CN1157843C - 排气罩电机的驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种排气罩电机的驱动控制装置，通过调制控制或检测煤气灶温度的升高以接通/关断驱动排气罩电机，以及控制电机的转速。所述驱动控制装置包括可被转动驱动的排气罩电机装置，用于系统内部通风；主控制装置，用于生成控制排气罩电机动作的控制信号；子控制装置，用于通过检测系统中温度变化控制排气罩电机的驱动；驱动电路装置，用于根据主控制装置的控制信号和子控制装置的驱动控制控制排气罩电机的驱动。采用本发明的控制装置可提高电路的可靠性并降低制造成本。

Description

排气罩电机的驱动控制装置

本发明涉及煤气灶的排气罩电机，尤其涉及用于接通/关断排气罩电机的驱动和控制排气罩电机转动速度的排气罩电机的驱动控制装置。

排气罩电机通常用来通风煤气灶下方产生的热气和烹饪食物时的气味。这种排气罩电机具有驱动控制装置，利用内部安装的检测温度上升的温度传感器来起动/停止电机驱动，并控制电机转动速度。

图1是表示常规排气罩电机的驱动控制装置电路图。

如图1所示，常规排气罩电机的驱动控制装置具有排气罩电机1、热控切断部件(下称TCO)、电机驱动继电器2和电机转动速度切换继电器3。

排气罩电机1具有温度保护器(下称T/P)、电感器L1，L2和L3、和电容器C。在排气罩电机1的电感器L2和L3之间连接有电机转动速度切换继电器3的低速转换触点L，而高速转换触点H连接在电机转动速度切换继电器3的电感器L1和L3之间。

另外，电机驱动继电器2具有与电机驱动钮连接的激励线圈，而TCO的两端分别与切换端T1和接通触点(S1)相连(图中S2为关断触点)。

电机转动速度切换继电器3的激励线圈与用户操作的速度切换钮相连，另一切换端T2与电机驱动继电器2的接通触点相连。

在上述结构的排气罩电机驱动控制装置中，当用户要通风煤气灶时，则操作电机驱动钮，使电机驱动继电器2的切换端T1与接通触点连接。因此，就使公用交流电流(下称AC电源)加给排气罩电机1，从而旋转驱动排气罩电机1。

在这种情况下，当用户操作速度切换钮时，通过用户以速度切换钮的选择性操作，电机转动速度切换继电器3根据切换端T2与低速转换触点L接触，抑或是与高速转换触点H接触来改变排气罩电机1的转动速度。

同时，当煤气灶中的温度上升超过一定温度时，接通检测这一温度上升的TCO。于是，即使在电机驱动继电器2的切换端T1没有接通触点接通的情况下，也会由于TCO形成闭路而使排气罩电机1被AC电源旋转驱动。

在这种情况下，同样由用户操作速度切换钮通过选择性切换电机转动速度切换继电器3来调整排气罩电机1的转动速度。

但是，在常规排气罩电机的驱动控制装置中，由于必须用昂贵的继电器来接通/关断排气罩电机并控制排气罩电机的转动速度，因而使制造成本显著升高。此外，随着继电器被频繁使用，会发生继电器接触不良，使电路的驱动可靠性恶化。

因此，迫切需要一种廉价的、可靠性高，并能代替使用昂贵继电器的常规排气罩电机驱动方法的驱动控制装置。

所开发的本发明用以克服上述现有技术中的问题。于是，本发明的目的是提供一种排气罩电机的驱动控制装置，不使用昂贵的继电器，通过微型计算机的脉冲宽度调制控制能够接通/关断驱动排气罩电机并控制排气罩电机的转动速度。

本发明的另一个目的是提供一种排气罩电机的驱动控制装置，即使在没有微型计算机的脉冲宽度调制控制情况下，通过检测煤气灶的温度上升也能够接通/关断驱动排气罩电机。

上述目的是由本发明排气罩电机的驱动控制装置实现的，该装置包括：可被转动驱动的排气罩电机装置，用于系统内部通风；主控制装置，用于产生控制信号，以控制排气罩电机动作；子控制装置，用于通过检测系统中温度变化控制排气罩电机的驱动；驱动电路装置，用于根据主控制装置的控制信号和子控制装置的驱动控制控制排气罩电机的驱动。

