汽車駕駛室風扇變頻調速器的製作方法
2023-10-17 03:33:04
專利名稱：汽車駕駛室風扇變頻調速器的製作方法
技術領域：
汽車駕駛室風扇變頻調速器技術領域[0001]本實用新型屬於一種變頻調速裝置，涉及一種小功率汽車駕駛室風扇變頻調速器。
背景技術：
[0002]傳統電氣調速系統中，直流電動機調速具有良好的調速性能，通過依靠機械換向， 只要改變直流電動機兩端電壓就可實現電動機的調速，在調速系統中佔有絕對優勢。目前， 汽車駕駛風扇調節主要採用直流調速方式，但是直流電動機結構複雜，價格昂貴，它的滑環和碳刷要經常拆換，而且機械結構設計不合理，安裝極不方便，故費時費工，維護成本較高。 相反，交流電動機具有結構簡單，運行可靠，價格便宜等優點。近年來，隨著大規模集成電路和計算機控制技術的發展，出現了變頻調速技術，解決了交流電動機調速困難的問題，它以優異的性能逐步取代交流電動機其它調速方式。[0003]汽車上使用的電源為直流電，不適用於交流電動機，要先將直流電逆變為交流電， 然後再對交流電進行變頻。交流變頻調速使用的是變頻器，但是大部分通用變頻器體積較大，線路複雜，價格昂貴，功能複雜，常用於大、中功率的電動機，而汽車駕駛室風扇功率只有幾十瓦功率，不適合使用通用變頻器。發明內容[0004]為了避免汽車駕駛室使用直流電動機存在的問題和解決汽車駕駛室風扇變頻調速問題，本實用新型提供汽車駕駛室風扇變頻調速器，該變頻調速器不僅可以實現直流逆變，而且還具備變頻控制，可以通過鍵盤和紅外線遙控器控制，並且可以使用電位器調節工作頻率，具備掉電存儲功能。[0005]本實用新型的技術方案汽車駕駛室風扇變頻調速器，其特徵在於由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、 鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數字量輸入端，用於數字量頻率參數設定和系統啟動/停止控制；A / D 轉換模塊用於採集模擬信號；顯示單元顯示工作狀態；報警器在系統發生故障後，由單片機控制發聲；存儲晶片用於實時存儲變頻器工作頻率，同時掉電後能保存存儲的頻率；[0006]所述直流逆變單元，使用六個逆變開關管組成三相逆變橋，三相逆變橋與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口 ；[0007]所述驅動單元由SPWM晶片和三相逆變橋驅動電路組成，用於產生SPWM波並驅動三相逆變橋的六個逆變開關管，產生交流電；SPWM晶片的控制端與單片機連接；[0008]所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，單片機立即響應，禁止逆變器工作輸出，保護系統安全。3[0009]工作過程當變頻器接通電源後，單片機初始化後從存儲晶片讀取用戶默認的頻率值，變頻器開始工作；變頻器工作過程中通過模擬量輸入和數字量輸入設定系統相關工作參數；參數設定完成後，系統重新啟動，變頻調速系統工作，開始工作輸出，存儲晶片存儲工作頻率，顯示單元顯示工作狀態；變頻器在工作過程中實時檢測電源電壓和電流，當出現欠壓和過流故障時，單片機立即啟動保護程序，封鎖輸出，切斷逆變器主電路控制信號，保護系統安全。[0010]有益效果本實用新型以單片機作為控制核心，電路結構簡單，具有智能化特點， 操作方便，可以用於汽車駕駛室風扇變頻調速；同時本實用新型將交流電機引入汽車駕駛室，從而減小了維修成本。
[0011]圖I是本實用新型的原理框圖。[0012]圖2是本實用新型中單片機控制單元的電路原理圖。[0013]圖3是本實用新型中驅動單元、直流逆變單元及保護單元的電路原理圖。
具體實施方式
[0014]如圖I所示，為本實用新型的原理框圖。本實用新型由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數字量輸入端，用於數字量頻率參數設定和系統啟動/停止控制；A / D轉換模塊的傳感器輸入端子與傳感器連接，用於採集模擬信號；顯示單元由數碼管和發光二極體組成，數碼管顯示工作頻率狀態，發光二極體顯示工作狀態；報警器在系統發生故障後，由單片機控制發聲；存儲晶片用於實時存儲變頻器工作頻率，同時掉電後能保存存儲的頻率；[0015]所述直流逆變單元與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口，交流電輸出接口與三相交流電機M連接。[0016]所述驅動單元由SPWM晶片和三相逆變橋驅動電路組成，用於產生SPWM波並驅動三相逆變橋的六個逆變開關管，產生交流電；SPWM晶片的控制端與單片機連接；[0017]所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，單片機立即響應，禁止逆變器工作輸出，保護系統安全。[0018]如圖2所示，為單片機主控單元主要電路原理圖。