CN203027179U - 一种无刷直流蒸发风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无刷直流蒸发风机，包括无刷直流电机和蒸发风机，其特点是无刷直流电机由控制模块进行转子的位置检测和换相控制，所述控制模块由降压电路、驱动电路、换相电路和过流保护电路组成，降压电路将24V直流输入电源转换成14V的驱动电源和5V的控制电源电源输出，驱动电源接入驱动电路，控制电源接入过流保护电路，驱动电路驱动换相电路，换相电路驱动无刷直流电机。本实用新型与现有技术相比具有结构简单，制造成本低，运行可靠，使用寿命长，噪声低，调速性能好，尤其适合负载变换的场合使用。

Description

一种无刷直流蒸发风机

技术领域

本实用新型涉及机电一体化技术领域，尤其是一种用于汽车空调的无刷直流蒸发风机。 

背景技术

目前，汽车空调中的引风机一般都采用直流电动机为其提供动力驱动。由于传统的直流电动机采用整流子和电刷的机械方式进行切换输入线圈的电流来换向，对电机的转速控制相对比较容易实现，但是电刷和整流子的机械磨合，导致电机的使用寿命降低，制造复杂，维修困难，而且容易产生噪声、火花和无线干扰。针对上述传统的直流电动机存在的问题，进而研发了一种以电子换向替代电刷机械换向的直流无刷电机，具有结构简单，噪声低，运行可靠，维护方便等优点，因此被广泛地应用在家用电器上。 

现有技术的直流无刷电机一般都采用三个霍尔效应定位传感器，用于检测转子位置实现换相控制，直流无刷电机通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使其能够获知电机相位换向的准确时间，控制器比较复杂，成本高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种无刷直流蒸发风机，它采用反电势检测电路进行转子位置的检测并实现换相的控制，结构简单，制造成本低，调速性能好，而且电机损耗低，使用寿命长，效率高，噪声低，运行可靠。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种无刷直流蒸发风机，包括无刷直流电机和蒸发风机，无刷直流电机由设置在机壳内的定子和转子组成，蒸发风机设置在转子的两端，其特点是无刷直流电机由控制模块进行转子的位置检测和换相控制，所述控制模块由降压电路、驱动电路、换相电路和过流保护电路组成，降压电路将24V直流输入电源转换成14V的驱动电源和5V的控制电源电源输出，驱动电源接入驱动电路，控制电源接入过流保护电路，驱动电路驱动换相电路，换相电路驱动无刷直流电机。 

所述降压电路由集成稳压芯片G和三极管T、二极管D₆、电容C₃～C₄和电阻R₇组成，集成稳压芯片G的 

、脚并接电容C₃，集成稳压芯片G的

、脚并接电容C₄；二极管D₆正极接电容C₄正极；电阻R₇负极与二极管D₆负极和三极管T的基极共接；三极管T的发射极接电容C₄负极，三极管T的集电极接电阻R₇正极后接24V直流输入电源；集成稳压芯片G的

、

脚分别为14V的驱动电源和5V控制电源，集成稳压芯片G的脚接偏置电压GND，集成稳压芯片G的

脚接地。 

所述驱动电路由三个独立的自举电压电路构成，自举电压电路由半桥驱动芯片U、二极管D₁～D₃、电阻R₁～R₆和电容C₁～C₂组成，半桥驱动芯片U的脚与电容C₁正极、二极管D₁正极和14V驱动电源输入端共接，电容C₁负极与半桥驱动芯片U的

脚共接地；半桥驱动芯片U的

脚与二极管D₁负极和电容C₂负极共接；半桥驱动芯片U的脚串接电阻R₃后与二极管D₂负极和电阻R₅负极共接；半桥驱动芯片U的

脚与电容C₂正极、电阻R₅正极和二极管D₂正极共接；半桥驱动芯片U的脚串接电阻R₄后与二极管D₃负极和电阻R₆负极共接，二极管D₃正极与电阻R₆正极连接；半桥驱动芯片U的

、脚分别串接电阻R₁和电阻R₂后与过流保护电路连接；二极管D₂两端分别为连接换相电路的a和b节点；二极管D₃的负极为连接换相电路的d节点。 

所述换相电路由二极管D₄、D₅和场效应管M₁～M₆组成，场效应管M₁源极与场效应管M₂漏极共接为第一组驱动线路MU，场效应管M₃源极与场效应管M₄漏极共接为第二组驱动线路MV，场效应管M₅源极与场效应管M₆漏极共接为第三组驱动线路MW，三组驱动线路MU、MV和MW分别与三个自举电压电路中的b节点连接；场效应管M₁、M₃ 、M₅的漏极与二极管D₄、D₅的负极共接，二极管D₄、D₅的正极分别接24V直流输入电源；场效应管M₂、M₄、M₆的源极共接过流保护电路；场效应管M₁、M₃、M₅的栅极分别与三个自举电压电路中的a节点连接；场效应管M₂、M₄、M₆的栅极分别与三个自举电压电路中的d节点连接。 

