[其他]電機驅動系統

在審

• 申請號: 101985000008272
• 申請日: 1985-10-11
• 公開（公告）號: CN1004392B
• 公開（公告）日: 1989-05-31
• 發明（設計）人: 西島英男;伊藤隆康;福島勇夫
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

電機驅動系統包括由一個小電流ＰＮＰ晶體管和一個大電流ＮＰＮ晶體管以達靈頓聯接而構成的等價功率ＰＮＰ晶體管，在ＮＰＮ晶體管的集電極和ＰＮＰ晶體管的發射極之間接有可調、降壓型開關式穩壓器。可以減少電機驅動系統中的電功率損失。并且可以節省使電機驅動系統工作所需要的電功率。

本發明是關于電機驅動系統，特別是其功率消耗得以減少的、用于單相和三相電機的驅動系統。

在先有技術中，例如日本專利未經審查的公開說明書No.66864/80和No.66262/80所公開的電機驅動系統中，PNP晶體管和NPN晶體管分別和電機驅動線圈的兩端相連接，電功率經PNP晶體管和NPN晶體管饋入電機驅動線圈。在用集成電路形成的電機驅動系統，特別是形成如圖1中虛線方框A所示的驅動電路時，存在一定的障礙，因為，由于增大芯片尺寸所致，難以實現能夠工作在大電流區的PNP晶體管。為此，通常，如圖1所示，用一個較小的PNP晶體管3和一個大的NPN晶體管4，以達靈頓接法將它們連接起來。靠這種達靈頓接法，雖然可以得到和PNP晶體管等價的效果，但就晶體管4的情況而言，要求其集電極-發射極電壓V_CE至少和基極-發射極電壓V_BE一樣大（假設晶體管13的集電極-發射極電壓V_CE是0伏）。這種事實引起了一個問題，因為，當電機線圈6和7被驅動時，尤其在低電壓下，電機的效率η（包括驅動系統中的損失）大幅度降低。這里，電機的效率η表示為

η＝輸出/輸入＝負載轉矩×輸出功率/電壓×電流

其中輸出功率與負載轉矩×轉速成正比。在這種情況下，因為上式中的電壓是晶體管4的集電極-發射極電壓V_CE，于是靠降低電壓V_CE，電機的效率η就能得到改善。在圖1中，標號1表示第一電源，8和9分別表示控制晶體管3、4、5用的電機驅動控制信號的輸入端，標號30表示第二電源。

在DE-OS 2233188文件的附圖1及其相應的說明中，也公開了一種橋式電機驅動供電電路，其中每個橋臂由第一個及第二個NPN晶體管（t₆及t₇，t₃及t₈）組成，電機的每個繞組端連接在每個第一個NPN晶體管（t₆或t₃）的發射極與第二個NPN晶體管（t₇或t₈）的集電極的連接點上，其中每個第一NPN晶體管（t₆或t₃）與每另一個PNP晶體管（t₅或t₂）構成達靈頓連接方式，每個PNP晶體管（t₅或t₂）的集電極共同連接于一個直流電源上，這些PNP管的基極及第二個NPN管的基極與控制電路相連接。這種電路也存在上文所述的問題。

此外從FR 1479475文件的附圖4及相應的說明同US3368139文件的附圖2及相應的說明可知：為了減少達靈頓連接中功率管的V_CE、從而減少其功率損耗;在達承頓連接中，功率管上串聯直流電壓源（FR1479475），或是在達靈頓連接的驅動管中串聯直流電壓源（US3368139），由于所述直流電壓源的電壓是不可調節的，所以效果并不理想。

本發明之目的是提供用于單相電機和三相電機的電機驅動系統，該系統減少了電機驅動電路中的電功率損失，并且，由于消除了上面提及的先有技術的缺點，使該系統在電功率消耗大幅度降低的情況下運行。

本發明進一步的目的是減少電機驅動系統中產生的熱量，改善電機效率。

為了達到這些目的，按照本發明，在由小電流PNP晶體管和大電流NPN晶體管以達靈頓接法構成的等價大功率PNP晶體管電路中，在大電流NPN晶體管的集電極和小電流PNP晶體管的發射極之間接一個高效開關型穩壓器。

本發明的最佳實施例將和附圖結合起來予以說明：

圖1是先有技術的電機驅動系統方框圖;

圖2是說明本發明的電機驅動系統原理的方框圖;

圖3是饋給圖2電路的信號波形圖;