[实用新型]开关磁阻电机用封装功率模块及应用其的控制系统

说明书

本实用新型公开了一种开关磁阻电机用封装功率模块及应用其的控制系统，它包括封装本体以及从所述封装本体内伸出的多个引脚，所述封装本体内封装有功率模块电路；所述功率模块电路包括不对称半桥功率电路、上开关管栅极驱动电路、下开关管栅极驱动电路、输入信号控制单元、过温保护电路、欠压保护电路、VREG电源电路、过流保护电路和运算放大器电路，所述不对称半桥功率电路包括多个功率单元。本实用新型提供一种开关磁阻电机用封装功率模块及应用其的控制系统，简化元器件和电路，结构简单，能耗和占用空间小，运行更加稳定。

技术领域

本实用新型涉及一种开关磁阻电机用封装功率模块及应用其的控制系统。

背景技术

目前，开关磁阻电机是在上世纪八十年代出现的一种新型电机，其定转子均为凸极实心叠片结构，定子上绕有集中绕组，转子上无绕组、永磁材料等结构，故开关磁阻电机具有结构简单坚固、可控参数多，控制灵活，效率高、起动性能好等优点，其在电动车驱动系统、家用电器、通用工业、伺服驱动、矿山机械等领域得到了广泛应用。

开关磁阻电机一般采用不对称半桥功率电路，每相功率电路由两只控制通断的开关管和两个续流二极管所组成。这种拓扑控制灵活，每相都可以构成一个单独模块进行独立控制，并且允许相间重叠控制，具有可靠性高、容错性好优点。

但是，目前开关磁阻电机功率电路中，如图7所示，使用分立器件设计的功率模块及控制系统使用分立器件设计的电路，各个元器件是单独的封装结构，然后将各个元器件在PCB板上组装成电路。如不对称半桥电路需要使用六个单独封装的开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6和六个单独封装的二极管D5、D7、D12、D16、D17、D19等器件来组成，在设计PCB板时，布线数量多、布线路径长，导致能耗高、抗干扰性差，使得开关磁阻电机的功率模块及整个控制系统的元器件过多，结构复杂，占用空间过大，故障率高，性价比低。而且与现有的使用分立器件设计的电路相比，分立器件设计的电路需要使用三个独立封装的栅极驱动芯片U10、U11、U12来组成上开关管和下开关管的栅极驱动电路，并且栅极驱动芯片U10、U11、U12都需要电源供电，在设计PCB时，三个独立封装的栅极驱动芯片U10、U11、U12占用空间大、布线路径长，抗干扰性差。另外，现有的使用分立器件设计的电路，分立器件设计的电路需要使用电源芯片U4、稳压电源芯片U3等一些元器件来组成MCU控制单元的需要的3.3V电源。现有的使用分立器件设计的电路，分立器件设计的电路需要使用单独封装的运算放大器U4等元器件将电流采样电阻的电压信号放大。

综上所述，目前开关磁阻电机功率电路中的开关管、续流二极管均为分立元器件，且电路组成及布局的不合理，使得开关磁阻电机的功率模块及整个控制系统的元器件过多，结构复杂，占用空间过大，故障率高，能耗高，性价比低，占用空间过大，十分不利于开关磁阻电机的产业化发展，相比较其他技术成熟的电机失去了其竞争优势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种开关磁阻电机用封装功率模块及应用其的控制系统，简化元器件和电路，结构简单，能耗和占用空间小，运行更加稳定。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种开关磁阻电机用封装功率模块，它包括封装本体以及从所述封装本体内伸出的多个引脚，所述封装本体内封装有功率模块电路；

所述功率模块电路包括不对称半桥功率电路、上开关管栅极驱动电路、下开关管栅极驱动电路、输入信号控制单元、过温保护电路、欠压保护电路、VREG电源电路、过流保护电路和运算放大器电路，所述不对称半桥功率电路包括多个功率单元；

所述输入信号控制单元的输入端与封装本体上的多个信号控制引脚相连，所述输入信号控制单元的输出端分别通过上开关管栅极驱动电路和下开关管栅极驱动电路与不对称半桥功率电路的输入端相连，所述不对称半桥功率电路的输出端与封装本体上的多个电机控制引脚相连，所述不对称半桥功率电路的采样端与封装本体上的多个采样引脚相连；