CN202737809U - 汽车驾驶室风扇变频调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了汽车驾驶室风扇变频调速器，不仅可以实现直流逆变，而且还具备变频控制，可以通过键盘和红外线遥控器控制，并且可以调节工作频率，具备掉电存储功能。其主要技术方案是：由单片机控制单元、驱动单元、直流逆变单元、保护单元组成；所述单片机控制单元是核心，由单片机、键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片组成；所述直流逆变单元，使用六个逆变开关管组成三相逆变桥；所述驱动单元由SPWM芯片和三相逆变桥驱动电路组成，用于产生SPWM波并驱动三相逆变桥的，产生交流电；SPWM芯片的控制端与单片机连接；所述保护单元用来检测电源电压、电流信号，当电源有欠压和过流故障时，起保护作用。

Description

汽车驾驶室风扇变频调速器

技术领域

本实用新型属于一种变频调速装置，涉及一种小功率汽车驾驶室风扇变频调速器。 

背景技术

传统电气调速系统中，直流电动机调速具有良好的调速性能，通过依靠机械换向，只要改变直流电动机两端电压就可实现电动机的调速，在调速系统中占有绝对优势。目前，汽车驾驶风扇调节主要采用直流调速方式，但是直流电动机结构复杂，价格昂贵，它的滑环和碳刷要经常拆换，而且机械结构设计不合理，安装极不方便，故费时费工，维护成本较高。相反，交流电动机具有结构简单，运行可靠，价格便宜等优点。近年来，随着大规模集成电路和计算机控制技术的发展，出现了变频调速技术，解决了交流电动机调速困难的问题，它以优异的性能逐步取代交流电动机其它调速方式。 

汽车上使用的电源为直流电，不适用于交流电动机，要先将直流电逆变为交流电，然后再对交流电进行变频。交流变频调速使用的是变频器，但是大部分通用变频器体积较大，线路复杂，价格昂贵，功能复杂，常用于大、中功率的电动机，而汽车驾驶室风扇功率只有几十瓦功率，不适合使用通用变频器。 

发明内容

为了避免汽车驾驶室使用直流电动机存在的问题和解决汽车驾驶室风扇变频调速问题，本实用新型提供汽车驾驶室风扇变频调速器，该变频调速器不仅可以实现直流逆变，而且还具备变频控制，可以通过键盘和红外线遥控器控制，并且可以使用电位器调节工作频率，具备掉电存储功能。 

本实用新型的技术方案：汽车驾驶室风扇变频调速器，其特征在于：由单片机控制单元、驱动单元、直流逆变单元、保护单元组成；所述单片机控制单元是核心，由单片机、键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片组成，单片机的相应接口与键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片连接；键盘和红外线遥控作为数字量输入端，用于数字量频率参数设定和系统启动∕停止控制； A∕D转换模块用于采集模拟信号；显示单元显示工作状态；报警器在系统发生故障后，由单片机控制发声；存储芯片用于实时存储变频器工作频率，同时掉电后能保存存储的频率； 

所述直流逆变单元，使用六个逆变开关管组成三相逆变桥，三相逆变桥与汽车蓄电池电连接，将汽车蓄电池输出的直流电逆变成交流电，三相逆变桥的一端是交流电输出接口；

所述驱动单元由SPWM芯片和三相逆变桥驱动电路组成，用于产生SPWM波并驱动三相逆变桥的六个逆变开关管，产生交流电；SPWM芯片的控制端与单片机连接；

所述保护单元用来检测电源电压、电流信号，当电源有欠压和过流故障时，单片机立即响应，禁止逆变器工作输出，保护系统安全。

工作过程：当变频器接通电源后，单片机初始化后从存储芯片读取用户默认的频率值，变频器开始工作；变频器工作过程中通过模拟量输入和数字量输入设定系统相关工作参数；参数设定完成后，系统重新启动，变频调速系统工作，开始工作输出，存储芯片存储工作频率，显示单元显示工作状态；变频器在工作过程中实时检测电源电压和电流，当出现欠压和过流故障时，单片机立即启动保护程序，封锁输出，切断逆变器主电路控制信号，保护系统安全。 

有益效果：本实用新型以单片机作为控制核心，电路结构简单，具有智能化特点，操作方便，可以用于汽车驾驶室风扇变频调速；同时本实用新型将交流电机引入汽车驾驶室，从而减小了维修成本。 

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。 

图2是本实用新型中单片机控制单元的电路原理图。 

图3是本实用新型中驱动单元、直流逆变单元及保护单元的电路原理图。 

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型的原理框图。本实用新型由单片机控制单元、驱动单元、直流逆变单元、保护单元组成；所述单片机控制单元是核心，由单片机、键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片组成，单片机的相应接口与键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片连接；键盘和红外线遥控作为数字量输入端，用于数字量频率参数设定和系统启动∕停止控制； A∕D转换模块的传感器输入端子与传感器连接，用于采集模拟信号；显示单元由数码管和发光二极管组成，数码管显示工作频率状态，发光二极管显示工作状态；报警器在系统发生故障后，由单片机控制发声；存储芯片用于实时存储变频器工作频率，同时掉电后能保存存储的频率； 

