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电动机驱动装置、控制电动机驱动装置的方法、逆变器装置及电力装置

摘要

一种电动机驱动装置,包括:第一模块,其上安装有被配置为向电动机供应驱动电流的逆变器电路;第二模块,其上安装有被配置为控制逆变器电路的控制电路;以及第三模块,其上安装有被配置为向逆变器电路和控制电路中的至少一个供应直流(DC)电力的电力电路。第一模块和第二模块可附接到第三模块的并且可从第三模块拆卸。

著录项

  • 公开/公告号CN108141112A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2018-06-08

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 三星电子株式会社;

    申请/专利号CN201680058481.9

  • 发明设计人 金善镇;朴贤洙;文相哲;

    申请日2016-08-23

  • 分类号H02K11/26(20060101);H02K11/33(20060101);H02K11/35(20060101);H02H7/08(20060101);H02P27/06(20060101);

  • 代理机构11105 北京市柳沈律师事务所;

  • 代理人邵亚丽

  • 地址 韩国京畿道

  • 入库时间 2023-06-19 05:35:28

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-09-01

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H02K11/26 专利号:ZL2016800584819 申请日:20160823 授权公告日:20200728

    专利权的终止

  • 2020-07-28

    授权

    授权

  • 2018-07-03

    实质审查的生效 IPC(主分类):H02K11/26 申请日:20160823

    实质审查的生效

  • 2018-06-08

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及电动机驱动装置、控制电动机驱动装置的方法、逆变器装置以及电力装置,并且更具体地,涉及包括插槽式逆变器的电动机驱动装置、控制电动机驱动装置的方法、逆变器装置和电力装置。

背景技术

电动机不仅广泛用于诸如洗衣机、冰箱、空调和清洁器的家用电器,而且还广泛用于近来备受关注的电动车辆和混合动力车辆。

另外,逆变器被广泛用于不断地维持电动机的转速而不管负载变化如何。逆变器使用多个开关将直流(direct-current,DC)电力转换为交流(alternating-current,AC)电力。在这种情况下,逆变器可以根据电动机的负载和转速来改变施加到电动机的电压的频率和电流的大小。

包括逆变器的电动机驱动装置可以另外包括被配置为向逆变器供应DC电力的电力电路和被配置为控制被包括在逆变器中的多个开关的控制电路。

传统上,由于逆变器、电力电路和控制电路安装在单个印刷电路板(printedcircuit board,PCB)上,因此难以维护和修理电动机驱动装置。特别地,在被包括在电动机驱动装置中的逆变器、电力电路以及控制电路中的某一方发生故障的情况下,替换逆变器、电力电路以及控制电路安装在其上的整个PCB是不方便的。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面旨在提供一种电动机驱动装置,其能够单独维护和修理包括在电动机驱动装置中的逆变器、电力电路和控制电路。

本发明的另一方面旨在提供一种电动机驱动装置,在电动机驱动装置中,逆变器、电力电路和控制电路分别安装在多个印刷电路板(PCB)上,该多个印刷电路板彼此电连接。

本发明的另一方面旨在提供一种电动机驱动装置,在电动机驱动装置中,逆变器、电力电路和控制电路分别安装在多个PCB上,其中当其上安装逆变器的PCB被替换后,可以自动识别替换的逆变器。

技术方案

本发明的另一方面旨在提供一种电动机驱动装置,在电动机驱动装置中,逆变器、电力电路和控制电路分别安装在多个PCB上,其中当其上安装逆变器的PCB被替换后,可以自动识别替换的逆变器。

根据本公开的一个方面,一种电动机驱动装置包括:第一模块,在其上安装有被配置为向电动机供应驱动电流的逆变器电路;第二模块,在其上安装有被配置为控制逆变器电路的控制电路;以及第三模块,在其上安装有被配置为向逆变器电路和控制电路中的至少一个供应直流(DC)电力的电力电路,并且第一模块和第二模块可以可拆卸地附加到第三个模块。

逆变器电路可以包括:逆变器,配置为将从电力电路供应的DC电力转换成交流(AC)电力并将转换的AC电力供应给电动机;辅助存储单元,配置为存储电动机的参数;以及第一通信接口,被配置为与控制电路通信。

控制电路可以包括:主存储单元,被配置为存储电动机参数;第二通信接口,被配置为与逆变器电路通信;以及主控制器,被配置为管理存储在主存储单元中的参数。

主控制器可以基于存储在辅助存储单元中的参数来更新存储在主存储单元中的参数。

主控制器可以通过第二通信接口从辅助存储单元接收参数,并且当接收到的参数不同于存储在主存储单元中的参数时,基于接收到的参数更新存储在主存储单元中的参数。

被配置为将第一通信接口耦合到第二通信接口的数据总线可以在第三模块中形成。

被配置为将逆变器电路耦合到控制电路的连接检测线可以在第三模块中形成。连接检测线的一端可以耦合到逆变器电路的接地端,并且连接检测线的另一端可以耦合到主控制器。

主控制器可以基于连接检测线的信号来确定第二模块是否插入到第三模块中。

控制电路还可以包括逆变器控制器,逆变器控制器被配置为控制包括在逆变器电路中的逆变器。

电力电路可以包括:高压电力电路,被配置为向逆变器电路供应高压DC电力;高压传感器,被配置为测量高压DC电力的电压值并输出与高压DC电力的电压值对应的高压检测信号;低压电力电路,被配置为向逆变器电路和控制电路供应低压DC电力;以及低压传感器,被配置为测量低压DC电力的电压值并输出与高压DC电力的电压值对应的低压检测信号。

控制电路可以包括:多路复用器,被配置为多路复用高压检测信号和低压检测信号;以及主控制器,被配置为从多路复用器接收高压检测信号和低压检测信号中的至少一个。

主控制器可以将用于选择高压检测信号和低压检测信号中的至少一个的选择信号输出到多路复用器,并且多路复用器可以基于选择信号将高压检测信号和低压检测信号中的至少一个输出到主控制器。

当高压检测信号和低压检测信号中的至少一个的电压值偏离预定电压范围时,主控制器可以警告电力电路中的故障。

当高压检测信号和低压检测信号中的至少一个的电压值偏离预定电压范围时,主控制器可以停止电力电路的操作。

根据本公开的一个方面,一种控制电动机驱动装置的方法,电动机驱动装置包括:第一模块,在其上安装有被配置为驱动电动机的逆变器电路;第二模块,在其上安装有被配置为控制逆变器电路的控制电路;以及通信接口,被配置为将第一模块与第二模块连接,该方法包括:将存储在被包括在逆变器电路中的辅助存储单元中的第一电动机参数发送到控制电路;将第一电动机参数与存储在被包括在控制电路中的主存储单元中的第二电动机参数进行比较,并且当第一电动机参数不同于第二电动机参数时,将第一电动机参数存储在主存储单元中。

该方法还可以包括:当第一电动机参数不同于第二电动机参数时,基于第一电动机参数选择用于控制电动机的控制程序。

该方法还可以包括将第一电动机参数应用于所选择的控制程序并追踪电动机参数。

该方法可以包括根据电动机参数的跟踪结果来运行所选择的控制程序,从而控制电动机。

根据本公开的一个方面,一种控制电动机驱动装置的方法,电动机驱动装置包括:第一模块,在其上安装有逆变器电路;第二模块,在其上安装有控制电路;以及第三模块,在其上安装有被配置为向逆变器电路和控制电路中的至少一个供应电力的电力电路,该方法包括:确定从电力电路输出的多个直流(DC)电力的电压值是否在预定参考范围内;当多个DC电力的电压值中的每一个在正常范围内时,确定逆变器电路是否耦合到控制电路和电力电路;当逆变器电路耦合到控制电路和电力电路时,将存储在被包括在逆变器电路中的存储器中的数据发送到控制电路。

确定多个DC电力的电压值是否在预定参考范围内可以包括:生成与多个DC电力的电压值对应的多个检测信号,多路复用多个检测信号并确定多路复用的检测信号是否在正常范围内。

确定逆变器电路是否耦合到控制电路和电力电路可以包括确定第一模块是否附接到第三模块。

确定逆变器电路是否耦合到控制电路和电力电路可以包括:基于连接检测线的信号来确定逆变器电路是否耦合到控制电路和电力电路,连接检测线的一端耦合到逆变器电路的接地端并且其另一端耦合到控制电路。

根据本公开的一个方面,一种逆变器装置包括:插槽接口,被配置为耦合到其上安装有电力电路的主板;逆变器,被配置为从电力电路接收直流(DC)电力、转换DC电力并将所转换的DC电力提供给电动机;以及辅助存储单元,被配置为存储电动机的参数,并且插槽接口可以插入主板的插槽中以附接到主板。

辅助存储单元可以包括:非易失性存储器,被配置为存储电动机的参数的;通信接口,被配置为耦合到形成在主板上的数据总线;以及存储器控制器,被配置为控制通信接口通过数据总线发送存储在非易失性存储器中的电动机的参数。

根据本公开的一个方面,一种电力装置包括:第一插槽,被配置为插入第一印刷电路板(PCB)中,在第一印刷电路板上安装有被配置为向电动机供应驱动电流的逆变器电路;第二插槽,被配置为插入第二PCB中,在第二PCB上安装有被配置为控制逆变器电路的控制电路;以及电力电路,被配置为通过第一插槽向逆变器电路供应第一直流(DC)电力,并且通过第二插槽向控制电路供应第二DC电力。

电力电路可以包括被配置为向逆变器电路供应第一DC电力的第一电力电路以及被配置为向控制电路供应第二DC电力的第二电力电路。

电力电路还可以包括数据总线,控制电路通过该数据总线将数据发送到逆变器电路并从逆变器电路接收数据。

根据本公开的一个方面,一种电动机驱动装置包括:多个卡模块,在其上分别安装有被配置为向多个电动机供应驱动电流的多个逆变器电路;以及主模块,在其上安装有被配置为向多个逆变器电路供应直流(DC)电力的电力电路,并且多个卡模块可以可拆卸地附接到主模块。

有益效果

本发明的一个方面可以提供电动机驱动装置,在该电动机驱动装置中可以单独维护和修理包括在电动机驱动装置中的逆变器、电力电路和控制电路。

本发明的另一方面可以提供电动机驱动装置,在该电动机驱动装置中,逆变器、电力电路和控制电路分别安装在彼此电连接的多个印刷电路板(PCB)上。

本发明的另一方面可以提供电动机驱动装置,在该电动机驱动装置中,逆变器、电力电路和控制电路分别安装在多个PCB上,以便当其上安装有逆变器的PCB被替换时,替换的逆变器可以被自动识别。

本发明的另一方面可以提供电动机驱动装置,在该电动机驱动装置中,逆变器、电力电路和控制电路分别安装在多个PCB上,以便当控制电路在被安装在PCB上时被一个新的控制电路替代时,新的控制电路可以自动获得电动机信息。

