風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器及風(fēng)扇的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器及風(fēng)扇。所述風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器包括：整流濾波單元，用于將具有預(yù)定交流電壓的交流電轉(zhuǎn)換為設(shè)定的直流電壓的直流電；降壓式開關(guān)電源變換器單元，其與所述整流濾波單元連接，用于將所述設(shè)定的直流電壓降為工作直流電壓；驅(qū)動(dòng)裝置單元，連接于所述降壓式開關(guān)電源變換器單元，采用所述工作直流電壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的有益效果為：通過將具有預(yù)定交流電壓的交流電轉(zhuǎn)換為能夠使用的具有工作直流電壓的直流電，由此采用該具有工作直流電壓的直流電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)，保證能量轉(zhuǎn)換率較高的情況下降低風(fēng)扇的制造成本和使用成本，利于節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】 風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器及風(fēng)扇

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電器控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器。此外，本實(shí)用新型還涉及一種包括上述驅(qū)動(dòng)控制器的風(fēng)扇。

【背景技術(shù)】
[0002]采用嵌入式控制器(簡(jiǎn)稱:EC, Embedded Controller)的風(fēng)扇所使用的電能僅僅是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)消耗電能的1/3。其具有的優(yōu)點(diǎn):EC風(fēng)扇操作方便、沒有多大噪音，而且轉(zhuǎn)速控制效率高；EC風(fēng)扇的所有的電子設(shè)備都嵌放在風(fēng)機(jī)內(nèi)部，使得風(fēng)扇整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高；EC風(fēng)扇可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的交流風(fēng)扇所沒有的堵轉(zhuǎn)保護(hù)及自恢復(fù)功能；EC風(fēng)扇不受體積小的限制；EC風(fēng)扇搭配不同的電子驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)更高轉(zhuǎn)速；EC風(fēng)扇性價(jià)比高。
[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)中采用較多的是交流電，通常采用單片機(jī)配合MOS管的方式直接控制風(fēng)扇馬達(dá)線圈做功，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。這種驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是轉(zhuǎn)換效率高，但是存在的缺陷是由于需要高壓驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)線圈的制作工藝較為復(fù)雜，再加上單片機(jī)需要寫入程序，會(huì)存在保密情形的發(fā)生，而且單片機(jī)本身的成本也很貴，也不便于每家廠商統(tǒng)一使用同一規(guī)格的單片機(jī)去配置使用，另外，還需要增加輔助電源以給單片機(jī)供電，致使風(fēng)扇整機(jī)的線路較復(fù)雜，由此導(dǎo)致風(fēng)扇的制造成本以及使用成本較高。因此，急需一種風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器，這種驅(qū)動(dòng)控制器在較高轉(zhuǎn)換效率的情況下，成本低。此外，本實(shí)用新型還提供一種采用所述驅(qū)動(dòng)控制器的風(fēng)扇。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器，其包括:整流濾波單元，用于將具有預(yù)定交流電壓的交流電轉(zhuǎn)換為設(shè)定的直流電壓的直流電；降壓式開關(guān)電源變換器單元，其與所述整流濾波單元連接，用于將所述設(shè)定的直流電壓降為工作直流電壓；驅(qū)動(dòng)裝置單元，連接于所述降壓式開關(guān)電源變換器單元，采用所述工作直流電壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
