交流電機驅動電路的製作方法
2023-05-02 00:29:56 1
專利名稱：交流電機驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基本電子電路，尤其涉及一種高電壓低電流驅動高匝數電機線圈，使電機具有省電及高轉速的特性的交流電機驅動電路。
背景技術：
目前交流風扇電機的常見驅動方式，如圖3所示，為一交流電機20連接至交流電源AC的示意圖，交流電機20的兩組線圈La、Lb串聯後直接連接至交流電源AC，藉由交流電源AC輸入的正負半周，而產生交互相異磁極N/S，進而驅動交流電機20轉動。由於電機耗電且轉速低，加上電機被驅動後其內部溫度會提升，故基於安全考慮，並無法使用輕質的塑料外殼，再者，其主要構造鐵心組件及兩線圈的體積甚大，使得電機直徑大，所以交流電機產品化後的體積並無法小型化。
請配合參閱圖4所示，為臺灣公告第456673號「具交流電源驅動的直流無刷風扇」新型專利案，其主要是將交流電源整流降壓後，輸出一個符合該直流無刷風扇使用的低壓直流電源。再參閱圖5所示，為此新型專利案中的一個實施例電路圖，其中該交流電源首先經過全波整流器整流出一高壓直流電源後，再經電容與電阻降壓，輸出一個低壓直流電源，供直流無刷風扇使用。
由該新型專利案的設計可知，原本110V的交流電壓經過轉換後為一低壓(12V或5V)直流電源，因此，在轉換的其間相對地耗費掉約70％-80％的電壓。
實用新型內容本實用新型所要解決的主要技術問題在於，克服現有的交流電機存在的缺陷，而提供一種交流電機驅動電路，使電機能夠有效利用交流電源，而具有省電及高轉速的功效。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種交流電機驅動電路，其特徵在於，包括一交直流轉換單元，為一整流濾波電路，其輸入端是直接連接至交流電源，以將交流電源整流為一高壓直流電源後輸出；一低壓穩壓單元，是連接至該交直流轉換單元的輸出端，將高壓直流電源轉換為一穩定低壓直流電源後輸出；一電機驅動單元，是連接至該低壓穩壓單元的輸出端，主要是由具低電壓工作電源特性的驅動集成電路、霍爾感知組件及二個電晶體組成；一高匝數電機線圈單元，是由兩高匝數線圈組成，各線圈的一端是連接至該交直流轉換單元的輸出端，以連接至高壓直流電源，而另一端則分別連接至電機驅動單元的電晶體；一諧波消除單元，是設於該高匝數電機線圈單元的兩線圈之間，以消除因電感反電動勢所帶來的諧波效應。
前述的交流電機驅動電路，其中交直流轉換單元是由一全波整流器及一高壓電容器組成。
前述的交流電機驅動電路，其中諧波消除單元是包含一齊納二極體及兩二極體，其中各二極體是對向連接並串接於兩線圈之間，該齊納二極體的陽極則連接至交直流轉換單元的輸出端，其陰極則連接至兩二極體的連接節點之間。
前述的交流電機驅動電路，其中交直流轉換單元與交流電源之間設有一電流過載保護單元。
前述的交流電機驅動電路，其中電流過載保護單元為一保險絲。
前述的交流電機驅動電路，其特徵在於所述電流過載保護單元為一低阻抗電阻器。
上述驅動電路主要藉由交直流轉換單元將交流電源轉換為高壓直流電源後，再將高壓直流電源直接提供給高匝數電機線圈及低壓穩壓單元，該低壓穩壓單元將高壓直流電轉換為穩定低壓直流電源後，即能作為電機驅動單元的工作電源。由上所述，本實用新型確實能夠提高電壓直流電源供給高匝數電機線圈，由於電機線圈為高匝數，故當電機線圈連接至高壓直流電源時，能夠使得高匝數電機線圈通入較小的電流，進而提高電機轉速，並且具有省電的功效(比現有交流電機節約40％的電量)，此外，亦能確保電機驅動單元取得穩定的直流電源。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的一電路方塊圖。
圖2是本實用新型的一較佳實施例的電路圖。
圖3是一現有交流電機的線圈與交流電源連接的示意圖。
圖4是臺灣公告第456673號「具交流電源驅動的直流無刷風扇」新型專利案的圖1。
圖5是臺灣公告第456673號「具交流電源驅動的直流無刷風扇」新型專利案的圖2。
圖中標號說明10交直流轉換單元11低壓穩壓單元12電機驅動單元13高匝數電機線圈單元14諧波消除單元15電流過載保護單元20交流電機具體實施方式