附图说明

图1示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置。

图2示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的示例。

图3示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的另一示例。

图4示出了根据实施例的包括在电动机驱动装置中的电力电路。

另外,图5示出了包括在图4所示的电力电路中的高压电力电路的示例。

图6示出了包括在图4所示的电力电路中的低压电力电路的示例。

图7示出了包括在图6所示的低压电力电路中的低压传感器的示例。

图8示出了根据实施例的包括在电动机驱动装置中的逆变器电路。

图9示出了包括在图8所示的逆变器电路中的参数存储单元的配置的图。

图10示出了根据示例性实施例的包括在电动机驱动装置中的控制电路。

图11示出了包括在图10所示的控制电路中的逆变器控制器的配置。

图12、13和14是用于描述包括在图10所示的控制电路中的主控制器的操作的图。

图15示出了根据实施例的电动机驱动装置的初始操作。

图16示出了由于图15所示的操作,电动机驱动装置初始对第一DC链路充电的情况。

图17a、图17b和图18示出了电动机驱动装置根据图15所示的操作检查DC-DC转换器的输出的情况。

图19a和图19b示出了电动机驱动装置根据图15所示的操作检测逆变器电路的连接的情况。

图20a和图20b示出了电动机驱动装置根据图15所示的操作确认存储在逆变器电路中的电动机参数的情况。

图21示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的更新操作。

图22示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的逆变器电路的替换。

图23示出根据示例性实施例的电动机驱动装置的控制电路的替换。

图24示出了根据另一示例性实施例的电动机驱动装置。

图25示出了根据另一示例性实施例的电动机驱动装置的示例。

图26示出了根据示例性实施例的包括电动机驱动装置的冰箱的配置。

图27示出了根据示例性实施例的包括电动机驱动装置的空调的配置。

具体实施方式

在下文中,本说明书中描述的实施例和附图中示出的配置仅是本发明的示例,并且在提交本申请时可以给出各种修改示例以替代本说明书的实施例和附图。

这里用于描述本发明的实施例的术语并非旨在限制和/或限定本发明的范围。

例如,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一”、“一个”和“该”也可以意图包括复数形式。

将进一步理解的是,术语“包括”、“包括了”和/或“包含”、“包含了”当在本文中使用时指定存在所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合,但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。

应该理解,虽然这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分进行区分。

此外,如本文所使用的,诸如等术语可表示用于处理至少一个功能或操作的单元,例如存储在存储器或硬件(诸如现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)或专用集成电路(applicationspecific integrated circuit,ASIC))中的软件。然而,诸如等术语不限于软件或硬件,而可以是存储在可访问的存储介质上并由至少一个处理器执行的配置。

在下文中,将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中,相同的附图标记或数字可以指代执行基本相同的功能的组件或元件。

图1示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置。此外,图2示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的示例。图3示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的另一示例。

参考图1-图3,电动机驱动装置1包括被配置为向电动机400供应驱动电力DV的逆变器电路300、被配置为控制逆变器电路300的控制电路200、以及被配置为向逆变器电路300和控制电路200供应电力的电力电路100。

电力电路100从外部电源(power source)ES接收电力,向逆变器电路300供应高压电力HV和第一至第六低压电力LV1、LV2、...和LV6,并且向控制电路200供应第七低压电力LV7。此外,电力电路100可以向控制电路200提供与电力电路100的输出电压有关的第一感测数据SD1。

这里,外部电源ES可以是广泛用于家用的110V或220V的单相交流(AC)电源、或者广泛用于工业用途的380V、400V或460V的三相AC电力。此外,外部电源ES可以是由太阳能发电机供应的直流(DC)电源。

在下文中,为简洁起见将假定外部电源ES是单相AC电力。单相AC电力可以通过一对电线供应。在这种情况下,在这对电线之间施加具有110V或220V的有效值的AC电压。

逆变器电路300从电力电路100接收高压电力HV和第一低压电力LV1至第六低压电力LV6。此外,逆变器电路300基于从控制电路200供应的脉宽调制信号(pulse-widthmodulation signal)PWM将高压电力HV转换成驱动电力DV,并将转换后的驱动电力DV输出到电动机400。

这里,电动机400可以是包括永磁体的永磁体同步电动机或使用电磁感应的感应电动机。

永磁体同步电动机可以包括包括永磁体的转子和包括线圈的定子。当AC电流被供应给线圈时,生成旋转磁场。由于永磁体的磁场与线圈的旋转磁场之间的磁相互作用,转子可以旋转。

感应电动机包括作为导体的转子和包括线圈的定子。当向线圈供给AC电流时,作为导体的转子与旋转磁场一起产生感应电流。此外,由于由感应电流引起的磁场与由线圈引起的磁场之间的磁相互作用,转子可以旋转。

另外,电动机400可以包括配置为检测转子的旋转位移的霍尔传感器。霍尔传感器布置在被包括在电动机400中的定子的适当位置处,检测由于转子的旋转的磁场中的变化,并基于感测到的磁场来检测转子的位置。

控制电路200可以从电力电路100接收第七低压电力LV7,并且从逆变器电路300接收与电动机400的旋转有关的第二感测数据SD2和与逆变器电路300的连接有关的第三感测数据SD3。控制电路200可以基于第一感测数据SD1生成用于控制电力电路100的各种控制信号PFC、IRP和CON,并且将各种控制信号PFC、IRP和CON提供给电力电路100。另外,控制电路200可以基于第二感测数据SD2生成脉宽调制信号PWM,并将脉宽调制信号PWM发送到逆变器电路300。

此外,控制电路200和逆变器电路300可以通过数据总线BUS交换数据。具体地,控制电路200可以通过数据总线BUS将第一存储器数据MD1发送到逆变器电路300,并且逆变器电路300可以通过数据总线BUS发送第二存储器数据MD2。

上述电力电路100、控制电路200和逆变器电路300可以分别安装在分开的印刷电路板(PCB)上。电力电路100、控制电路200和逆变器电路300可以通过连接器彼此连接。

例如,如图2所示,电力电路100、控制电路200和逆变器电路300可以分别安装在主板MB、第一卡CA1和第二卡CA2上。这里,主板MB、第一卡CA1和第二卡CA2中的每一个可以被实现为PCB。

主板MB可以包括分别电连接到第一卡CA1和第二卡CA2的第一插槽SL1和第二插槽SL2。此外,第一卡CA1可以包括插入主板MB的第一插槽SL1中的第一插槽接口SI1,并且第二卡CA2可以包括插入主板MB的第二插槽SL2中的第二插槽接口SI2。

当第一卡CA1的第一插槽接口SI1插入主板MB的第一插槽SL1时,第一卡CA1不仅可以固定到主板MB,还可以连接到主板MB。换句话说,安装在第一卡CA1上的控制电路200电连接到安装在主板MB上的电力电路100。此外,控制电路200和电力电路100可以通过第一插槽接口SI1和第一插槽SL1供应电力并且发送/接收数据。

另外,当第二卡CA2的第一插槽接口SI2插入到主板MB的第二插槽SL2中时,第二卡CA2不仅固定到主板MB,而且还电连接到主板MB板MB。换句话说,安装在第二卡CA2上的逆变器电路300电连接到安装在主板MB上的电力电路100。此外,逆变器电路300和电力电路100可以供应电力并通过第二插槽接口SI2和第二插槽SL2发送和接收数据。

当第一卡CA1的第一插槽接口SI1和第二卡CA2的第二插槽接口SI2分别插入到主板MB的第一插槽SL1和第二插槽SL2中时,第一卡CA1和第二卡CA2电连接到主板MB,并且第一卡CA1电连接到第二卡CA2。换句话说,通过将卡CA1和CA2插入主板MB的插槽SL1和SL2中,卡CA1和CA2不仅可以连接到主板MB,而且还可以连接到插入到主板MB的插槽SL1和SL2中的其它卡CA1和CA2。

如上所述,电力电路100、控制电路200和逆变器电路300可以分别安装在分开的PCB MB、CA1和CA2上,并且PCB MB、CA1和CA2可以彼此组合或彼此分开。具体地,其上安装有控制电路200的第一卡CA1和其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2可以附接到其上安装有电力电路100的主板MB上或从其上安装有电力电路100的主板MB拆卸。

虽然图2示出了在垂直于主板MB的方向上将第一卡CA1和第二卡CA2附接到主板MB的方法,但是本发明不限于此。

例如,如图3所示,第一卡CA1和第二卡CA2可以相对于主板MB在水平方向附接到主板MB。

具体地,第一插头对MC1可以被提供在第一卡CA1的底表面上,并且第一插座对FC1可以被提供在主板MB的顶表面上。此外,第一卡CA1的第一插头对MC1可以被提供在与主板MB的第一插座对FC1对应的位置处,以便第一卡CA1的第一插头对MC1可以被插入到主板MB的第一插座对FC1中。当第一插头对MC1被插入到第一插座对FC1中时,第一卡CA1固定到主板MB,并且安装在第一卡CA1上的控制电路200电连接到安装在主板MB上的电力电路100。

此外,第二插头对MC2可以被提供在第二卡CA2的底表面上,并且第二插座对FC2可以被提供在主板MB的顶表面上。第二卡CA2的第二插头对MC2可以被提供在与主板MB的第二插座对FC2对应的位置处,以便第二插头对MC2可以被插入到第二插座对FC2中。当第二插头对MC2被插入到第二插座对FC2中时,第二卡CA2可以固定到主板MB,并且安装在第二卡CA2上的控制电路200可以电连接到安装在主板MB上的电力电路100。

另外,当第一卡CA1和第二卡CA2电连接到主板MB时,第一卡CA1也可以电连接到第二卡CA2。换句话说,控制电路200可以电连接到逆变器电路300。

如图2和图3所示,第一卡CA1和第二卡CA2可以直接插入到主板MB中,并且通过使用连接线第一卡CA1和主板MB可以被连接并且第二卡CA2和主板MB可以被连接。在这种情况下,连接线可以利用柔性材料并且允许第一卡CA1和第二卡CA2更自由地布置。

如上所述,当电力电路100安装在主板MB上并且控制电路200和逆变器电路300分别安装在第一卡CA1和第二卡CA2上时,可以便于电动机驱动装置1的修理和维护。

例如,当电力电路100、控制电路200和逆变器电路300被整体提供并且逆变器电路300中发生故障时,电力电路100、控制电路200和逆变器电路300需要被全部替换。

然而,当电力电路100、控制电路200和逆变器电路300被实现为分开的PCB并且在逆变器电路300中发生故障时,只有安装逆变器电路300的第二卡CA2可能被替换。也就是说,用户可以单独替换电力电路100、控制电路200和逆变器电路300当中的故障电路,以便可以减少电动机驱动装置1的修理和维护成本。

上面已经描述了电力电路100安装在主板MB上并且控制电路200和逆变器电路300分别安装在第一卡CA1和第二卡CA2上的情况,但是该情况只是示例。控制电路200可以安装在主板MB上,并且电力电路100和逆变器电路300可以分别安装在第一卡CA1和第二卡CA2上。此外,逆变器电路300可以安装在主板MB上,并且电力电路100和控制电路200可以分别安装在第一卡CA1和第二卡CA2上。

在下文中,将描述电力电路100、控制电路200和逆变器电路300中的每一个的配置和操作。

首先,将描述电力电路100。

图4示出了根据实施例的包括在电动机驱动装置中的电力电路。此外,图5示出了包括在图4中所示的电力电路中的高压电力电路的示例,并且图6示出了包括在图4所示的电力电路中的低压电力电路的示例。此外,图7示出了包括在图6所示的低压电力电路中的低压传感器的示例。

如图4所示,电力电路100包括高压电力电路101和低压电力电路102。

高压电力电路101可以将从外部电源ES供应的高压AC电力转换成高压DC电力并输出高压DC电力。

高压电力电路101可以包括:电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器110,被配置为从外部电源ES供应的AC电力去除噪声;第一整流器120,被配置为将从外部电源ES供应的AC电力转换为DC电力;功率因数校正器130,被配置为改善从外部电源ES供应的AC电力的功率因数;第一DC链路140,被配置为从输出自第一整流器120的DC电力去除波纹;以及高压传感器150,被配置为测量由第一DC链路140输出的DC电力的电压值。高压电力电路101不限于图4中示出的EMI滤波器110、第一整流器120、功率因数校正器130、第一DC链路140和高压传感器150,而是还可以包括各种附加电路,诸如过压保护电路和浪涌电路。

