CN108988700A - 一种转速调节装置、电机及其转速调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转速调节装置、电机及其转速调节方法，该装置包括：模拟电压信号接收电路，在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号；PWM脉冲信号接收电路，在所述给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号；驱动电路，获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。本发明的方案，可以解决现有技术中内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时存在VSP调速信号模式无法兼容的问题，从而提升兼容性能。

Description

一种转速调节装置、电机及其转速调节方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种转速调节装置、电机及其转速调节方法，尤其涉及一种直流无刷电机调速信号的检测电路。

背景技术

目前市场上直流无刷电机主要是通过调节校准电压(即VSP)信号来实现电机转速调节，可分为VSP模拟调速和脉宽调制(即PWM)调速。VSP模拟调速指的是给定电机控制器VSP端口的信号是连续的模拟电压信号，电压值升高则电机转速上升，电压值减小则电机转速下降。PWM调速指的是给定电机控制器端口VSP的信号是一定幅值的PWM脉冲信号，通过一个电容滤波后转换成模拟电压信号，再将该模拟电压信号给到电机主控芯片的转速调节引脚；通过改变PWM脉冲的占空比可以调节电机转速，占空比增大则电机转速升高，占空比减小则电机转速下降。该模拟电压信号的最大幅值受PWM信号的高电平幅值的限制，无法得到高于此幅值的模拟电压信号。

对于内置控制器的直流无刷电机(即控制器放在电机里面)，VSP信号是由上位机系统来提供。例如，壁挂式空调内机，直流无刷电机用于驱动空调内机的扇叶，而直流无刷电机的VSP调速信号是通过空调内机控制器主板给的。通常情况下，空调内机主板给定的VSP信号是模拟电压信号，因此直流无刷电机的VSP接收电路也设计的是模拟信号识别电路。但是也有一些空调内机主板给定的VSP信号是PWM脉冲信号，此时，原来只能用于识别模拟电压信号的直流无刷电机就无法使用，存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种转速调节装置、电机及其转速调节方法，以解决现有技术中内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时存在VSP调速信号模式无法兼容的问题，达到提升兼容性能的效果。

本发明提供一种转速调节装置，包括：模拟电压信号接收电路、PWM脉冲信号接收电路和驱动电路；其中，所述模拟电压信号接收电路，用于在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号；所述PWM脉冲信号接收电路，用于在待控电机的上位机系统的给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号；所述驱动电路，用于获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。

可选地，其中，所述模拟电压信号接收电路，包括：第一滤波模块；和/或，所述PWM脉冲信号接收电路，包括：电平转换模块和第二滤波模块；其中，所述电平转换模块，用于在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲高电平信号的情况下，将所述PWM脉冲高电平信号转换为低电平值；在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲低电平信号的情况下，将所述PWM脉冲低电平信号转换为高电平值；所述第二滤波模块，用于对所述低电平值和所述高电平值进行第二滤波处理；和/或，所述驱动电路，包括：VSP调速信号输入端；所述VSP调速信号输入端，用于获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号。

可选地，其中，所述第一滤波模块，包括：第一滤波电阻、第一滤波电容和第二滤波电容；其中，所述第一滤波电阻的第一端为所述模拟电压信号的接收端，所述第一滤波电阻的第二端为所述第一模拟电压VSP调速信号的输出端；所述第一滤波电容和所述第二滤波电容，并联在所述第一滤波电阻的第二端与地之间；和/或，所述电平转换模块，包括：开关管、第一分压电阻和第二分压电阻；其中，所述开关管的输入端为所述PWM脉冲信号的接收端，所述开关管的输出端为所述低电平值或所述高电平值的输出端、并连接所述第一分压电阻的第二端和所述第二分压电阻的第一端；所述第一分压电阻的第一端为给定电源信号的输入端，所述第二分压电阻的第二端接地；和/或，所述第二滤波模块，包括：第二滤波电阻和第三滤波电容；其中，所述第二滤波电阻的第一端为所述低电平值或所述高电平值的输入端，所述第二滤波电阻的第二端为所述第二模拟电压VSP调速信号的输出端；所述第三滤波电容连接在所述第二滤波电阻的第二端与地之间。