請參閱圖1所示，為本實用新型的一電路方塊圖，包括一交直流轉換單元10，為一整流濾波電路，其輸入端直接連接至交流電源，以將交流電源以整流為一高壓直流電源後輸出，該整流電路10是由一全波整流器D1及一高壓電容器C1組成，如圖2所示；一低壓穩壓單元11，是連接至該交直流轉換單元10的輸出端，將高壓直流電源轉換為一穩定的低壓直流電源後輸出；一電機驅動單元12，是連接至該低壓穩壓單元11的輸出端，該電機驅動單元12主要由具低電壓工作電源特性的驅動集成電路IC1及霍爾感知組件H1，以及二電晶體Q1、Q2組成；一高匝數電機線圈單元13，是由兩高匝數線圈L1、L2組成，各線圈L1、L2的一端是連接至該交直流轉換單元10的輸出端，以連接至高壓直流電源，而另一端則分別連接至電機驅動單元12的電晶體Q1、Q2；一諧波消除單元14，是設於該高匝數電機線圈單元13的兩線圈L1、L2之間，以消除因線圈匝數過高產生電感反電動勢過強而形成電磁波幹擾的諧波效應。
為避免因整流器及高壓電容器組件及電機線圈產生過大電流而損壞驅動電路，導致意外的情形發生，則可在交直流轉換單元10與交流電源之間串接一電流過載保護單元15，該電流過載保護單元15可為一保險絲F1或是低阻抗電阻器(圖中未示)。
請再配合參閱圖2所示，為上述電路方塊圖的一較佳實施例的詳細電路圖，即，上述該低壓穩壓電路11主要由一齊納二極體ZD1，該齊納二極體ZD1是通過電阻R1、R2連接至該交直流轉換單元10，由於齊納二極體ZD1超過一定逆向電壓即會崩潰而保持在一定壓降，故該電機驅動單元12會連接至該齊納二極體ZD1以取得穩定且低壓直流電源。
上述諧波消除單元14主要由一齊納二極體ZD2及兩二極體D2、D3組成，其中各二極體D2、D3是對向連接並串接於兩線圈L1、L2之間，而該齊納二極體ZD2的陽極則連接至交直流轉換單元10的輸出端，其陰極則連接至兩二極體D2、D3的連接節點之間。當第一高匝數電機線圈L1由導通至不導通瞬間，其上會產生有一反電動勢，待第一高匝數電機線圈L1不導通時，此一反電動勢所產生的電流會流經二極體D2及齊納二極體ZD2旁路掉。反之，當第二高匝數電機線圈L2由導通至不導通瞬間所產生的反電動勢，同樣會在第二高匝數電機線圈L2不導通時，讓電流流經二極體D3及齊納二極體ZD2旁路掉，而不會輸入至電機驅動單元12內，損壞電機驅動單元12，此外，該諧波消除單元14亦能防止電磁波的幹擾，有效解決電機運轉時產生的噪音，並可避免幹擾廣播或電視頻道的收訊效果。
由於高匝數電機線圈單元13的線圈L1、L2是直接連接至交直流轉換單元10的高壓直流輸出端，故當電機驅動單元12的驅動集成電路IC1依照霍爾感知組件H1輸入信號，而順序控制兩電晶體Q1、Q2交換導通時，各高匝數電機線圈L1、L2會因為連接至該高壓直流電源而電流增大，故各高匝數電機線圈可斟酌調整繞組的匝數，藉由匝數的增加提高線圈阻抗，減低導通電流，達到省電及提高轉速的效果。
權利要求1.一種交流電機驅動電路，其特徵在於，包括一交直流轉換單元，為一整流濾波電路，其輸入端是直接連接至交流電源，以將交流電源整流為一高壓直流電源後輸出；一低壓穩壓單元，是連接至該交直流轉換單元的輸出端，將高壓直流電源轉換為一穩定低壓直流電源後輸出；一電機驅動單元，是連接至該低壓穩壓單元的輸出端，主要是由具低電壓工作電源特性的驅動集成電路、霍爾感知組件及二個電晶體組成；一高匝數電機線圈單元，是由兩高匝數線圈組成，各線圈的一端是連接至該交直流轉換單元的輸出端，以連接至高壓直流電源，而另一端則分別連接至電機驅動單元的電晶體；一諧波消除單元，是設於該高匝數電機線圈單元的兩線圈之間。
2.根據權利要求1所述的交流電機驅動電路，其特徵在於所述交直流轉換單元是由一全波整流器及一高壓電容器組成。
3.根據權利要求1或2所述的交流電機驅動電路，其特徵在於所述諧波消除單元是包含一齊納二極體及兩二極體，其中各二極體是對向連接並串接於兩線圈之間，該齊納二極體的陽極則連接至交直流轉換單元的輸出端，其陰極則連接至兩二極體的連接節點之間。
4.根據權利要求1或2所述的交流電機驅動電路，其特徵在於所述交直流轉換單元與交流電源之間設有一電流過載保護單元。
5.根據權利要求4所述的交流電機驅動電路，其特徵在於所述電流過載保護單元為一保險絲。
6.根據權利要求4所述的交流電機驅動電路，其特徵在於所述電流過載保護單元為一低阻抗電阻器。
專利摘要一種交流電機驅動電路，其主要包含有一交直流轉換單元、一低壓穩壓單元、一電機驅動單元、一高匝數電機線圈單元及一諧波消除單元；其中該交直流轉換單元將交流電源轉換為高壓直流電源後，再將高壓直流電源直接提供給高匝數電機線圈及低壓穩壓單元，由低壓穩壓單元輸出一平穩直流電源，作為電機驅動單元的工作電源。本實用新型主要藉由一高壓直流電源連接至高匝數的電機線圈，令電機線圈通入較小電流，提高電機的轉速。
文檔編號H02M3/24GK2777848SQ200520002369
公開日2006年5月3日 申請日期2005年2月18日 優先權日2005年2月18日
發明者謝新茂 申請人:協禧電機股份有限公司