CN203980558U - 空气净化器 - Google Patents
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Abstract
一空气净化器包括：MCU控制单元，根据感测信息及输入信息进行控制；颗粒物传感器，感测空气中颗粒物含量，将含量信息传送到MCU控制单元；有毒气体传感器，感测空气中有毒气体含量，将含量信息传送到MCU控制单元；负离子发生器，在MCU控制单元控制下产生负离子以对空气净化；按键开关，位于净化器表面外壳上，操纵净化器的相应功能；三相逆变电路，在MCU控制单元的控制下将直流输入电压逆变成三相交流输出电压；三相无刷直流电机，在三相交流输出电压驱动下旋转；风机，在三相无刷直流电机带动下旋转，提供从净化器输出的经净化的空气流；电源电路，将输入的交流电转化为供各个组件供电的相应电压，其中，三相无刷直流电机采用无霍尔的三相永磁同步电机PMSM。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气净化器。具体地，涉及一种具有新型控制方案的空气净化器。
背景技术
目前市场上的空气净化器的风机通常使用单相交流异步电机和有霍尔的三相直流无刷电机来控制。
图1示出采用单相交流异步电机进行控制的空气净化器的框图。
参见图1，空气净化器10包括：MCU控制单元110，用于根据接收的各种感测信息以及输入信息来对空气净化器10进行控制；LCD显示器105，在MCU控制单元110的控制下，显示各种相关的状态信息、系统信息等；颗粒物传感器103，用于感测空气中的颗粒物含量，并将所感测的颗粒物含量信息传送到MCU控制单元110；有毒气体传感器104，用于感测空气中的有毒气体含量，并将所感测的有毒气体含量信息传送到MCU控制单元110；负离子发生器108，用于在MCU控制单元110的控制下，产生负离子以对空气进行净化；紫外线灯109，用于在MCU控制单元110的控制下，产生紫外线光以对空气进行净化；按键开关102，位于空气净化器10表面外壳上，用于操纵空气净化器10的相应功能，例如包括用于接通电源的上电开关，控制风机111的风量档位的选择开关等等；红外遥控接收器101，用于接收遥控器(未示出)发送的红外控制信号，并将接收的红外控制信号传送到MCU控制单元110；单相交流异步电机106，用于在MCU控制单元的控制下旋转；风机111，在单相交流异步电机106的带动下旋转，提供从空气净化器10输出的经净化的空气流；转速回馈信号电路107，用于检测风机111的旋转速度，并将检测的旋转速度作为回馈信号传送给MCU控制单元110。
空气净化器10还包括电源电路(未示出)，用于将输入到空气净化器10的交流电转化为供空气净化器10所包含的各个部件、组件供电的相应电压。
对于图1所示的采用单相交流异步电机10控制风机111的方案而言，虽然风机111的控制线路简单，但是单相交流异步电机的噪音大、效率低，比较浪费电能。
图2示出采用有霍尔元件的内置驱动无刷直流电机进行控制的空气净化器的框图。
参见图2，空气净化器20包括：MCU控制单元210，用于根据接收的各种感测信息以及输入信息来对空气净化器20进行控制；LCD显示器205，在MCU控制单元210的控制下，显示各种相关的状态信息、系统信息等；颗粒物传感器203，用于感测空气中的颗粒物含量，并将所感测的颗粒物含量信息传送到MCU控制单元210；有毒气体传感器204，用于感测空气中的有毒气体含量，并将所感测的有毒气体含量信息传送到MCU控制单元210；负离子发生器208，用于在MCU控制单元210的控制下，产生负离子以对空气进行净化；紫外线灯209，用于在MCU控制单元210的控制下，产生紫外线光以对空气进行净化；按键开关202，位于空气净化器20表面外壳上，用于操纵空气净化器20的相应功能，例如包括用于接通电源的上电开关，控制风机211的风量档位的选择开关等等；红外遥控接收器201，用于接收遥控器(未示出)发送的红外控制信号，并将接收的红外控制信号传送到MCU控制单元210；三相有霍尔元件的无刷直流电机206，用于在MCU控制单元的控制下旋转；风机211，在无刷直流电机206的带动下旋转，提供从空气净化器20输出的经净化的空气流；转速回馈信号电路207，用于检测风机211的旋转速度，并将检测的旋转速度作为回馈信号传送给MCU控制单元210。
空气净化器20还包括电源电路(未示出)，用于将输入到空气净化器20的交流电转化为供空气净化器20所包含的各个组件供电的相应电压。
对于采用有霍尔元件的内置驱动无刷直流电机206控制风机211的方案而言，虽然无刷直流电机206的噪音小、效率高，但成本较高。
因此，对于普通消费者来说，需要一种使用时能够省电、成本较低、安全可靠的空气净化器。