可选地，其中，所述第二模拟电压VSP调速信号的大小，能够根据所述PWM脉冲信号的占空比、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值比、以及所述给定电源信号的电压值中的至少之一进行调节；和/或，所述电平转换模块，还包括：保护电阻；所述保护电阻设置在所述开关管的输入端与所述PWM脉冲信号的接收端之间，用于设置所述开关管的工作状态、和/或对所述开关管进行保护。

可选地，还包括：控制电路；所述控制电路，用于在待控电机的上位机系统的给定信号为所述模拟电压信号的情况下，使所述模拟电压信号接收电路启动；在待控电机的上位机系统的给定信号为所述PWM脉冲信号的情况下，使所述PWM脉冲信号接收电路启动。

与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电机，包括：以上所述的转速调节装置。

与上述电机相匹配，本发明再一方面提供一种转速调节方法，包括：在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号；在待控电机的上位机系统的给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号；获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。

可选地，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，包括：在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲高电平信号的情况下，将所述PWM脉冲高电平信号转换为低电平值；在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲低电平信号的情况下，将所述PWM脉冲低电平信号转换为高电平值；对所述低电平值和所述高电平值进行第二滤波处理。

可选地，所述第二模拟电压VSP调速信号的大小，能够根据所述PWM脉冲信号的占空比、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值比、以及所述给定电源信号的电压值中的至少之一进行调节。

可选地，还包括：在待控电机的上位机系统的给定信号为所述模拟电压信号的情况下，使所述模拟电压信号接收电路启动；在待控电机的上位机系统的给定信号为所述PWM脉冲信号的情况下，使所述PWM脉冲信号接收电路启动。

本发明的方案，通过将模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路集成在同一块内置控制器上，实现与空调内机给定的VSP信号(模拟或数字)的匹配，提高了电机控制板的通用性。

进一步，本发明的方案，通过实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

进一步，本发明的方案，通过使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值，不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。

由此，本发明的方案，通过将模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路集成在同一块内置控制器上，通过切换实现与空调内机给定的模拟电压VSP信号或PWM脉冲VSP信号的匹配，解决现有技术中内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时存在VSP调速信号模式无法兼容的问题，从而，克服现有技术中兼容性能差、匹配灵活性差和调速范围小的缺陷，实现兼容性能好、匹配灵活性好和调速范围大的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的转速调节装置的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的转速调节方法的一实施例的流程示意图；

图3为本发明的方法中对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理的一实施例的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

10-模拟电压信号接收电路；20-PWM脉冲信号接收电路；30-驱动电路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种转速调节装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该转速调节装置可以包括：模拟电压信号接收电路10、PWM脉冲信号接收电路20和驱动电路30(如驱动IC)。

在一个可选例子中，所述模拟电压信号接收电路10，可以连接至所述驱动电路30，可以用于在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号。

例如：当VSP_IN是上位机系统(如空调内机主板)给定的模拟电压信号(如模拟电压VSP信号、模拟电压VSP调速信号等)时，选择图1中虚线框内的电路拓扑作为VSP检测电路(即虚线框意外的R2、R3、R4、R5、R6、Q1、C3都不焊接元件)。通过R1与C1、C2组成的RC滤波器，对VSP_IN信号进行滤除毛刺后直接给到VSP_IC，从而调节电机转速。

可选地，所述模拟电压信号接收电路10，可以包括：第一滤波模块。

由此，通过滤波模块对模拟电压信号进行第一滤波处理，结构简单，且可以保证对模拟电压信号进行第一滤波处理的可靠性和精准性。

更可选地，所述第一滤波模块，可以包括：第一滤波电阻(如电阻R1)、第一滤波电容(如电容C1)和第二滤波电容(如电容C2)。

其中，所述第一滤波电阻的第一端为所述模拟电压信号的接收端，所述第一滤波电阻的第二端为所述第一模拟电压VSP调速信号的输出端(如电阻R1与驱动IC的VSP_IC端连接)。所述第一滤波电容和所述第二滤波电容，并联在所述第一滤波电阻的第二端与地之间。

