CN104763667A - 汽车鼓风机调速系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车鼓风机调速系统，包括：鼓风机，还包括：中央处理器；LIN通信电路；风机驱动电路，其输入端连接中央处理器的脉宽调制输出端PWM，其输出端连接鼓风机；过流检测电路，用于采集鼓风机的电流，同时将电流信号转换成电压信号输出到中央处理器的电流检测输入端；器件温度传感器，用于采集风机驱动电路中功率器件的温度，并将该温度信号输出到中央处理器的器件温度输入端；环境温度传感器，用于采集环境温度，并将该温度信号输出到中央处理器的环境温度输入端；稳压电源，其输入端连接汽车蓄电池的输出端、其输出端向各上述各电路供电；本发明具有结构合理、成本低、性能稳定、性价比高的有益效果。

Description

汽车鼓风机调速系统
技术领域
本发明涉及一种汽车鼓风机调速系统。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步，汽车已经成为人们生活中必不可少的一部分。汽车零部件行业是汽车工业发展的基础，是支撑汽车工业持续稳步发展的前提条件。随着经济全球化和市场一体化进程的推进，汽车零部件产业在汽车工业体系中的市场地位逐步得到提升。与此同时，国际汽车零部件供应商正走向独立化、规模化的发展道路，原有的整车装配与零部件生产一体化、大量零部件企业依存于单一整车厂商以及零部件生产地域化的分工模式已出现变化。而汽车空调风机又是汽车的重要组成部分之一。为进口汽车提供配套的汽车鼓风机调速系统可获得稳定的订单。
发明内容
本发明提供了一种汽车鼓风机调速系统，能获得性能稳定、性价比高的产品。
本发明的技术方案是：
一种汽车鼓风机调速系统，包括：鼓风机，其特征是，还包括：
中央处理器；
LIN通信电路，包括接口芯片，该接口芯片具有与所述空调控制器连接的LIN数据端口、与所述中央处理器连接的RX数据端口和TX数据端口。
风机驱动电路，其输入端连接中央处理器的脉宽调制输出端PWM，其输出端连接鼓风机；
过流检测电路，用于采集鼓风机的电流，同时将电流信号转换成电压信号输出到中央处理器的电流检测输入端；
器件温度传感器，用于采集风机驱动电路中功率器件的温度，并将该温度信号输出到中央处理器的器件温度输入端；
环境温度传感器，用于采集环境温度，并将该温度信号输出到中央处理器的环境温度输入端；
稳压电源，其输入端连接汽车蓄电池的输出端、其输出端向各上述各电路供电；
机箱，用于安装上述电路；
风机驱动电路包括：
NPN型的三极管Q1，基极经电阻R10连接到中央处理器的脉宽调制输出端PWM，基极还分别经R12连接到地、经R11连接到稳压电源输出端，发射极接地，集电极经R13连接到稳压电源输出端；
NPN型的三极管Q2、PNP型的三极管Q3，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的基极连接且连接到三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极连接到稳压电源输出端，三极管Q3的集电极连接到地；
N沟道的MOS管Q4，栅极一路经电阻R14连接到三极管Q2和三极管Q3的发射极、另一路经电阻R15连接到地，漏极一路经鼓风机的线圈到稳压电源输出端、另一路经二极管D4的正极、负极到稳压电源输出端，源极一路经过流检测电路R17到地、另一路连接到中央处理器的电流检测输入端，MOS管Q4紧贴散热片安装。
所述器件温度传感器包括：
第一热敏电阻、第一降压电阻，两者串联后分别连接到所述稳压电源输出端和地，第一热敏电阻和第一降压电阻的连接端连接到所述中央处理器的器件温度输入端，第一热敏电阻紧贴所述MOS管Q4的散热片安装。
所述环境温度传感器包括：
第二热敏电阻、第二降压电阻，两者串联后分别连接到稳压电源输出端和地，第二热敏电阻和第二降压电阻的连接端连接到所述中央处理器的环境温度输入端。
我们知道，机箱内的元器件会发热，普通的机箱结构会影响到第二热敏电阻的温度采集，为此，所述机箱设有一端敞开的空心圆柱体，该空心圆柱体内置隔温空心圆柱体，隔温空心圆柱体设有外圆环，相应的，空心圆柱体设有与该外圆环配套的卡槽，隔温空心圆柱体的外圆周面与空心圆柱体的圆周面之间留有用于隔热的空隙，所述第二热敏电阻设置在隔温空心圆柱体内。
