CN201204561Y - 车载制冰机压缩机控制器 - Google Patents
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Abstract
一种车载制冰机压缩机控制器，包括数字信号处理器U1为核心的主控电路、输入稳压滤波电路、测温电路、电机驱动控制电路、直流电压检测电路、反电动势检测电路、电流检测电路和电源电路，所述输入稳压滤波电路连接电源电路，所述电源电路连接主控电路和电机驱动控制电路，所述电机驱动控制电路连接主控电路和反电动势检测电路，所述反电动势检测电路、电流检测电路和测温电路连接主控电路，所述车载制冰机压缩机控制器还包括升压电路，所述输入稳压滤波电路连接升压电路，所述升压电路连接电机驱动控制电路，所述主控电路连接升压电路。本实用新型提供一种电压输入范围宽、适应性好的车载制冰机压缩机控制器。
Description
技术领域
本实用新型属于车载制冰机压缩机控制器。
背景技术
汽车不仅仅是一种交通工具，更多成为一种移动生活的方式与文化。车载冰箱、制冰机作为车载电器，越来越成为人们的需要。可以装载到豪华大巴、房车和高级轿车上。但是这样的应用场所只能提供12V或者24V的直流电源。而普通冰箱及制冰机采用220V交流供电，无法直接应用到汽车场合。
因此，车载制冰机及冰箱只能采用直流电机作为压缩机的驱动电机，而传统直流有刷电机因为寿命及噪声的原因，不能应用到车载制冰机及冰箱上。而采用带传感器的无刷直流电机，会带来安装困难和长期浸油的问题。
如专利号为02264226.9，专利名称为无传感器变频无刷直流压缩机控制器的中国实用新型专利，提供了一种无传感器变频无刷直流压缩机控制器，包括单片机U1、稳压滤波电路、驱动控制电路、直流电流电压检测电路、反电动势检测电路、压缩机温度检测电路、转速控制信号电路和时钟振荡电路，单片机U1与稳压滤波电路、驱动控制电路、直流电流电压检测电路、反电动势检测电路、压缩机温度检测电路、转速控制信号电路和时钟振荡电路连接，驱动控制电路与直流电流电压检测电路和反电动势检测电路连接，稳压滤波电路提供工作电压。该方案采用检测反电动势过零点确定换相点的工作原理，进行无刷直流电机的无传感器控制。存在的缺点：1、电压输入范围窄，适应性差；2、无过压、欠压检测，不能保证系统在正常电压范围工作。3、不能保证无刷电机在额定电压下工作。
发明内容
为了克服现有的车载制冰机压缩机控制器的电压输入范围窄，适应性差的不足，本实用新型提供一种电压输入范围宽、适应性好的车载制冰机压缩机控制器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种车载制冰机压缩机控制器，包括数字信号处理器U1为核心的主控电路、输入稳压滤波电路、测温电路、电机驱动控制电路、直流电压检测电路、反电动势检测电路、电流检测电路和电源电路，所述输入稳压滤波电路连接电源电路，所述电源电路连接主控电路和电机驱动控制电路，所述电机驱动控制电路连接主控电路和反电动势检测电路，所述反电动势检测电路、电流检测电路和测温电路连接主控电路，所述车载制冰机压缩机控制器还包括升压电路，所述输入稳压滤波电路连接升压电路，所述升压电路连接电机驱动控制电路，所述主控电路连接升压电路。
进一步，所述车载制冰机压缩机控制器还包括过压欠压检测电路，所述输入稳压滤波电路连接过压欠压检测电路，所述过压欠压检测电路连接电源电路。
再进一步，所述升压电路连接直流电压检测电路，所述直流电压检测电路连接主控电路。
更进一步，所述电源电路包括12V电源电路和3.3V电源电路，所述12V电源电路连接3.3V电源电路，所述12V电源电路连接电机驱动控制电路，所述3.3V电源电路连接主控电路。
本实用新型的技术构思为：首先，通过升压电路，将输入电压稳定到电机的额定电压。不仅能够充分发挥无刷电机性能，而且具有宽电压输入的特点，可直接应用到12V和24V场所。其次，设计采用欠压、过压检测电路，保证系统在正常电压范围工作。并且，设计采用温度控制电路，保证系统在正常温度范围工作，过温以后停止工作。
