CN210724610U - 一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无mcu控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，包括信号处理模块，所述信号处理模块与电源输入模块电性串联，所述信号处理模块与稳压模块电性串联，所述稳压模块与反接保护模块电性串联，所述反接保护模块与输入模块和驱动模块电性串联，所述信号处理模块通过转子位置检测电路与水泵电机电性串联，所述转子位置检测电路包括OH41F芯片、电容和电阻元件，所述信号处理模块包括电容、电阻和三级管，所述驱动模块与水泵电机电性串联。该汽车中冷单相无刷直流通过设备的整体结构，解决了MCU对温度系数要求高的问题，减小了控制器成本和故障率，使得设备能够满足高温环境，且能够保证水泵电机稳定。

Description

一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车电子控制系统及其配件技术领域，具体为一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器。

背景技术

随着世界各国对于环境保护越来越重视，汽车工业使用涡轮增压器来提高汽车的发动机功率并达到节能减排的目的；由于涡轮增压端的高温会传递到进气端的压缩空气，所以发动机的进气温度很高；因此在涡轮增压器都需要散热，一方面可以冷却进入发动机气缸空气的温度提高燃烧效率，减少氮氧化合物排放，另一方面可以提高涡轮工作效率和使用寿命。

汽车无刷直流水泵电机的诞生解决了传统式有刷直流电机上的诸多弊端，采用了电子换向机构解决了有刷电机的换向火花和机械损耗，延长了水泵电机的使用寿命；传统无刷直流电机控制器一般都采用MCU进行信号的处理和输出，采用MCU控制减少了硬件电路的元器件。汽车中冷器散热水泵工作环境属于高温恶劣环境，对MCU的温度系数要求很高，这样增加了控制器成本和故障率，采用无MCU控制器能够找到满足所需环境温度的高温器件，并能够降低故障率，因此我们提出了一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无 MCU控制器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU 控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，包括信号处理模块，所述信号处理模块与电源输入模块电性串联，所述信号处理模块与稳压模块电性串联，所述稳压模块与反接保护模块电性串联，所述反接保护模块与输入模块和驱动模块电性串联，所述信号处理模块通过转子位置检测电路与水泵电机电性串联，所述转子位置检测电路包括CH41F芯片、电容和电阻元件，所述信号处理模块包括电容、电阻和三级管，所述驱动模块与水泵电机电性串联。

优选的，所述电源输入模块的start and stop端与二极管D0和1M的电阻串联，所述1M的电阻与电源输入模块的12V端相连，所述1M的电阻与220nf 的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管的集电极和20k的电阻相串联，所述220nf的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管Q2的集电极和20k的电阻相互并联，所述220nf的电容、二极管D4、220nf 的电容、22k的电阻、三极管的集电极和20k的电阻连接12V的电源，所述220nf的电容和二极管D4之间连接有MOS管，所述MOS管的基极通过R5的电阻与三极管Q2的发射极相连，所述三极管Q2的发射极连接5V电源，所述220nf 的电容和22k的电阻之间连接有二极管D6，所述二极管D6与MOS管的发射极相连，所述MOS管的发射极接地，所述二极管D6与三极管Q2的基极相连，所述20k的电阻与二极管D0并联，所述二极管D0分别与二极管D1和二极管 D8串联，所述二极管D1和二极管D8串联并联，所述二极管D1和二极管D8 分别连接OUT1接口和OUT2接口。

优选的，所述信号处理模块的电路连接为OUT1接口连接三级管Q5集电极，所述三级管Q5的发射极接地，所述三级管Q5的基极通过1M的电阻连接水泵电机的HALL接口，所述OUT1接口通过47k的电阻连接三级管Q4的集电极相连，所述三级管Q4的基极通过3.3k的电阻接地，所述三级管Q4的发射极通过3.3k的电阻连接水泵电机的HALL接口，所述三级管Q4的发射极与15nf 的电容、220nf的电容和三极管Q3发射极串联，所述15nf的电容、220nf的电容和三极管Q3发射极连接5V电源，所述15nf的电容接地，所述三极管Q3 的集电极与22k的电阻和15nf的电容串联，所述22k的电阻和15nf的电容并联，所述22k的电阻接地，所述15nf的电容与三级管Q4的基极相连，所述三极管Q3的基极与1uf的电容和3.3k的电阻串联，所述1uf的电容和3.3k 的电阻并联，所述1uf的电容与三级管Q4的集电极相连，所述3.3k的电阻与三级管Q7的集电极相连，所述三级管Q7的基极与470k的电阻和三级管Q3 的集电极相连，所述470k的电阻与220nf的电容串联，所述三级管Q3的基极通过1M7的电阻与1M6的电阻和220nf0的电容相连，所述220nf0的电容、三级管Q3的发射极和三级管Q7的发射极均接地，所述1M6的电阻与水泵电机的HALL接口相连。

