CN104929967A - 一种用于冰箱的pwm风机控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于冰箱的PWM风机控制电路及控制方法，所述PWM风机具有电源端口、PWM信号端口、反馈端口及接地端口。所述PWM风机控制电路包括供电电路以及主控电路，所述供电电路包括用以控制所述供电电路通断的电源控制开关，所述主控电路包括连接至PWM信号端口的PWM信号电路、连接至反馈端口的反馈电路以及连接至所述电源控制开关的电源信号线。主控电路接收到PWM风机停机指令，通过电源控制开关控制所述供电电路停止向PWM风机供电。采用本发明用于冰箱的PWM风机控制电路及控制方法，在PWM风机停止运行时，有效避免PWM风机的待机功耗，并使得PWM风机的启动与停止更为柔和，同时能够加快PWM风机启动运行时达到目标转速。
Description
技术领域
本发明涉及冰箱控制领域，特别涉及一种用于冰箱的PWM风机控制电路及控制方法。
背景技术
为应对市场及用户更高需求，同时也为了降低冰箱的能耗，冰箱产品已越来越多的引入可调速风机。现有PWM风机在冰箱产品使用中，一般设置有VCC电源线、PWM信号线、反馈信号线和GND接地线。其中，PWM信号线输入的PWM占空比控制PWM风机的转速，对应关系为占空比0~100%对应PWM风机停止~风机满转速运行。
上述PWM风机使用时（附图2所示），通过PWM信号线发出的不同占空比实现转速的调整，而在不需要PWM风机工作时，PWM信号线发出占空比为0的信号，使PWM风机停转。但，此时PWM风机仍存在着待机功耗。另一方面，上述PWM风机的启动时直接输入PWM方波工作信号，启动效率偏低，PWM风机转速达到稳定的时间偏长。
因此，有必要提供一种新的用于冰箱的PWM风机控制电路及控制方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于冰箱的PWM风机控制电路及控制方法，在PWM风机停止运行时，能够有效避免PWM风机的待机功耗，并使得PWM风机的启动与停止更为柔和，同时能够加快PWM风机启动运行时达到目标转速。
为实现上述发明目的，本发明提供一种用于冰箱的PWM风机控制电路，所述PWM风机具有电源端口、PWM信号端口、反馈端口及接地端口。所述PWM风机控制电路包括连接电源端口与PWM风机工作电源VCC的供电电路以及主控电路，所述供电电路包括用以控制所述供电电路通断的电源控制开关，所述主控电路包括连接至PWM信号端口的PWM信号电路、连接至反馈端口的反馈电路以及连接至所述电源控制开关的电源信号线。
作为本发明的进一步改进，所述电源控制开关包括P型MOS管，所述P型MOS管的源极与漏极分别电性连接至PWM风机工作电源VCC与PWM风机的电源端口，所述P型MOS管的栅极与源极之间设有第一电阻R1。
作为本发明的进一步改进，所述电源控制开关还包括三极管Q，所述三极管Q的基极连接至所述主控电路的电源信号线，集电极连接至所述P型MOS管的栅极，发射极接地设置。
本发明还提供一种用于冰箱的PWM风机的控制方法：
接收到PWM风机停机指令；
主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的停止信号；
主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电。
作为本发明的进一步改进，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的停止信号；经过第一预设时长t1，主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电。
作为本发明的进一步改进，所述PWM风机控制方法还包括：
接收到PWM风机运行指令；
主控电路通过所述电源信号线向供电电路的电源控制开关发出接通信号；
经过第二预设时长t2，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为100%的启动信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到启动信号并启动运行；
主控电路通过反馈电路实时接收所述PWM风机的运转信息；
主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM方波信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到PWM方波信号并以与所述PWM方波信号相应的转速运转。
作为本发明的进一步改进，所述PWM风机控制方法还包括：
接收PWM风机运行的目标转速；