通过多层隔热，第二热敏电阻能采集到理想的环境温度。
本发明具有结构合理、成本低、性能稳定、性价比高的有益效果。
附图说明
图1为本发明的电原理框图。
图2为本发明风机驱动电路的电原理框图。
图3为本发明LIN通信电路的电原理框图。
图4为本发明环境温度传感器安装结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的说明：
如图所示，一种汽车鼓风机调速系统，包括：鼓风机，还包括：
中央处理器，中央处理器选用Nuvoton公司生产的N79E8xxx系列汽车级MCU作为风机调速模块主控器。其通过检测ECU控制器LIN总线发出的调整命令和读取风机状态命令，启动/停止/改变驱动电路输出，进而调整风机转速，改变鼓风机的出风量，使车内温度保持一个舒适的温度；
LIN通信电路，包括接口芯片，该接口芯片具有与所述空调控制器连接的LIN数据端口、与所述中央处理器连接的RX数据端口和TX数据端口。
接口芯片采用当前主流的TJA1020作为LIN通信接口芯片与ECU进行信息传递。它支持当前高档汽车主流的LIN通信协议，并与奥迪的空调系统配套。
TJA1020收发器是一个物理媒体连接Physical Medium Attachment它是LIN主机/从机协议控制器和LIN传输媒体之间的接口,协议控制器输入引脚TXD的发送数据流被LIN收发器转换成总线信号。而且电平翻转速率和波形都受到限制以减少电磁辐射EME。TJA1020的接收器检测到LIN总线上的数据流并通过RXD引脚将它传送到协议控制器。它不仅自身工作电流极低，同时自带睡眠模式和唤醒中断功能。核心控制器通过NSLP引脚控制TJA1020在无信号收发状态下进入睡眠模式，降低自身功耗，从而起到节能效果。
图3中，电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R46、电阻R47、电容C19、电容C18、二极管D5、二极管D6。
风机驱动电路，其输入端连接中央处理器的脉宽调制输出端PWM，其输出端连接鼓风机L3(图2中MOTER)；
风机驱动部分，采用大电流、超低内阻的N沟道功率MOS管。使用PWM驱动方式，低端驱动，由MCU调整输出PWM占空比，关闭期间，MOS管上功率损耗几乎可忽略，一改以往其他串联稳压型模块自身功率损耗高，发烫严重的现象。同时PWM驱动频率约20KHz，该频率下风机的效率最高。。
过流检测电路，用于采集鼓风机的电流，同时将电流信号转换成电压信号输出到中央处理器的电流检测输入端；
器件温度传感器，用于采集风机驱动电路中功率器件的温度，并将该温度信号输出到中央处理器的器件温度输入端；
环境温度传感器3，用于采集环境温度，并将该温度信号输出到中央处理器的环境温度输入端；
稳压电源，稳压电源输入端连接汽车蓄电池的输出端、稳压电源的输出端向各上述各电路供电，稳压电源的输出端有5V和POWER两种；
机箱，用于安装上述电路；
风机驱动电路包括：
NPN型的三极管Q1，基极经电阻R10连接到中央处理器的脉宽调制输出端PWM，基极还分别经R12连接到地、经R11连接到稳压电源输出端，发射极接地，集电极经R13连接到稳压电源输出端；
NPN型的三极管Q2、PNP型的三极管Q3，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的基极连接且连接到三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极连接到稳压电源输出端，三极管Q3的集电极连接到地；
N沟道的MOS管Q4，栅极一路经电阻R14连接到三极管Q2和三极管Q3的发射极、另一路经电阻R15连接到地，漏极一路经鼓风机L3的线圈到稳压电源输出端、另一路经二极管D4的正极、负极到稳压电源输出端，源极一路经过流检测电路R17到地、另一路连接到中央处理器的电流检测输入端，MOS管Q4紧贴散热片安装。电阻R16和电容C16串联后并联在鼓风机L3的两端。
