CN203023095U - 一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路及装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路及装置，所述用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路包括：驱动控制模块，所述驱动控制模块与单片机的PWM输入信号端相连接，并与电源VCC相连接；以及，过流保护模块，所述过流保护模块与驱动控制模块相连接。本实用新型利用单片机的PWM输入信号，通过驱动控制模块控制风扇的导通时间，使风扇随PWM的占空比增加而加速启动，当PWM的占空比达到100%时，风扇正常运行，其两端电压接近VCC，达到低压启动的效果，避免启动电流过大而影响其它控制电路；同时，所述过流保护模块实现了对风扇驱动过程中的过流保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能冰箱控制领域，尤其涉及一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，并涉及一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护装置。
背景技术
目前常用三极管ON/OFF控制冰箱风扇的电路，而较大的启动电流容易导致电源过流保护或损坏开关三极管，该领域中，低压直流风扇驱动电路运用广泛，在小功率低压直流风扇的开关控制电路和风扇的转速没有控制要求的情况下，三极管的开关电路的运用更为普遍；由于很多冰箱低压直流风扇的控制是三极管控制，风扇的启动和堵转电流比较大，一般是额定电流的4~8倍，为了防止大电流损坏三极管就需要选用大电流三极管，这样就要求基极驱动电流较大，一般单片机的IO口驱动电流达不到，需要再增加一个三极管驱动，同时还要考虑堵转电流和启动电流对控制板电源的影响，如果风扇的驱动电流得不到控制就会影响到VCC的稳定，轻则导致控制板复位，重则导致控制板损坏，永远失效，这在冰箱控制器是不允许的。
目前流行的冰箱低压直流风扇的控制电路主要有以下三种：1、直接采用三极管控制风扇启动运行，该电路只能用于驱动启动电流跟额定工作电流相差不大的小功率风扇，对于启动大流较大的风扇，往往会引起三极管损坏或导致VCC电源输出保护。2、采用串联限流功率电阻，防止风扇的控制回路电流过大，一定程度上可以保护三极管不被损坏，同时限制风扇的堵转电流，但还是不能避免对VCC的影响，这种方式还会使风扇正常工作时电压偏低，冰箱的制冷效果变差。3、采用PWM调压稳压电路来控制风扇的电压和转速，这种电路和控制算法过于复杂，不利推广。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，达到低压启动的效果，并避免启动电流过大影响其它控制电路。
对此，本实用新型提供一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，包括：
驱动控制模块，所述驱动控制模块与单片机的PWM输入信号端相连接，并与电源VCC相连接；以及，
过流保护模块，所述过流保护模块与驱动控制模块相连接。
本实用新型利用单片机可输出PWM控制冰箱低压直流风扇两端的电压，所述冰箱低压直流风扇简称风扇，以达到低压启动的目的，由于该单片机的PWM输入信号只用于风扇启动阶段，所以比起一般PWM控制风扇转速电路较为简易直接，而随着单片机输出PWM占空比的增加，直到100%，风扇启动完成，同时对VCC的冲击减少到最小。
与现有技术相比，本实用新型利用单片机的PWM输入信号，通过驱动控制模块控制风扇的导通时间，使风扇随PWM的占空比增加而加速启动，当PWM的占空比达到100%时，风扇正常运行，其两端电压接近VCC，达到低压启动的效果，避免启动电流过大而影响其它控制电路；同时，所述过流保护模块实现了对风扇驱动过程中的过流保护。
本实用新型的进一步改进在于，所述驱动控制模块包括电阻R1和三极管T1，所述三极管T1的基极通过电阻R1连接至单片机的PWM输入信号端，所述三极管T1的发射极连接至所述过流保护模块。
本实用新型的进一步改进在于，所述驱动控制模块还包括上拉电阻R2和控制风扇的三极管T3；所述三极管T1的集电极分别与上拉电阻R2和三极管T3的基极相连，所述三极管T3的集电极连接至风扇；所述上拉电阻R2与电源VCC相连。
本实用新型的进一步改进在于，所述驱动控制模块还包括续流二极管D1；所述续流二极管D1的一端与三极管T3的集电极相连，另一端连接至电源VCC。
本实用新型的进一步改进在于，所述电源VCC为12V的电源。
本实用新型的进一步改进在于，所述过流保护模块包括三极管T2，所述三极管T2的基极连接至三极管T3的发射极，三极管T2的集电极与上拉电阻R2相连接，三极管T2的发射极接GND。
