CN104454617A - 多路交流风机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交流风机技术。本发明是要解决现有分布式散热系统由于其每个风机都需要一个控制器的问题，提供了一种多路交流风机控制器，其技术方案可概括为：多路交流风机控制器，由交流输入端与EMI滤波电路连接，EMI滤波电路与驱动电路及前馈电路连接，EMI滤波电路与辅助电源连接，辅助电源分别与通信电路及单片机连接，前馈电路与单片机连接，通信接口与通信电路连接，通信电路与单片机连接，单片机与驱动电路连接组成，驱动电路具备多个风机连接口。本发明的有益效果是，结构简单，成本低廉，适用于交流风机的控制。
Description
技术领域
本发明涉及交流风机技术，特别涉及交流风机控制器技术。
背景技术
对于大型系统的散热通常采用一个大功率单相交流风机对整体进行强制风冷散热，但对于有些系统采用此方法仍无法满足相应要求，如今越来越多的系统采用分布式散热，即采用多个小型交流风机对各个发热部位分别进行散热。现有的分布式散热系统实现了点对点散热，但其存在耗电量大的问题，且由于其每个风机都需要一个控制器，又导致控制器冗余、结构复杂及成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有分布式散热系统由于其每个风机都需要一个控制器的缺点，提供一种多路交流风机控制器。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，多路交流风机控制器，其特征在于，包括EMI滤波电路、通信电路、辅助电源、单片机、驱动电路、前馈电路、交流输入端及通信接口，所述交流输入端与EMI滤波电路连接，EMI滤波电路与驱动电路及前馈电路连接，EMI滤波电路与辅助电源连接，辅助电源分别与通信电路及单片机连接，前馈电路与单片机连接，通信接口与通信电路连接，通信电路与单片机连接，单片机与驱动电路连接，驱动电路具备多个风机连接口，
所述EMI滤波电路用于对交流输入端输入的交流电进行EMI滤波后输出给驱动电路、前馈电路及辅助电源；
所述辅助电源为通信电路及单片机供电；
所述前馈电路用于采集输入的交流电压提供输入电压前馈补偿信号给单片机；
所述通信电路用于通过通信接口接收通信信号，并传输给单片机；
所述单片机用于根据通信信号及输入电压前馈补偿信号对驱动电路提供控制信号；
所述驱动电路用于根据单片机的控制信号控制其多个风机连接口的输出。
具体的，所述驱动电路包括与风机连接口数量相对应的多个风机启动电容、多个双向可控硅及多个可控硅开关驱动器，所述风机连接口中具有三个风机输入连接口，分别为端口一、端口二及端口三，每一个风机连接口对应一个风机启动电容、一个双向可控硅及一个可控硅开关驱动器，所述风机启动电容并联在端口一及端口二上，风机输入连接口的端口一及端口三分别与其对应的双向可控硅连接，双向可控硅与其对应的可控硅开关驱动器连接，每个可控硅开关驱动器都通过控制总线与单片机连接，所有双向可控硅都与EMI滤波电路连接。
进一步的，所述驱动电路的每个可控硅开关驱动器都通过控制总线分别与单片机的I/O口一一对应连接。
具体的，所述通信电路包括SCI通信电路和/或电流环通信电路和/或模拟信号通信电路。
再进一步的，当通信电路中具有电流环通信电路时，所述电流环通信电路能够将4-20mA电流信号转换为PWM信号给单片机。
具体的，当通信电路中具有模拟信号通信电路时，所述模拟信号通信电路能够将电压信号转换为PWM信号给单片机。
再进一步的，所述前馈电路能够将输入电压调理后传输给单片机的AD端口。
具体的，所述前馈电路能够将输入电压及输入电流调理后传输给单片机的AD端口。
再进一步的，所述单片机与驱动电路的连接端还与状态指示灯连接。