EMI滤波器110首先从外部电源ES接收AC电力,并且去除包括在外部电源ES的AC电力中的高频噪声。

为了去除高频噪声,EMI滤波器110典型地具有阻挡高频信号并传递低频信号的低通滤波器(low-pass filter,LPF)的形式。例如,如图5所示,EMI滤波器110可以包括分别串联连接到外部电源ES的两个端子的两个电感器L111和L112、以及分别连接在两个电感器L111和L112与接地端GND之间的两个电容器C111和C112。这里,在下面将要描述的第一整流器120的输出期间,接地端GND连接到负极端子N。

这里,电感器L111和L112阻挡高频信号,并且电容器C111和C112将高频信号旁路到接地端GND。结果,高频噪声被EMI滤波器110阻挡。

然而,图5中所示的EMI滤波器110仅是可采用的滤波器的示例。EMI滤波器110可以具有各种配置。例如,EMI滤波器110不仅可以具有图5所示的串-并配置,而且还可以具有并-串配置、∩配置或T配置。

第一整流器120被提供在EMI滤波器110的后端,并接收已由EMI滤波器110去除了噪声的AC电力。此外,第一整流器120将接收到的AC电力转换为DC电力。

第一整流器120可以包括包括四个二极管D121、D122、D123和D124的二极管桥。具体地,二极管对D121和D122可以彼此串联连接,二极管对D123和D124可以彼此串联连接,并且二极管对D121和D122可以与二极管对D123和D124并联连接。

AC电力从EMI滤波器110通过节点被施加,其中在该节点处,二极管对D121和D122彼此串联连接,并且二极管对D123和D124彼此串联连接。DC电力通过节点被输出,其中在该节点处,二极管对D121和D122并联连接到二极管对D123和D124。

此外,所有四个二极管D121、D122、D123和D124被布置为使得电流以相同的方向流动。例如,如图5所示,四个二极管D121、D122、D123和D124可以被布置以阻挡从图的上侧到其下侧的电流的流动并且传递从图的下侧到其上侧的电流的流动。

结果,DC电流从二极管对D121和D122以及二极管对D123和D124的阴极端子流出并流入二极管对D121和D122以及二极管对D123和D124的阳极端子。此外,二极管对D121和D122以及二极管对D123和D124的阴极端子变成第一整流器120的正极端子P,并且二极管对D121和D122以及二极管对D123和D124的阳极端子成为第一整流器120的负极端子N。

由于上述第一整流器120,其中电流流动的方向和施加电压的方向随时间变化的AC电力被转换成其中电压在一个方向施加并且电流在电压施加的方向流动的DC电力。

功率因数校正器130被提供在第一整流器120的后端,并且接收由第一整流器120整流的DC电力。此外,功率因数校正器130减少了上述第一整流器120与下面将描述的第一DC链路140之间的电力损耗(其在AC电力转换为DC电力时发生)。

为了使用AC电力,从外部电源ES施加的AC电压的相位应该等于给电动机驱动装置1供应的电流的相位。当所施加的AC电压的相位不等于供应的电流的相位时,从外部电源ES向电动机驱动装置1供应的电力的效率可能会降低,或者更糟糕的是,可能无法供应电力。由于所施加的AC电压的相位不等于所供应的电流的相位所以电动机驱动装置1不能使用的电力被称为无功电力。由于所施加的AC电压的相位等于所供应的电流的相位所以被发送到电动机驱动装置1的电力被称为有功电力。

另外,功率因数是指对于视在功率的有功功率。也就是说,功率因数可以被看作是电动机驱动装置1实际使用的电力与从外部电源ES供应的电力的比率。高功率因数意味着电动机驱动装置1使用从外部电源ES供应的大部分电力,而低功率因数意味着电动机驱动装置1仅使用所供应的电力的小部分。

功率因数校正器130可以包括电感器L130、二极管D130和开关Q130。在这种情况下,开关Q130从控制电路200接收功率因数校正信号PFC,并响应于接收到的功率因数校正信号PFC而接通和断开。控制电路200可以生成功率因数校正电路PFC,该功率因数校正电路PFC被配置为基于从外部电源ES供应的AC电力的电压来接通和断开开关Q130。

由于开关Q130的开/关操作,其相位等于从外部电源ES供应的AC电力的电压的相位的电流被供应到将在下面描述的第一DC链路140。

尽管上面已经描述了被配置为通过使用开关Q130来改善功率因数的有功功率因数校正电路,但是功率因数校正器130不限于有功功率因数校正器。例如,功率因数校正器130可以不包括开关,但可以包括被提供为低通滤波器(LPF)类型的无功功率因数校正电路。

此外,功率因数校正器130不限于被提供在第一整流器120的后端处的功率因数校正器。功率因数校正器130可以被提供在第一整流器120的前端或与第一整流器120整体提供。

第一DC链路140被提供在功率因数校正器130的后端,并且接收由被提供在功率因数校正器130的前端处的第一整流器120整流的DC电力。此外,第一DC链路140去除包括在DC电力的电压中的波动并且输出平滑的DC电压HV。

第一DC链路140可以包括被配置为去除包括在DC电力的电压中的纹波的至少一个电容器C140。尽管图5示出了一个电容器C140,但是多个电容器可以彼此并联连接。

在这种情况下,第一DC链路140可以将由第一整流器120整流的DC电力转换成电能、存储电能、并且将存储的电能供应给逆变器电路300。

近来,已经进行了关于减小包括在第一DC链路140中的电容器C140的电容量的研究。然而,具有几毫法拉(mF)的电容量的电容器在商业上广泛用作第一DC链路140的电容器C140。例如,电解电容器被广泛用作第一DC链路140的电容器C140。

在电动机驱动装置1的操作开始时,应当将足够的电能存储在第一DC链路140D的电容器C140中,以便第一DC链路140可以向逆变器电路300供应DC电力。然而,当在电动机驱动装置1的操作开始时由第一整流器120整流的DC电力被直接供应给第一直流链路140的电容器C140时,流向电容器C140的电流的大小非常大以至于高压电力电路101可能被损坏。

为了防止对整个高压电力电路101的损坏,第一DC链路140可以包括额外的浪涌电路141,该额外的浪涌电路141被配置为在电动机驱动装置1的操作开始时用电能对电容器C140充电。

浪涌电路141可以包括提供在功率因数校正器130与第一DC链路140之间的开关Q141、以及提供在第一整流器120与第一DC链路140之间的旁路线路上的电阻器R141。

响应于控制电路200的初始充电信号IRP,浪涌电路141的开关Q141接通和断开。具体地,浪涌电路141的开关Q141在第一DC链路的电容器C140的初始充电期间断开。当浪涌电路141的开关Q141断开时,第一整流器120的DC电力通过浪涌电路140的电阻器R141供应到第一DC链路140的电容器C140。在这种情况下,从第一整流器120流动到第一DC链路140的电容器C140的电流受到浪涌电路140的电阻器R141的限制。

另外,当第一DC链路140的电容器C140的初始充电完成时,浪涌电路141的开关Q141接通。当浪涌电路141的开关Q141接通时,第一整流器120的DC电力通过功率因数校正器130被供应给第一直流链路140的电容器C140。

在第一DC链路140的电容器C140被初始充电之后,第一DC链路140可以将存储在电容器C140中的电能供应给逆变器电路300,并且从外部电源ES通过第一整流器120接收电能。

高压传感器150可以提供在第一DC链路140的后端,测量由第一DC链路140输出的DC电力的电压值,并且输出与测量到的电压值对应的高压检测信号HVD。这里,高压检测信号HVD可以与将在下面描述的低压检测信号LVD1至LVD7一起构成要被提供给控制电路100的第一感测数据SD1。

高压传感器150可以包括分压器R151和R152以及运算放大器(operationalamplifier,OP AMP)O150。

分压器R151和R152包括电阻器对R151和R152,它们被提供在第一DC链路140的输出端之间并彼此串联连接。此外,分压器R151和R152接收第一DC链路140的输出电压,并输出由电阻器对R151和R152分压的电压。

OP AMP O150接收由分压器R151和R152分压的电压并输出对应于输入电压的高压检测信号HVD。

尽管上面已经描述了高压电力电路101的示例,但是本发明不限于此。可以提供用于实现高压电力电路101的功能的各种实现电路。

低压电力电路102可以将从外部电源ES供应的高压AC电力转换为高压DC电力,再次将高压DC电力转换为低压DC电力,并且输出转换后的低压DC电力。

低压电力电路102可以包括被配置为将从外部电源ES供应的AC电力转换成DC电力的第二整流器160、被配置为去除由第二整流器160输出的DC电力中的纹波的第二DC链路170、被配置为将由第二DC链路170输出的DC电力的电压转换成多个电压的DC-DC转换器180、以及被配置为测量电压被转换成的低压DC电力的电压值的多个低压传感器190。低压电力电路102不限于图4所示的第二整流器160、第二DC链路170、DC-DC转换器180和低压传感器190,并且还可以包括诸如过压保护电路的各种附加电路。

第二整流器160接收已由EMI滤波器110去除了噪声的AC电力,并且将接收到的AC电力转换成DC电力。在这种情况下,由于低压电力电路102使用DC-DC转换器180降低电压,所以第二整流器160可以从EMI滤波器110的输出端子对中的任一个接收AC电力。结果,供应给第二整流器160的AC电力的电压的有效值可以是从外部电源ES供应的AC电力的电压的有效值的一半。

第二整流器160可以包括包括四个二极管D161、D162、D163和D164的二极管桥。具体地,二极管对D161和D162彼此串联连接,二极管对D163和D164彼此串联连接,并且二极管对D161和D162与二极管对D163和D164并联连接。

AC电力从EMI滤波器110通过在该处二极管对D161和D162彼此串联连接并且二极管对D163和D164彼此串联连接的节点输入。DC电力通过在该处二极管对D161和D162与二极管对D163和D164并联连接的节点输出。

此外,四个二极管D161、D162、D163和D164中的全部被布置为使得电流以相同的方向流动。例如,如图6所示,四个二极管D161、D162、D163和D164可以被布置为阻挡从图的上侧到其下侧的电流的流动并且传递从图的下侧到其上侧的电流的流动。

结果,DC电流从二极管对D161和D162以及二极管对D163和D164的阴极端子流出,并且流入二极管对D161和D162以及二极管对D163和D164的阳极端子。此外,二极管对D161和D162以及二极管对D163和D164的阴极端子变成第二整流器160的正极端子P,并且二极管对D161和D162以及二极管对D163和D164的阳极端子成为第二整流器160的负极端子N。

由于上述第二整流器160,其中电流流动的方向和电压被施加的方向随时间改变的AC电力被转换成其中电压沿着一个方向施加并且电流沿电压被施加的方向流动的DC电力。

第二DC链路170提供在第二整流器160的后端,并且接收由第二整流器160整流的DC电力。此外,第二DC链路170去除包括在DC电力的电压中的波纹并且输出平滑DC电压。

第二DC链路170可以包括至少一个电容器C170,其中电容器C170被配置为去除包括在DC电力的电压中的波纹。虽然图5示出了一个电容器C170,但是多个电容器可以彼此并联连接。