本实用新型的进一步改进在于，所述过流保护模块包括过流保护电阻R3；所述过流保护电阻R3的一端与三极管T3的发射极相连，另一端接GND。
本实用新型的进一步改进在于，所述过流保护模块还包括三极管T2，所述三极管T2的基极连接至三极管T3的发射极，三极管T2的集电极与上拉电阻R2相连接，三极管T2的发射极接GND。
本实用新型提供一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护装置，所述启动保护装置采用了上述的驱动保护电路
本实用新型的有益效果在于，利用单片机的PWM输入信号，通过电阻R1和三极管T1反向驱动三极管T3，所述三极管T3的基极连接至上拉电阻R2，以控制风扇的导通时间，使风扇随PWM的占空比增加而加速启动，当PWM的占空比达到100%时，风扇正常运行，其两端电压接近VCC，达到低压启动的效果，避免了启动电流过大而影响其它控制电路。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1：
本例提供一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，包括：
驱动控制模块，所述驱动控制模块与单片机的PWM输入信号端相连接，并与电源VCC相连接；以及，
过流保护模块，所述过流保护模块与驱动控制模块相连接。
本例利用单片机可输出PWM控制冰箱低压直流风扇两端的电压，所述冰箱低压直流风扇简称风扇，以达到低压启动的目的，由于该单片机的PWM输入信号只用于风扇启动阶段，所以比起一般PWM控制风扇转速电路较为简易直接，而随着单片机输出PWM占空比的增加，直到100%，风扇启动完成，同时对VCC的冲击减少到最小。
与现有技术相比，本例利用单片机的PWM输入信号，通过驱动控制模块控制风扇的导通时间，使风扇随PWM的占空比增加而加速启动，当PWM的占空比达到100%时，风扇正常运行，其两端电压接近VCC，达到低压启动的效果，避免启动电流过大而影响其它控制电路；同时，所述过流保护模块实现了对风扇驱动过程中的过流保护。
实施例2：
如图1所示，在实施例1的基础上，本例提供用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，该驱动保护电路可以作为用于冰箱低压直流风扇的驱动保护装置中的一部分。
所述驱动保护电路包括：与单片机的PWM输入信号端相连的电阻R1和三极管T1，用于驱动风扇的三极管T3、续流二极管D1、上拉电阻R2、过流保护R5和三极管T2；所述三极管T1的集电极分别连接至上拉电阻R2和三极管T3的基极，三极管T1的发射极接GND，三极管T3的集电极连接至续流二极管D1和风扇，三极管T3的发射极通过过流保护电阻R3接GND，三极管T3的发射极还同时连接至三极管T2的基极，三极管T2的发射极连接至三极管T3的基极，三极管T2的发射极接GND。
本例所述过流保护电阻R3的一端与三极管T3发射极相连，另一端接GND，过流保护电阻R3上的取样电压控制三极管T2的导通，三极管T2的集电极接三极管T3的基极，三极管T2的发射极接GND，从而达到过流保护的作用。
本例所述续流二极管D1，续流二极管D1的一端与三极管T3的集电极相连，另一端接VCC。
在本实施例中，电源VCC的电压为12 V的DC，初始状态是单片机的PWM输入信号端无输入，保持高电平，三极管T1导通，三极管T3截止，风扇不工作；当需要开启风扇时，PWM从10%到100%延时输入，通过电阻R1和三极管T1控制基极连接至上拉电阻R2的三极管T3的导通时间，续流二极管D1把电压钳位在VCC左右，防止风扇关断反向电压击穿三极管T3，当单片机的PWM输入信号为100%时，输入保持低电平，三极管T1不导通，三极管T3完全开启，风扇正常工作。
所述过流保护模块包括过流保护电阻R3和三极管T2，在风扇正常工作过程中，过流保护电阻R3和三极管T2是不会导通起作用，不影响风扇运行，当风扇堵转或电流异常增大到保护值时，电流通过过流保护电阻R3产生电压接近或超过0.7V，三极管T2导通，三极管T3截止，风扇停止；稳态时，风扇两端电压加上三极管T3，其集电极和发射极两端电压等于VCC，达到一个恒流源控制的作用。
当风扇正常运行时，过流保护电阻R3两端的压降基本不会对风扇造成影响，因为有恒流源电路可以降低三极管T3的IC电流要求，不用选用大电流三极管，也由于在风扇启动和堵转情况下，VCC不用对风扇输出大电流，从而可以降低VCC的功率设计。
综上所述，本例采用单片机的PWM输入信号端进行延时启动和恒流保护电路控制风扇的方法，解决了在用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路的启动和堵转情况下电流大的问题。
