一種鼓風機的線性調速控制器的製作方法
2023-09-22 07:51:15 1
專利名稱：一種鼓風機的線性調速控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車電子控制技術領域，具體涉及一種用於控制汽車鼓風機驅動電機的線性調速控制器。
背景技術：
汽車空調是汽車不可缺少的附件，而驅動汽車空調鼓風機的驅動控制對汽車空調也會產生影響。常見的汽車鼓風機的調速控制器的控制結構、方法比較複雜，且在驅動調速運行過程中，運行不穩定、不可靠，從而影響著鼓風機的工作，也就直接影響了汽車空調的工作。
發明內容針對上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、運行可靠的鼓風機線性調速控制器。實現本實用新型的技術方案如下一種鼓風機的線性調速控制器，包括線性分壓器、對低頻PWM信號進行處理並可以改變線性分壓器兩端電壓的驅動器，以及對輸入鼓風機驅動電機的電流進行採樣並將採樣情況傳送給驅動器的採樣電阻，所述驅動器包括對低頻PWM信號進行處理的信號輸入處理單元、將信號處理單元輸出的信號與電機兩端電壓的狀況進行疊加反饋輸出的反饋控制單元、對反饋控制單元反饋出的驅動信號進行放大的驅動放大單元、以及過流保護單元。所述信號輸入處理單元包括對低頻PWM信號進行取反的信號取反單元、對信號取反單元輸出的信號進行過濾的濾波單元，以及連接在濾波單元輸出端用於提高信號抗幹擾能力的電壓跟隨器。信號輸入處理單元用於對輸入包含幾十至幾百Hz PWM信號、以及鼓風機需要調整的風速控制信息的低頻PWM信號進行處理，而其中的信號取反單元是對輸入信號的邏輯進行處理使其滿足鼓風機的風速控制邏輯，濾波單元將輸入的PWM信號編程直流平均值，電壓跟隨器用來提高輸入信號的阻抗，提高輸入信號的抗幹擾能力。所述信號取反單元包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及三極體Q1，濾波單元由第四電阻R4、第一電容Cl構成的一階低通濾波電路，電壓跟隨器為第一運放；其第一電阻Rl的一端為低頻PWM信號輸入端、另一端並接在第二電阻R2、三極體Ql發射極， 第二電阻R2的另一端接地，所述三極體Ql的集電極與第三電阻R3、第四電阻R4的一端並接在一起，三極體Ql的基極與第二電阻R2的接地端連接，第三電阻R3的另一端接高電平， 第四電阻R4的另一端與第一電容Cl 一端、第一運放的同相輸入端並接，第一電容Cl的另一端連接三極體Ql的基極，所述第一運放的反相輸入端、輸出端並接反饋控制單元。所述低頻PWM信號輸入端並接上拉電阻R5，上拉電阻R5作用是當輸入PWM信號發生錯誤或沒接時防止鼓風機的誤動作。所述反饋控制單元包括第六電阻R6、第七電阻R7，第六電阻R6的一端連接信號輸入處理單元、另一端與第七電阻R7—端連接並接於驅動放大單元，第七電阻R7另一端連接線性分壓器一端。反饋控制單元將輸入佔空比的信號與鼓風機驅動電機兩端電壓的狀態同時疊加入反饋信號中，共同調節鼓風機的風速。所述驅動放大單元包括第二運放、驅動信號放大的三極體Q2，所述第二運放的同相輸入端連接反饋控制單元、反相輸入端連接過流保護單元、輸出端連接三極體Q2的發射極，三極體Q2的基極連接線性分壓器一端、集電極接高電平。這裡的第二運放作為比較器使用，通過設定合適參考電壓，就可以通過反饋調節輸出電壓，三極體Q2用於對驅動信號進行放大。所述驅動放大單元還包括限流保護器，其包括串接在第二運放輸出端與三極體Q2 發射極之間的第八電阻R8，以及串接在三極體Q2的集電極的第九電阻R9，第八電阻R8，第九電阻R9用於限流保護。所述過流保護單元包括第三運放、第十電阻RlO以及二極體D1，所述第三運放的反相輸入端並接採樣電阻並連接線性分壓器一端、輸出端與第十電阻R10、二極體Dl串接並連接驅動放大單元。過流保護單元檢測採樣電阻兩端的電壓(代表了流過鼓風機馬達的電流)並將其輸入到第三運放比較器的反向端，通過設置適當的參考電壓，即為系統過流保護閾值，作為比較器的通向輸入端，比較器的輸出端通過第十電阻的限流以及防反二極體Dl接到第二運放的反相輸入端。所述線性分壓器為場效應管。採用了上述方案，本實用新型主要由驅動器、線性分壓器、採樣電阻三部分組成， 其工作原理是將鼓風機轉速與輸入低頻PWM信號作為反饋量的線性調速，自動實現輸入低頻PWM信號與線性分壓器件上電壓的線性解耦，通過驅動器改變加在線性分壓器兩端的電壓來控制鼓風機直流馬達的轉速，從而控制鼓風機的風速。此線性控制電路簡單、可靠、 調速穩定，適合在鼓風機馬達控制中推廣、應用。
圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的電路圖；圖中，1為線性分壓器，2為驅動器，3為採樣電阻，4為直流電機，5為信號輸入處理單元，6為反饋控制單元，7為驅動放大單元，8為過流保護單元。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進一步說明。參見圖1、2所示，一種鼓風機的線性調速控制器，包括線性分壓器1、對低頻PWM信號進行處理並可以改變線性分壓器兩端電壓的驅動器2，以及對輸入鼓風機驅動電機的電流進行採樣並將採樣情況傳送給驅動器的採樣電阻3，驅動器的一端連接低頻PWM信號，另一端連接線性分壓器，分壓器分別連接鼓風機直流電機4、採樣電阻3;通過驅動器改變加在線性分壓器1兩端的電壓來控制鼓風機直流電機的轉速，從而控制鼓風機的風速。驅動器包括對低頻PWM信號進行處理的信號輸入處理單元5、將信號處理單元輸出的信號與電機兩端電壓的狀況進行疊加反饋輸出的反饋控制單元6、對反饋控制單元反饋出的驅動信號進行放大的驅動放大單元7、以及過流保護單元8。其中，信號輸入處理單元5包括對低頻PWM信號進行取反的信號取反單元、對信號取反單元輸出的信號進行過濾的濾波單元，以及連接在濾波單元輸出端用於提高信號抗幹擾能力的電壓跟隨器。 參見圖2、信號取反單元包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及三極體 Q1，濾波單元由第四電阻R4、第一電容Cl構成的一階低通濾波電路，電壓跟隨器為第一運放ARl ；其第一電阻Rl的一端為低頻PWM信號輸入端且並接上拉電阻R5，上拉電阻R5的另一端連接鼓風機直流電機一接線端，第一電阻Rl的另一端並接在第二電阻R2、三極體Ql發射極，第二電阻R2的另一端接地，三極體Ql的集電極與第三電阻R3、第四電阻R4的一端並接在一起，三極體Ql的基極與第二電阻R2的接地端連接，第三電阻R3的另一端接高電平，第四電阻R4的另一端與第一電容Cl 一端、第一運放ARl的同相輸入端並接，第一電容 Cl的另一端連接三極體Ql的基極，第一運放ARl的反相輸入端、輸出端連接在一起並與第六電阻R6 —端連接，第六電阻R6另一端與第七電阻R7 —端連接並接於第二運放AR2的同相輸入端，第七電阻R7另一端並接N溝道場效應管Q3的漏極與鼓風機直流電機另一接線端；第二運放AR2的輸出端串接第八電阻R8並連接三極體Q2的發射極，三極體Q2的基極連接N溝道場效應管Q3的柵極、集電極串接第九電阻R9並接高電平。第三運放AR3的反相輸入端並接採樣電阻Xl並連接N溝道場效應管Q3的源極、輸出端與第十電阻R10、二極體Dl串接並連接第二運放AR2的反相輸入端，採樣電阻Xl的另一端接地；N溝道場效應管 Q3的源極與襯底引線連接在一起。線性分壓器不僅僅為N溝道場效應管，還可以是機械電阻。
權利要求1.一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於其包括線性分壓器、對低頻PWM信號進行處理並可以改變線性分壓器兩端電壓的驅動器，以及對輸入鼓風機驅動電機的電流進行採樣並將採樣情況傳送給驅動器的採樣電阻，所述驅動器包括對低頻PWM信號進行處理的信號輸入處理單元、將信號處理單元輸出的信號與電機兩端電壓的狀況進行疊加反饋輸出的反饋控制單元、對反饋控制單元反饋出的驅動信號進行放大的驅動放大單元、以及過流保護單元。