在这种情况下,第二DC链路170可以将由第二整流器160整流的DC电力转换成电能、存储电能、并且将存储的电能供应给控制电路200和逆变器电路300。

DC-DC转换器180从第二DC链路170接收DC电力,降低DC电力的电压,并且输出具有降低的电压的DC电力。在这种情况下,DC-DC转换器180可以根据需要将DC电力的电压降低到各种电压并且输出具有各种电压的DC电压。

DC-DC转换器180可以采用各种电路来稳定地降低和输出DC电力的电压。例如,DC-DC转换器180可以采用图6中所示的正向转换器。

由正向转换器输出的DC电力的电压不仅由于包括在正向转换器中的开关的接通时间占空比而改变,而且还由于初级线圈的匝数与次级线圈的匝数的比率而改变。因此,通过改变次级线圈的匝数,正向转换器可以输出多个电压。

当采用正向转换器时,DC-DC转换器180可以包括通过其接收DC电力的输入端子181和通过其输出具有降低的电压的DC电压的输出端子182。此外,输出端子182可以包括被配置为输出不同的DC电压的第一至第七输出端子182-1、182-2、...、和182-7。具体地,第一至第七输出端子182-1、182-2、...、和182-7可以分别输出第一至第七低压DC电力LV1至LV7。

输入端子181包括被配置为将第二DC链路170的DC电力发送到输出端子182的初级线圈L181以及被配置为控制流向初级线圈L181的电流的开关Q181。

输入端子181的开关Q181响应于控制电路200的电压转换信号CON而接通和断开。当开关Q181接通时,电流流向初级线圈L181。当开关Q181断开时,电流不流向初级线圈L181。如上所述,由于初级线圈L181的电流由于开关Q181的开/关操作而波动,所以电流可以被感应到包括在输出端子中的次级线圈182-1、182-2、...、和182-7。

如上所述,输出端子182可以包括可以输出具有不同电压的DC电力的第一至第七输出端子182-1、182-2、...、和182-7。例如,第一至第六输出端子182-1、182-2、...、和182-6可以输出具有12V的电压的DC电力,并且第七输出端子182-7可以输出具有5V的电压的DC电力。

第一至第七输出端子182-1、182-2、...、和182-7可以分别包括被配置为从初级线圈L181接收能量的次级线圈L182a-1、L182a-2、...、和L182a-7,被配置为引导电流流动的(多个)二极管对D182a-1和D182b-1、D182a-2和D182b-2、...、以及D182a-7和D182b-7,被配置为去除由输入端子181的开关Q181的开/关操作引起的高频波纹的电感器L182b-1、L182b-2、...、和L182b-7,以及被配置为存储从输入端子181提供的电能的电容器C182-1、C182-2、...、和C182-7。

在这种情况下,次级线圈L182a-1、L182a-2、...、和L182a-7的匝数可以分别根据第一至第七输出端子182-1、182-2、...、和182-7的输出的电压而变化。

例如,当第一至第六输出端子182-1、182-2、...、和182-6输出具有12V电压的DC电力并且第七输出端子182-7输出具有5V电压的DC电力时,包括在第一到第六输出端子182-1、182-2、...、和182-6中的次级线圈L182a-1、L182a-2、...、和L182a-6中的每一个的匝数与包括在第七输出端子182-7中的次级线圈L182a-7的匝数的比率可以是12:5。

如上所述,DC-DC转换器180可以接收第二DC链路170的DC电力并输出具有不同电压的第一至第七低压DC电力LV1至LV7。

虽然DC-DC转换器180采用了正向转换器,但是本发明不限于此。例如,DC-DC转换器180可以采用能够转换DC电压的降压转换器、升压转换器,降压升压转换器、反激转换器、推挽转换器、半桥转换器、全桥转换器、电桥转换器等。

低压传感器190可以包括第一至第七低压传感器190-1、190-2、...、和190-7。可以提供第一至第七低压传感器190-1、190-2、...、和190-7以分别对应于DC-DC转换器180的多个输出端子182-、182-2、...、和182-7。低压传感器190可以测量由DC-DC转换器180输出的DC电力的电压值,并输出与测量的电压值对应的低压检测信号LVD1、LVD2、...、和LVD7。这里,低压检测信号LVD1至LVD7与上述高压检测信号HVD一起构成提供给控制电路100的第一感测数据SD1。

多个低压传感器190-1、190-2、...、和190-7可以分别包括分压器R191-1和R192-1、R191-2和R192-2、...、以及R191-7和R192-7。

例如,第一低压传感器190-1包括第一分压器R191-1和R192-1,其包括彼此串联连接的电阻器对R191-1和R192-1。此外,第一分压器R191-1和R192-1接收DC-DC转换器180的第一输出端子182-1的输出电压,并输出由电阻器对R191-1和R192-1分压的电压。

由于第二至第七低压传感器190-2、190-3、...、和190-7的配置和操作与第一低压传感器190-1的配置和操作相同,因此省略其描述。

如上所述,由低压传感器190的分压器R191-1和R192-1、R191-2和R192-2、...、以及R191-7和R192-7输出的低压检测信号LVD1至LVD7被施加到控制电路200。

因此,低压检测信号LVD1至LVD7的电压电平被限制为可以被输入到控制电路200的电压电平。

例如,当DC-DC转换器180的第一至第六输出端子182-1、182-2、...和182-6可以输出具有12V电压的DC电力并且DC-DC转换器180的第七输出端子182-7输出具有5V电压的DC电力时,控制电路200可以接收0V至5V的电压。

在这种情况下,为了检测控制电路200的欠电压和过电压,可以将控制电路200的参考电压设置为2.5V。

因此,低压传感器190将DC-DC转换器180的正常输出电压转换成2.5V的参考电压,并且通过使用分压器R191-1和R192-1、R191-2和R192-2、...、以及R191-7和R192-7输出2.5V的参考电压。

例如,如图7A所示,当DC-DC转换器180的第一输出端子182-1输出12V的正常输出电压时,第一低压传感器190-1输出2.5V的参考电压。为此目的,包括在第一低压传感器190-1中的电阻器对R191-1和R192-1之间的比率可以是19:5。

另外,如图7B所示,当DC-DC转换器180的第七输出端子182-7输出5V的正常输出电压时,第七低压传感器190-7输出2.5V的参考电压。为此目的,包括在第七低压传感器190-7中的电阻器对R191-7和R192-7之间的比率可以是1:1。

如上所述,电力电路100包括高压电力电路101和低压电力电路102。高压电力电路101可以输出要供应给逆变器电路300的高压DC电力,并且低压电力电路102可以输出具有要被供应到控制电路200和逆变器电路300的各种电压的低压DC电力。

接下来,将描述逆变器电路300。

图8示出了根据实施例的包括在电动机驱动装置中的逆变器电路。图9示出了包含在图8所示的逆变器电路中的参数存储单元的配置的图。

如图8所示,逆变器电路300包括:逆变器320,包括多个开关Q321至Q326并被配置为向电动机400供应驱动电力DV;电流传感器330,被配置为测量从逆变器320供应至电动机400的驱动电流;门驱动器310,被配置为接通和断开包括在逆变器320中的多个开关Q321至Q326;以及辅助存储单元340,被配置为存储与由逆变器320驱动的电动机400有关的各种电动机参数。

门驱动器310可以从电力电路100接收第一至第六低压DC电力LV1至LV7,并从控制电路200接收六个脉宽调制信号PWM。此外,使用第一至第六低压DC电力LV1至LV7,门驱动器310可以基于六个脉宽调制信号PWM生成用于接通和断开包括在逆变器320中的多个开关Q321至Q326的逆变器驱动信号DRV,并且将所生成的逆变器驱动信号DRV输出到逆变器320。

通常,由控制电路200输出的脉宽调制信号PWM具有0V至5V的电压,并且用于接通和断开包括在逆变器320中的多个开关Q321至Q326的信号具有0V至12V的电压。因此,控制电路200的脉宽调制信号PWM难以接通和断开包括在逆变器320中的多个开关Q321至Q326。

因此,在控制电路200和逆变器320之间提供门驱动器310。门驱动器310放大控制电路200的脉宽调制信号PWM并驱动包括在逆变器320中的多个开关Q321至Q326。可以将具有12V电压的DC电力施加到门驱动器310以接通和断开包括在逆变器320中的多个开关Q321到Q326。

逆变器320从电力电路100接收高压DC电力HV,并且从门驱动器310接收逆变器驱动信号DRV。此外,逆变器320响应于逆变器驱动信号DRV将高压DC电力HV转换成高压AC电力,并向电动机400供应高压AC电力。换句话说,逆变器320响应于逆变器驱动信号DRV向电动机400供应驱动电力DV。

逆变器320可以采用包括六个开关Q321至Q326的六开关逆变器。

例如,如图8所示,逆变器320可以包括三个开关对Q321和Q322、Q323和Q324、以及Q325和Q326。在这种情况下,开关对Q321和Q322、Q323和Q324、以及Q325和Q326分别包括串联连接的开关对Q321和Q322,串联连接的开关对Q323和Q324以及串联连接的开关对Q325和Q326。

具体地,第一开关对Q321和Q322可以包括彼此串联连接的第一开关Q321和第二开关Q322,第二开关对Q323和Q324可以包括彼此串联连接的第三开关Q323和第四开关Q324,并且第三开关对Q325和Q326可以包括彼此串联连接的第五开关Q325和第六开关Q326。此外,三个开关对Q321和Q322、Q323和Q324、以及Q325和Q326可以彼此并联连接。

在这种情况下,电力电路100的高压DC电力HV被供应到在该处三个开关对Q321和Q322、Q323和Q324、以及Q325和Q326彼此连接的两个电力节点P和N。此外,驱动电力DV从在该处形成三个开关对Q321和Q322、Q323和Q324、以及Q325和Q326中的每个开关对中的两个开关彼此串联连接的三个输出节点U、V和W供应到电动机400。此外,门驱动器310的逆变器驱动信号DRV被施加到六个开关Q321、Q322、Q323、Q324、Q325和Q326中的每一个的输入门。

包括在逆变器320中的六个开关Q321、Q322、Q323、Q324、Q325和Q326响应于门驱动器310的逆变器驱动信号DRV顺序地接通和断开。高压DC电力HV是由于六个开关Q321、Q322、Q323、Q324、Q325和Q326的开/关操作被转换成驱动电力DV,并且驱动电力DV被供应给电动机400。在这种情况下,驱动电力DV可以是AC电力。

在这种情况下,包括在逆变器320中的六个开关Q321、Q322、Q323、Q324、Q325和Q326可以采用被配置为阻止或传导高压高电流的绝缘栅双极晶体管(insulated gatebipolar transistor,IGBT)或功率场效应晶体管(power field-effect transistor,功率FET)。

此外,尽管上面已经描述了采用6开关逆变器的逆变器320,但是本发明不限于此。逆变器320可以采用多级逆变器(诸如T型中性点钳位逆变器、二极管钳位逆变器等)以减少损耗。

如上所述,逆变器320将高压DC电力HV转换成驱动电力DV,并将驱动电力DV提供给电动机400。

电流传感器330测量由逆变器320输出的驱动电力DV的电流值Ia、Ib和Ic。具体地,电流传感器330测量通过第一输出端子U输出的第一驱动电流Ia、通过第二输出端子V输出的第二驱动电流Ib、和通过第三输出端子W输出的第三驱动电流Ic。此外,电流传感器330可以测量第一、第二和第三驱动电流Ia、Ib和Ic中的两个驱动电流,并且剩余的一个驱动电流可以由将在下面描述的控制电路200计算。