本实用新型的有益效果主要表现在：1、具有宽电压输入的特点，适应性好；2、构简单，效率高，发热小，启动平稳，无极调速，工作稳定。3、保证无刷电机工作在额定电压。
附图说明
图1是车载制冰机压缩机控制器的系统框图。
图2是车载制冰机压缩机控制器的升压电路。
图3是车载制冰机压缩机控制器的参考电源电路。
图4是车载制冰机压缩机控制器的过压欠压检测电路。
图5是车载制冰机压缩机控制器的12V电源电路。
图6是车载制冰机压缩机控制器的3.3V电源电路。
图7是车载制冰机压缩机控制器的测温电路。
图8是车载制冰机压缩机控制器的电机驱动控制电路及主控电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1—图8，一种车载制冰机压缩机控制器，包括数字信号处理器U1为核心的主控电路、输入稳压滤波电路、测温电路、电机驱动控制电路、直流电压检测电路、反电动势检测电路、电流检测电路和电源电路，所述输入稳压滤波电路连接电源电路，所述电源电路连接主控电路和电机驱动控制电路，所述电机驱动控制电路连接主控电路和反电动势检测电路，所述反电动势检测电路、电流检测电路和测温电路连接主控电路，所述车载制冰机压缩机控制器还包括升压电路，所述输入稳压滤波电路连接升压电路，所述升压电路连接电机驱动控制电路，所述主控电路连接升压电路。
所述车载制冰机压缩机控制器还包括过压欠压检测电路，所述输入稳压滤波电路连接过压欠压检测电路，所述过压欠压检测电路连接电源电路。
所述升压电路连接直流电压检测电路，所述直流电压检测电路连接主控电路。
所述电源电路包括12V电源电路和3.3V电源电路，所述12V电源电路连接3.3V电源电路，所述12V电源电路连接电机驱动控制电路，所述3.3V电源电路连接主控电路。
本实施例的车载制冰机压缩机控制器，包含升压电路，其输入为外部电源POWER+，由数字处理器U1控制，输出48V直流电压，其电路结构是：C81和C82分别为CBB和电解电容，连接在电源的正负输入端，起到稳定输入电压的作用；TVS管ZW52也连接在电源的正负输入端，用于吸收高达数千瓦的浪涌功率，保护后续电路；电感L81一端连接电源输入正端，一端连接功率二极管D81的阳极；D81的阴极连接电容C83；二极管D81的阳极连接场效应管Q7的漏极，Q7的源极接地，门极通过电阻R7接场效应管驱动芯片U5；R27接Q7门极，另一端接地。
参考电源电路的输入为外部电源POWER+，输出3.3V的直流参考电压，其电路结构是：电源芯片U71通过电阻R71连接到输入电源正端；稳压管D71连接U71的输入端和地端；滤波电容C72连接U71的输出端和地端，电容C71起到稳压、滤波作用。芯片U71采用HT7133。
过压欠压检测电路的输入为外部电源POWER+，输出为合格电压VIN，其电路结构是：电源POWER+经过两个开关管Q51，Q52输出合格电压VIN；开关管Q51基极通过R54连接电压比较器U51的输出脚1，电阻R53连接U51脚1和开关管Q51的集电极；比较器U51脚3接参考电压REF，R51和R52对输入电压POWER+分压以后接脚2，电容C51起到稳压作用。该组比较器起到欠压检测的作用。
开关管Q52基极通过R58连接电压比较器U51的输出脚7，电阻R57连接U51脚7和开关管Q52的集电极；比较器U51脚6接参考电压REF，R55和R56对输入电压POWER+分压以后接脚5，电容C52起到稳压作用。该组比较器起到过压检测的作用。
12V电源电路的输入为合格电压VIN，输出为12V直流电压。该电路可以升、降压电路，当输入电压VIN低于12V时，可以进行升压；当输入电压VIN高于12V时，可以进行减压，具体电路结构为：以芯片U73为核心，电容C74连接在电源输入端和地端，启动稳压的作用；电感L71连接U73的电源端和开关引脚8；电容C77一端连接开关引脚8，一端连接二极管D72阳极和电感L72；L72另一端接地，D72阴极输出12V直流电压，采用C78进行稳压；R74，R73对12V电压进行采样分压反馈，接U73的反馈脚2；R72、C75和C76组成一个回路补偿网络。芯片U73采用CS5171。