实用新型内容
该实用新型的目的是为了提供一种如上所述的使用时能够省电、成本较低、安全可靠的空气净化器。
根据本实用新型的一方面，提供一种空气净化器，包括：MCU控制单元，用于根据接收的各种感测信息以及输入信息来对空气净化器进行控制；颗粒物传感器，用于感测空气中的颗粒物含量，并将所感测的颗粒物含量信息传送到MCU控制单元；有毒气体传感器，用于感测空气中的有毒气体含量，并将所感测的有毒气体含量信息传送到MCU控制单元；负离子发生器，用于在MCU控制单元的控制下，产生负离子以对空气进行净化；按键开关，位于空气净化器表面外壳上，用于操纵空气净化器的相应功能；三相逆变电路，用于在MCU控制单元的控制下将直流输入电压逆变成三相交流输出电压；三相无刷直流电机，在三相逆变电路的三相交流输出电压的驱动下旋转；风机，在三相无刷直流电机的带动下旋转，提供从空气净化器输出的经净化的空气流；电源电路，用于将输入到空气净化器的交流电转化为供空气净化器所包含的各个组件供电的相应电压，其中，三相无刷直流电机采用无霍尔的三相永磁同步电机PMSM。
其中所述的空气净化器还包括：LCD显示器，在MCU控制单元的控制下，显示各种相关的状态信息、系统信息；紫外线灯，用于在MCU控制单元的控制下，产生紫外线光以对空气进行净化；红外遥控接收器，用于接收遥控器发送的红外控制信号，并将接收的红外控制信号传送到MCU控制单元。
其中，MCU控制单元根据按键开关、颗粒物传感器、有毒气体传感器的输出信号控制空气净化器的风机的转速、负离子发生器是否工作、紫外线灯是否工作。
其中，MCU控制单元和三相逆变电路布置在同一块印制线路板上。
其中，按键开关选用触摸按键。
其中，电源电路选用仙童公司的智能电源模块FSB50250A来实现。
附图说明
通过下面结合附图对示例实施例的详细描述，将更好地理解本实用新型。应当清楚地理解，所描述的示例实施例仅仅是作为说明和示例，而本实用新型不限于此。本实用新型的精神和范围由所附权利要求书的具体内容限定。下面描述附图的简要说明，其中：
图1示出采用单相交流异步电机进行控制的空气净化器的框图。
图2示出采用有霍尔元件的内置驱动无刷直流电机进行控制的空气净化器的框图。
图3示出了根据本实用新型的具有新型控制方案的空气净化器的框图。
具体实施方式
现在参照附图3来详细介绍根据本实用新型的具有新型控制方案的空气净化器。
参见图3，空气净化器30包括：MCU控制单元310，用于根据接收的各种感测信息以及输入信息来对空气净化器30进行控制；LCD显示器305，在MCU控制单元310的控制下，显示各种相关的状态信息、系统信息等；颗粒物传感器303，用于感测空气中的颗粒物含量，并将所感测的颗粒物含量信息传送到MCU控制单元310；有毒气体传感器304，用于感测空气中的有毒气体含量，并将所感测的有毒气体含量信息传送到MCU控制单元310；负离子发生器308，用于在MCU控制单元310的控制下，产生负离子以对空气进行净化；紫外线灯309，用于在MCU控制单元310的控制下，产生紫外线光以对空气进行净化；按键开关302，位于空气净化器30表面外壳上，用于操纵空气净化器30的相应功能，例如包括用于接通电源的上电开关，控制风机311的风量档位的选择开关等等；红外遥控接收器301，用于接收遥控器(未示出)发送的红外控制信号，并将接收的红外控制信号传送到MCU控制单元310；三相逆变电路312，用于在MCU控制单元310的控制下例如采用使用全半桥方式将直流输入电压逆变成三相交流输出电压，该三相交流输出电压用于驱动空气净化器30的三相无刷直流电机306；三相无刷直流电机306，在三相逆变电路312的交流输出电压的驱动下旋转；风机311，在三相无刷直流电机306的带动下旋转，提供从空气净化器30输出的经净化的空气流。
空气净化器30还包括电源电路(未示出)，用于将输入到空气净化器30的交流电转化为供空气净化器30所包含的各个组件供电的相应电压。
在根据本实用新型的空气净化器30中，参与控制空气净化器30的控制装置包含：三相无刷直流电机306、负离子发生器308、颗粒物传感器303、有毒气体传感器304、电源电路、按键开关302、MCU控制单元310、三相逆变电路312。
在根据本实用新型的空气净化器30中，电源电路给上述参与控制空气净化器30的控制装置供电；按键开关302、颗粒物传感器303、有毒气体传感器304的输出信号作为MCU控制单元310的输入信号提供给MCU控制单元310，MCU控制单元310根据上述输入信号控制空气净化器30的风机311的转速、负离子发生器308是否工作、紫外线灯309是否工作；
在根据本实用新型的空气净化器30中，LCD显示器305、紫外线灯309、红外遥控接收器301是可选部件。