[0007]優(yōu)選地，所述降壓式開關(guān)電源變換器單元包括PWM控制芯片Ul、開關(guān)管Ql、濾波電容 EC2、續(xù)流二極管 D2、電感 LP1、電阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容 Cl、C2、C3和二極管D3、D4、D5，PWM控制芯片的I端連接電阻R6、并聯(lián)電阻R3、R4以及續(xù)流二極管D2后接地，PWM控制芯片的2端通過電容C4連接于所述續(xù)流二極管，PWM控制芯片的3端分別通過電阻R7以及與電阻R7并聯(lián)的電阻R8和電容C3連接至所述續(xù)流二極管D2，二極管D3的一端連接至電阻R8和電容C3之間，二極管D3的另一端通過并聯(lián)的濾波電容EC2和電阻RlO接地，并且所述二極管D3的另一端還連接至所述二極管D4和所述二極管D5之間，電感LPl連接在所述電容C3所述濾波電容EC2之間，PWM控制芯片的4端直接連接于所述續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的5端通過電阻R5連接至所述開關(guān)管Ql的基極，所述開關(guān)管Ql的發(fā)射極通過并聯(lián)電阻R3、R4連接至所述續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的6端通過并聯(lián)的電容Cl、C2連接至所述續(xù)流二極管D2，電阻Rl，R2依次串聯(lián)后連接至PWM控制芯片的6端和并聯(lián)電容Cl、C2之間，電阻R9的一端連接至并聯(lián)電容Cl、C2和電阻R2之間，電阻R9的另一端連接串聯(lián)的二極管D4、D5。
[0008]優(yōu)選地,所述驅(qū)動(dòng)裝置單元包括霍爾驅(qū)動(dòng)IC和馬達(dá)線圈,所述霍爾驅(qū)動(dòng)IC的VCC引腳連接至所述工作直流電壓的正極，所述馬達(dá)線圈連接在所述霍爾驅(qū)動(dòng)IC的輸出引腳和所述工作直流電壓的正極之間。
[0009]優(yōu)選地，所述馬達(dá)線圈包括單相馬達(dá)線圈、兩相馬達(dá)線圈或者三相馬達(dá)線圈。
[0010]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)裝置單元包括三相馬達(dá)線圈，所述三相馬達(dá)線圈分別連接至所述工作直流電壓的正極。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述整流濾波單元包括整流橋BDl和濾波電容ECl，所述整流橋BDl的I端連接至具有預(yù)定交流電壓的交流電的輸入端，所述整流橋BDl的2端連接至所述交流電的零線，所述整流橋BDl的3端接地，所述濾波電容ECl的兩端分別連接至所述整流橋BDl的3端和4端。
[0012]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)控制器還包括抗電磁干擾單元，所述抗電磁干擾單元設(shè)置在所述整流濾波單元和交流電之間。
[0013]優(yōu)選地，所述抗電磁干擾單元還包括保險(xiǎn)絲F1，所述保險(xiǎn)絲Fl串聯(lián)連接在所述交流電的輸入端。
[0014]此外，本實(shí)用新型還公開了一種風(fēng)扇，其包括根據(jù)上文所述的驅(qū)動(dòng)控制器。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果為:通過整流濾波單元將具有預(yù)定交流電壓的交流電轉(zhuǎn)換為設(shè)定的直流電壓的直流電，然后通過降壓式開關(guān)電源變換器單元將設(shè)定的直流電壓的直流電降為具有工作直流電壓的直流電，由此通過該具有工作直流電壓的直流電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。由此可以采用直流的方式驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，相比于傳統(tǒng)的交流驅(qū)動(dòng)方式，這種驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)化效率高，由于不需要高壓驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)線圈不需要復(fù)雜工藝完成，并且不需要增加額外的輔助電源，簡(jiǎn)化了風(fēng)扇整機(jī)的線路，降低了風(fēng)扇的制造成本和使用成本，利于節(jié)能環(huán)保。進(jìn)一步地，采用的PWM控制芯片控制開關(guān)管Ql的開關(guān)頻率足夠高，可以達(dá)到60K-100K，由此使得電感小型化，成本低廉。從應(yīng)用領(lǐng)域上來講，可以直接替代傳統(tǒng)的交流風(fēng)扇，包括IT/工業(yè)/家電類的交流風(fēng)扇，也可采用本實(shí)用新型技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的直流風(fēng)扇的內(nèi)部電路進(jìn)行改進(jìn)以直接使用交流供電。由此使得上述交流風(fēng)扇和直流風(fēng)扇較簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換為EC風(fēng)扇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的控制器的電路原理圖；
[0017]圖2是圖1所示控制器的工作流程圖。
[0018]圖中:10、整流濾波單元；20、降壓式開關(guān)電源變換器單元；30、驅(qū)動(dòng)裝置單元。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型公開的風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器，其包括整流濾波單元20、降壓式開關(guān)電源變換器單元30和驅(qū)動(dòng)裝置單元40。下面將詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的控制器及其各個(gè)部分。