几安培(A)到几百安培的高电流被供应给电动机400。为了检测高电流,电流传感器330可以包括被配置为按比例减小驱动电流的大小的电流互感器(currenttransformer,CT)、以及被配置为检测按比例减小的电流的大小的安培表。换句话说,电流传感器330可以使用CT按比例减小驱动电流的大小并且测量按比例减小的电流的大小以检测驱动电流。

这里,由电流传感器330测量的驱动电流的值Ia、Ib和Ic与转子(未示出)的位置信息θ(其由电动机400的霍尔传感器410检测到)一起构成第二感测数据SD2。

辅助存储单元340可以存储与由逆变器320驱动的电动机400有关的各种电动机参数。例如,辅助存储单元340可以存储电动机参数,诸如包括在电动机400中的绕线的电阻、绕线式线圈的电感以及包括在电动机400中的转子(未示出)的永磁体的磁通量。

此外,辅助存储单元340可以通过数据总线BUS将电动机参数发送到控制电路200或通过数据总线BUS从控制电路200接收电动机参数。

如图9所示,辅助存储单元340可以包括存储器342、通信接口343和存储器控制器341。

存储器342可以存储用于控制辅助存储单元340的操作的控制程序、控制数据和电动机参数。

存储器342可以包括诸如只读存储器(read-only memory,ROM)、可擦除可编程ROM(erasable programmable ROM,EPROM)和电可擦除可编程ROM(electrically erasableprogrammable ROM,EEPROM)的非易失性存储器。

非易失性存储器可以作为易失性存储器的辅助存储装置进行操作,并且存储电动机参数或用于实现存储器控制器341的控制程序和控制数据。此外,即使电子装置的电力被关闭,存储在非易失性存储器中的数据被保留。

通信接口343可以根据预定的通信协议通过数据总线BUS向控制电路200发送或从控制电路200接收电动机参数。例如,通信接口343可以根据内部集成电路(Inter-Integrated Circuit,I2C)协议、串行外围接口(Serial Peripheral Interface,SPI)协议或通用异步接收-发送(Universal Asynchronous Receive-Transmit,UART)协议与控制电路200通信。

特别地,I2C协议被广泛用于从非易失性存储器读取数据或将数据写入非易失性存储器。当使用I2C协议时,通信接口343可以通过串行时钟(SCL)线和串行数据(SDA)线发送和接收数据。

存储器控制器341控制存储器342和通信接口343的操作,并且管理存储在存储器342中的电动机参数。

例如,存储器控制器341可以通过通信接口343从控制电路200接收电动机参数,并将电动机参数存储在存储器342中。此外,存储器控制器341可以从存储器342中加载电动机参数并且通过通信接口343将存储器342的电动机参数发送到控制电路200。

虽然已经分开描述了存储器342、通信接口343和存储器控制器341,但是存储器342、通信接口343和存储器控制器341可以被实现为单个芯片。换句话说,一个芯片可以执行存储电动机参数、与控制电路200通信以及管理电动机参数的所有操作。

例如,存储器342可以被实现为在单个芯片上提供的非易失性块。存储器控制器341和通信接口343可以被实现为硬件(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))、或者被实现为存储在存储器342中的软件。

如上所述,逆变器电路300包括门驱动器310、逆变器320、电流传感器330和辅助存储单元340。逆变器电路300可以供应用于旋转电动机400的驱动电力并存储电动机400的电动机参数。此外,逆变器电路300可以与控制电路200通信电动机参数。

接下来,将描述控制电路200。

图10示出根据示例性实施例的包括在电动机驱动装置中的控制电路。此外,图11是示出了包括在图10所示的控制电路中的逆变器控制器的配置的图,以及图12、13和14是用于描述图10所示的控制电路中包括的主控制器的操作的图。

如图10所示,控制电路200可以包括被配置为控制逆变器电路300的电动机驱动操作的逆变器控制器220、被配置为控制电力电路100的电力供应操作的主控制器210、被配置为管理电力电路100和逆变器电路300的主控制器210、被配置为存储电动机参数的主存储单元240、以及被配置为与逆变器电路300通信的通信接口250。另外,控制电路200还可以包括被配置为多路复用高压检测信号HVD和低压检测信号LVD1至LVD7的多路复用器211。

在这种情况下,逆变器控制器220、主控制器210、主存储单元240和通信接口250可以被实现为一个第一芯片201。例如,主存储单元240可以被实现为非易失性存储器,并且逆变器控制器220、主控制器210和通信接口250可以被实现为硬件(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))或者被实现为存储在主存储单元240中的软件。

例如,第一芯片201可以包括被配置为实现逆变器控制器220、主控制器210和通信接口250的处理器块和易失性存储器块,并且可以包括被配置为实现主存储单元240的非易失性存储器块。

在另一示例中,第一芯片201可以包括被配置为实现逆变器控制器220、主控制器210和通信接口250的控制程序、被配置为在其中存储控制数据并实现主存储单元240的非易失性存储器块、以及被配置为基于控制程序和控制数据执行计算操作的处理器块和易失性存储器块。

然而,本发明不限于此,并且主存储单元240可以被实现为与逆变器控制器220、主控制器210和通信接口250分开的芯片。另外,逆变器控制器220和主存储单元240可以被实现为分开的芯片,并且主控制器210和通信接口250可以被实现为单个芯片。

此外,多路复用器211可以被实现为与被配置为实现逆变器控制器220、主控制器210、主存储单元240和通信接口250的第一芯片201分开的第二芯片202。

逆变器控制器220从逆变器电路300接收第二感测数据SD2,并从电动机驱动装置1已在其中安装的外部装置(未示出)的主控制电路(未示出)接收目标速度指令ω*。

通常,电动机驱动装置1不是独立设置,而是附接到家用电器(诸如冰箱、洗衣机、空调等)。也就是说,电动机驱动装置1可以是冰箱、洗衣机、空调等的组件。例如,在冰箱的情况下,电动机驱动装置1可以驱动被配置为驱动冰箱中包括的压缩机的电动机。在洗衣机的情况下,电动机驱动装置1可以驱动配置为使包括在洗衣机中的滚筒旋转的电动机。此外,在空调的情况下,电动机驱动装置1可以驱动被配置为驱动包括在空调中的压缩机或循环风扇的电动机。

另外,电动机驱动装置1可以接收来自包括在家用电器(诸如冰箱、洗衣机、空调等)中的主控制电路(未示出)的目标速度指令ω*。在这种情况下,主控制电路(未示出)可以是被配置为控制冰箱、洗衣机、空调等的整体操作的装置。

例如,在冰箱的情况下,冰箱的主控制电路可以取决于冷藏室的温度将用于驱动压缩机的控制信号和与电动机的旋转有关的目标速度指令ω*输出到电动机驱动装置1。此外,在洗衣机的情况下,洗衣机的主控制电路可以取决于清洗行程将用于使滚筒旋转的控制信号和与电动机的旋转相关的目标速度指令ω*输出到电动机驱动装置1。

逆变器控制器220基于第二感测数据SD2和目标速度指令ω*输出用于控制电动机400的旋转的脉宽调制信号PWM。

如上所述,第二感测数据SD2包括由逆变器电路300的电流传感器330输出的驱动电力DV的电流值Ia、Ib和Ic以及由电动机400的霍尔传感器410输出的转子位置信息θ。

逆变器控制器220可以基于转子位置信息θ来计算电动机400的旋转速度ω,并且基于计算出的旋转速度ω和驱动电力DV的电流值Ia、Ib和Ic来计算要施加到电动机400的驱动电压。此外,逆变器控制器220可以基于要施加到电动机400的驱动电压来生成脉宽调制信号PWM。

例如,如图11所示,逆变器控制器220可以包括速度计算器221、坐标系转换器222、速度控制器223、电流控制器224、逆坐标系转换器225和脉宽调制器226。

速度计算器221基于电动机400中包括的转子位置信息θ来计算电动机400的旋转速度ω。这里,如上所述,转子位置信息θ可以从包括在电动机400中的霍尔传感器410输入。

另外,当电动机400不包括霍尔传感器410时,速度计算器221可以基于由电流传感器330检测到的驱动电流值Iabc来计算电动机400的旋转速度ω。通过使用驱动电流值Iabc的电动机MO的转速的计算称为“无传感器控制”。

具体地,速度计算器221可以将转子位置信息θ相对于时间进行微分并计算电动机400的旋转速度ω。例如,当速度计算器221每隔预定采样间隔接收到旋转位置信息θ时,速度计算器221可以通过将在前一采样时间输入的转子位置信息θ与当前输入的转子位置信息θ之间的差除以采样间隔来计算电动机400的转速ω。

坐标系转换器222基于转子位置信息θ将三相驱动电流Iabc转换为基于转子的dq轴电流Idq。

这里,d轴表示与由电动机400的转子生成的磁场的方向对应的轴,并且q轴表示与由电动机400的转子生成的磁场的方向偏离90°的角度的轴。这里,90°的角度不是转子的机械角度,而是指通过转换包括在转子中的相邻N极或相邻S极之间的角度使得该角度超出360度而获得的电角度。

此外,d轴电流Id表示被配置为生成d轴磁场并且来自驱动电流Iabc的电流分量。电动机400的定子包括多个线圈。当电流被供应给线圈时,线圈生成磁场。在这种情况下,被配置为生成d轴磁场并且来自供应到线圈的电流的电流分量变成d轴电流Id。

另外,q轴电流Iq表示被配置为生成q轴磁场并且来自驱动电流Iabc的电流分量。换句话说,被配置为生成q轴磁场并且来自供应给线圈的电流的电流分量变成q轴电流Iq。

具体地,坐标系转换器222可以通过使用方程式1从三相驱动电流Iabc计算dq轴电流Idq:

[方程式1]

(这里,Id表示d轴电流,Iq表示q轴电流,θ表示转子的旋转位移,Ia表示a相电流,Ib表示b相电流,并且Ic表示c相电流。)

速度控制器223将外部输入的速度指令ω*与电动机400的转速ω进行比较,并基于比较结果输出dq轴电流指令Idq*。具体地,速度控制器214可以输出要供应给电动机400的dq轴电流,以减小速度指令ω*和旋转速度ω之间的差。

例如,q轴电流指令lq*与由电动机400生成的旋转力(转矩)直接相关。换句话说,随着q轴电流指令Iq*增加,由电动机400生成的旋转力增加。此外,d轴电流指令Id*是与由电动机400生成的旋转力(转矩)无关的分量。因此,速度控制器223可以基于速度指令ω*与旋转速度ω之间的差输出q轴电流指令Iq,并且将d轴电流指令Id*输出为“0”以减少能量损失。

速度控制器223可以包括比例控制器、比例积分控制器和比例积分微分控制器中的至少一个。

电流控制器224将由速度控制器223输出的dq轴电流指令Idq*与电动机400的dq轴电流Idq进行比较,并基于比较结果输出dq轴电压指令Vdq*。具体地,电流控制器224输出要施加到电动机400的dq轴电压,以减小dq轴电流指令Idq*和dq轴驱动电流Idq之间的差。

这里,dq轴电流Idq是由上述坐标系转换器222输出的dq轴电流Idq。另外,dq轴电压指令Vdq*是指与dq轴电流指令Idq*对应的电压。换句话说,dq轴电压指令Vdq*是指要施加到电动机400以将dq轴电流指令Idq*供应给电动机400的dq轴电压。