在根据本实用新型的空气净化器30中，驱动风机311的三相无刷直流电机306例如采用无霍尔的三相永磁同步电机(PMSM)，该无霍尔的三相永磁同步电机可以选用FAIRCHILD(仙童公司)的控制芯片FCM8531进行控制(FCM8531芯片及其外围电路是构成MCU控制单元310的一部分电路)
MCU控制单元310能完成无霍尔传感器三相永磁同步电机控制的专有任务，如电机控制算法、PWM控制、电流感测、实时过流保护、转子角度计算等等，MCU控制单元310对无霍尔传感器三相永磁同步电机的控制是直接控制，无需转速控制，即不需要回馈风机311的转速信息。
根据本实用新型，上述参与控制空气净化器30的控制装置的MCU控制单元310通过空间矢量算法来确定转子的位置和PMSM电机的转速。
根据本实用新型，上述参与控制空气净化器30的控制装置的MCU控制单元310和驱动PMSM电机的三相逆变电路312可以布置在同一块印制线路板上。
根据本实用新型，上述参与控制空气净化器30的控制装置的按键开关302可以选用触摸按键。
根据本实用新型，空气净化器30包括的电源电路可以选用例如FAIRCHILD(仙童公司)的智能电源模块FSB50250A来实现。由于MCU控制单元310可选用FAIRCHILD公司芯片并且其公司也提供智能电源模块FSB50250A的兼容方案，故使用智能电源模块FSB50250A可达到产品方案一致性的目的，从而提高空气净化器的稳定性和兼容性。
根据本实用新型，风机311采用无霍尔传感器三相永磁同步电机进行驱动，可以省去传统的空气净化器中用于电机的内置驱动板、转速回馈信号电路，解决了传统的空气净化器中电机的内部空间有限、内置驱动板散热困难、电路易损坏、成本高的难题。
根据本实用新型，MCU控制单元310和驱动PMSM电机的三相逆变电路312结合在一起，可以设计在一块印制线路板上，有利于降低总体成本。
使用本实用新型的空气净化器时能够省电、成本较低、安全可靠的空气净化器。满足了普通消费者的需求，有着广阔的市场前景。
虽然已经图示和描述了所考虑的本实用新型的示例实施例，但是本领域技术人员可以理解，随着技术的进步，可以作出各种变更和修改并可以用等价物替换其元素而不背离本实用新型的真实范围。
Claims (6)
1.一种空气净化器(30)，其特征在于，包括：
MCU控制单元(310)，用于根据接收的各种感测信息以及输入信息来对空气净化器(30)进行控制；
颗粒物传感器(303)，用于感测空气中的颗粒物含量，并将所感测的颗粒物含量信息传送到MCU控制单元(310)；
有毒气体传感器(304)，用于感测空气中的有毒气体含量，并将所感测的有毒气体含量信息传送到MCU控制单元(310)；
负离子发生器(308)，用于在MCU控制单元(310)的控制下，产生负离子以对空气进行净化；
按键开关(302)，位于空气净化器(30)表面外壳上，用于操纵空气净化器(30)的相应功能；
三相逆变电路(312)，用于在MCU控制单元(310)的控制下将直流输入电压逆变成三相交流输出电压；
三相无刷直流电机(306)，在三相逆变电路(312)的三相交流输出电压的驱动下旋转；
风机(311)，在三相无刷直流电机(306)的带动下旋转，提供从空气净化器(30)输出的经净化的空气流；
电源电路，用于将输入到空气净化器(30)的交流电转化为供空气净化器(30)所包含的各个组件供电的相应电压，
其中，三相无刷直流电机(306)采用无霍尔的三相永磁同步电机PMSM。
2.如权利要求1所述的空气净化器(30)，其特征在于，还包括
LCD显示器(305)，在MCU控制单元(310)的控制下，显示各种相关的状态信息、系统信息；
紫外线灯(309)，用于在MCU控制单元(310)的控制下，产生紫外线光以对空气进行净化；
红外遥控接收器(301)，用于接收遥控器发送的红外控制信号，并将接收的红外控制信号传送到MCU控制单元(310)。
3.如权利要求2所述的空气净化器(30)，其特征在于，
MCU控制单元(310)根据按键开关(302)、颗粒物传感器(303)、有毒气体传感器(304)的输出信号控制空气净化器(30)的风机(311)的转速、负离子发生器(308)是否工作、紫外线灯(309)是否工作。
4.如权利要求1所述的空气净化器(30)，其特征在于，
MCU控制单元(310)和三相逆变电路(312)布置在同一块印制线路板上。
5.如权利要求1所述的空气净化器(30)，其特征在于，
按键开关(302)选用触摸按键。
6.如权利要求1所述的空气净化器(30)，其特征在于，
电源电路选用仙童公司的智能电源模块FSB50250A来实现。
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