單片機主控單元主要由單片機 IC1、集成晶片IC2 — IC5、鍵盤Kl一K16、紅外遙控接收器IC7、3位數碼管LED、發光二極體 Dl—D3、報警器SPK、存儲晶片IC6等組成；單片機ICl通過IC2、IC3與鍵盤Kl一K16和3 位數碼管LED連接，鍵盤Kl一K16和紅外線遙控器控制設定交流電頻率，紅外遙控接收器 IC7通過紅外遙控器接收遙控信號；IC12是A / D轉換模塊，具有8路模擬信號採集功能和 A/D轉換，通道O採集電位器R16輸入的模擬信號，將其轉換為數位訊號，作為輸入頻率；3 位數碼管LED用於動態顯示輸出頻率和工作狀態，3個發光二極體Dl—D3分別是電源、工作和故障指示燈；報警器SPK在系統工作發生故障時由單片機ICl控制發聲；存儲晶片IC6 存儲設定的頻率；部分器件說明IC1是單片機，有40個引腳，是控制大腦；IC3是並行接口晶片，連接鍵盤Kl一K16和3位數碼管LED ； IC7是紅外線遙控接收器，接收紅外線遙控器的遙控信號輸入到單片機內部，單片機通過解碼識別紅外線遙控器按鍵，執行相關操作；IC12 是AD轉換器，具有8路輸入通道，8位A/D轉換器；IC6是存儲晶片，系統掉電後存儲數據。[0019]如圖2所示，單片機控制單元中提到的電路及電子元器件都是現有技術，只要在本實用新型中提出單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、數碼管、發光二極體、 報警器、存儲晶片，作為本領域的技術人員能輕易組合成單片機控制單元。所以說，提供了完整的電路原理圖作為參考，在以上只對單片機主控單元主要電路作了描述，對其餘部分沒有必要作完整和詳細的描述。[0020]圖3所示為驅動單元、直流逆變單元、和保護單元電路原理圖。驅動單元由集成晶片IC8、SPWM晶片IC9、集成驅動器IClO組成。IC8產生特定頻率，為SPWM晶片IC9提供頻率信號，生出特定頻率的SPWM波，產生的六路輸入信號經過集成驅動器IC10，輸出六路控制信號。另外集成驅動器IClO內置過流保護功能。直流逆變單元由六個直流逆變開關管 (VTl—VT6)組成，在驅動單元六路控制信號作用下產生所需的交流電。保護單元主要由主電路電流和電源電壓檢測兩部分構成，IC12通道I用於採集主電路電流值，通道2用於採集電源兩端電壓，單片機ICl實時檢測電流和電壓，當出現過流和欠壓時，立即停止輸出， 保護系統安全。部分器件說明IC8是頻率生成晶片，能輸出三路頻率信號；IC9是SPWM波晶片，輸出六路SPWM波信號；IC13是穩壓集成電路，輸出+5V直流電壓。[0021]如圖3所示，提到的驅動單元、直流逆變單元和保護單元都是現有技術，只要在本實用新型中提出直流逆變單元、用於直流逆變單元的驅動單元，保護單元，作為本領域的技術人員能輕易實現。所以說，提供了完整的電路原理圖作為參考，在以上只對驅動單元、直流逆變單元和保護單元的主要原理作了描述，對其餘部分沒有必要作完整和詳細的描述。[0022]本實用新型的特點在於利用現有技術中的單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組合成風扇變頻調速器，單片機控制單元是控制系統的核心。
權利要求1.汽車駕駛室風扇變頻調速器，其特徵在於由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、 A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數字量輸入端，用於數字量頻率參數設定和系統啟動/停止控制；A / D轉換模塊用於採集模擬信號；顯示單元顯示工作狀態；報警器在系統發生故障後，由單片機控制發聲；存儲晶片用於實時存儲變頻器工作頻率，同時掉電後能保存存儲的頻率；所述直流逆變單元，使用六個逆變開關管組成三相逆變橋，三相逆變橋與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接 Π ；所述驅動單元由SPWM晶片和三相逆變橋驅動電路組成，用於產生SPWM波並驅動三相逆變橋的六個逆變開關管，產生交流電；SPWM晶片的控制端與單片機連接；所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，單片機立即響應，禁止逆變器工作輸出，保護系統安全。
專利摘要本實用新型提供了汽車駕駛室風扇變頻調速器，不僅可以實現直流逆變，而且還具備變頻控制，可以通過鍵盤和紅外線遙控器控制，並且可以調節工作頻率，具備掉電存儲功能。其主要技術方案是由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A∕D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲晶片組成；所述直流逆變單元，使用六個逆變開關管組成三相逆變橋；所述驅動單元由SPWM晶片和三相逆變橋驅動電路組成，用於產生SPWM波並驅動三相逆變橋的，產生交流電；SPWM晶片的控制端與單片機連接；所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，起保護作用。
文檔編號H02P27/06GK202737809SQ20122031814
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者邱新橋, 郭偉 申請人:湖北汽車工業學院