CN115492786A - 风机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种风机驱动装置，包括转速采样电路、线性光耦和控制器，转速采样电路用于连接风机，并连接线性光耦，线性光耦连接控制器，控制器还连接风机，转速采样电路用于采集风机的转速反馈信号，并经由线性光耦进行隔离放大后传输至控制器，控制器用于根据转速反馈信号生成转速驱动信号，并发送至风机，用于调整风机的转速。转速采样电路对转速反馈信号进行采集后，由线性光耦进行模拟采样，隔离放大后传输至控制器，读取风机的转速。控制器还根据接收到的风机转速对风机的转速进行调整，更好地保障风机的性能。本风机驱动装置无需双芯片就能进行转速监测，在一定程度上避免了资源浪费。

Description

风机驱动装置

技术领域

本申请涉及风机控制技术领域，特别是涉及一种风机驱动装置。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高。换热设备可以调节环境温度，创造舒适环境，广泛应用在学习、工作和生活等场景中。空调是一种常见的换热设备，风机是空调的核心器件。在风机工作时，需要对风机转速进行监测，以更好地控制风机，是提高空调性能的重要保障。

传统的风机监测方法中，是采用一个单独的单片机来做风机转速采样，采样后通过串口和光耦发送给主控制器。由于采用单片机加主控制器的双芯片结构，容易造成资源浪费。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种风机驱动装置。

一种风机驱动装置，包括转速采样电路、线性光耦和控制器，所述转速采样电路用于连接风机，并连接线性光耦，所述线性光耦连接所述控制器，所述控制器还连接所述风机；

所述转速采样电路用于采集所述风机的转速反馈信号，并经由所述线性光耦进行隔离放大后，生成转速信号传输至所述控制器，所述控制器用于根据所述转速信号生成转速驱动信号，并发送至所述风机；所述转速驱动信号用于调整所述风机的转速。

上述风机驱动装置，包括转速采样电路、线性光耦和控制器，转速采样电路用于连接风机，并连接线性光耦，线性光耦连接控制器，控制器还连接风机，转速采样电路用于采集风机的转速反馈信号，并经由线性光耦进行隔离放大后，生成转速信号传输至控制器，控制器用于根据转速信号生成转速驱动信号，并发送至风机，用于调整风机的转速。转速采样电路对转速反馈信号进行采集后，由线性光耦进行模拟采样，隔离放大后生成转速信号传输至控制器，控制器读取风机的转速。控制器还根据读取到的风机转速对风机的转速进行调整，更好地保障风机的性能。本风机驱动装置无需双芯片就能进行转速监测，在一定程度上避免了资源浪费。

在其中一个实施例中，所述转速采样电路包括分压电路和短接电路，所述分压电路和所述短接电路的第一端均用于连接风机，所述分压电路和所述短接电路的第二端均接地，所述短接电路的分接端连接所述分压电路的分接端，所述分压电路的电压输出端连接所述线性光耦。

在其中一个实施例中，所述短接电路包括第一短接帽和第二短接帽，所述分压电路包括电阻R45、电阻R32、电阻R40和电阻R50；

所述第一短接帽和所述第二短接帽串联，串联后的第一端用于连接风机，串联后的第二端通过所述电阻R45接地，所述电阻R32、所述电阻R40和所述电阻R50串联，串联后的第一端用于连接风机，串联后的第二端接地，所述第一短接帽和所述第二短接帽的公共端连接所述电阻R32和所述电阻R40的公共端，所述电阻R40和所述电阻R50的公共端作为所述分压电路的电压输出端，连接所述线性光耦。