PWM风机转速达到目标转速时，主控电路通过PWM信号电路停止向所述PWM风机输出所述启动信号，同时， 主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出与目标转速相对应的PWM方波信号；
所述PWM风机接收PWM方波信号并以目标转速运转。
作为本发明的进一步改进，所述电源控制开关包括相互连接的P型MOS管与三极管Q，所述P型MOS管的源极与漏极分别连接至PWM风机工作电源VCC与PWM风机的电源端口；所述三极管Q的基极连接至所述主控电路的电源信号线，集电极连接至所述P型MOS管的栅极，发射极接地设置。所述控制方法中的主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电，上述步骤具体为，主控电路通过电源信号线发出断开电流信号Ib1，三极管Q处于放大工作状态，所述P型MOS截止， PWM风机与PWM风机工作电源VCC断开。
作为本发明的进一步改进，所述控制方法中的主控电路通过所述电源信号线向供电电路的电源控制开关发出接通信号，上述步骤具体为，主控电路通过电源信号线发出接通电流信号Ib2，三极管Q处于截止工作状态，所述P型MOS导通，PWM风机与PWM风机工作电源VCC接通。
作为本发明的进一步改进，所述PWM风机控制方法还包括：
接收到PWM风机调整指令；
若PWM风机的转速提高，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为100%的加速信号；
若PWM风机的转速降低，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的减速信号；
待所述PWM风机的转速达到调整转速时，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出与调整转速相对应的调整PWM方波信号。
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到调整PWM方波信号并以调整转速运转。
本发明的有益效果是：在PWM风机停止运行时，主控电路通过电源控制开关控制断开PWM风机的供电电路，有效避免PWM风机的待机功耗；PWM风机启动运行时通过输入占空比为100%的启动信号，能够加快PWM风机启动运行时达到目标转速；在PWM风机的停止与启动时设置第一缓冲时长t1、第二缓冲时长t2，使得PWM风机的启动与停止更为柔和。
附图说明
图1为本发明用于冰箱的PWM风机控制电路的示意图；
图2为现有PWM风机控制电路的供电电路及PWN信号电路工作状态示意图；
图3为本发明PWM风机控制电路的供电电路及PWN信号电路工作状态示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
如图1 所示为本发明用于冰箱的PWM风机控制电路的示意图。所述PWM风机具有电源端口1、PWM信号端口2、反馈端口3及接地端口4。所述PWM风机控制电路包括连接所述电源端口1与PWM风机工作电源VCC的供电电路以及主控电路。所述供电电路包括用以控制所述供电电路通断的电源控制开关；所述主控电路包括连接至PWM信号端口2的PWM信号电路、连接至反馈端口3的反馈电路以及连接至所述电源控制开关的电源信号线。
具体地，所述电源控制开关包括相互连接的P型MOS管与三极管Q，所述P型MOS管的源极与漏极分别连接至PWM风机工作电源VCC与PWM风机的电源端口1。所述P型MOS管的栅极与源极之间设有第一电阻R1，所述第一电阻R1用以释放P型MOS管的栅极电荷，保护所述P型MOS管不被击穿受损。所述P型MOS管的漏极与源极之间还设有旁路二极管D，所述二极管D防止P型MOS管的漏极与源极之间电压过高损坏P型MOS管。
所述三极管Q的基极连接至所述主控电路的电源信号线，集电极连接至所述P型MOS管的栅极，发射极接地设置。所述三极管Q的集电极与所述P型MOS管之间还设有第二电阻R2。
在本实施方式中，所述PWM风机工作电源VCC为12V，R1=10KΩ，R2=50Ω。所述PWM风机停止时，主控电路通过电源信号线发出断开电流信号Ib1，三极管Q处于放大工作状态，这时PWM风机工作电源VCC通过R1和R2分压，产生低电平作用于P型MOS管的栅极，使得P型MOS管截止，PWM风机工作电源VCC无法通过P型MOS管的源极连接到漏极，PWM风机与PWM风机工作电源VCC断开。
所述PWM风机运行时，主控电路通过电源信号线发出接通电流信号Ib2，三极管Q处于截止工作状态，这时VCC通过R1，产生高电平作用于P型MOS管的栅极，使得P型MOS管导通，PWM风机工作电源VCC可以通过P型MOS管的源极连接至漏极，然后输出到PWM风机的电源端口1， PWM风机与PWM风机工作电源VCC接通。