由此，通过第一滤波电阻、第一滤波电容和第二滤波电容构成RC滤波电路，结构简单、且对模拟电压信号的滤波效果好。

在一个可选例子中，所述PWM脉冲信号接收电路20，可以连接至所述驱动电路30，可以用于在待控电机的上位机系统的给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号。

例如：当VSP_IN是上位机系统(如空调内机主板)给定的PWM信号(如PWM脉冲VSP信号、PWM数字VSP调速信号等)时，选择图1中虚线框以外的电路拓扑作为VSP检测电路(即虚线框以内的R1、C1和C2不焊接元件)。

可选地，所述PWM脉冲信号接收电路20，可以包括：电平转换模块和第二滤波模块。

在一个可选具体例子中，所述电平转换模块，可以连接至所述第二滤波模块，可以用于在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲高电平信号的情况下，将所述PWM脉冲高电平信号转换为低电平值。在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲低电平信号的情况下，将所述PWM脉冲低电平信号转换为高电平值。

更可选地，所述电平转换模块，可以包括：开关管(如MOS管Q1)、第一分压电阻(如电阻R4)和第二分压电阻(如电阻R5)。

具体地，所述开关管的输入端(如MOS管的栅极)为所述PWM脉冲信号的接收端，所述开关管的输出端(如MOS管的漏极)为所述低电平值或所述高电平值的输出端、并连接所述第一分压电阻的第二端和所述第二分压电阻的第一端，所述开关管的保护端(如MOS管的源极)接地。所述第一分压电阻的第一端为给定电源信号的输入端，所述第二分压电阻的第二端接地。

例如：当VSP_IN为PWM脉冲高电平信号时，Q1导通，V1点通过Q1直接接地，此时V1为低电平值；当VSP_IN为PWM脉冲低电平信号时，Q1关断，V1点的电压为VCC经过R4和R6分压后的电压值。即V1处的信号也是高低电平信号，低电平为0，高电平为VCC*R6/(R4+R6)。选取合适的电阻值R5和电容值C3组成RC滤波器，可将V1处的高低电平信号转换成模拟电压信号。

例如：Q1可以选择相同工作原理的其它开关器件代替，并重新设计外围器件的选值，以实现相同的开关作用。V1处电平信号的高电平幅值由不同的分压拓扑得到，以实现类似的电压抬升作用。VCC可以选择不同的电源电压值，以实现给点电源信号的切换。

由此，通过开关管、第一分压电阻和第二分压电阻对PWM脉冲信号进行电平转换处理，结构简单，且电平转换处理的可靠性高、安全性好。

其中，所述第二模拟电压VSP调速信号的大小，能够根据所述PWM脉冲信号的占空比、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值比、以及所述给定电源信号的电压值中的至少之一进行调节。

例如：通过电路设计，使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。例如：通过电路设计，使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。

例如：通过控制VSP_IN的占空比，可以控制Q1导通和关断的时间，进而控制V1电平信号的占空比，经过R5与C3滤波后可以得到不同电压值的VSP_IC模拟信号，从而控制直流无刷电机转速。

例如：决定VSP_IC模拟电压值大小的因素共有两个：第一个是VSP_IN的占空比；第二个是R4与R6的选值和VCC电压值。通常VCC为15V，当VSP_IN的占空比一定时，保持R4不变，增大R6的值，可以抬升V1处的高电平幅值，从而增大了VSP_IC的值，电机转速升高。当R4与R6选值一定时，增大VSP_IN的占空比，可以抬升V1处高低电平的占空比，从而增大了VSP_IC的值，电机转速升高。受VCC电压值限制，VSP_IN的最大幅值不超过VCC。

由此，通过多种方式对第二模拟电压VSP调速信号的大小进行调节，可以灵活调节转速控制的调速范围，适用范围广，使用便捷性好。

进一步可选地，所述电平转换模块，还可以包括：保护电阻(如电阻R2和/或电阻R3等)。所述保护电阻设置在所述开关管的输入端(如MOS管的栅极)与所述PWM脉冲信号的接收端之间，可以用于设置所述开关管的工作状态、和/或对所述开关管进行保护。