所述过流保护电路由电阻R₈～R₉、电容C₅和控制芯片K组成，电阻R₉一端接地，其另一端与电阻R₈一端连接；电阻R₈另一端与接地电容C₅和控制芯片K的

脚并接，电阻R₈与电R₉的连接端与场效应管M₂、M₄、M₆的三个源极并接。 

本实用新型与现有技术相比具有结构简单，制造成本低，运行可靠，可根据负载进行调速，而且电机损耗低，使用寿命长，效率高，噪声低，调速性能好，尤其适合负载变换的场合使用。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图 

图2为降压电路图

图3为自举电压电路图

图4为换相电路图

图5为过流保护电路图

图6为本实用新型工作示意图

具体实施方式

参阅附图1，本实用新型包括无刷直流电机1和蒸发风机2，无刷直流电机1由设置在机壳11内的定子12和转子13组成，蒸发风机2设置在转子13的两端。无刷直流电机1由控制模块3进行转子13的位置检测和换相控制，所述控制模块3由降压电路31、驱动电路32、换相电路33和过流保护电路34组成。 

参阅附图2，所述降压电路31由集成稳压芯片G和三极管T、二极管D₆、电容C₃～C₄和电阻R₇组成，集成稳压芯片G的

、

脚并接电容C₃，集成稳压芯片G的

、

脚并接电容C₄；二极管D₆正极接电容C₄正极；电阻R₇负极与二极管D₆负极和三极管T的基极共接；三极管T的发射极接电容C₄负极，三极管T的集电极接电阻R₇正极后接24V直流输入电源；集成稳压芯片G的、

脚分别为14V的驱动电源和5V控制电源，集成稳压芯片G的

脚接偏置电压GND，集成稳压芯片G的

脚接地。 

上述降压电路31中的三极管T、稳压二极管D₆、电阻R₇和电容C₄组成第一级降压电路；集成稳压芯片G与电容C₃组成第二级降压和稳压电路；输入的24V正电源由电阻R₇和稳压二极管D₆在三极管T的基极到输入电源负极之间电压嵌位在16V左右，由于稳压二极管D₆的误差和三极管T的管压降，实际输出电压大于14V且小于16V（电路中标注为14V驱动电源），电容C₄对电源进行高频滤波。 

上述降压电路31中的集成稳压芯片G与电容C₃组成第二级降压和稳压电路，对已经稳定在14V左右的电原进一步降压到5V并滤除高频杂波，此5V电源为控制芯片K的工作电源。 

参阅附图3，所述驱动电路32由三个独立的自举电压电路35构成，自举电压电路35由半桥驱动芯片U、二极管D₁～D₃、电阻R₁～R₆和电容C₁～C₂组成，半桥驱动芯片U的

脚与电容C₁正极、二极管D₁正极和14V驱动电源输入端共接，电容C₁负极与半桥驱动芯片U的

脚共接地；半桥驱动芯片U的

脚与二极管D₁负极和电容C₂负极共接；半桥驱动芯片U的

脚串接电阻R₃后与二极管D₂负极和电阻R₅负极共接；半桥驱动芯片U的

脚与电容C₂正极、电阻R₅正极和二极管D₂正极共接；半桥驱动芯片U的

脚串接电阻R₄后与二极管D₃负极和电阻R₆负极共接，二极管D₃正极与电阻R₆正极连接；半桥驱动芯片U的

、

脚分别串接电阻R₁和电阻R₂后与过流保护电路34中的控制芯片K连接；二极管D₂两端分别为连接换相电路33的a和b节点；二极管D₃的负极为连接换相电路33的d节点。 

电容C₁并接在半桥驱动芯片U的

脚和

脚之间，为稳定半桥驱动芯片U的供给电源并提供驱动带载瞬间的电量；二极管D₁、电容C₂与半桥驱动芯片U内部的电路组成电压泵电路，为换相电路33中上桥臂的场效应管M₁、M₃和M₅提供悬浮且大于桥臂中点电压的14V电源；电阻R₁和电阻R₂是对来自控制芯片K控制芯片的驱动信号进行限流；电阻R₃～R₆为换相电路33中上、下桥臂的场效应管M₁～M₆的驱动限流电阻和偏置电阻；二极管D₂～D₃为栅极保护二极管。 

参阅附图4，所述换相电路33由二极管D₄、D₅和场效应管M₁～M₆组成，场效应管M₁源极与场效应管M₂漏极共接为第一组驱动线路MU，场效应管M₃源极与场效应管M₄漏极共接为第二组驱动线路MV，场效应管M₅源极与场效应管M₆漏极共接为第三组驱动线路MW，三组驱动线路MU、MV和MW分别与三个自举电压电路35中的b节点连接；场效应管M₁、M₃ 、M₅的漏极与二极管D₄、D₅的负极共接，二极管D₄、D₅的正极分别接24V直流输入电源；场效应管M₂、M₄、M₆的源极共接过流保护电路34；场效应管M₁、M₃、M₅的三个栅极GUP₁ 、GVP₁ 、GWP₁分别与三个自举电压电路35中的a节点连接；场效应管M₂、M₄、M₆的三个栅极GUN₁、GVN₁ 、GWN₁分别与三个自举电压电路35中的d节点连接。 