本发明的有益效果是，在本发明方案中，通过上述多路交流风机控制器，将驱动电路的多个风机连接口与需要控制的多个风机分别连接，并通过通信接口得到各个风机目标转速信息，利用一个单片机控制这多个风机，结构简单，成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例多路交流风机控制器的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明的多路交流风机控制器，包括EMI滤波电路、通信电路、辅助电源、单片机、驱动电路、前馈电路、交流输入端及通信接口，其中，交流输入端与EMI滤波电路连接，EMI滤波电路与驱动电路及前馈电路连接，EMI滤波电路与辅助电源连接，辅助电源分别与通信电路及单片机连接，前馈电路与单片机连接，通信接口与通信电路连接，通信电路与单片机连接，单片机与驱动电路连接，驱动电路具备多个风机连接口，这里，EMI滤波电路用于对交流输入端输入的交流电进行EMI滤波后输出给驱动电路、前馈电路及辅助电源；辅助电源为通信电路及单片机供电；前馈电路用于采集输入的交流电压提供输入电压前馈补偿信号给单片机；通信电路用于通过通信接口接收通信信号，并传输给单片机；单片机用于根据通信信号及输入电压前馈补偿信号对驱动电路提供控制信号；驱动电路用于根据单片机的控制信号控制其多个风机连接口的输出。
实施例
本发明实施例的多路交流风机控制器，其系统框图如图1所示，包括EMI滤波电路、通信电路、辅助电源、单片机、驱动电路、前馈电路、交流输入端及通信接口，其中，交流输入端与EMI滤波电路连接，EMI滤波电路与驱动电路及前馈电路连接，EMI滤波电路与辅助电源连接，辅助电源分别与通信电路及单片机连接，前馈电路与单片机连接，通信接口与通信电路连接，通信电路与单片机连接，单片机与驱动电路连接，驱动电路具备多个风机连接口，这里，EMI滤波电路用于对交流输入端输入的交流电进行EMI滤波后输出给驱动电路、前馈电路及辅助电源；辅助电源为通信电路及单片机供电；前馈电路用于采集输入的交流电压提供输入电压前馈补偿信号给单片机；通信电路用于通过通信接口接收通信信号，并传输给单片机；单片机用于根据通信信号及输入电压前馈补偿信号对驱动电路提供控制信号；驱动电路用于根据单片机的控制信号控制其多个风机连接口的输出，进而控制与这些风机连接口连接的风机。优选这些风机为单相交流电风机。
本例中，驱动电路可以包括与风机连接口数量相对应的多个风机启动电容、多个双向可控硅及多个可控硅开关驱动器，风机连接口中具有三个风机输入连接口，分别为端口一、端口二及端口三，每一个风机连接口对应一个风机启动电容、一个双向可控硅及一个可控硅开关驱动器，所述风机启动电容并联在端口一及端口二上，风机输入连接口的端口一及端口三分别与其对应的双向可控硅连接，双向可控硅与其对应的可控硅开关驱动器连接，所有双向可控硅都与EMI滤波电路连接，每个可控硅开关驱动器都通过控制总线与单片机连接，优选为：每个可控硅开关驱动器都通过控制总线分别与单片机的I/O口一一对应连接。
这里，若将单相交流电风机与风机连接口连接，则由于单相交流电风机具有公共端、运行端及启动端，公共端与运行端之间连接有风机的主绕组，公共端与启动端之间连接有风机的副绕组，则根据不同的需要，如吹风或抽风，则风机连接口的端口一对应风机的运行端或启动端，端口二对应风机的启动端或运行端，端口三对应风机的公共端。
本例中，通信电路可以包括SCI通信电路和/或电流环通信电路和/或模拟信号通信电路等，当通信电路中具有电流环通信电路时，电流环通信电路能够将4-20mA电流信号转换为PWM信号给单片机，当通信电路中具有模拟信号通信电路时，模拟信号通信电路能够将电压信号转换为PWM信号给单片机。本例前馈电路能够将输入电压调理后传输给单片机的AD端口，或能够将输入电压及输入电流调理后传输给单片机的AD端口，还可以将单片机与驱动电路的连接端与状态指示灯连接，即本例中单片机的I/O口还与状态指示灯连接，以提供状态指示。
本例的工作原理如下：
将交流输入端与220V市电连接，每个风机连接口都与一个待控制风机连接，这些风机为单相交流电风机。
则220V市电经过EMI滤波电路连接到辅助电源及驱动电路，在辅助电源中经过其内部的整流、滤波及开关电源等后为通信电路及单片机供电。
