[发明专利]直流马达模块及其功率驱动装置

说明书

技术领域

本发明与马达有关，更详细地是指一种直流马达模块及其功率驱动装置。

背景技术

按，一般直流无刷马达通常具备有一组三相线圈，一组功率驱动装置、以及一组控制电路。其中，该功率驱动装置是由六个金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)做为电子开关，并通过该控制电路来操控该些电子开关的导通或断开来决定该三相线圈中的哪一个相线圈导通，进而控制每一相的时序，而可有效率地驱动直流马达运转。

然而，上述的功率驱动装置的主要作用是用来导通或断开通过各个相线圈的电流，而在同样功率下，马达低压运转时，每一相的线圈将会通过较大的电流，而使得各个电子开关则必须耐高电流才能防止烧毁。另外，电子开关于高速导通或断开时，各线圈将会因反电动势而产生高于工作电压数倍的高压突波，尤其在重载的情况下，对应产生的高压突波亦会越高。是以，电子开关则除必须耐大电流外，亦须选用耐压大于高压突波的金属氧化物半导体场效晶体管才不致被高压突波击穿。

以功率小于500瓦的直流无刷马达为例，于供电20伏特的系统上，其功率驱动装置基于安全考虑，大多采用耐压高于70伏特，且更要可承受30安培左右的大电流长时间流过。而此种须耐高压及大电流的金属氧化物半导体场效晶体管，不仅成本较高，且包装体积较大。另外，此种金属氧化物半导体场效晶体管于承受高电流时，会产生许多废热，而使其外部必须增加散热片才可避免因高热而烧毁。

如此一来，若马达要小型化设计的话，则必须将功率驱动装置设置于其外壳之外，但此种设计不仅会造成接线杂乱，且分开设置的方式亦容易因马达震动而导致接线松脱。因此，由上述说明可得知，公知的直流马达以及功率驱动装置的设计仍未臻完善，且尚有待改进之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流马达模块及其功率驱动装置，使具有体积小、散热佳以及低成本的优点。

为实现上述目的，本发明提供的功率驱动装置，用以与一三相线圈电性连接；该功率驱动装置包含有：

六个半导体开关，分别具有一第一端以及一第二端，且该些半导体开关区分有三个上臂半导体开关、以及三个下臂半导体开关；其中，该些上臂半导体开关的第一端互相电性连接，且其第二端分别与该三相线圈的各个相线圈电性连接；该些下臂半导体开关的第二端相互电性连接，且其第一端分别与各该上臂半导体的第二端电性连接；以及

三个具有反向崩溃(reverse breakdown)效应的二极管，分别具有一正极以及一负极；该些二极管的正极分别与各该上臂半导体开关的第二端电性连接，而其负极则分别与各该上臂半导体开关的第一端电性连接。

所述的功率驱动装置，其中，包含有另外三个具有反向崩溃(reversebreakdown)效应的二极管，且分别具有一正极以及一负极，而其正极分别与各该下臂半导体开关的第二端电性连接，其负极则分别与各该下臂半导体开关的第一端电性连接。

所述的功率驱动装置，其中，该具有反向崩溃(reverse breakdown)效应的二极管是一雪崩二极管(avalanche diode)。

所述的功率驱动装置，其中，该具有反向崩溃(reverse breakdown)效应的二极管是一瞬态电压抑制器(transient voltage suppresse，TVS)。

本发明提供的直流马达模块，包含有；

一壳体；

一组三相线圈，设于该壳体中；

一功率驱动装置，设于该壳体中，且包含有：

六个半导体开关，分别具有一第一端以及一第二端，且该些半导体开关区分有三个上臂半导体开关、以及三个下臂半导体开关；其中，该些上臂半导体开关的第一端互相电性连接，且其第二端分别与该三相线圈的各个相线圈电性连接；该些下臂半导体开关的第二端相互电性连接，且其第一端分别与各该上臂半导体的第二端电性连接；以及

三个具有反向崩溃(reverse breakdown)效应的二极管，分别具有一正极以及一负极；该些二极管的正极分别与各该上臂半导体开关的第二端电性连接，而其负极则分别与各该上臂半导体开关的第一端电性连接；

一控制装置，设于该壳体中，且于该些半导体开关电性连接，用以控制该些半导体开关导通或断开。

所述的直流马达模块，其中，该功率驱动装置包含有另外三个具有反向崩溃(reverse breakdown)效应的二极管，且分别具有一正极以及一负极，而其正极分别与各该下臂半导体开关的第二端电性连接，其负极则分别与各该下臂半导体开关的第一端电性连接。