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能量回收电路


技术摘要:
本发明涉及一种能量回收电路。具体而言是具有单相绕组的电动马达的能量回收电路,单相绕组由两个具有中间抽头的子线圈构成,其中,子线圈的两个绕组端部分别通过开关元件与接地端连接。因此,本发明的任务是,在按类属的电动马达中提供明显更高的效率、更好的和限定的  全部
背景技术:
按类属的具有单相绕组的电动马达的换向以如下方式实现,即与马达的电转速同 步地交替切换两个开关元件。通过交替的切换,在电动马达的定子中产生旋转磁场,旋转磁 场带动永磁转子运动。这种电路也被称为M电路。在变换马达绕组时必须减小存储在各自子 线圈中的电能。因为在所提到的接线的情况下不存在续流运行,所以开关元件上的电压升 高,直到达到开关元件的击穿电压(雪崩击穿),并且电流通过该开关元件进一步流至接地 端。这导致电流的陡峭的升高。在此,损耗功率由时间(脉冲在该时间内升高)、击穿电压和 在此流动的电流计算出。因为雪崩击穿是高能量的,所以器件在此非常强地被热加载。用于 开关元件的可热加载性的公差由于经济的原因是非常受限的。如果力求达到更高的马达功 率,那么必须考虑到器件的热损坏。所描述的雪崩击穿占据总损耗的大部分,并且因此明显 减小了总效率。 开关元件、如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)通常通过微控制器操控。 但可用的电压不足够用于正确和限定地接通MOSFET。
技术实现要素:
因此,本发明的任务是,在按类属的电动马达中提供更高的效率、更好的和限定的 绕组开关元件布线、对开关元件的去热负荷、更好的运转平稳性、更小的电路板变热、更好 的电磁兼容(EMV)特性、更稳定的整个电路设计、有针对性的损耗传导和附加的保护以防来 自供应网络的其他的过压脉冲。 该任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。由于在运行时,存储在子线圈中的 能量的一部分在开关元件关断的情况下通过二极管传导到存储电容器中,存储电容器由此 被充电,并且暂时存储回收的能量,关断能量的一部分可以从开关元件导出,并且使开关元 件去热负荷。 本发明的改进方案在从属权利要求中详细阐述。被充电的存储电容器的暂时存储 的能量产生输出电压,输出电压的电压水平可以通过齐纳二极管与存储电容器的并联部来 稳定,例如稳定到15V。 输出电压充当用于尽可能地不依赖载具电气系统电压的应用、电路或子电路的输 入电压。 根据本发明的特别有利的改进方案设置的是,输出电压用于运行驱动电路,其中, 驱动电路切换开关元件。电压水平在此明显位于常见的驱动电压的电压电平以上。由此,可 以限定地切换开关元件,由此,总体上改进开关特性。 除了驱动电路以外,也能够通过输出电压实现反极性保护的运行。 3 CN 111555672 A 说 明 书 2/4 页 来自子线圈的关断电流的不能够通过驱动电路或反极性保护消耗的那一部分受 控地通过电功率器件导出,该电功率器件与开关元件并联。 作为用于将剩余的关断电流转换为热量的功率器件可以使用功率齐纳二极管或 双极型功率晶体管。 能量回收电路可以非常好地使用在用于驱动离心泵或用于驱动油雾分离器的电 动马达中。通常,针对这些应用使用无刷式的直流马达。 附图说明 下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中: 图1示出了能量回收电路; 图2示出了MOSFET的电阻/电压示意图;并且 图3示出了能量回收电路的变型方案。 注意:具有字母标注的附图标记和相应的没有字母标注的附图标记在附图和附图 描述中表示相同的内容。在此涉及在其他的实施方式、现有技术中的应用,和/或该内容是 一种变型方案。权利要求、说明书、附图标记列表和摘要为了清楚起见仅包含没有字母标注 的附图标记。
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