所述PWM信号电路包括第三电阻R3以及呈并联设置的第四电阻R4与第一电容C1。所述反馈电路包括第五电阻R5及第二电容C2。所述第一电容C1与第二电容C2的均设置有接地端，通过第一电容C1与第二电容C2抑制所述PWM信号电路与反馈电路的电压波动，使电压变得平稳光滑。
所述反馈电路还包括第六电阻R6并通过所述第六电阻R6连接至反馈电路稳压电源VCC＇。在本实施方式中，反馈电路稳压电源VCC＇为5V直流电源。
藉此，采用本发明用于冰箱的PWM风机控制电路，在PWM风机停止运行时，主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开指令，藉此有效避免PWM风机的待机功耗。另一方面，主控电路通过电源信号线发出的断开电流信号Ib1及接通电流信号Ib2均小于PWM风机的工作电流，有效降低主控电路中的电流载荷，从而更好地保护主控电路及相应的电性元件。
本发明还提供了一种用于冰箱的PWM风机的控制方法：
接收到PWM风机停机指令；
主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的停止信号；
经过第一预设时长t1，主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电。
所述PWM风机控制方法还包括：
接收到PWM风机运行指令；
主控电路通过所述电源信号线向供电电路的电源控制开关发出接通信号；
经过第二预设时长t2，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为100%的启动信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到启动信号并启动运行；
主控电路通过反馈电路实时接收所述PWM风机的运转信息；
主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM方波信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到PWM方波信号并以与所述PWM方波信号相应的转速运转。
所述PWM风机控制方法还包括：
接收PWM风机运行的目标转速；
PWM风机转速达到目标转速时，主控电路通过PWM信号电路停止向所述PWM风机输出所述启动信号，同时， 主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出与目标转速相对应的PWM方波信号；
所述PWM风机接收PWM方波信号并以目标转速运转。
在本实施方式中，所述电源控制开关包括相互连接的P型MOS管与三极管Q，所述P型MOS管的源极与漏极分别连接至PWM风机工作电源VCC与PWM风机的电源端口；所述三极管Q的基极连接至所述主控电路的电源信号线，集电极连接至所述P型MOS管的栅极，发射极接地设置。所述控制方法中的主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电，上述步骤具体为，主控电路通过电源信号线发出断开电流信号Ib1，三极管Q处于放大工作状态，所述P型MOS截止， PWM风机与PWM风机工作电源VCC断开。所述控制方法中的主控电路通过所述电源信号线向供电电路的电源控制开关发出接通信号，上述步骤具体为，主控电路通过电源信号线发出接通电流信号Ib2，三极管Q处于截止工作状态，所述P型MOS导通，PWM风机与PWM风机工作电源VCC接通。
所述PWM风机控制方法还包括：
接收到PWM风机调整指令；
若PWM风机的转速提高，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为100%的加速信号；
若PWM风机的转速降低，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的减速信号；
待所述PWM风机的转速达到需调整转速时，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出与调整转速相对应的调整PWM方波信号。
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到调整PWM方波信号并以调整转速运转。
本发明的有益效果是：在PWM风机停止运行时，主控电路通过电源控制开关控制断开PWM风机的供电电路，有效避免PWM风机的待机功耗；PWM风机启动运行时通过输入占空比为100%的启动信号，能够加快PWM风机启动运行时达到目标转速，加速信号与减速信号亦让所述PWM风机调整转速时能够更快的达到调整转速；在PWM风机的停止与启动时设置第一缓冲时长t1、第二缓冲时长t2，使得PWM风机的启动与停止更为柔和。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于冰箱的PWM风机控制电路，所述PWM风机具有电源端口、PWM信号端口、反馈端口及接地端口，其特征在于：所述PWM风机控制电路包括连接电源端口与PWM风机工作电源VCC的供电电路以及主控电路，所述供电电路包括用以控制所述供电电路通断的电源控制开关，所述主控电路包括连接至PWM信号端口的PWM信号电路、连接至反馈端口的反馈电路以及连接至所述电源控制开关的电源信号线。
