065] 上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