例如：R2主要作用是对开关管的状态进行设置，通过合适的选值保证开关管(如NPN型三极管能工作于开关饱和状态)；R3的作用主要是提高开关管导通和关断的可靠性。

由此，通过保护电阻对开关管进行保护，有利于保证开关管的安全性和工作可靠性。

在一个可选具体例子中，所述第二滤波模块，可以连接至所述驱动电路30，可以用于对所述低电平值和所述高电平值进行第二滤波处理，以得到所述第二模拟电压VSP调速信号。

由此，通过对PWM脉冲信号的高低电平情况进行电平转换处理得到低电平值和高电平值，进而对低电平值和高电平值进行第二滤波处理，处理过程简单、可靠，处理结果精准性好。

在一个可选例子中，所述驱动电路30，可以连接至所述待控电机，可以用于获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。

例如：VSP_IC是直流无刷电机内置控制器主控芯片的一个输入引脚，识别模拟电压信号，通过调节VSP_IC引脚的电压值，可以调节电机运行转速。当VSP_IC电压值增大时，电机转速上升；当VSP_IC电压值减小时，电机转速下降。

例如：将模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路集成在同一块内置控制器上；通过简单的电路切换，实现与空调内机给定的VSP信号(模拟或数字)的匹配，并且模拟电压幅值不受PWM信号幅值限制。这样，通过简单的电路设计，将模拟电压VSP信号(即模拟电压VSP调速信号)识别和PWM脉冲VSP信号(即PWM数字VSP调速信号)识别集成在一块控制器上，提高了电机控制板的通用性；而且，电路结构简单，成本低。

由此，通过在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号时通过模拟电压信号接收电路进行第一滤波处理，在给定信号为PWM脉冲信号时通过PWM脉冲信号接收电路进行电平转换处理和第二滤波处理，进而根据第一滤波处理或第二滤波处理后的相应模拟电压VSP调速信号对待控电机的转速进行调节，大大提升内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时VSP调速信号模式的兼容性能，且结构简单，成本低。

可选地，所述驱动电路30，可以包括：VSP调速信号输入端(如VSP_IC端)。所述VSP调速信号输入端，可以用于获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号。

由此，通过VSP调速信号输入端获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号，使得相应模拟电压VSP调速信号的获取简便且可靠，而且基于第二模拟电压VSP调速信号的调速范围更广。

更可选地，所述第二滤波模块，可以包括：第二滤波电阻(如电阻R5)和第三滤波电容(如电容C3)。

其中，所述第二滤波电阻的第一端为所述低电平值或所述高电平值的输入端，所述第二滤波电阻的第二端为所述第二模拟电压VSP调速信号的输出端。所述第三滤波电容连接在所述第二滤波电阻的第二端与地之间。

由此，通过第二滤波电阻和第三滤波电容构成RC滤波电路对经电平转换处理得到的高电平值和低电平值进行滤波后得到相应的模拟电压VSP调速信号，结构简单、且可靠性高。

在一个可选实施方式中，还可以包括：控制电路。

其中，所述控制电路，可以用于在待控电机的上位机系统的给定信号为所述模拟电压信号的情况下，使所述模拟电压信号接收电路10启动、且使所述PWM脉冲信号接收电路20不启动。在待控电机的上位机系统的给定信号为所述PWM脉冲信号的情况下，使所述PWM脉冲信号接收电路20启动、且所述模拟电压信号接收电路10不启动。

例如：通过简单的元器件切换，实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

例如：通过简单的元器件切换，实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

由此，通过控制电路实现模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路的切换启动，可以使得内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时VSP调速信号模式的切换更加方便、更加可靠。

在一个可选实施方式中，还可以包括：识别电路。

其中，所述识别电路，可以用于识别待控电机的上位机系统的给定信号是所述模拟电压信号还是所述PWM脉冲信号。

由此，通过识别待控电机的上位机系统的给定信号是所述模拟电压信号还是所述PWM脉冲信号，有利于为启动模拟电压信号接收电路或PWM脉冲信号接收电路提供精准的启动依据，可靠性高，安全性强。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过将模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路集成在同一块内置控制器上，实现与空调内机给定的VSP信号(模拟或数字)的匹配，提高了电机控制板的通用性。