首先，在一般的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路被设计成单一NPN三极管，这样的驱动保护电路没有对风扇的启动电流和堵转电流进行防范处理，三极管的IC选型裕量不够，三极管容易被损坏，IC裕量选择过大会造成浪费，同时对VCC的功率要求和瞬时功率要求较高，必要时要有安全的过流保护措施，所以现有技术的这种电路的可靠性将大大降低。
其次，在一般的冰箱低压直流风扇的驱动保护电路常使用三极管和串联功率电阻来控制，要使功率电阻起到堵转保护的作用，其在风扇正常运行时的压降接近2V左右，会影响风扇的额定运行。而选用恒流源控制电路，取样电阻两端的保护电压压降是0.7V左右，风扇正常运行压降可以忽略不计，因为保护时大部分压降加在三极管的集电极和发射极间；另外，在风扇正常运行时，三极管的饱和压降在0.3V左右，基本不会对控制电路造成不良影响。
最后，考虑到用于冰箱低压直流风扇的驱动动控制电路只是智能冰箱的其中一个控制对象功能电路，所以要考虑其失效后对冰箱的影响，如果驱动保护电路失效了，不能控制也不能影响到冰箱的功能。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，包括：
驱动控制模块，所述驱动控制模块与单片机的PWM输入信号端相连接，并与电源VCC相连接；以及，
过流保护模块，所述过流保护模块与驱动控制模块相连接。
2.根据权利要求1所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括电阻R1和三极管T1，所述三极管T1的基极通过电阻R1连接至单片机的PWM输入信号端，所述三极管T1的发射极连接至所述过流保护模块。
3.根据权利要求2所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括上拉电阻R2和控制风扇的三极管T3；所述三极管T1的集电极分别与上拉电阻R2和三极管T3的基极相连，所述三极管T3的集电极连接至风扇；所述上拉电阻R2与电源VCC相连。
4.根据权利要求3所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括续流二极管D1；所述续流二极管D1的一端与三极管T3的集电极相连，另一端连接至电源VCC。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述电源VCC为12V的电源。
6.根据权利要求3或4所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述过流保护模块包括三极管T2，所述三极管T2的基极连接至三极管T3的发射极，三极管T2的集电极与上拉电阻R2相连接，三极管T2的发射极接GND。
7.根据权利要求3或4所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述过流保护模块包括过流保护电阻R3；所述过流保护电阻R3的一端与三极管T3的发射极相连，另一端接GND。
8.根据权利要求7所述的用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路，其特征在于，所述过流保护模块还包括三极管T2，所述三极管T2的基极连接至三极管T3的发射极，三极管T2的集电极与上拉电阻R2相连接，三极管T2的发射极接GND。
9.一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护装置，其特征在于，所述启动保护装置采用了权利要求1至8任意一项所述的驱动保护电路。
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| CN 201320001721 CN203023095U (zh) | 2013-01-04 | 2013-01-04 | 一种用于冰箱低压直流风扇的驱动保护电路及装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108644144A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-12 | 重庆金山医疗器械有限公司 | 一种直流风扇故障监控系统 |
| CN114079260A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 浙江海利普电子科技有限公司 | 风扇保护电路 |
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2013
- 2013-01-04 CN CN 201320001721 patent/CN203023095U/zh not_active Expired - Lifetime
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