优选的是，所述主控制装置产生控制信号，用以接通/关断驱动排气罩电机，并控制排气罩电机转动速度的切换。

更为优选的是，所述主控制装置包括：微型计算机，用于按低速方式和高速方式输出具有不同占空因数的脉冲宽度调制控制信号；和晶体管，它由来自微型计算机的脉冲宽度调制控制信号接通/关断驱动，以产生脉冲信号。

另外，所述子控制装置包括：印刷电路板电源电路，用于产生一定的驱动电压；分压电路，用于分割所述印刷电路板电源电路的一定的驱动电压；和用于检测系统内部温度升高到一定程度的温度开关，接通/关断该温度开关，用以将被分压电路分割的分压加给驱动电路装置。

此外，所述驱动电路装置包括：开关调节器，用于通过从主控制装置的晶体管加给的脉冲信号输出确定频率的驱动脉冲信号；和为了控制整流电路装置加给排气罩电机的直流电，而由开关调节器的驱动脉冲信号驱动的晶体管。

在有如上述本发明的排气罩电机驱动控制装置中，由于采用廉价的晶体管代替通常所用的昂贵继电器来接通/关断驱动排气罩电机和控制排气罩电机的转动速度，使制造成本明显地降低。

以下通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，将使本发明的上述目的和其他优点变得更加清晰，其中：

图1是表示常规排气罩电机驱动控制装置的电路图；

图2是表示本发明第一优选实施例排气罩电机驱动控制装置的电路图；

图3是表示本发明第二优选实施例排气罩电机驱动控制装置的电路图。

下面将参照附图更为详细地描述本发明的优选实施例，各图用相同的参考标号表示同样的元件。

本发明第一优选实施例的主要特征在于，通过控制晶体管的开关时间来控制排气罩电机的转动速度，这是通过改变微型计算机产生的脉冲宽度调制(下称PWM)的占空因数实现的。另外，按照本发明第一优选实施例，当煤气灶的温度升高时，接通检测这种温度升高的温度传感器，从而由印刷电路板(下称PCB)电源电路的直流电(下称DC电源)驱动排气罩电机。

图2示出本发明第一优选实施例排气罩电机的驱动控制装置。

如图2所示，本发明第一优选实施例的排气罩电机驱动控制装置包括整流电路部分10，电机驱动钮(B2)11，速度切换钮(B1)12，第一驱动控制部分20，驱动电路部分30，第二驱动控制部分40和排气罩电机M。

整流电路部分10包括全波整流AC电源的桥接二极管B/D和用来使全波整流电压平滑的滤波电容器C1。

第一驱动控制部分20包括与电机驱动钮11和速度切换钮12连接的微型计算机(MC)21，它有PWM端口和接地端GND；第一晶体管Q1的基极与微型计算机21的PWM端口连接，其集电极与驱动电路部分30相连。

微型计算机21输出用来接通/关断排气罩电机M的控制信号，以及通过操纵电机驱动钮11及速度切换钮12控制排气罩电机M的转速。第一晶体管Q1受微型计算机21加给的PWM控制信号驱动，而通过其集电极输出反相的脉冲信号。

这里，在操纵电机驱动钮11时，微型计算机21输出的PWM控制信号具有与预定的转动速度对应的占空因数。

另外，当操纵速度切换钮12选择低速方式时，微型计算机21输出具有较小占空因数的比如4KHz频率的PWM控制信号。而当操纵速度切换钮12选择高速方式时，微型计算机21输出与低速方式相同频率，如4KHz频率，但有较大占空因数的PWM控制信号。

这时，可将用于控制煤气灶一般功能的微型计算机用作微型计算机21，或者也可以是除煤气灶的微型计算机之外的专门控制排气罩电机M驱动的附加的微型计算机。

另外，驱动电路部分30包括转换调节器31和第二晶体管Q2。转换调节器(S)31的信号输入端口与第一晶体管Q1的集电极和第二驱动控制部分40相连。第二晶体管Q2的集电极与排气罩电机M的一端连接，而发射极与滤波电容器C1和桥接二极管B/D连接。