参阅附图5，所述过流保护电路34由电阻R₈～R₉、电容C₅和控制芯片K组成，电阻R₉一端接地，其另一端与电阻R₈一端连接；电阻R₈另一端与接地电容C₅和控制芯片K的

脚并接；电阻R₈与电R₉的连接端与场效应管M₂、M₄、M₆的三个源极并接，各个通道的电流汇总后经过电阻R₉连接到电源负极，经过电阻R₈和电容C₅滤除电流信号尖刺，将工作电流转换成的电压信号输入到控制芯片K的

脚与芯片内部的比较电压进行比较，当电压超过设定值时保护电路动作，关闭输出。 

参阅附图6，本实用新型是这样工作的: 24V直流输入电源经降压电路31的电压转换，一路以 14V的驱动电源输出，另一路以5V控制电源输出，14V的驱动电源接入自举电压电路35，5V控制电源接入过流保护电路34。24V直流电源输入，将电源选择不同的输入引线而输出不同的转速，驱动电路32驱动换相电路33，换相电路33驱动无刷直流电机1。 

以上只是对本实用新型做进一步说明，并非用以限制本实用新型专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本实用新型专利的权利要求范围之内。 

Claims (1)

1.一种无刷直流蒸发风机，包括无刷直流电机（1）和蒸发风机（2），无刷直流电机（1）由设置在机壳（11）内的定子（12）和转子（13）组成，蒸发风机（2）设置在转子（13）的两端，其特征在于无刷直流电机（1）由控制模块（3）进行转子（13）的位置检测和换相控制，所述控制模块（3）由降压电路（31）、驱动电路（32）、换相电路（33）和过流保护电路（34）组成，降压电路（31）将24V直流输入电源转换成14V的驱动电源和5V的控制电源电源输出，驱动电源接入驱动电路（32），控制电源接入过流保护电路（34），驱动电路（32）驱动换相电路（33），换相电路（33）驱动无刷直流电机（1）；

所述降压电路（31）由集成稳压芯片G和三极管T、二极管D₆、电容C₃～C₄和电阻R₇组成，集成稳压芯片G的 、

脚并接电容C₃，集成稳压芯片G的

、

脚并接电容C₄；二极管D₆正极接电容C₄正极；电阻R₇负极与二极管D₆负极和三极管T的基极共接；三极管T的发射极接电容C₄负极，三极管T的集电极接电阻R₇正极后接24V直流输入电源；集成稳压芯片G的

、

脚分别为14V的驱动电源和5V控制电源，集成稳压芯片G的

脚接偏置电压GND，集成稳压芯片G的

脚接地；

所述驱动电路（32）由三个独立的自举电压电路（35）构成，自举电压电路（35）由半桥驱动芯片U、二极管D₁～D₃、电阻R₁～R₆和电容C₁～C₂组成，半桥驱动芯片U的

脚与电容C₁正极、二极管D₁正极和14V驱动电源输入端共接，电容C₁负极与半桥驱动芯片U的

脚共接地；半桥驱动芯片U的

脚与二极管D₁负极和电容C₂负极共接；半桥驱动芯片U的

脚串接电阻R₃后与二极管D₂负极和电阻R₅负极共接；半桥驱动芯片U的

脚与电容C₂正极、电阻R₅正极和二极管D₂正极共接；半桥驱动芯片U的

脚串接电阻R₄后与二极管D₃负极和电阻R₆负极共接，二极管D₃正极与电阻R₆正极连接；半桥驱动芯片U的

、

脚分别串接电阻R₁和电阻R₂后与过流保护电路（34）连接；二极管D₂两端分别为连接换相电路（33）的a和b节点；二极管D₃的负极为连接换相电路（33）的d节点；

所述换相电路（33）由二极管D₄、D₅和场效应管M₁～M₆组成，场效应管M₁源极与场效应管M₂漏极共接为第一组驱动线路MU，场效应管M₃源极与场效应管M₄漏极共接为第二组驱动线路MV，场效应管M₅源极与场效应管M₆漏极共接为第三组驱动线路MW，三组驱动线路MU、MV和MW分别与三个自举电压电路（35）中的b节点连接；场效应管M₁、M₃ 、M₅的漏极与二极管D₄、D₅的负极共接，二极管D₄、D₅的正极分别接24V直流输入电源；场效应管M₂、M₄、M₆的源极共接过流保护电路（34）；场效应管M₁、M₃、M₅的栅极分别与三个自举电压电路（35）中的a节点连接；场效应管M₂、M₄、M₆的栅极分别与三个自举电压电路（35）中的d节点连接； 

所述过流保护电路（34）由电阻R₈～R₉、电容C₅和控制芯片K组成，电阻R₉一端接地，其另一端与电阻R₈一端连接；电阻R₈另一端与接地电容C₅和控制芯片K的

脚并接，电阻R₈与电R₉的连接端与场效应管M₂、M₄、M₆的三个源极并接。

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