使用时，单片机上电后检查系统状态，若无异常状态，通过通信接口得到的各个风机目标转速信息。单片机可以通过AD端口采集前馈补偿电路得到的电压及电流信号，通过程序算法得到输出的控制信号，经过单片机端口输出到驱动电路，控制双向可控硅的开关状态，达到控制交流风机转速的目的。当风机发生异常时，单片机关闭输出，风机停止工作，状态指示灯指示异常状态。
本例的多路交流风机控制器可以拥有如下保护功能：
1.过压保护
当风机输入电压过高时，单片机关闭输出，风机停止工作，状态指示灯指示异常，待电压恢复正常时，风机能够继续运行。
2.欠压保护
当风机输入电压过低时，单片机关闭输出，风机停止工作，状态指示灯指示异常，待电压恢复正常时，风机能够继续运行。
3.过流保护
当风机输入电流过大时，单片机关闭输出，风机停止工作，状态指示灯指示异常，待恢复正常时，风机能够继续运行。
驱动电路能够实现单片机控制信号与主电路的隔离，并能够加强输出信号，提高系统稳定性。
本发明的多路交流风机控制器可以通过SCI通信、4-20mA电流环通信、模拟信号通信等方式给定各个风机目标转速，实现各个交流风机的无极调速，方便可靠。
Claims (9)
1.多路交流风机控制器，其特征在于，包括EMI滤波电路、通信电路、辅助电源、单片机、驱动电路、前馈电路、交流输入端及通信接口，所述交流输入端与EMI滤波电路连接，EMI滤波电路与驱动电路及前馈电路连接，EMI滤波电路与辅助电源连接，辅助电源分别与通信电路及单片机连接，前馈电路与单片机连接，通信接口与通信电路连接，通信电路与单片机连接，单片机与驱动电路连接，驱动电路具备多个风机连接口，
所述EMI滤波电路用于对交流输入端输入的交流电进行EMI滤波后输出给驱动电路、前馈电路及辅助电源；
所述辅助电源为通信电路及单片机供电；
所述前馈电路用于采集输入的交流电压提供输入电压前馈补偿信号给单片机；
所述通信电路用于通过通信接口接收通信信号，并传输给单片机；
所述单片机用于根据通信信号及输入电压前馈补偿信号对驱动电路提供控制信号；
所述驱动电路用于根据单片机的控制信号控制其多个风机连接口的输出。
2.如权利要求1所述的多路交流风机控制器，其特征在于，所述驱动电路包括与风机连接口数量相对应的多个风机启动电容、多个双向可控硅及多个可控硅开关驱动器，所述风机连接口中具有三个风机输入连接口，分别为端口一、端口二及端口三，每一个风机连接口对应一个风机启动电容、一个双向可控硅及一个可控硅开关驱动器，所述风机启动电容并联在端口一及端口二上，风机输入连接口的端口一及端口三分别与其对应的双向可控硅连接，双向可控硅与其对应的可控硅开关驱动器连接，每个可控硅开关驱动器都通过控制总线与单片机连接，所有双向可控硅都与EMI滤波电路连接。
3.如权利要求2所述的多路交流风机控制器，其特征在于，所述驱动电路的每个可控硅开关驱动器都通过控制总线分别与单片机的I/O口一一对应连接。
4.如权利要求1所述的多路交流风机控制器，其特征在于，所述通信电路包括SCI通信电路和/或电流环通信电路和/或模拟信号通信电路。
5.如权利要求4所述的多路交流风机控制器，其特征在于，当通信电路中具有电流环通信电路时，所述电流环通信电路能够将4-20mA电流信号转换为PWM信号给单片机。
6.如权利要求4所述的多路交流风机控制器，其特征在于，当通信电路中具有模拟信号通信电路时，所述模拟信号通信电路能够将电压信号转换为PWM信号给单片机。
7.如权利要求1所述的多路交流风机控制器，其特征在于，所述前馈电路能够将输入电压调理后传输给单片机的AD端口。
8.如权利要求1所述的多路交流风机控制器，其特征在于，所述前馈电路能够将输入电压及输入电流调理后传输给单片机的AD端口。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的多路交流风机控制器，其特征在于，所述单片机与驱动电路的连接端还与状态指示灯连接。
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