转换调节器31以第一晶体管Q1的集电极加给的脉冲信号产生具有与PWM控制信号相同占空因数，但有更高频率，例如20KHz的驱动脉冲信号。

第二晶体管Q2受转换调节器31加给其基极的驱动脉冲信号的驱动，接通/关断控制排气罩电机M，并控制排气罩电机M的转动速度。

此外，电源电路，即第二驱动部分40包括具有安装在煤气灶的PCB上多个电路元件的PCB电源电路(P)41，用以提供比如5V电压的确定电源电压；PCB电源电路41的电源输出端口与接地端之间串联连接的多个分压电阻R2和R3；以及与转换调节器31的信号输入端口相连的TCO。

多个分压电阻R2和R3分割来自PCB电源电路41的比如5V的确定DC电压，用以加给降落到确定电压范围内，如0.7V-3V的电压，用于驱动所述驱动电路部分30。

TCO位于煤气灶下方，当测得煤气灶的温度上升到一定程度时，它被接通。

这里未提及的参考符号D1指的是保护排气罩电机M的二极管，当加给排气罩电机M的电压升高到一定值时，二极管D1被导通，从而旁路掉流经排气罩电机M的过载电流。

下面参照图2描述上述构成的本发明第一优选实施例排气罩电机驱动控制装置的工作情况。

首先，由整流电路部分10的桥接二极管B/D使外部供给的公用AC电源全波整流，再经滤波电容器C1滤波，以DC电源形式提供给排气罩电机M。

在这种情况下，当操纵电机驱动钮11以驱动排气罩电机M时，微型计算机21根据电机驱动钮11的按钮操纵，通过PWM输出端口产生具有确定占空因数的PWM控制信号。

第一晶体管Q1通过其集电极产生反相的脉冲信号，同时，根据加给其基极的PWM控制信号的占空因数被接通/关断驱动。

在第一晶体管Q1被驱动时，由电阻器R1将确定的DC电源，如5V的DC电压降落为较低的DC电源，如3V电压，并通过其集电极产生脉冲信号的形式。

于是，驱动电路部分30的转换调节器3 1接收第一晶体管Q1的集电极脉冲信号，输出频率比PWM控制信号的频率高，如20KHz频率的驱动脉冲信号。

于是，根据从转换调节器3 1加给其基极的驱动脉冲信号的占空因数，使驱动电路部分30的第二晶体管Q2被接通/关断驱动。根据第二晶体管Q2的接通/关断驱动，由整流电路部分10加给的DC电能使排气罩电机M以一定的速度转动。

此时，当操纵速度切换钮12选择高速方式时，微型计算机21根据速度切换钮12的按钮操作通过PWM信号输出端口输出具有较大占空因数的PWM控制信号。

于是，随着微型计算机21产生的PWM控制信号的占空因数变大，使第一晶体管Q1集电极的PWM信号的脉冲宽度增大。

于是，转换调节器31产生的驱动脉冲信号的脉冲宽度与第一晶体管Q1集电极产生的脉冲信号对应地增大。还使第二晶体管Q2驱动时间增加得就像转换调节器31驱动脉冲信号的脉冲宽度的增大那样多。

于是，由整流电路部分10加给的电流使排气罩电机M按高速转动。

此时，当操纵速度切换钮12选择低速方式时，微型计算机21与低速方式对应地输出具有较小占空因数的PWM控制信号。第一晶体管Q1与PWM控制信号的较小占空因数对应地产生具有较小脉冲宽度的脉冲信号。

于是，转换调节器31产生具有较小脉冲宽度的驱动脉冲信号，以与第一晶体管Q1的脉冲宽度减小的脉冲信号对应。同时，第二晶体管Q2驱动时间减小得就像驱动脉冲信号的脉冲宽度减小那样多。

因为第二晶体管Q2驱动时间的减小，使整流电路部分10加给的电流减小，致使排气罩电机M以较低的速度转动。

此时，可能会有这样一种情况，即不操纵电机驱动钮11和速度切换钮12会使微型计算机21不工作，同时使煤气灶的温度升高。而且，即使正确操纵电机驱动钮11和速度切换钮12，也可能存在这样一种情况，即在微型计算机21因故障而未产生PWM控制信号，并使煤气灶的温度升高。这时，第二驱动控制部分40的TCO测得所述温度升高到一定程度，就会被接通。