2.根据权利要求1所述的PWM风机控制电路，其特征在于：所述电源控制开关包括P型MOS管，所述P型MOS管的源极与漏极分别电性连接至PWM风机工作电源VCC与PWM风机的电源端口，所述P型MOS管的栅极与源极之间设有第一电阻R1。
3.根据权利要求2所述的PWM风机控制电路，其特征在于：所述电源控制开关还包括三极管Q，所述三极管Q的基极连接至所述主控电路的电源信号线，集电极连接至所述P型MOS管的栅极，发射极接地设置。
4.一种用于冰箱的PWM风机控制方法，所述冰箱具有如权利要求1-3任一项所述的PWM风机控制电路，其特征在于，所述控制方法包括：
接收到PWM风机停机指令；
主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的停止信号；
主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电。
5.根据权利要求4所述的PWM风机控制方法，其特征在于，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的停止信号；经过第一预设时长t1，主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电。
6.根据权利要求4所述的PWM风机控制方法，还包括：
接收到PWM风机运行指令；
主控电路通过所述电源信号线向供电电路的电源控制开关发出接通信号；
经过第二预设时长t2，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为100%的启动信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到启动信号并启动运行；
主控电路通过反馈电路实时接收所述PWM风机的运转信息；
主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM方波信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到PWM方波信号并以与所述PWM方波信号相应的转速运转。
7.根据权利要求6所述的PWM风机控制方法，其特征在于，所述PWM风机控制方法还包括：
接收PWM风机运行的目标转速；
PWM风机转速达到目标转速时，主控电路通过PWM信号电路停止向所述PWM风机输出所述启动信号，同时， 主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出与目标转速相对应的PWM方波信号；
所述PWM风机接收PWM方波信号并以目标转速运转。
8.根据权利要求6所述的PWM风机控制方法，其特征在于：所述电源控制开关包括相互连接的P型MOS管与三极管Q，所述P型MOS管的源极与漏极分别连接至PWM风机工作电源VCC与PWM风机的电源端口；所述三极管Q的基极连接至所述主控电路的电源信号线，集电极连接至所述P型MOS管的栅极，发射极接地设置，所述控制方法中的主控电路通过电源信号线向所述供电电路的电源控制开关发出断开信号，所述供电电路停止向PWM风机供电，上述步骤具体为，主控电路通过电源信号线发出断开电流信号Ib1，三极管Q处于放大工作状态，所述P型MOS截止， PWM风机与PWM风机工作电源VCC断开。
9.根据权利要求8所述的PWM风机控制方法，其特征在于：所述控制方法中的主控电路通过所述电源信号线向供电电路的电源控制开关发出接通信号，上述步骤具体为，主控电路通过电源信号线发出接通电流信号Ib2，三极管Q处于截止工作状态，所述P型MOS导通，PWM风机与PWM风机工作电源VCC接通。
10.根据权利要求4所述的PWM风机控制方法，还包括：
接收到PWM风机调整指令；
若PWM风机的转速提高，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为100%的加速信号；
若PWM风机的转速降低，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出PWM占空比为0的减速信号；
待所述PWM风机的转速达到调整转速时，主控电路通过PWM信号电路向所述PWM风机发出与调整转速相对应的调整PWM方波信号；
所述PWM风机通过PWM信号端口接收到调整PWM方波信号并以调整转速运转。
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