在其中一个实施例中，风机驱动装置还包括短接控制开关，所述短接电路通过所述短接控制开关连接风机。

在其中一个实施例中，所述转速采样电路还包括输入滤波电路，所述分压电路通过所述输入滤波电路连接所述线性光耦。

在其中一个实施例中，风机驱动装置还包括双向触发二极管，所述双向触发二极管连接所述输入滤波电路与所述线性光耦的公共端。

在其中一个实施例中，风机驱动装置还包括数据接口，所述转速采样电路用于通过所述数据接口连接风机，所述控制器通过所述数据接口连接所述风机。

在其中一个实施例中，风机驱动装置还包括输出控制电路，所述控制器通过所述输出控制电路连接所述数据接口。

在其中一个实施例中，所述输出控制电路包括光耦和输出滤波电路，所述控制器依次通过所述光耦和所述输出滤波电路连接所述数据接口。

在其中一个实施例中，所述输出控制电路还包括第三短接帽，所述第三短接帽的连接所述输出滤波电路。

附图说明

图1为一个实施例中风机驱动装置的结构框图；

图2为一个实施例中风机驱动装置的电路示意图；

图3为另一个实施例中风机驱动装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供一种风机驱动装置。风机驱动装置用于检测风机的转速，并根据检测到的风机转速对风机的转速进行调整，让风机按照控制器200的预设转速运行，配合整个系统的正常运行。其中，风机可以为EC风机，EC风机是一种外转子风机，是采用了外转子EC电机的风机。EC风机的电机调速范围广，能提供稳定、高效、均匀的气流，且能耗低，有利于节约能源。

如图1所示，风机驱动装置包括转速采样电路100、线性光耦U8和控制器200，转速采样电路100用于连接风机，并连接线性光耦U8，线性光耦U8连接控制器200，控制器200还连接风机，转速采样电路100用于采集风机的转速反馈信号，并经由线性光耦U8进行隔离放大后，生成转速信号传输至控制器200，控制器200用于根据转速信号生成转速驱动信号，并发送至风机，用于调整风机的转速。

具体地，转速采样电路100连接风机，可连接风机的转速反馈接口，采集风机的转速反馈信号，并传输至线性光耦U8。转速采样电路100可将采集到的转速反馈信号进行处理后再传输至线性光耦U8，提高线性光耦U8接收到的信号质量。根据转速采样电路100的结构不同，对转速反馈信号的处理也不一样。例如，转速采样电路100包括电阻，可将转速反馈信号转化为电压信号后，传输至线性光耦U8。

线性光耦U8是一种用于模拟信号隔离的光耦器件，线性光耦U8真正隔离的是电流。线性光耦U8能够保护被测试对象和测试电路，并减小环境干扰对测试电路的影响。线性光耦U8接收到转速采样电路100处理过的转速反馈信号后，对接收到的信号进行隔离放大后，生成转速信号，然后将转速信号传输至控制器200。在本实施例中，线性光耦U8进行模拟采样来读取风机的转速。

控制器200作为主控芯片，接收到转速信号后，完成对风机转速的检测。进一步地，控制器200根据转速信号生成转速驱动信号发送至风机，用于调整风机的转速。转速驱动信号一般为PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号。控制器200接收到转速信号后，通过自身运算，根据转速信号与预设转速之间的差异，调整转速驱动信号的脉宽等，产生对应的转速驱动信号发送至风机，使风机调整后的转速更加贴近预设转速。

上述风机驱动装置，转速采样电路100对转速反馈信号进行采集后，由线性光耦U8进行模拟采样，隔离放大后生成转速信号传输至控制器200，控制器200读取风机的转速。控制器200还根据读取到的风机转速对风机的转速进行调整，更好地保障风机的性能。本风机驱动装置无需双芯片就能进行转速监测，在一定程度上避免了资源浪费。

在一个实施例中，如图2所示，转速采样电路100包括分压电路110和短接电路120，分压电路110和短接电路120的第一端均用于连接风机，分压电路110和短接电路120的第二端均接地，短接电路120的分接端连接分压电路110的分接端，分压电路110的电压输出端连接线性光耦U8。

具体地，风机的转速反馈信号可以经过短接电路120和分压电路110后传输至线性光耦U8，或者不经过短接电路120，直接经过分压电路110传输至线性光耦U8。从而，风机驱动装置可以识别不同类型的转速反馈信号。例如，当转速反馈信号为电流信号时，电流信号经过短接电路120和分压电路110后，将电流信号转化为电压信号传输至线性光耦U8。或者，当转速反馈信号为电压信号时，电压信号经过分压电路110分压后传输至线性光耦U8。本实施例中，通过分压电路110和短接电路120可以识别不同类型的转速反馈信号，适用范围广。

在一个实施例中，如图2所示，短接电路120包括第一短接帽J6和第二短接帽J7，分压电路110包括电阻R45、电阻R32、电阻R40和电阻R50，第一短接帽J6和第二短接帽J7串联，串联后的第一端用于连接风机，串联后的第二端通过电阻R45接地。电阻R32、电阻R40和电阻R50串联，串联后的第一端用于连接风机，串联后的第二端接地，第一短接帽J6和第二短接帽J7的公共端连接电阻R32和电阻R40的公共端，电阻R40和电阻R50的公共端作为分压电路110的电压输出端，连接线性光耦U8。