随着TCO的被接通，分压电阻R2和R3把PCB电源电路41发生的比如5V的电压分压为比如3V的分压信号经TCO被输入到转换调节器31。

转换调节器31用第二驱动控制部件40加给的电压信号产生脉冲宽度与低速方式相同频率如20KHz的驱动脉冲信号。

第二晶体管Q2利用由转换调节器31加给的驱动脉冲信号接通/关断来转动排气罩电机M。

以下参照附图描述第二优选实施例排气罩电机的驱动控制装置。

图3是表示本发明第二优选实施例排气罩电机驱动控制装置的电路图。

如图3所示，省略第二优选实施例的描述中有关整流电路部分10、第一驱动控制部分20和驱动电路部分30的说明，因为它们的结构与上述第一优选实施例的结构相同。

本发明第二优选实施例的特有特征在于第二驱动控制部分40的输出电压加给驱动电路部分30。

也就是说，根据本发明的第一优选实施例，PCB电源电路41的分压经TCO加给转换调节器31的信号输入端口。

而根据本发明的第二优选实施例，PCB电源电路41的分压经TCO直接加给驱动电路部分30的第二晶体管Q2。

第二晶体管Q2由第二驱动控制部分40所加给其基极的分压而保持被驱动。

于是，根据第二晶体管Q2的持续驱动，由整流电路部分10不断加给的电流使排气罩电机M高速转动。

如上所述，本发明排气罩电机的驱动控制装置使用廉价的晶体管代替昂贵的继电器来接通/关断驱动排气罩电机，并用微型计算机控制PWM来控制排气罩电机的转动速度。因此降低了制造成本，同时提高了电路的可靠性。

虽然参照本发明的优选实施例具体表示并描述了本发明，但本领域技术人员应能理解，各种形式和细节的变化均可实现。

Claims (7)

1、一种排气罩电机的驱动控制装置，包括：

可被转动驱动的排气罩电机装置，用于系统内部通风；

主控制装置，用于产生控制排气罩电机动作的控制信号；

子控制装置，用于通过检测系统中温度变化控制排气罩电机的驱动；

驱动电路装置，用于根据主控制装置的控制信号和子控制装置的驱动控制控制排气罩电机的驱动。

2、如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述主控制装置产生用于接通/关断驱动排气罩电机并用于控制排气罩电机转动速度切换的控制信号。

3、如权利要求2所述的驱动控制装置，其中所述主控制装置包括：

微型计算机，用于按低速方式和高速方式输出具有不同占空因数的脉冲宽度调制控制信号；和

由来自微型计算机的脉冲宽度调制控制信号接通/关断驱动的晶体管，用于产生脉冲信号。

4、如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述子控制装置包括：

印刷电路板电源电路，用于产生一定的驱动电压；

分压电路，用于分割来自印刷电路板电源电路的确定的驱动电压；

检测系统内部温度升高到一定程度的温度开关，该温度开关被接通/关断，用以将分压电路所分压的电压加给所述驱动电路装置。

5、如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述驱动电路装置包括：

转换调节器，用于由主控制装置的晶体管所加给的脉冲信号来输出一定频率的驱动脉冲信号；

由所述转换调节器的驱动脉冲信号驱动的晶体管，用以控制排气罩电机直流电源的施加。

6、如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述子控制装置包括：

印刷电路板电源电路，用于产生确定的驱动电压；

分压电路，用于分割印刷电路板电源电路的确定的驱动电压；

用于检测系统内部温度升高到一定程度的温度开关，该温度开关被接通/关断，以将分压电路分压的电压加给所述驱动电路装置；

所述驱动电路装置包括：

转换调节器，通过接收所述主控制装置之晶体管的脉冲信号，输出一定频率的驱动脉冲信号；

由所述转换调节器的驱动脉冲信号驱动的晶体管，用于控制排气罩电机直流电源的施加，其中，

被分压电路分压的电压通过温度开关加给所述转换调节器。

7、如权利要求1所述的驱动控制装置，其中所述子控制装置包括：

印刷电路板电源电路，用于产生确定的驱动电压；

分压电路，用于分割所述印刷电路板电源电路的确定的驱动电压；

检测系统内部温度升高到一定程度的温度开关，该温度开关被接通/关断，以将分压电路分压的电压加给所述驱动电路装置；并且

所述驱动电路装置包括：

转换调节器，通过接收所述主控制装置晶体管的脉冲信号，输出一定频率的驱动脉冲信号；

由所述转换调节器的驱动脉冲信号驱动的晶体管，用于控制排气罩电机直流电源的施加，其中，

被分压电路分压的电压通过所述温度开关加给晶体管。