电流控制器224还可以包括比例控制器、比例积分控制器和比例积分微分控制器中的至少一个。

逆坐标系转换器225基于转子位置信息θ将dq轴电压指令Vdq*转换成驱动电压指令Vabc*。如上所述,dq轴电压指令Vdq*是指要施加到电动机400以将dq轴电流指令Idq*供应给电动机400的dq轴电压。

具体地,逆坐标系转换器225可以通过使用方程2从dq轴电压指令Vdq*计算驱动电压指令Vabc*。具体地,逆坐标系转换器225输出要实际施加到电动机MO的第一输出端子U、第二输出端子V和第三输出端子的驱动电压W,以将dq轴电压指令Vdq*施加到电动机MO。

[方程式2]

(这里,Vd表示d轴电压,Vq表示q轴电压,θ表示转子的旋转位移,Va表示a相电压,Vb表示b相电压,并且Vc表示c相电压。)

脉宽调制器226基于逆坐标系转换器225的输出(即,驱动电压指令Vabc*)输出要提供给逆变器电路300的脉宽调制信号PWM。具体地,脉宽调制器226可以脉宽调制(PWM)驱动电压指令Vabc*的a、b和c相电压中的每一个并生成脉宽调制信号PWM。

如上所述,逆变器控制器220基于电动机400的转子位置信息θ、供应给电动机400的各相的驱动电流Iabc以及从外部装置输入的速度指令ω*,生成用于使电动机以速度指令ω*旋转的脉宽调制信号PWM,并将脉宽调制信号PWM输出至逆变器电路300。

主存储单元240可以存储用于实现逆变器控制器220和主控制器210的控制程序和控制数据。

特别地,主存储单元240可以存储与可以由电动机驱动装置1驱动的所有电动机400有关的电动机控制程序和电动机参数。换句话说,主存储单元240可以存储多个电动机控制程序和多个电动机参数。

主存储单元240可以包括诸如只读存储器(ROM)、可擦除编程ROM(EPROM)和电可擦除可编程ROM(EEPROM)的非易失性存储器。

非易失性存储器可以用作易失性存储器的辅助存储装置,存储电动机参数,并存储用于实现逆变器控制器220和主控制器210的控制程序和控制数据。此外,即使电动机驱动装置1的电源关闭时,可以保留存储在非易失性存储器中的数据。

通信接口250可以根据预定通信协议通过数据总线BUS向逆变器电路300发送电动机参数或从逆变器电路300接收电动机参数。例如,通信接口250可以根据内部集成电路(I2C)协议、串行外围接口(SPI)协议或通用异步接收发送(UART)协议与逆变器电路300通信。

特别地,I2C协议被广泛用于从非易失性存储器读取数据或将数据写入非易失性存储器。当使用I2C协议时,通信接口343可以通过串行时钟(SCL)线和串行数据(SDA)线发送和接收数据。

主控制器210可以控制电力电路100的电力供应操作。

如图12所示,多路复用器211接收来自电力电路100的第一感测数据SD1,并接收来自主控制器210的选择信号Sel1、Sel2和Sel3。此外,复用器211基于选择信号Sel1、Sel2和Sel3复用第一感测数据SD1,并将复用的第一感测数据SD1提供给主控制器210。

如上所述,第一感测数据SD1包括第一低压检测信号LVD1至第七低压检测信号LVD7以及高压检测信号HVD。

多路复用器211基于选择信号Sel1、Sel2和Sel3选择第一至第七低压检测信号LVD1至LVD7和高压检测信号HVD中的任何一个,并将所选择的信号输出至主控制器210。

例如,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是[0,0,0]时,多路复用器211可以将第一低压检测信号LVD1输出到主控制器210。当选择信号Sel1、Sel2和Sel3为[0,0,1]时,多路复用器211可以将第二低压检测信号LVD2输出到主控制器210。以上述方式,多路复用器211可以基于选择信号Sel1、Sel2和Sel3将第三低压检测信号LVD3、第四低压检测信号LVD4、第五低压检测信号LVD5、第六低压检测信号LVD6、第七低压检测信号LVD7和高压检测信号HVD输出到主控制器210。

尽管上述多路复用器211接收三个选择信号Sel1、Sel2和Sel3以及八个感测信号LVD1、LVD2、...、LVD7和HVD并且输出一个感测信号,但是多路复用器211仅是示例,并且本发明不限于此。

多路复用器211的感测信号的数量和选择信号的数量可以根据可由电力电路100独立输出的DC电力输出的数量而改变。例如,当电力电路100独立地输出10个DC电力输出时,多路复用器211可以接收10个感测信号并接收四个选择信号。

主控制器210向多路复用器211输出用于选择第一至第七低压检测信号LVD1至LVD7和高压检测信号HVD中的任何一个的选择信号Sel1、Sel2和Sel3,以及接收来自多路复用器211的第一至第七低压检测信号LVD1至LVD7和高压检测信号HVD中的任何一个。

另外,主控制器210输出用于控制电力电路100的功率因数校正器130的功率因数校正信号PFC、用于控制DC-DC转换器180的电压转换信号CON以及用于基于第一至第七低压检测信号LVD1至LVD7和高压检测信号HVD来控制第一DC链路140的初始充电的初始充电信号IRP。

具体地,主控制器210生成功率因数校正信号PFC,使得从外部电源ES供应的AC电压的相位等于供应到第一DC链路140的电流的相位。主控制器210生成电压转换信号CON,使得从DC-DC转换器180输出具有预定电压的DC电力。此外,主控制器210生成初始充电信号IRP,使得第一DC链路140被初始充电直到由第一DC链路140输出的高压电力的电压值达到预定电压值。

此外,由主控制器210生成的功率因数校正信号PFC、电压转换信号CON和初始充电信号IRP被分别发送到电力电路100的功率因数校正器130,DC-DC转换器180和浪涌电路141。

主控制器210可以管理电力电路100和逆变器电路300。特别地,主控制器210可以管理存储在主存储单元240中的电动机参数。

例如,当来自外部电源ES的电力供应开始时,主控制器210可以确定安装在主板100上的电力电路100是否正常操作、其上安装有逆变器电路的第二卡CA2 300是否被插入到主板MB中、并且确定包括在逆变器电路300中的辅助存储单元340是否正常操作。

具体地,逆变器电路300可以向控制电路200提供第三感测数据SD3,以便主控制器210可以确定其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2是否插入到主板MB中。

如图13所示,第三检测线SD3_LINE被提供在控制电路200与逆变器电路300之间。第三检测线SD3_LINE的一端可以连接到控制电路200的主控制器210并通过上拉电阻Rpu连接到5V低压电源。此外,第三检测线SD3_LINE的另一端可以连接到逆变器电路300的接地端GND。

通过如图13所示配置电路,主控制器210可以确定其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2是否插入到主板MB中。也就是说,主控制器210可以确定逆变器电路300是否连接到电力电路100。

具体地,当其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2被插入到主板MB中时,可以向主控制器210施加0V的电压。当第二卡CA2未被插入主板MB,可以通过上拉电阻器Rpu向主控制器210施加5V的电压。

此外,主控制器210可以管理存储在主存储单元240中的电动机参数。

具体地,主控制器210确定存储在主存储单元240中的电动机参数是否与存储在逆变器电路300的辅助存储单元330中的电动机参数相同。当存储在主存储单元240中的电动机参数与存储在辅助存储单元330中的电动机参数不相同时,主控制器210可以将存储在辅助存储单元330中的电动机参数存储在主存储单元240中。

例如,如图14所示,主控制器210可以通过通信接口250从逆变器电路300的辅助存储单元330接收电动机参数,并将电动机参数存储在主存储单元240中。

另外,当存储在主存储单元240中的电动机参数与存储在辅助存储单元330中的电动机参数不相同时,主控制器210可以将存储在主存储单元240中的电动机参数存储在辅助存储单元330中。

例如,如图14所示,主控制器210可以从主存储单元240加载电动机参数,并且通过通信接口250将电动机参数发送到逆变器电路300的辅助存储单元330。

如上所述,控制电路200可以控制电力电路100和逆变器电路300的操作。特别地,控制电路200可以通过数据总线BUS管理存储在逆变器电路300和控制电路200中的电动机参数。

另外,下面将描述的电动机驱动装置1的操作可以被解释为控制电路200的控制操作。

到目前为止已经描述了电动机驱动装置1的配置。

在下文中,将描述电动机驱动装置1的操作。

图15示出了根据实施例的电动机驱动装置的初始操作。

图16示出了由于图15所示的操作,电动机驱动装置初始对第一DC链路充电的情况。图17a、图17b和图18示出了电动机驱动装置根据图15所示的操作检查DC-DC转换器的输出的情况。此外,图19a和图19b示出了电动机驱动装置根据图15所示的操作检测逆变器电路的连接的情况。图20a和图20b示出了电动机驱动装置根据图15所示的操作确认存储在逆变器电路中的电动机参数的情况。

将参考图15至图20b描述当启动来自外部电源ES的电力供应时电动机驱动装置1的初始操作600。

电动机驱动装置1初始对第一DC链路140进行充电(610)。

当从外部电源ES供应AC电力时,控制电路100的主控制器210生成用于初始对第一DC链路140进行充电的第一初始充电信号IRP1,并且将第一初始充电信号IRP1发送到电力电路100的浪涌电路141。

如图16所示,响应于第一初始充电信号IRP1,浪涌电路141的开关Q141断开,初始充电电流I从第一整流器120通过浪涌电路141的电阻器R141流向第一DC链路140。

此外,由于初始充电电流I,电能被供应到第一DC链路140的电容器C140,并且电容器C140的输出电压增加。

之后,电动机驱动装置1确定由DC-DC转换器180输出的低压DC电力的电压值是否在正常范围内(620)。

电力电路100的DC-DC转换器180可以输出第一至第七低压DC电力LV1、LV2、...、和LV7。电力电路100的第一至第七低压传感器190-1、190-2、...、和190-7可以测量第一至第七低压DC电力LV1、LV2、...、和LV7的电压值,并且输出与测量的电压值对应的第一至第七低压检测信号LVD1、LVD2、...、和LVD7。

此外,控制电路200的多路复用器211可以响应于主控制器210的选择信号Sel1、Sel2和Sel3将第一至第七低压检测信号LVD1、LVD2、...、和LVD7提供给主控制器210。

例如,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是如图17a所示的[0,0,0]时,多路复用器211将第一低压检测信号LVD1输出到主控制器210。在这种情况下,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是[0,0,0]时,表示主控制器210输出0V、0V和0V的电压作为输出选择信号Sel1、Sel2和Sel3。

在另一示例中,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是如图17b所示的[0,0,1]时,多路复用器211可以将第二低压检测信号LVD2输出到主控制器210。在这种情况下,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是[0,0,1]时,表示主控制器210输出0V、0V和5V的电压作为选择信号Sel1、Sel2和Sel3。

主控制器210可以输出用于选择第一至第七低压检测信号LVD1、LVD2、...、和LVD7中的任何一个的选择信号Sel1、Sel2和Sel3。主控制器210可以基于由多路复用器211输出的感测信号来确定由DC-DC转换器180输出的低压DC电力的电压值是否在正常范围内。

例如,如图18所示,供应给门驱动器310的低压DC电力可以具有12V的正常电压,并且门驱动器310能够在6V至18V的电压范围内操作。然而,这仅意味着门驱动器310在6V至18V的电压范围内不被损坏。这并不意味着门驱动器310能够在6V至18V的电压范围内正常工作。当DC电力的电压值范围为10V至14V时,门驱动器310能够正常操作。