2.根據權利要求1所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述信號輸入處理單元包括對低頻PWM信號進行取反的信號取反單元、對信號取反單元輸出的信號進行過濾的濾波單元，以及連接在濾波單元輸出端用於提高信號抗幹擾能力的電壓跟隨器。
3.根據權利要求2所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述信號取反單元包括第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)以及三極體(Ql)，濾波單元由第四電阻(R4)、第一電容(Cl)構成的一階低通濾波電路，電壓跟隨器為第一運放；其第一電阻 (Rl)的一端為低頻PWM信號輸入端、另一端並接在第二電阻(R2)、三極體Oil)發射極，第二電阻(R2)的另一端接地，所述三極體Oil)的集電極與第三電阻(R3)、第四電阻(R4)的一端並接在一起，三極體Oil)的基極與第二電阻(R2)的接地端連接，第三電阻(R3)的另一端接高電平，第四電阻(R4)的另一端與第一電容(Cl) 一端、第一運放的同相輸入端並接，第一電容(Cl)的另一端連接三極體Oil)的基極，所述第一運放的反相輸入端、輸出端並接反饋控制單元。
4.根據權利要求3所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述低頻PWM 信號輸入端並接上拉電阻R5。
5.根據權利要求1所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述反饋控制單元包括第六電阻(R6)、第七電阻(R7)，第六電阻(R6)的一端連接信號輸入處理單元、另一端與第七電阻(R7) —端連接並接於驅動放大單元，第七電阻(R7)另一端連接線性分壓器一端。
6.根據權利要求1所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述驅動放大單元包括第二運放、驅動信號放大的三極體(Q2)，所述第二運放的同相輸入端連接反饋控制單元、反相輸入端連接過流保護單元、輸出端連接三極體的發射極，三極體0^2)的基極連接線性分壓器一端、集電極接高電平。
7.根據權利要求6所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述驅動放大單元還包括限流保護器，其包括串接在第二運放輸出端與三極體發射極之間的第八電阻(R8)，以及串接在三極體0^2)的集電極的第九電阻(R9)。
8.根據權利要求1所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述過流保護單元包括第三運放、第十電阻(RlO)以及二極體(Dl)，所述第三運放的反相輸入端並接採樣電阻並連接線性分壓器一端、輸出端與第十電阻(RlO)、二極體(Dl)串接並連接驅動放大單元。
9.根據權利要求1所述的一種鼓風機的線性調速控制器，其特徵在於所述線性分壓器為場效應管。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車電子控制技術領域，具體涉及一種鼓風機的線性調速控制器，包括線性分壓器、對低頻PWM信號進行處理並可以改變線性分壓器兩端電壓的驅動器，以及對輸入鼓風機驅動電機的電流進行採樣並將採樣情況傳送給驅動器的採樣電阻，所述驅動器包括對低頻PWM信號進行處理的信號輸入處理單元、將信號處理單元輸出的信號與電機兩端電壓的狀況進行疊加反饋輸出的反饋控制單元、對反饋控制單元反饋出的驅動信號進行放大的驅動放大單元、以及過流保護單元。此線性控制電路簡單、可靠、調速穩定，適合在鼓風機馬達控制中推廣、應用。
文檔編號H02P7/28GK202108715SQ20112021517
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月23日 優先權日2011年6月23日
發明者伍春生, 朱建方, 王秋明 申請人:江蘇浩峰汽車附件有限公司