根据本发明的实施例，还提供了对应于转速调节装置的一种电机。该电机可以包括：以上所述的转速调节装置。

针对内置控制器的直流无刷电机在与上位机(如空调内机驱动板等)系统匹配时，存在VSP调速信号模式无法兼容的问题。例如：上位机给的VSP是模拟电压信号，而直流无刷电机只能识别PWM信号；上位机给的VSP是PWM信号，而直流无刷电机只能识别模拟电压信号等情形。而传统的数模转换电路是通过电容将PWM信号直接转换成模拟电压信号，该方法存在一定的局限性，模拟电压信号无法高于PWM高电平信号幅值。本发明提出一种直流无刷电机调速信号的检测电路，本发明设计的电路实现的功能就是将模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路集成在同一块内置控制器上；通过简单的电路切换，实现与空调内机给定的VSP信号(模拟或数字)的匹配，并且模拟电压幅值不受PWM信号幅值限制。

这样，通过简单的电路设计，将模拟电压VSP信号(即模拟电压VSP调速信号)识别和PWM脉冲VSP信号(即PWM数字VSP调速信号)识别集成在一块控制器上，提高了电机控制板的通用性；而且，电路结构简单，成本低。

可选地，本发明设计了一种全新的直流无刷电机内置控制器上的VSP检测电路，该电路结构简单，成本低廉。通过简单的元器件切换，实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

进一步地，本发明中的PWM信号转换模拟电压信号电路中，通过电路设计，使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。

可选地，本发明设计了一种全新的直流无刷电机内置控制器上的VSP检测电路，该电路结构简单，成本低廉。通过简单的元器件切换，实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

例如：在确定好上位机系统的调速模式后，选择不同的电路进行元器件焊接。

进一步地，本发明中的PWM信号转换模拟电压信号电路中，通过电路设计，使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。

在一个可选具体实施方式中，本发明提供的一种直流无刷电机调速信号的检测电路，具体可以参见图1所示的例子。

图1中，VSP_IN是上位机系统给的VSP调速信号；驱动IC是直流无刷电机内置控制器的主控芯片；VSP_IC为给到驱动IC的VSP调速信号输入引脚；R1、R2、R3、R4、R5、R6为电阻；C1、C2、C3为电容；Q1为MOS管；VCC为15V给定电源信号。

参见图1所示的例子，本发明提供的一种直流无刷电机调速信号的检测电路的具体工作原理描述可以如下：

VSP_IC是直流无刷电机内置控制器主控芯片的一个输入引脚，识别模拟电压信号，通过调节VSP_IC引脚的电压值，可以调节电机运行转速。当VSP_IC电压值增大时，电机转速上升；当VSP_IC电压值减小时，电机转速下降。

第一种情况下：当VSP_IN是上位机系统(如空调内机主板)给定的PWM信号(如PWM脉冲VSP信号、PWM数字VSP调速信号等)时，选择图1中虚线框以外的电路拓扑作为VSP检测电路(即虚线框以内的R1、C1和C2不焊接元件)。

可选地，当VSP_IN为PWM脉冲高电平信号时，Q1导通，V1点通过Q1直接接地，此时V1为低电平值；当VSP_IN为PWM脉冲低电平信号时，Q1关断，V1点的电压为VCC经过R4和R6分压后的电压值。即V1处的信号也是高低电平信号，低电平为0，高电平为VCC*R6/(R4+R6)。选取合适的电阻值R5和电容值C3组成RC滤波器，可将V1处的高低电平信号转换成模拟电压信号。

可选地，通过控制VSP_IN的占空比，可以控制Q1导通和关断的时间，进而控制V1电平信号的占空比，经过R5与C3滤波后可以得到不同电压值的VSP_IC模拟信号，从而控制直流无刷电机转速。