当基于上述标准、低压检测信号的电压值为10V至14V时,主控制器210可以确定由DC-DC转换器180输出的低压DC电力的电压值在正常范围内。此外,当低压检测信号的电压值的范围从6V到10V或从14V到18V时,主控制器210可以确定由DC-DC转换器180输出的低压DC电力的电压电平异常。另外,主控制器210可以向主控制器210发送异常操作消息,并且向包括电动机驱动装置1的家用电器(未示出)(例如,空调)的主控制电路(未示出)发送异常操作消息。

结果,诸如空调的家用电器(未示出)可以向用户显示异常操作消息。

此外,当低压检测信号的电压值小于6V的电压或超过18V的电压时,主控制器210可以确定DC-DC转换器180中的故障。此外,主控制器210可以向主控制器210发送电力故障消息并停止电力电路100的操作。

结果,可以停止诸如冰箱、洗衣机、空调等的家用电器(未示出)的操作。

当由DC-DC转换器180输出的低压DC电力的电压值不在正常范围内时(参见620中的“否”),电动机驱动装置1将错误消息发送到家用电器的主控制电路(未示出)(670)。

具体地,电动机驱动装置1的主控制器210可以向家用电器(未示出)的主控制电路(未示出)发送电力故障消息,以便家用电器(未示出)可以显示电力电路100的故障消息。

当由DC-DC转换器180输出的低压DC电力的电压值在正常范围内时(参见620中的“是”),电动机驱动装置1结束第一DC链路140的初始充电(630)。

具体地,当在初始充电开始之后已经过了预定的初始充电时间时,控制电路200的主控制器210生成用于结束第一DC链路140的初始充电的第二初始充电信号IRP2,并且将第二初始充电信号IRP2发送到电力电路100的浪涌电路141。

响应于第二初始充电信号IRP2,浪涌电路141的开关Q141接通,并且由第一整流器120整流的DC电力通过功率因数校正器130被供应到第一DC链路140。

随后,电动机驱动装置1确定由第一DC链路140输出的高压DC电力的电压值是否在正常范围(640)内。

电力电路100的第一DC链路140输出高压DC电力LV。电力电路100的高压传感器150可以测量高压DC电力LV的电压值,并且输出与测量的电压值对应的高压检测信号HVD。

另外,响应于主控制器210的选择信号Sel1、Sel2和Sel3,控制电路200的多路复用器211可以将高压检测信号HVD提供给主控制器210。

例如,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是[1,1,1]时,多路复用器211将高压检测信号HVD输出到主控制器210。在这种情况下,当选择信号Sel1、Sel2和Sel3是[1,1,1]时,它可以指示主控制器210输出5V、5V和5V作为选择信号Sel1、Sel2和Sel3。

换句话说,在初始充电结束之后,主控制器210可以基于高压检测信号HVD确定由第一DC链路140输出的高压DC电力的电压是否在预定的正常电压范围内。

当由第一DC链路140输出的高压DC电力的电压值不在正常电压范围内时(参见640中的“否”),电动机驱动装置1将错误消息发送到家用电器的主控制电路(未示出)(670)。

具体地,电动机驱动装置1的主控制器210可以将电力故障消息发送到家用电器(未示出)的主控制电路(未示出),以便家用电器(未示出)可以显示电力电路100的故障消息。

当由第一DC链路140输出的高压DC电力的电压值在正常范围内时(参见640中的“是”),电动机驱动装置1确定逆变器电路300是否连接到控制电路200和电力电路100(650)。

电力电路100可以安装在主板MB上,控制电路200可以安装在第一卡CA1上,并且逆变器电路300可以安装在第二卡CA2上。当第一卡CA1插入主板MB的第一插槽SL1中并且第二卡CA2插入主板MB的第二插槽SL2时,控制电路200和逆变器电路300中的每一个可以连接到电力电路100并且控制电路200可以连接到逆变器电路300。

换句话说,当控制电路200电连接到逆变器电路300时,电动机驱动装置1可以确定第一卡CA1和第二卡CA2分别插入到主板MB的第一插槽SL1和第二插槽SL2中。

因此,为了确定第一卡CA1和第二卡CA2是否插入到主板MB的第一插槽SL1和第二插槽SL2中,电动机驱动装置1的主控制器210可以确定控制电路200是否电连接到逆变器电路300。

如图19a和19b所示,为了确定控制电路200是否电连接到逆变器电路300,在控制电路200和逆变器电路300之间提供第三检测线SD3_LINE。第三检测线SD3_LINE的一端可以连接到控制电路200的主控制器210,并且通过上拉电阻Rpu连接到5V低压电源。此外,第三检测线SD3_LINE的另一端可以连接到逆变器电路300的接地端GND。

如图19a所示,当其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2被插入主板MB时,0V的电压被施加到主控制器210。

另外,如图19b所示,当第二卡CA2没有插入主板MB时,可以通过上拉电阻器Rpu将5V的电压施加到主控制器210。

因此,主控制器210可以基于通过第三检测线SD3_LINE输入的信号来确定逆变器电路300是否连接到控制电路200和电力电路100。此外,主控制器210可以确定其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2是否连接到其上安装有电力电路100的主板MB。

当逆变器电路300未连接到控制电路200和电力电路100时(参见650中的“否”),电动机驱动装置1将错误消息发送到家用电器的主控制电路(未示出)(670)。

具体地,当通过第三检测线SD3_LINE输入5V的电压时,主控制器210可以将指示逆变器未插入的消息发送到家用电器(未示出)的主控制电路(未示出)),以便家用电器(未示出)可以显示指示第二卡CA2未插入的消息。

当逆变器电路300连接到控制电路200和电力电路100时(参见650中的“是”),电动机驱动装置1确定逆变器电路300的辅助存储单元340是否正常工作(660)。

逆变器电路300的辅助存储单元340可以存储与由逆变器电路300驱动的电动机400有关的各种电动机参数。例如,辅助存储单元340可以存储诸如包括在电动机400中的绕线电阻、绕线线圈的电感和包括在电动机400中的转子(未示出)的永磁体的磁通量的电动机参数。

另外,辅助存储单元340可以通过数据总线BUS将电动机参数发送到控制电路200,或者通过数据总线BUS从控制电路200接收电动机参数。换句话说,辅助存储单元340可以通过数据总线BUS与控制电路200通信。

控制电路200的主控制器210可以通过数据总线BUS确定辅助存储单元340是否正常操作。

例如,如图20a和20b所示,主控制器210可以通过数据总线BUS将逆变器电路300的识别信息请求IDEN_REQ发送到逆变器电路300的辅助存储单元340,并且确定逆变器电路300的辅助存储单元340是否响应于逆变器电路300而正常操作。

具体地,如图20a所示,当逆变器电路300的辅助存储单元340响应于主控制器210的识别信息请求IDEN_REQ在预定响应时间T1内发送识别信息IDEN_DATA时,主控制器210可以确定逆变器电路300的辅助存储单元340正常操作。

然而,如图20b所示,当逆变器电路300的辅助存储单元340未响应于主控制器210的识别信息请求IDEN_REQ在预定响应时间T1内发送识别信息IDEN_DATA时,主控制器210可以确定逆变器电路300的辅助存储器单元340未正常操作。

当逆变器电路300的辅助存储单元340未正常操作时(参见660中的“否”),电动机驱动装置1将错误消息发送到家用电器的主控制电路(未示出)(670)。

具体地,当在识别信息请求IDEN_REQ被发送之后未在响应时间T1内接收到识别信息IDEN_DATA时,主控制器210可以将逆变器故障消息发送到家用电器(未示出)的主控制电路(未示出),以便家用电器(未示出)可以显示逆变器电路300中的故障。

当逆变器电路300的辅助存储单元340正常操作时(660中的“是”),电动机驱动装置1结束初始操作(600)。

如上所述,当从外部电源ES供应电力时,电动机驱动装置1可以检查电力电路100、控制电路200和逆变器电路300是否正常操作。

图21示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的更新操作。图22示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的逆变器电路的替换。图23示出了根据示例性实施例的电动机驱动装置的控制电路的替换。

将参考图21至图23描述当第一卡CA1或第二卡CA2被替换时更新电动机参数的操作700。

控制电路200向逆变器电路300请求电动机参数(710)。

具体地,控制电路200的主控制器210可以通过数据总线BUS将电动机参数读取请求发送到逆变器电路300的辅助存储单元340。

响应于主控制器210的电动机参数读取请求,辅助存储单元340可以通过数据总线BUS将存储在存储器342中的电动机参数发送到主控制器210。

之后,控制电路200确定从逆变器电路300接收到的电动机参数是否与存储在控制电路200中的电动机参数相同(720)。

具体地,控制电路200的主控制器210从主存储单元240读取参数,并将从逆变器电路300的辅助存储单元340接收到的电动机参数与从主存储单元240读取的电动机参数进行比较。

当从逆变器电路300的辅助存储单元340接收到的电动机参数与从主存储单元240读取的电动机参数相同时(720中的“是”),控制电路200可以结束更新电动机参数的操作700。

当从逆变器电路300的辅助存储单元340接收到的电动机参数与从主存储单元240读取的电动机参数不同时(720中的“否”),控制电路200可以更新存储在主存储单元240中的电动机参数(730)。

当制造电动机驱动装置1时,相同的电动机参数被存储在控制电路200的主存储单元240和逆变器电路300的辅助存储单元340中。也就是说,除非特殊情况,存储在控制电路200的主存储单元240中的电动机参数与存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中的电动机参数相同。

然而,如图22所示,当其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2被替换时,新的电动机参数可以存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中。

例如,当逆变器电路300与电动机400一起被替换时,新电动机400的电动机参数可以存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中。

此外,当仅替换逆变器电路300时,与现有电动机400对应的新电动机参数可以存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中。也就是说,现有电动机400的电动机参数可以被更新。

如上所述,当其上安装有逆变器电路300的第二卡CA2被替换时,存储在控制电路200的主存储单元240中的电动机参数可能与存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中的电动机参数不同。

另外,如图23所示,当其上安装有控制电路200的第一卡CA1被替换时,电动机参数可能不被存储在控制电路200的主存储单元240中。这是由于控制电路200不能确定是要控制逆变器电路300驱动哪个电动机400。

如上所述,当其上安装有控制电路200的第一卡CA1被替换时,存储在控制电路200的主存储单元240中的电动机参数可能与存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中的电动机参数不同。

由于上述原因,当存储在控制电路200的主存储单元240中的电动机参数与存储在逆变器电路300的辅助存储单元340中的电动机参数不同时,控制电路200更新存储在主存储单元240中的电动机参数。换句话说,控制电路200删除存储在主存储单元240中的电动机参数,并存储从逆变器电路300的辅助存储单元340接收的电动机参数。

随后,控制电路200选择电动机控制程序(740)。

控制电路200的主控制器210可以基于更新的电动机参数来选择存储在主存储单元240中的多个电动机控制程序中的任何一个。

例如,主控制器210可以基于更新的电动机参数来确定电动机400的类型。换句话说,主控制器210可以确定电动机400是包括永磁体的永磁同步电动机还是使用电磁感应的感应电动机。此外,主控制器210可以选择适合于电动机400的类型的电动机控制程序。

之后,控制电路200可以跟踪电动机参数(750)。

控制电路200的主控制器210将电动机参数应用于选定的电动机控制程序,并虚拟地运行电动机控制程序。此外,控制电路200可以通过使用参数跟踪功能来确定所选择的电动机控制程序是否是适合于电动机400的程序。

之后,控制电路200确定是否已经选择了适合于电动机参数的电动机控制程序(760)。

当通过将电动机参数应用于所选择的电动机控制程序而运行电动机控制程序之后电动机控制程序在没有错误的情况下执行时,控制电路200的主控制器210可以确定选择了适合于电动机参数的电动机控制程序。