[0020]整流濾波單元20用于將具有預(yù)定交流電壓的交流電轉(zhuǎn)換為設(shè)定的直流電壓的直流電。如圖2所示，預(yù)定交流電壓可以是AC85V-450V，經(jīng)過整流濾波后轉(zhuǎn)換成的設(shè)定的直流電壓為DC120-630。上述預(yù)定交流電壓的交流電是通常所說的家用或者工業(yè)供電電壓，可以參考預(yù)定交流電壓和設(shè)定的直流電壓設(shè)計(jì)整流濾波單元以及選用相應(yīng)的元器件。
[0021 ] 優(yōu)選地，如圖1所示，整流濾波單元20包括整流橋BDl和濾波電容ECl，整流橋BDl的I端連接至具有預(yù)定交流電壓的交流電的輸入端，整流橋BDl的2端連接至交流電的零線,整流橋BDl的3端接地，濾波電容ECl的兩端分別連接至整流橋BDl的3端和4端。
[0022]如圖1所示，降壓式開關(guān)電源變換器單元30與整流濾波單元20連接，其用于將設(shè)定的直流電壓降為工作直流電壓。如圖2所示，將設(shè)定的直流電壓DC120V-630V轉(zhuǎn)換成為DC12V、24V或者48V等的工作直流電壓。
[0023]驅(qū)動(dòng)裝置單元40連接于降壓式開關(guān)電源變換器單元30，采用工作直流電壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)裝置單元40采用DC12V、24V或者48V等的工作直流電壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
[0024]進(jìn)一步地，參見圖1所示，為了提高電路的穩(wěn)定性以及使用壽命，降低輻射危害，驅(qū)動(dòng)控制器還包括抗電磁干擾單元10，抗電磁干擾單元10設(shè)置在整流濾波單元20和交流電之間?？闺姶鸥蓴_單元10可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的抗電磁干擾單元。優(yōu)選地，如圖所示，抗電磁干擾單元10還包括保險(xiǎn)絲F1，保險(xiǎn)絲Fl串聯(lián)連接在交流電的輸入端，由此提高驅(qū)動(dòng)控制器使用的安全性能，避免漏電或者短路的發(fā)生。
[0025]作為優(yōu)選地實(shí)施例，如圖1所示，降壓式開關(guān)電源變換器單元30的結(jié)構(gòu)包括PWM控制芯片U1、開關(guān)管Q1、濾波電容EC2、續(xù)流二極管D2、電感LP1、電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容Cl、C2、C3和二極管D3、D4、D5，PWM控制芯片的I端連接電阻R6、并聯(lián)電阻R3、R4以及續(xù)流二極管D2后接地，PWM控制芯片的2端通過電容C4連接于續(xù)流二極管，PWM控制芯片的3端分別通過電阻R7以及與電阻R7并聯(lián)的電阻R8和電容C3連接至續(xù)流二極管D2，二極管D3的一端連接至電阻R8和電容C3之間，二極管D3的另一端通過并聯(lián)的濾波電容EC2和電阻RlO接地，并且二極管D3的另一端還連接至二極管D4和二極管D5之間，電感LPl連接在電容C3濾波電容EC2之間，PWM控制芯片的4端直接連接于續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的5端通過電阻R5連接至開關(guān)管Ql的基極，開關(guān)管Ql的發(fā)射極通過并聯(lián)電阻R3、R4連接至續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的6端通過并聯(lián)的電容Cl、C2連接至續(xù)流二極管D2，電阻Rl，R2依次串聯(lián)后連接至P麗控制芯片的6端和并聯(lián)電容Cl、C2之間，電阻R9的一端連接至并聯(lián)電容C1、C2和電阻R2之間，電阻R9的另一端連接串聯(lián)的二極管D4、D5。
[0026]降壓式開關(guān)電源變換器單元30的工作原理為:當(dāng)開關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，二極管D2截止，輸入的具有設(shè)定的直流電壓的直流電經(jīng)開關(guān)管Ql向電感LPl和濾波電容EC2充電，由此從電感LPl中流經(jīng)的電流增加電感LPl的儲(chǔ)能。當(dāng)開關(guān)管Ql截止時(shí)，電感LPl感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓，經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置單元連接的負(fù)載和續(xù)流二極管D2釋放電感LPl中存儲(chǔ)的能量，維持降壓式開關(guān)電源變換器單元輸出的工作直流電壓不變。該單元輸出的工作直流電壓的高低由加在開關(guān)管Ql基極的脈沖寬度確定。