MOS管驱动电路，三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3搭建的图腾柱电路，它能快速的向栅极结电容冲/放电，进而快速开/关MOS管Q4,同样可减少在MOS管Q4上的功率损耗时间。
所述器件温度传感器包括：
第一热敏电阻、第一降压电阻，两者串联后分别连接到稳压电源输出端和地，第一热敏电阻和第一降压电阻的连接端连接到中央处理器的器件温度输入端，第一热敏电阻紧贴MOS管Q4的散热片安装。
环境温度传感器包括：
第二热敏电阻、第二降压电阻，两者串联后分别连接到稳压电源输出端和地，第二热敏电阻和第二降压电阻的连接端连接到中央处理器的环境温度输入端。
机箱设有一端敞开的空心圆柱体11，该空心圆柱体11内置隔温空心圆柱体21，隔温空心圆柱体21设有外圆环22，相应的，空心圆柱体11设有与该外圆环22配套的卡槽，隔温空心圆柱体21的外圆周面与空心圆柱体11的圆周面之间留有用于隔热的空隙，第二热敏电阻3设置在隔温空心圆柱体21内。
电源欠压超压检测电路连接到中央处理器的AD端口，中央处理器采集该电压信号并，判断当前电源是否异常，如果异常则执保护操作。

Claims (4)

1.一种汽车鼓风机调速系统，包括：鼓风机，其特征是，还包括：
中央处理器；
LIN通信电路，包括接口芯片，该接口芯片具有与空调控制器连接的LIN数据端口、与中央处理器连接的RX数据端口和TX数据端口；
风机驱动电路，其输入端连接中央处理器的脉宽调制输出端PWM，其输出端连接鼓风机；
过流检测电路，用于采集鼓风机的电流，同时将电流信号转换成电压信号输出到中央处理器的电流检测输入端；
器件温度传感器，用于采集风机驱动电路中功率器件的温度，并将该温度信号输出到中央处理器的器件温度输入端；
环境温度传感器，用于采集环境温度，并将该温度信号输出到中央处理器的环境温度输入端；
稳压电源，其输入端连接汽车蓄电池的输出端、其输出端向各上述各电路供电；
机箱，用于安装上述电路；
风机驱动电路包括：
NPN型的三极管Q1，基极经电阻R10连接到中央处理器的脉宽调制输出端PWM，基极还分别经R12连接到地、经R11连接到稳压电源输出端，发射极接地，集电极经R13连接到稳压电源输出端；
NPN型的三极管Q2、PNP型的三极管Q3，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的基极连接且连接到三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极连接到稳压电源输出端，三极管Q3的集电极连接到地；
N沟道的MOS管Q4，栅极一路经电阻R14连接到三极管Q2和三极管Q3的发射极、另一路经电阻R15连接到地，漏极一路经鼓风机的线圈到稳压电源输出端、另一路经二极管D4的正极、负极到稳压电源输出端，源极一路经过流检测电路R17到地、另一路连接到中央处理器的电流检测输入端，MOS管Q4紧贴散热片安装。
2.如权利要求1所述的一种汽车鼓风机调速系统，其特征是，所述器件温度传感器包括：
第一热敏电阻、第一降压电阻，两者串联后分别连接到所述稳压电源输出端和地，第一热敏电阻和第一降压电阻的连接端连接到所述中央处理器的器件温度输入端，第一热敏电阻紧贴所述MOS管Q4的散热片安装。
3.如权利要求1所述的一种汽车鼓风机调速系统，其特征是，所述环境温度传感器包括：
第二热敏电阻、第二降压电阻，两者串联后分别连接到稳压电源输出端和地，第二热敏电阻和第二降压电阻的连接端连接到所述中央处理器的环境温度输入端。
4.如权利要求3所述的一种汽车鼓风机调速系统，其特征是，所述机箱设有一端敞开的空心圆柱体(11)，该空心圆柱体(11)内置隔温空心圆柱体(21)，隔温空心圆柱体(21)设有外圆环(22)，相应的，空心圆柱体(11)设有与该外圆环(22)配套的卡槽，隔温空心圆柱体(21)的外圆周面与空心圆柱体(11)的圆周面之间留有用于隔热的空隙，所述第二热敏电阻(3)设置在隔温空心圆柱体(21)内。
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