其中，决定VSP_IC模拟电压值大小的因素共有两个：第一个是VSP_IN的占空比；第二个是R4与R6的选值和VCC电压值。通常VCC为15V，当VSP_IN的占空比一定时，保持R4不变，增大R6的值，可以抬升V1处的高电平幅值，从而增大了VSP_IC的值，电机转速升高。当R4与R6选值一定时，增大VSP_IN的占空比，可以抬升V1处高低电平的占空比，从而增大了VSP_IC的值，电机转速升高。受VCC电压值限制，VSP_IN的最大幅值不超过VCC。

具体地，在电路中加入了MOS管和抬升电压源VCC，可以使输出的模拟电压信号的幅值最大达到VCC，不再受到给定高低电平数字信号幅值的限制。

可替代地，Q1可以选择相同工作原理的其它开关器件代替，并重新设计外围器件的选值，以实现相同的开关作用。V1处电平信号的高电平幅值由不同的分压拓扑得到，以实现类似的电压抬升作用。VCC可以选择不同的电源电压值，以实现给点电源信号的切换。

第二种情况下：当VSP_IN是上位机系统(如空调内机主板)给定的模拟电压信号(如模拟电压VSP信号、模拟电压VSP调速信号等)时，选择图1中虚线框内的电路拓扑作为VSP检测电路(即虚线框意外的R2、R3、R4、R5、R6、Q1、C3都不焊接元件)。通过R1与C1、C2组成的RC滤波器，对VSP_IN信号进行滤除毛刺后直接给到VSP_IC，从而调节电机转速。

由于本实施例的电机所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

根据本发明的实施例，还提供了对应于电机的一种转速调节方法，如图2所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该转速调节方法可以包括：步骤S110、步骤S120和步骤S130。

在步骤S110处，在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号。

例如：当VSP_IN是上位机系统(如空调内机主板)给定的模拟电压信号(如模拟电压VSP信号、模拟电压VSP调速信号等)时，选择图1中虚线框内的电路拓扑作为VSP检测电路(即虚线框意外的R2、R3、R4、R5、R6、Q1、C3都不焊接元件)。通过R1与C1、C2组成的RC滤波器，对VSP_IN信号进行滤除毛刺后直接给到VSP_IC，从而调节电机转速。

在步骤S120处，在待控电机的上位机系统的给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号。

例如：当VSP_IN是上位机系统(如空调内机主板)给定的PWM信号(如PWM脉冲VSP信号、PWM数字VSP调速信号等)时，选择图1中虚线框以外的电路拓扑作为VSP检测电路(即虚线框以内的R1、C1和C2不焊接元件)

在一个可选例子中，可以结合图3所示本发明的方法中对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理的一实施例的流程示意图，进一步说明步骤S120中对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理的具体过程，可以包括：步骤S210和步骤S220。

步骤S210，在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲高电平信号的情况下，将所述PWM脉冲高电平信号转换为低电平值。在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲低电平信号的情况下，将所述PWM脉冲低电平信号转换为高电平值。

步骤S220，对所述低电平值和所述高电平值进行第二滤波处理，以得到所述第二模拟电压VSP调速信号。

例如：当VSP_IN为PWM脉冲高电平信号时，Q1导通，V1点通过Q1直接接地，此时V1为低电平值；当VSP_IN为PWM脉冲低电平信号时，Q1关断，V1点的电压为VCC经过R4和R6分压后的电压值。即V1处的信号也是高低电平信号，低电平为0，高电平为VCC*R6/(R4+R6)。选取合适的电阻值R5和电容值C3组成RC滤波器，可将V1处的高低电平信号转换成模拟电压信号。

例如：Q1可以选择相同工作原理的其它开关器件代替，并重新设计外围器件的选值，以实现相同的开关作用。V1处电平信号的高电平幅值由不同的分压拓扑得到，以实现类似的电压抬升作用。VCC可以选择不同的电源电压值，以实现给点电源信号的切换。

由此，通过开关管、第一分压电阻和第二分压电阻对PWM脉冲信号进行电平转换处理，结构简单，且电平转换处理的可靠性高、安全性好。

其中，所述第二模拟电压VSP调速信号的大小，能够根据所述PWM脉冲信号的占空比、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值比、以及所述给定电源信号的电压值中的至少之一进行调节。