优选的，所述转子位置检测电路电路连接为CH41F芯片的1管脚电性串联正5伏电源、20nf的电容和1K的电阻，所述正5伏电源、20nf的电容和 1K的电阻并联，所述20nf的电容与CH41F芯片的2管脚电性串联，所述CH41F 芯片的2管脚接地，所述1K的电阻与CH41F芯片的3管脚和20nf的电容电性串联，所述CH41F芯片的3管脚和20nf的电容并联，所述20nf的电容接地，所述CH41F芯片的3管脚连接水泵电机的HALL端。

优选的，所述驱动模块电路连接为TLE5206芯片的管脚1连接水泵电机输入端MA，所述TLE5206芯片的管脚3连接OUT1接口，所述TLE5206芯片的管脚4接地，所述TLE5206芯片的管脚5连接OUT2接口，所述TLE5206芯片的管脚6与33k的电阻和15nf的电容串联，所述33k的电阻和15nf的电容并联，所述15nf的电容接地，所述33k的电阻连接12V的电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该汽车中冷单相无刷直流通过设备的整体结构，解决了MCU对温度系数要求高的问题，并且减小了控制器成本和故障率，使得设备能够满足高温环境，且能够保证水泵电机稳定、高效运转。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为本实用新型信号处理电路图；

图3为本实用新型转子位置检测电路图；

图4为本实用新型转子驱动电路图；

图5为本实用新型电源输入模块电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，包括信号处理模块，所述信号处理模块与电源输入模块电性串联，所述电源输入模块的start and stop端与二极管D0和1M 的电阻串联，所述1M的电阻与电源输入模块的12V端相连，所述1M的电阻与220nf的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管的集电极和 20k的电阻相串联，所述220nf的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管Q2的集电极和20k的电阻相互并联，所述220nf的电容、二极管 D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管的集电极和20k的电阻连接12V的电源，所述220nf的电容和二极管D4之间连接有MOS管，所述MOS管的基极通过R5的电阻与三极管Q2的发射极相连，所述三极管Q2的发射极连接5V电源，所述220nf的电容和22k的电阻之间连接有二极管D6，所述二极管D6与MOS管的发射极相连，所述MOS管的发射极接地，所述二极管D6与三极管Q2 的基极相连，所述20k的电阻与二极管D0并联，所述二极管D0分别与二极管D1和二极管D8串联，所述二极管D1和二极管D8串联并联，所述二极管 D1和二极管D8分别连接OUT1接口和OUT2接口，通过接插头输出汽车蓄电池 12V电平给电机驱动芯片，用以驱动电机，进一步包括了电源极性防反接保护功能，采用防反MOS实现且功耗小；电机启停通过12V高电平和接地信号控制电机的启停。所述信号处理模块与稳压模块电性串联，所述信号处理模块的电路连接为OUT1接口连接三级管Q5集电极，所述三级管Q5的发射极接地，所述三级管Q5的基极通过1M4的电阻连接水泵电机的HALL接口，所述OUT1 接口通过47k的电阻连接三级管Q4的集电极相连，所述三级管Q4的基极通过3.3k的电阻接地，所述三级管Q4的发射极通过3.3k的电阻连接水泵电机的HALL接口，所述三级管Q4的发射极与15nf的电容、220nf的电容和三极管Q3发射极串联，所述15nf的电容、220nf的电容和三极管Q3发射极连接 5V电源，所述15nf的电容接地，所述三极管Q3的集电极与22k的电阻和15nf 的电容串联，所述22k的电阻和15nf的电容并联，所述22k的电阻接地，所述15nf的电容与三级管Q4的基极相连，所述三极管Q3的基极与1uf的电容和3.3k的电阻串联，所述1uf的电容和3.3k的电阻并联，所述1uf的电容与三级管Q4的集电极相连，所述3.3k的电阻与三级管Q7的集电极相连，所述三级管Q7的基极与470k的电阻和三级管Q3的集电极相连，所述470k的电阻与220nf的电容串联，所述三级管Q3的基极通过1M7的电阻与1M6的电阻和220nf0的电容相连，所述220nf0的电容、三级管Q3的发射极和三级管 Q7的发射极均接地，所述1M6的电阻与水泵电机的HALL接口相连。所述稳压模块与反接保护模块电性串联，所述反接保护模块与输入模块和驱动模块电性串联，所述信号处理模块通过转子位置检测电路与水泵电机电性串联，所述转子位置检测电路包括CH41F芯片、电容和电阻元件，所述转子位置检测电路电路连接为CH41F芯片的1管脚电性串联正5伏电源、20nf的电容和1K 的电阻，所述正5伏电源、20nf的电容和1K的电阻并联，所述20nf的电容与CH41F芯片的2管脚电性串联，所述CH41F芯片的2管脚接地，所述1K的电阻与CH41F芯片的3管脚和20nf的电容电性串联，所述CH41F芯片的3管脚和20nf的电容并联，所述20nf的电容接地，所述CH41F芯片的3管脚连接水泵电机的HALL端。所述信号处理模块包括电容、电阻和三级管，所述驱动模块与水泵电机电性串联，此模块包括软启动功能和换向功能，软启功能采用PWN脉冲发生器和RC网络实现，当霍尔信号通过RC网络时，霍尔信号被延时31ms，31ms内PWM脉冲发生器作用于换相电路使电机平滑启动，31ms 后霍尔信号作用于PWM脉冲发生器使其不工作，这时电机正常运转；换向电路通过三级管开关特性实现，所述驱动模块电路连接为TLE5206芯片的管脚1 连接水泵电机输入端MA，所述TLE5206芯片的管脚3连接OUT1接口，所述 TLE5206芯片的管脚4接地，所述TLE5206芯片的管脚5连接OUT2接口，所述TLE5206芯片的管脚6与33k的电阻和15nf的电容串联，所述33k的电阻和15nf的电容并联，所述15nf的电容接地，所述33k的电阻连接12V的电源，驱动电路接受驱动信号并驱动电机运转，监测电机的运行状况；电机在故障状态下停止电流输出使电机停止运转，并输出故障信号给信号处理模块，停止驱动信号的输出；并外加散热装置增加驱动芯片的散热效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，包括信号处理模块，其特征在于：所述信号处理模块与电源输入模块电性串联，所述信号处理模块与稳压模块电性串联，所述稳压模块与反接保护模块电性串联，所述反接保护模块与输入模块和驱动模块电性串联，所述信号处理模块通过转子位置检测电路与水泵电机电性串联，所述转子位置检测电路包括CH41F芯片、电容和电阻元件，所述信号处理模块包括电容、电阻和三级管，所述驱动模块与水泵电机电性串联。