其中，第一短接帽J6未连接第二短接帽J7的一端作为短接电路120的第一端，第二短接帽J7未连接第一短接帽J6的一端作为短接电路120的第二端，短接电路120的第二端通过电阻R50接地。电阻R32未连接电阻R40的一端作为分压电路110的第一端，电阻R50未连接电阻R40的一端作为分压电路110的第二端。第一短接帽J6和第二短接帽J7的公共端作为短接电路120的分接端，电阻R32和电阻R40的公共端作为分压电路110的分接端，电阻R40和电阻R50的公共端作为分压电路110的电压输出端。

具体地，风机的转速反馈信号传输至分压电路110和短接电路120的第一端。当转速反馈信号为0～10V的电压信号时，不接短接帽J6和J7，此时电压信号通过电阻R32、电阻R40、电阻R50分压后传输至线性光耦U8，线性光耦U8通过隔离放大后产生转速信号传输至控制器200。当转速反馈信号为4～20mA的电流信号时，接入短接帽J6和J7，此时电流信号通过电阻R45转化为电压信号，通过电阻R40和电阻R50分压后传输至线性光耦U8，线性光耦U8通过隔离放大后产生转速信号传输至控制器200，完成对风机的当前转速的检测。可扩展地，第一短接帽J6和第二短接帽J7是否接入可以通过改变是否跳线实现，跳线可通过人工改变接线位置。

在一个实施例中，风机驱动装置还包括短接控制开关，短接电路120通过短接控制开关连接风机。短接控制开关可以控制短接电路120是否接入风机，是否获取风机的转速反馈信号。当短接控制开关导通时，短接电路120获取转速反馈信号。当短接控制开关断开时，短接电路120不投入使用，不获取转速反馈信号。短接控制开关的类型并不是唯一的，例如可以是拨码开关，或继电器等。

在一个实施例中，如图2所示，转速采样电路100还包括输入滤波电路130，分压电路110通过输入滤波电路130连接线性光耦U8。分压电路110将转速反馈信号转化为电压信号后传输至输入滤波电路130，输入滤波电路130对电压信号进行滤波后传输至线性光耦U8，可以提高传输至线性光耦U8的信号质量。

具体地，输入滤波电路130的结构并不是唯一的，在本实施例中，如图2所示，输入滤波电路130包括电阻R42和电容R31。电阻R42一端连接分压电路110，另一端连接线性光耦U8。电容R31一端连接电阻R42和线性光耦U8的公共端，另一端接地。以分压电路110包括电阻R45、电阻R32、电阻R40和电阻R50为例，电阻R42一端连接电阻R40和电阻R50的公共端，另一端连接线性光耦U8。当转速反馈信号为0～10V的电压信号时，电压信号通过电阻R32、电阻R40、电阻R50分压，经过电阻R42和电容C31滤波后传输至线性光耦U8。当转速反馈信号为4～20mA的电流信号时，电流信号通过电阻R45转化为电压信号，通过电阻R40和电阻R50分压，经过电阻R42和电容C31滤波后，传输至线性光耦U8，可以滤除信号中的杂波，提高信号质量。

在一个实施例中，风机驱动装置还包括双向触发二极管，双向触发二极管连接输入滤波电路130与线性光耦U8的公共端。双向触发二极管设置在线性光耦U8的输入侧，可以对线性光耦U8形成过压保护，延长线性光耦U8的使用寿命。可扩展地，双向触发二极管的数量可以为两个，其中一个双向触发二极管D14设置在输入滤波电路130与线性光耦U8的公共端，另一个双向触发二极管D13设置在线性光耦U8与控制器200的公共端，可以对控制器200形成过压保护。可以理解，在其他实施例中，还可以在其他位置设置双向触发二极管，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，如图2所示，风机驱动装置还包括数据接口P3，转速采样电路100用于通过数据接口P3连接风机，控制器200通过数据接口P3连接风机。数据接口P3作为风机与转速采样电路100的连接媒介，以及风机与控制器200的连接媒介，既能将来自风机的信号传输至转速采样电路100，也能将控制器200输出的信号传输至风机。