3.3V电源电路的输入为12V直流电压，输出为3.3V直流电源，供数字信号处理器U1和其他芯片使用。电路包括线性稳压芯片U72和稳压电容C73。芯片U72采用LM1117。
温度检测电路的输入为NTC电阻的输入电压，输出为开关信号，供数字信号处理器U1使用，其电路结构是：电阻R64和R65对3.3V电压进行分压以后，连接比较器U61的同相输入端脚3；NTC测温电阻R67，R66对3.3V电压进行分压以后，连接比较器U61的反相输入端脚2，U61输出脚1通过电阻R69输出信号T_CONTROL给信号处理器U1；R68连接U61输出脚1与3.3V电源端。比较器U61采用LM393。
电机驱动控制电路的输入为数字信号处理器U1的六路控制信号，输出三相驱动电压控制无刷直流电机，以及输出三相感应电动势给数字信号处理器U1，以检测电机位置，其电路结构是：MOSFET管Q1～Q6组成三相六桥驱动电路，电阻R1～R6分别接到Q1～Q6的门极，并连接MOSFET管专用驱动芯片U2～U4的低端输出端U2_LO、U3_LO、U4_LO，和高端输出端U2_HO、U3_HO、U4_HO；桥臂输出端OUT1、OUT2、OUT3分别连接无刷电机的三相端。
MOSFET管专用驱动芯片U2～U4及二极管D1～D3，电容C16～C18组成桥路驱动电路。U2～U4采用专用驱动芯片IR2103，通过电阻R8～R13连接信号处理芯片U1的引脚20、22、23、24、28、29；二极管D1～D3阳极连接12V电源，阴极连接在驱动芯片的VB脚；电容C16～C18连接在驱动芯片的VB脚和VS脚之间。
数字信号处理器U1为核心的主控电路，其电路结构是：数字信号处理器U1，采用MC56F8013，引脚8，26接电源，引脚9，13，27接地。引脚6通过R17，R34分压以后，检测V48的电压值，电容C5起到稳压滤波作用。引脚16连接T_CONTROL信号。引脚5通过R61，R62分压以后，检测POWER+的电压值，电容C61起到稳压滤波作用。引脚10，11，12通过电阻R18，R19，R20，R35，R36，R37分压以后，检测电机三相反电动势，电容C2～C4起到稳压滤波作用；引脚7经过电阻R16与测流电阻R51和三相桥路Q4～Q6的公共源极端连接，测流电阻R51另一端接地，电容C1起到滤波作用。引脚4通过电阻R14连接到U5的输入引脚3，U5的输出引脚5通过电阻R7控制Q7实现升压控制。
Claims (4)
1、一种车载制冰机压缩机控制器，包括数字信号处理器U1为核心的主控电路、输入稳压滤波电路、测温电路、电机驱动控制电路、直流电压检测电路、反电动势检测电路、电流检测电路和电源电路，所述输入稳压滤波电路连接电源电路，所述电源电路连接主控电路和电机驱动控制电路，所述电机驱动控制电路连接主控电路和反电动势检测电路，所述反电动势检测电路、电流检测电路和测温电路连接主控电路，其特征在于：所述车载制冰机压缩机控制器还包括升压电路，所述输入稳压滤波电路连接升压电路，所述升压电路连接电机驱动控制电路，所述主控电路连接升压电路。
2、如权利要求1所述的车载制冰机压缩机控制器，其特征在于：所述车载制冰机压缩机控制器还包括过压欠压检测电路，所述输入稳压滤波电路连接过压欠压检测电路，所述过压欠压检测电路连接电源电路。
3、如权利要求1或2所述的车载制冰机压缩机控制器，其特征在于：所述升压电路连接直流电压检测电路，所述直流电压检测电路连接主控电路。
4、如权利要求3所述的车载制冰机压缩机控制器，其特征在于：所述电源电路包括12V电源电路和3.3V电源电路，所述12V电源电路连接3.3V电源电路，所述12V电源电路连接电机驱动控制电路，所述3.3V电源电路连接主控电路。
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