[0027]作為其中一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例,如圖1所示，驅(qū)動(dòng)裝置單元40包括霍爾驅(qū)動(dòng)IC(參加U3)和馬達(dá)線圈(例如FANLl和FANL2)，霍爾驅(qū)動(dòng)IC的VCC引腳連接至工作直流電壓的正極，馬達(dá)線圈連接在霍爾驅(qū)動(dòng)IC的輸出引腳和工作直流電壓的正極之間。優(yōu)選地，馬達(dá)線圈包括單相馬達(dá)線圈、兩相馬達(dá)線圈或者三相馬達(dá)線圈，如圖中所示馬達(dá)線圈為兩相馬達(dá)線圈。由此可以根據(jù)馬達(dá)線圈的個(gè)數(shù)選用不同型號(hào)的霍爾驅(qū)動(dòng)IC以使一個(gè)馬達(dá)線圈對(duì)應(yīng)霍爾驅(qū)動(dòng)IC的一個(gè)輸出引腳。作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)裝置單元40包括三相馬達(dá)線圈，三相馬達(dá)線圈分別連接至工作直流電壓的正極。由此可以根據(jù)客戶的實(shí)際安裝需求來實(shí)現(xiàn)馬達(dá)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
[0028]此外，本實(shí)用新型還公開了一種風(fēng)扇，其包括根據(jù)上文所述的驅(qū)動(dòng)控制器。由此可知該風(fēng)扇轉(zhuǎn)換率高，成本低。
[0029]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)扇用驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，包括: 整流濾波單元，用于將具有預(yù)定交流電壓的交流電轉(zhuǎn)換為設(shè)定的直流電壓的直流電； 降壓式開關(guān)電源變換器單元，其與所述整流濾波單元連接，用于將所述設(shè)定的直流電壓降為工作直流電壓； 驅(qū)動(dòng)裝置單元，連接于所述降壓式開關(guān)電源變換器單元，采用所述工作直流電壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，所述降壓式開關(guān)電源變換器單元包括PWM控制芯片(Ul)、開關(guān)管(Ql)、濾波電容(EC2)、續(xù)流二極管(D2)、電感(LPl)、電阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10)、電容(C1、C2、C3)和二極管(D3、D4、D5)，PWM 控制芯片的I端連接電阻(R6)、并聯(lián)電阻(R3、R4)以及續(xù)流二極管(D2)后接地，PWM控制芯片的2端通過電容(C4)連接于所述續(xù)流二極管，PWM控制芯片的3端分別通過電阻(R7)以及與電阻(R7)并聯(lián)的電阻(R8)和電容(C3)連接至所述續(xù)流二極管(D2)，二極管(D3)的一端連接至電阻(R8)和電容(C3)之間，二極管(D3)的另一端通過并聯(lián)的濾波電容(EC2)和電阻(RlO)接地，并且所述二極管(D3)的另一端還連接至所述二極管(D4)和所述二極管(D5)之間，電感(LPl)連接在所述電容(C3)所述濾波電容(EC2)之間，PWM控制芯片的4端直接連接于所述續(xù)流二極管(D2)，PWM控制芯片的5端通過電阻(R5)連接至所述開關(guān)管(Ql)的基極，所述開關(guān)管(Ql)的發(fā)射極通過并聯(lián)電阻(R3、R4)連接至所述續(xù)流二極管(D2)，PWM控制芯片的6端通過并聯(lián)的電容(C1、C2)連接至所述續(xù)流二極管(D2)，電阻(Rl，R2)依次串聯(lián)后連接至PWM控制芯片的6端和并聯(lián)電容(C1、C2)之間，電阻(R9)的一端連接至并聯(lián)電容(C1、C2)和電阻(R2)之間，電阻(R9)的另一端連接串聯(lián)的二極管(D4、D5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置單元包括霍爾驅(qū)動(dòng)IC和馬達(dá)線圈，所述霍爾驅(qū)動(dòng)IC的VCC引腳連接至所述工作直流電壓的正極，所述馬達(dá)線圈連接在所述霍爾驅(qū)動(dòng)IC的輸出引腳和所述工作直流電壓的正極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，所述馬達(dá)線圈包括單相馬達(dá)線圈、兩相馬達(dá)線圈或者三相馬達(dá)線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置單元包括三相馬達(dá)線圈，所述三相馬達(dá)線圈分別連接至所述工作直流電壓的正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，所述整流濾波單元包括整流橋(BDl)和濾波電容(ECl)，所述整流橋(BDl)的I端連接至具有預(yù)定交流電壓的交流電的輸入端，所述整流橋(BDl)的2端連接至所述交流電的零線，所述整流橋(BDl)的3端接地，所述濾波電容(ECl)的兩端分別連接至所述整流橋(BDl)的3端和4端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，還包括抗電磁干擾單元，所述抗電磁干擾單元設(shè)置在所述整流濾波單元和交流電之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)控制器，其特征在于，所述抗電磁干擾單元還包括保險(xiǎn)絲(Fl)，所述保險(xiǎn)絲(Fl)串聯(lián)連接在所述交流電的輸入端。
9.一種風(fēng)扇，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)控制器。
【文檔編號(hào)】H02P7/28GK204089662SQ201420477851
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】余朝勝 申請(qǐng)人:余朝勝