所述直流逆变单元与汽车蓄电池电连接，将汽车蓄电池输出的直流电逆变成交流电，三相逆变桥的一端是交流电输出接口，交流电输出接口与三相交流电机M连接。

所述驱动单元由SPWM芯片和三相逆变桥驱动电路组成，用于产生SPWM波并驱动三相逆变桥的六个逆变开关管，产生交流电；SPWM芯片的控制端与单片机连接； 

所述保护单元用来检测电源电压、电流信号，当电源有欠压和过流故障时，单片机立即响应，禁止逆变器工作输出，保护系统安全。

如图2所示，为单片机主控单元主要电路原理图。单片机主控单元主要由单片机IC1、集成芯片IC2—IC5、键盘K1—K16、红外遥控接收器IC7、3位数码管LED、发光二极管D1—D3、报警器SPK、存储芯片IC6等组成；单片机IC1通过IC2、IC3与键盘K1—K16和3位数码管LED连接，键盘K1—K16和红外线遥控器控制设定交流电频率，红外遥控接收器IC7通过红外遥控器接收遥控信号；IC12是A∕D转换模块，具有8路模拟信号采集功能和A/D转换，通道0采集电位器R16输入的模拟信号，将其转换为数字信号，作为输入频率；3位数码管LED用于动态显示输出频率和工作状态，3个发光二极管D1—D3分别是电源、工作和故障指示灯；报警器SPK在系统工作发生故障时由单片机IC1控制发声；存储芯片IC6存储设定的频率；部分器件说明：IC1是单片机，有40个引脚，是控制大脑；IC3是并行接口芯片，连接键盘K1—K16和3位数码管LED；IC7是红外线遥控接收器，接收红外线遥控器的遥控信号输入到单片机内部，单片机通过解码识别红外线遥控器按键，执行相关操作；IC12是AD转换器，具有8路输入通道，8位A/D转换器；IC6是存储芯片，系统掉电后存储数据。 

如图2所示，单片机控制单元中提到的电路及电子元器件都是现有技术，只要在本实用新型中提出单片机、键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、数码管、发光二极管、报警器、存储芯片，作为本领域的技术人员能轻易组合成单片机控制单元。所以说，提供了完整的电路原理图作为参考，在以上只对单片机主控单元主要电路作了描述，对其余部分没有必要作完整和详细的描述。 

图3所示为驱动单元、直流逆变单元、和保护单元电路原理图。驱动单元由集成芯片IC8、SPWM芯片IC9、集成驱动器IC10组成。IC8产生特定频率，为SPWM芯片IC9提供频率信号，生出特定频率的SPWM波，产生的六路输入信号经过集成驱动器IC10，输出六路控制信号。另外集成驱动器IC10内置过流保护功能。直流逆变单元由六个直流逆变开关管（VT1—VT6）组成，在驱动单元六路控制信号作用下产生所需的交流电。保护单元主要由主电路电流和电源电压检测两部分构成，IC12通道1用于采集主电路电流值，通道2用于采集电源两端电压，单片机IC1实时检测电流和电压，当出现过流和欠压时，立即停止输出，保护系统安全。部分器件说明：IC8是频率生成芯片，能输出三路频率信号；IC9是SPWM波芯片，输出六路SPWM波信号；IC13是稳压集成电路，输出+5V直流电压。 

如图3所示，提到的驱动单元、直流逆变单元和保护单元都是现有技术，只要在本实用新型中提出直流逆变单元、用于直流逆变单元的驱动单元，保护单元，作为本领域的技术人员能轻易实现。所以说，提供了完整的电路原理图作为参考，在以上只对驱动单元、直流逆变单元和保护单元的主要原理作了描述，对其余部分没有必要作完整和详细的描述。 

本实用新型的特点在于：利用现有技术中的单片机控制单元、驱动单元、直流逆变单元、保护单元组合成风扇变频调速器，单片机控制单元是控制系统的核心。 

Claims (1)

1.汽车驾驶室风扇变频调速器，其特征在于：由单片机控制单元、驱动单元、直流逆变单元、保护单元组成；所述单片机控制单元是核心，由单片机、键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片组成，单片机的相应接口与键盘、红外线遥控接收器、A∕D转换模块、显示单元、报警器、存储芯片连接；键盘和红外线遥控作为数字量输入端，用于数字量频率参数设定和系统启动∕停止控制；A∕D转换模块用于采集模拟信号；显示单元显示工作状态；报警器在系统发生故障后，由单片机控制发声；存储芯片用于实时存储变频器工作频率，同时掉电后能保存存储的频率；

所述直流逆变单元，使用六个逆变开关管组成三相逆变桥，三相逆变桥与汽车蓄电池电连接，将汽车蓄电池输出的直流电逆变成交流电，三相逆变桥的一端是交流电输出接口；

所述驱动单元由SPWM芯片和三相逆变桥驱动电路组成，用于产生SPWM波并驱动三相逆变桥的六个逆变开关管，产生交流电；SPWM芯片的控制端与单片机连接；

所述保护单元用来检测电源电压、电流信号，当电源有欠压和过流故障时，单片机立即响应，禁止逆变器工作输出，保护系统安全。

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