然而,当通过将电动机参数应用于所选择的电动机控制程序而运行电动机控制程序之后在执行电动机控制程序期间检测到错误时,控制电路200的主控制器210可以确定选择了不适合于电动机参数的电动机控制程序。

当未选择适合于电动机参数的电动机控制程序时(760中的“否”),控制电路200可以重复选择电动机控制程序的操作(740)和跟踪电动机参数的操作(750)。

当选择了适合于电动机参数的电动机控制程序时(760中的“是”),控制电路200可以结束更新电动机参数的操作(700)。

如上所述,当替换控制电路200或逆变器电路300时,控制电路200可更新电动机参数并选择新的电动机控制程序。

到目前为止已经描述了包括被配置为驱动一个电动机400的一个逆变器电路300的电动机驱动装置1。

然而,电动机驱动装置可以包括被配置为驱动至少两个电动机400的至少两个逆变器电路300。

图24示出了根据另一示例性实施例的电动机驱动装置。图25示出了根据另一示例性实施例的电动机驱动装置的示例。

参考图24和图25,电动机驱动装置1000包括:被配置为向多个电动机1400-1、1400-2、...、1400-n供应驱动电力DV的多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、1300-n,被配置为控制多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n的控制电路200,以及被配置为向多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、1300-n和控制电路200供应电力的电力电路1100。这里,n表示多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、1300-n的数量,并且是自然数。

电力电路1100可以从外部电源ES接收电力,向多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、1300-n供应高压电力HV和第一至第六低压电力LV1、LV2、...、和LV6,并且向控制电路1200供应第七低压电力LV7。此外,电力电路1100可以将与电力电路1100的输出电压有关的第一感测数据SD1提供给控制电路1200。

多个逆变器电路1300-1、1300-2、...和1300-n从电力电路1100接收高压电力HV和第一至第六低压电力LV1至LV6。此外,多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n基于从控制电路1200供应的脉宽调制信号PWM将高压电力HV转换成驱动电力DV,并将转换后的驱动电力DV分别输出到多个电动机1400-1、1400-2、...、和1400-n。

控制电路1200可以从电力电路1100接收第七低压电力LV7,生成用于控制多个电动机1400-1、1400-2、...、和1400-n的多个脉宽调制信号PWM,并且分别将多个脉冲宽度调制信号PWM发送到多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n。

此外,控制电路1200可以通过数据总线BUS与多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n交换数据。具体地,控制电路1200可以通过数据总线BUS将第一存储器数据MD1发送到多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n中的任何一个,并且从多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n中的任何一个接收第二存储器数据MD2。

上述电力电路1100、控制电路1200和多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n可以分别安装在分开的印刷电路板(PCB)上。电力电路1100、控制电路1200和多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n可以通过连接器彼此连接。

例如,如图25所示,电力电路1100、控制电路1200和多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n可以分别安装在主板MB、第一卡CA1和第二至第m卡CA2至CAm。这里,主板MB、第一卡CA1以及第二卡至第m卡CA2至CAm中的每一个可以被实现为PCB,并且m是以1为增量增加的“自然数”。

主板MB可以包括分别电连接到第一卡CA1和第二至第m卡CA2至CAm的第一插槽SL1和第二至第m插槽SL2至SLm。

此外,第一卡CA1和第二卡至第m卡CA2至CAm可以分别插入到主板MB的第一插槽SL1和第二至第m插槽SL2至SLm中。当第一卡CA1和第二至第m卡CA2至CAm分别插入到主板MB的第一插槽SL1和第二至第m插槽SL2至SLm中时,控制电路1200和多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n可以电连接到电力电路1100。

另外,当第一卡CA1和第二卡CA2至第m卡CAm分别插入到主板MB的第一插槽SL1和第二插槽SL2至第m插槽SLm中时,控制电路1200可以电连接到多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n。

如上所述,电动机驱动装置1000可以包括电力电路1100、控制电路1200以及多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n。电力电路1100、控制电路1200以及多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n可以分别安装在分开的PCB MB、CA1、CA2、...、和CAm上。

此外,PCB MB、CA1、CA2、...、和CAm中的每一个可以彼此组合或彼此分开。具体地,第一卡CA1和第二至第m卡CA2至CAm中的每一个可以附接到主板MB或从主板MB拆卸。

根据另一示例性实施例的包括在电动机驱动装置1000中的电力电路1100、控制电路1200和多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n具有与根据上述实施例的包括在电动机驱动装置(参见图1中的1)中的电力电路(参见图1的100)、控制电路(参见图1的200)以及逆变器电路(参照图1的300)相同的配置和功能。

具体地,电力电路1100的配置和功能与电力电路(参见图1中的100)的配置和功能相同,并且控制电路1200的配置和功能与控制电路(参见图1中的200)的配置和功能相同。此外,多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、1300-n中的每一个的配置和功能与逆变器电路(参见图1中的300)中的每一个的配置和功能相同。

另外,控制电路1200可以执行参考图15到20b描述的初始操作(参见图15中的600)以及参考图21至23描述的更新操作(参见图21中的700)。

如上所述,电动机驱动装置1000可以包括多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n。电力电路1100可以向多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n中的每一个供应DC电力,并且控制电路1200可以独立地控制各个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n。

特别地,多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n可以分别安装在分开的PCB上。其上安装有多个逆变器电路1300-1、1300-2、...、和1300-n的PCB可以固定到其上安装有电力电路1100的PCB,并且与其上安装有电力电路1100的PCB分开。

在下文中,将描述其中安装了电动机驱动装置的家用电器。

图26示出了根据示例性实施例的包括电动机驱动装置的冰箱的配置。

如图26所示,冰箱2000包括其中形成冷冻室2001和冷藏室2002的主体。主体可以包括被配置为向冷冻室2001供应冷空气的第一冷却装置2200-1、被配置为向冷藏室2002供应冷空气的第二冷却装置2200-2、被配置为驱动第一和第二冷却装置2200-1和2200-2的电动机驱动装置1000、以及被配置为控制电动机驱动装置1000的主控制电路2100。

第一冷却装置2200-1可以包括被配置为压缩制冷剂的第一压缩机2210-1、被配置为冷凝被压缩的制冷剂的第一冷凝器2220-1、被配置为解压冷凝的制冷剂的第一膨胀器2230-1、以及被配置为蒸发膨胀的制冷剂的第一蒸发器2240-1。第一蒸发器2240-1被提供在冷冻室2001中,并且可以在制冷剂蒸发时由于制冷剂吸收潜热而冷却冷冻室2001。

此外,第一压缩机2210-1包括第一电动机2211-1,第一电动机2211-1被配置为通过使用第一电动机2211-1生成旋转力并压缩制冷剂。

第二冷却装置2200-2可以包括被配置为压缩制冷剂的第二压缩机2210-2、被配置为冷凝压缩的制冷剂的第二冷凝器2220-2、被配置为解压冷凝的制冷剂的第二膨胀器2230-2、以及配置为蒸发膨胀的制冷剂的第二蒸发器2240-2。第二蒸发器2240-2被提供在冷藏室2002中,并且可以在制冷剂蒸发时由于制冷剂吸收潜热而冷却冷冻室2002。

另外,第二压缩机2210-2包括第二电动机2211-2,第二电动机2211-2被配置为通过使用第二电动机2211-2生成旋转力并压缩制冷剂。

电动机驱动装置1000可以包括被配置为向第一电动机2211-1供应驱动电力的第一逆变器电路1300-1、被配置为向第二电动机2211-1供应驱动电力的第二逆变器电路1300-2、被配置为控制第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2的控制电路1200、以及被配置为向第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2以及控制电路1200供应DC电力的电力电路1100。

第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2、控制电路1200和电力电路1100可以分别安装在分开的PCB上。例如,电力电路1100可以安装在主板上,控制电路1200可以安装在第一卡上,并且第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2可以分别安装在第二卡和第三卡上。此外,第一、第二和第三卡可以插入到主板中。

另外,主控制电路2100可以将控制指令发送到电动机驱动装置1000,以便第一冷却装置2200-1或第二冷却装置2200-2根据冷冻室2001和冷藏室2002的温度生成冷空气。主控制电路2100输出的控制指令可以包括是否驱动第一和第二电动机2211-1和2211-2以及第一和第二电动机2211-1和2211-2的目标速度。

如上所述,第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2、控制电路1200和电力电路1100可以分别安装在分开的PCB上,从而便于维护和修理第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2、控制电路1200和电力电路1100。

图27示出了根据示例性实施例的包括电动机驱动装置的空调的配置。

如图27所示,空调3000包括被配置为在室内执行热交换的室内单元3001和被配置为在室外执行热交换的室外单元3002。此外,空调3000可以包括被配置为在室内和室外执行热交换的热交换装置3200、被配置为驱动热交换装置3200的电动机驱动装置1000、以及被配置为控制电动机驱动装置1000的主控制电路3100。

热交换装置3200包括被配置为压缩制冷剂的压缩机3210、被配置为执行制冷剂和室外空气之间的热交换的室外热交换器3220、被配置为解压制冷剂的膨胀器3230、被配置为执行制冷剂和室内空气之间的热交换的室内热交换器3240、以及被配置为便于室外热交换器3220的热交换的鼓风风扇3250。

在制冷循环中,室外热交换器3220冷凝由压缩机3210压缩的制冷剂,并且室内热交换器3240蒸发由膨胀器3230解压的制冷剂。在这种情况下,室内热交换器3240可以由于制冷剂在制冷剂蒸发时吸收潜热而冷却室内空气。

在加热循环中,室外热交换器3220蒸发由膨胀器3230解压的制冷剂,并且室内热交换器3240冷凝由压缩机3210压缩的制冷剂。在这种情况下,室内热交换器3240可以由于制冷剂在制冷剂冷凝时释放潜热而加热室内空气。

另外,压缩机3210包括第一电动机3211,第一电动机3211被配置为生成旋转力并且通过使用第一电动机3211的旋转力来压缩制冷剂。此外,鼓风风扇3250包括第二电动机3251,第二电动机3251被配置为生成旋转力并通过利用第二电动机3251的旋转力将空气送到室外热交换器3220。

电动机驱动装置1000可以包括被配置为向第一电动机3211供应驱动电力的第一逆变器电路1300-1、被配置为向第二电动机3251供应驱动电力的第二逆变器电路1300-2、被配置为控制第一逆变器电路1300-1和第二逆变器电路1300-2的控制电路1200、以及被配置为向第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2以及控制电路1200供应DC电力的电力电路1100。

第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2、控制电路1200、和电力电路1100可以分别安装在分开的PCB上。例如,电力电路1100可以安装在主板上,控制电路1200可以安装在第一卡上,第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2可以分别安装在第二卡和第三卡上。此外,第一、第二和第三卡可以插入主板中。

另外,主控制电路3100可以根据室内温度向电动机驱动装置1000发送控制指令。由主控制电路3100输出的控制指令可以包括是否驱动第一和第二电动机3211和3251以及第一和第二电动机3211和3251的目标速度。

如上所述,第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2、控制电路1200、和电力电路1100可以分别安装在分开的PCB上,从而便于第一和第二逆变器电路1300-1和1300-2、控制电路1200和电力电路1100的维护和修理。

尽管已经参考本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明,但应该理解,本发明不限于上述具体示例性实施例,而是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下由本领域技术人员进行各种修改,并且不能从所公开的发明中单独理解。

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