2.根据权利要求1所述的一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，其特征在于：所述电源输入模块的start and stop端与二极管D0和1M的电阻串联，所述1M的电阻与电源输入模块的12V端相连，所述1M的电阻与220nf的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管的集电极和20k的电阻相串联，所述220nf的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管Q2的集电极和20k的电阻相互并联，所述220nf的电容、二极管D4、220nf的电容、22k的电阻、三极管的集电极和20k的电阻连接12V的电源，所述220nf的电容和二极管D4之间连接有MOS管，所述MOS管的基极通过R5的电阻与三极管Q2的发射极相连，所述三极管Q2的发射极连接5V电源，所述220nf的电容和22k的电阻之间连接有二极管D6，所述二极管D6与MOS管的发射极相连，所述MOS管的发射极接地，所述二极管D6与三极管Q2的基极相连，所述20k的电阻与二极管D0并联，所述二极管D0分别与二极管D1和二极管D8串联，所述二极管D1和二极管D8串联并联，所述二极管D1和二极管D8分别连接OUT1接口和OUT2接口。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，其特征在于：所述信号处理模块的电路连接为OUT1接口连接三级管Q5集电极，所述三级管Q5的发射极接地，所述三级管Q5的基极通过1M4的电阻连接水泵电机的HALL接口，所述OUT1接口通过47k的电阻连接三级管Q4的集电极相连，所述三级管Q4的基极通过3.3k的电阻接地，所述三级管Q4的发射极通过3.3k的电阻连接水泵电机的HALL接口，所述三级管Q4的发射极与15nf的电容、220nf的电容和三极管Q3发射极串联，所述15nf的电容、220nf的电容和三极管Q3发射极连接5V电源，所述15nf的电容接地，所述三极管Q3的集电极与22k的电阻和15nf的电容串联，所述22k的电阻和15nf的电容并联，所述22k的电阻接地，所述15nf的电容与三级管Q4的基极相连，所述三极管Q3的基极与1uf的电容和3.3k的电阻串联，所述1uf的电容和3.3k的电阻并联，所述1uf的电容与三级管Q4的集电极相连，所述3.3k的电阻与三级管Q7的集电极相连，所述三级管Q7的基极与470k的电阻和三级管Q3的集电极相连，所述470k的电阻与220nf的电容串联，所述三级管Q3的基极通过1M7的电阻与1M6的电阻和220nf0的电容相连，所述220nf0的电容、三级管Q3的发射极和三级管Q7的发射极均接地，所述1M6的电阻与水泵电机的HALL接口相连。

4.根据权利要求1所述的一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，其特征在于：所述转子位置检测电路电路连接为CH41F芯片的1管脚电性串联正5伏电源、20nf的电容和1K的电阻，所述正5伏电源、20nf的电容和1K的电阻并联，所述20nf的电容与CH41F芯片的2管脚电性串联，所述CH41F芯片的2管脚接地，所述1K的电阻与CH41F芯片的3管脚和20nf的电容电性串联，所述CH41F芯片的3管脚和20nf的电容并联，所述20nf的电容接地，所述CH41F芯片的3管脚连接水泵电机的HALL端。

5.根据权利要求1所述的一种汽车中冷单相无刷直流水泵电机无MCU控制器，其特征在于：所述驱动模块电路连接为TLE5206芯片的管脚1连接水泵电机输入端MA，所述TLE5206芯片的管脚3连接OUT1接口，所述TLE5206芯片的管脚4接地，所述TLE5206芯片的管脚5连接OUT2接口，所述TLE5206芯片的管脚6与33k的电阻和15nf的电容串联，所述33k的电阻和15nf的电容并联，所述15nf的电容接地，所述33k的电阻连接12V的电源。

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