具体地，数据接口P3可以包括输入引脚和输出引脚，输入引脚连接风机与转速采样电路100，输出引脚连接控制器200与风机。进一步地，输入引脚可以包括第一输入引脚和第二输入引脚，输出引脚包括第一输出引脚和第二输出引脚。第一输入引脚连接风机的转速反馈接口，并连接转速采样电路100，第二输入引脚连接风机的转速反馈的地。第一输出引脚连接风机的给定转速接口，并连接控制器200，第二输出引脚连接风机给定转速的地。数据接口P3的类型也不是唯一的，例如可以为5.08-4P-GR的直插插座。

在一个实施例中，如图3所示，风机驱动装置还包括输出控制电路300，控制器200通过输出控制电路300连接数据接口P3。控制器200生成转速驱动信号后，输出控制电路300可以对转速驱动信号进行处理后传输至数据接口P3，通过数据接口P3传输至风机，更好地实现对风机的控制。当数据接口P3包括输入引脚和输出引脚时，输出控制电路300连接输出引脚，具体可连接第一输出引脚。

输出控制电路300的结构并不是唯一的，在一个实施例中，如图2所示，输出控制电路300包括光耦PH6和输出滤波电路310，控制器200依次通过光耦PH6和输出滤波电路310连接数据接口P3。控制器200生成转速驱动信号后，通过光耦PH6可以对转速驱动信号进行隔离放大，通过输出滤波电路310滤除转速驱动信号中的杂波，提高信号质量，从而给风机提供稳定的信号。

具体地，光耦PH6包括发光器和受光器，输出滤波电路310包括电容C34、电容E21、电阻R55和电阻R57，发光器连接控制器200，受光器连接电阻R55和电阻R57的公共端，电阻R57未连接电阻R55的一端接地。电阻R55未连接电阻R57的一端连接数据接口P3。电容C34和电容E21的第一端均连接电阻R55与数据接口P3的公共端，另一端均接地。控制器200输出PWM信号给光耦PH6，通过调节不同的占空比输出不同的给定信号，通过RC滤波输出稳定的直流电压或者直流电流信号。

在一个实施例中，如图2所示，输出控制电路300还包括第三短接帽J8，第三短接帽J8连接输出滤波电路310。通过第三短接帽J8可以调整转速驱动信号，使转速驱动信号满足风机驱动要求。

具体地，以输出滤波电路310包括电容C34、电容E21、电阻R55和电阻R57为例，第三短接帽J8的两端分别连接电阻R55的两端，通过第三短接帽J8可控制输出是2～10V和4～20mA。第三短接帽J8可以通过人工接线调整投入使用，或在第三短接帽J8和输出滤波电路300之间设置一个开关控制通断，具体可根据实际需求调整。

为了更好地理解上述实施例，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。如图1-3，在一个实施例中，风机驱动装置包括转速采样电路100、线性光耦U8、控制器200、双向触发二极管D13和D14、数据接口P3和输出控制电路300。风机驱动装置使用线性光耦U8进行模拟采样来读取EC风机的转速，并输出给定转速。EC风机的转速快慢是通过2～10V或者4～20mA的模拟量的形式反馈出来的，控制器200通过线性光耦U8获该模拟量，即可获取EC风机的转速。给定转速是控制器200获取开机信号，并且通过自身运算得出来的，调节不同的脉宽度信号，通过光耦PH6，并通过输出滤波电路310滤波后输出给定电压或者电流，给到EC风机给定转速。控制器200控制EC风机按照预设转速运行，配合整个系统的正常运行。

具体地，EC风机的转速反馈信号通过端子P3的1脚和2脚输入，当输入的信号为0～10V时，不接短接帽J6和J7，此时电压信号通过R32、R40、R50分压后经过R42和C31滤波给到线性光耦U8，线性光耦U8通过隔离放大给到控制器200。当输入为4～20mA时，接入短接帽J6和J7，此时电流通过R45转化为电压信号，通过R40和R50分压后经过R42和C31滤波给到线性光耦U8，线性光耦U8通过隔离放大给到控制器200，用于获取EC风机的当前转速。

控制器200输出PWM给光耦PH6，通过调节不同的占空比输出不同的给定信号通过RC滤波给到稳定的直流电压或者直流电流，通过短接帽J8可控制输出是2～10V和4～20mA。P3的1脚与EC风机的转速反馈接口连接，2脚与EC风机的转速反馈的地连接，3脚与EC风机的给定转速接口连接，4脚与EC风机给定转速的地连接。