例如：通过电路设计，使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。例如：通过电路设计，使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。

例如：通过控制VSP_IN的占空比，可以控制Q1导通和关断的时间，进而控制V1电平信号的占空比，经过R5与C3滤波后可以得到不同电压值的VSP_IC模拟信号，从而控制直流无刷电机转速。

例如：决定VSP_IC模拟电压值大小的因素共有两个：第一个是VSP_IN的占空比；第二个是R4与R6的选值和VCC电压值。通常VCC为15V，当VSP_IN的占空比一定时，保持R4不变，增大R6的值，可以抬升V1处的高电平幅值，从而增大了VSP_IC的值，电机转速升高。当R4与R6选值一定时，增大VSP_IN的占空比，可以抬升V1处高低电平的占空比，从而增大了VSP_IC的值，电机转速升高。受VCC电压值限制，VSP_IN的最大幅值不超过VCC。

由此，通过多种方式对第二模拟电压VSP调速信号的大小进行调节，可以灵活调节转速控制的调速范围，适用范围广，使用便捷性好。

在步骤S130处，获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。

例如：VSP_IC是直流无刷电机内置控制器主控芯片的一个输入引脚，识别模拟电压信号，通过调节VSP_IC引脚的电压值，可以调节电机运行转速。当VSP_IC电压值增大时，电机转速上升；当VSP_IC电压值减小时，电机转速下降。

例如：将模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路集成在同一块内置控制器上；通过简单的电路切换，实现与空调内机给定的VSP信号(模拟或数字)的匹配，并且模拟电压幅值不受PWM信号幅值限制。这样，通过简单的电路设计，将模拟电压VSP信号(即模拟电压VSP调速信号)识别和PWM脉冲VSP信号(即PWM数字VSP调速信号)识别集成在一块控制器上，提高了电机控制板的通用性；而且，电路结构简单，成本低。

由此，通过在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号时通过模拟电压信号接收电路进行第一滤波处理，在给定信号为PWM脉冲信号时通过PWM脉冲信号接收电路进行电平转换处理和第二滤波处理，进而根据第一滤波处理或第二滤波处理后的相应模拟电压VSP调速信号对待控电机的转速进行调节，大大提升内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时VSP调速信号模式的兼容性能，且结构简单，成本低。

在一个可选实施方式中，还可以包括：在待控电机的上位机系统的给定信号为所述模拟电压信号的情况下，使所述模拟电压信号接收电路10启动、且使所述PWM脉冲信号接收电路20不启动。在待控电机的上位机系统的给定信号为所述PWM脉冲信号的情况下，使所述PWM脉冲信号接收电路20启动、且所述模拟电压信号接收电路10不启动。

例如：通过简单的元器件切换，实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

例如：通过简单的元器件切换，实现模拟电压VSP调速信号和PWM数字VSP调速信号的切换，使得直流无刷电机与上位机系统的匹配更灵活，提高了直流无刷电机的通用性。

由此，通过控制电路实现模拟电压信号接收电路和PWM脉冲信号接收电路的切换启动，可以使得内置控制器的直流无刷电机在与上位机系统匹配时VSP调速信号模式的切换更加方便、更加可靠。

在一个可选实施方式中，还可以包括：识别待控电机的上位机系统的给定信号是所述模拟电压信号还是所述PWM脉冲信号。

由此，通过识别待控电机的上位机系统的给定信号是所述模拟电压信号还是所述PWM脉冲信号，有利于为启动模拟电压信号接收电路或PWM脉冲信号接收电路提供精准的启动依据，可靠性高，安全性强。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电机的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过使得输入到电机控制器驱动芯片引脚的调速信号幅值，不再受限于PWM高电平信号的幅值，使得直流无刷电机调速范围更广。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种转速调节装置，其特征在于，包括：模拟电压信号接收电路(10)、PWM脉冲信号接收电路(20)和驱动电路(30)；其中，

所述模拟电压信号接收电路(10)，用于在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号；

所述PWM脉冲信号接收电路(20)，用于在待控电机的上位机系统的给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号；

所述驱动电路(30)，用于获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，

所述模拟电压信号接收电路(10)，包括：第一滤波模块；

和/或，

所述PWM脉冲信号接收电路(20)，包括：电平转换模块和第二滤波模块；其中，

所述电平转换模块，用于在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲高电平信号的情况下，将所述PWM脉冲高电平信号转换为低电平值；在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲低电平信号的情况下，将所述PWM脉冲低电平信号转换为高电平值；

所述第二滤波模块，用于对所述低电平值和所述高电平值进行第二滤波处理；

和/或，

所述驱动电路(30)，包括：VSP调速信号输入端；所述VSP调速信号输入端，用于获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，

所述第一滤波模块，包括：第一滤波电阻、第一滤波电容和第二滤波电容；其中，

所述第一滤波电阻的第一端为所述模拟电压信号的接收端，所述第一滤波电阻的第二端为所述第一模拟电压VSP调速信号的输出端；所述第一滤波电容和所述第二滤波电容，并联在所述第一滤波电阻的第二端与地之间；

和/或，

所述电平转换模块，包括：开关管、第一分压电阻和第二分压电阻；其中，

所述开关管的输入端为所述PWM脉冲信号的接收端，所述开关管的输出端为所述低电平值或所述高电平值的输出端、并连接所述第一分压电阻的第二端和所述第二分压电阻的第一端；所述第一分压电阻的第一端为给定电源信号的输入端，所述第二分压电阻的第二端接地；

和/或，

所述第二滤波模块，包括：第二滤波电阻和第三滤波电容；其中，

所述第二滤波电阻的第一端为所述低电平值或所述高电平值的输入端，所述第二滤波电阻的第二端为所述第二模拟电压VSP调速信号的输出端；所述第三滤波电容连接在所述第二滤波电阻的第二端与地之间。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，

所述第二模拟电压VSP调速信号的大小，能够根据所述PWM脉冲信号的占空比、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值比、以及所述给定电源信号的电压值中的至少之一进行调节；

和/或，

所述电平转换模块，还包括：保护电阻；所述保护电阻设置在所述开关管的输入端与所述PWM脉冲信号的接收端之间，用于设置所述开关管的工作状态、和/或对所述开关管进行保护。

5.根据权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于，还包括：控制电路；

所述控制电路，用于在待控电机的上位机系统的给定信号为所述模拟电压信号的情况下，使所述模拟电压信号接收电路(10)启动；在待控电机的上位机系统的给定信号为所述PWM脉冲信号的情况下，使所述PWM脉冲信号接收电路(20)启动。

6.一种电机，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一所述的转速调节装置。

7.一种如权利要求6所述的转速调节方法，其特征在于，包括：

在待控电机的上位机系统的给定信号为模拟电压信号的情况下，对所述模拟电压信号进行第一滤波处理，得到第一模拟电压VSP调速信号；

在待控电机的上位机系统的给定信号为PWM脉冲信号的情况下，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，得到第二模拟电压VSP调速信号；

获取所述第一模拟电压VSP调速信号或所述第二模拟电压VSP调速信号后，对所述待控电机的转速进行调节。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述PWM脉冲信号进行电平转换处理和第二滤波处理，包括：

在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲高电平信号的情况下，将所述PWM脉冲高电平信号转换为低电平值；在所述PWM脉冲信号为PWM脉冲低电平信号的情况下，将所述PWM脉冲低电平信号转换为高电平值；

对所述低电平值和所述高电平值进行第二滤波处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二模拟电压VSP调速信号的大小，能够根据所述PWM脉冲信号的占空比、所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的阻值比、以及所述给定电源信号的电压值中的至少之一进行调节。

10.根据权利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，还包括：

在待控电机的上位机系统的给定信号为所述模拟电压信号的情况下，使所述模拟电压信号接收电路(10)启动；在待控电机的上位机系统的给定信号为所述PWM脉冲信号的情况下，使所述PWM脉冲信号接收电路(20)启动。