当4～20ma输入时：VIN1＝I*R45*R50/(R40+R50),VIN2＝1.3+4*VIN1，当2～10V输入时：VIN1＝V*R50/(R32+R40+R50),VIN2＝1.3+4*VIN1，ADC＝2^12*VIN2/Vref。通过改变跳线J6和J7可以兼容4～20ma输入和2～10V输入，J6和J7接上短接帽为4～20ma输入，J6和J7不接短接帽为，2～10V输入。跳线可以通过人工改变接线。短接帽J6、J7和J8可以是拨码，也可以是普通的跳线，可以将其短接和断开的器件都可以。

上述风机驱动装置，包括转速采样电路100、线性光耦U8和控制器200，转速采样电路100用于连接风机，并连接线性光耦U8，线性光耦U8连接控制器200，控制器200还连接风机，转速采样电路100用于采集风机的转速反馈信号，并经由线性光耦U8进行隔离放大后传输至控制器200，控制器200用于根据转速反馈信号生成转速驱动信号，并发送至风机，用于调整风机的转速。转速采样电路100对转速反馈信号进行采集后，由线性光耦U8进行模拟采样，隔离放大后传输至控制器200，读取风机的转速。控制器200还根据接收到的风机转速对风机的转速进行调整，更好地保障风机的性能。本风机驱动装置无需双芯片就能进行转速监测，在一定程度上避免了资源浪费。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种风机驱动装置，其特征在于，包括转速采样电路、线性光耦和控制器，所述转速采样电路用于连接风机，并连接线性光耦，所述线性光耦连接所述控制器，所述控制器还连接所述风机；

所述转速采样电路用于采集所述风机的转速反馈信号，并经由所述线性光耦进行隔离放大后，生成转速信号传输至所述控制器，所述控制器用于根据所述转速信号生成转速驱动信号，并发送至所述风机；所述转速驱动信号用于调整所述风机的转速。

2.根据权利要求1所述的风机驱动装置，其特征在于，所述转速采样电路包括分压电路和短接电路，所述分压电路和所述短接电路的第一端均用于连接风机，所述分压电路和所述短接电路的第二端均接地，所述短接电路的分接端连接所述分压电路的分接端，所述分压电路的电压输出端连接所述线性光耦。

3.根据权利要求2所述的风机驱动装置，其特征在于，所述短接电路包括第一短接帽和第二短接帽，所述分压电路包括电阻R45、电阻R32、电阻R40和电阻R50；

所述第一短接帽和所述第二短接帽串联，串联后的第一端用于连接风机，串联后的第二端通过所述电阻R45接地，所述电阻R32、所述电阻R40和所述电阻R50串联，串联后的第一端用于连接风机，串联后的第二端接地，所述第一短接帽和所述第二短接帽的公共端连接所述电阻R32和所述电阻R40的公共端，所述电阻R40和所述电阻R50的公共端作为所述分压电路的电压输出端，连接所述线性光耦。

4.根据权利要求2所述的风机驱动装置，其特征在于，还包括短接控制开关，所述短接电路通过所述短接控制开关连接风机。

5.根据权利要求2所述的风机驱动装置，其特征在于，所述转速采样电路还包括输入滤波电路，所述分压电路通过所述输入滤波电路连接所述线性光耦。

6.根据权利要求5所述的风机驱动装置，其特征在于，还包括双向触发二极管，所述双向触发二极管连接所述输入滤波电路与所述线性光耦的公共端。

7.根据权利要求1所述的风机驱动装置，其特征在于，还包括数据接口，所述转速采样电路用于通过所述数据接口连接风机，所述控制器通过所述数据接口连接所述风机。

8.根据权利要求7所述的风机驱动装置，其特征在于，还包括输出控制电路，所述控制器通过所述输出控制电路连接所述数据接口。

9.根据权利要求8所述的风机驱动装置，其特征在于，所述输出控制电路包括光耦和输出滤波电路，所述控制器依次通过所述光耦和所述输出滤波电路连接所述数据接口。

10.根据权利要求9所述的风机驱动装置，其特征在于，所述输出控制电路还包括第三短接帽，所述第三短接帽的连接所述输出滤波电路。

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