CN213342058U - 一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，涉及风机驱动器技术领域；所述驱动器电路包括电源电路，所述电源电路连接有滤波电路，所述滤波电路连接有电压转换电路和全桥驱动电路，所述电压转换电路连接有信号采集电路和驱动控制电路，所述驱动控制电路还与所述信号采集电路和全桥驱动电路连接；本实用新型的电路简单可靠，提供了一种具有高电磁防护、高速度、电源防反接、安全性高、功放反应速度快、可靠性高、失真率低、适用频率宽及适用电压范围广等优点的轴流风机驱动器电路。

Description

一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路

技术领域

本实用新型涉及风机驱动器技术领域，具体涉及一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路。

背景技术

目前的单相轴流风机驱动控制已经十分成熟，但一般均为民用风机、民用风扇等，控制方式多采用恒压、恒速，转速一般为1万以内。而目前国内军用风机尚处于起步阶段，对其驱动器电路的要求较多，要求具有高电磁防护、高转速、高风量的性能，且满足可调压，可调速的功能。

因此，提供一种能满足上述要求的用于单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，对轴流风机进行高电磁防护，并提供高转速、高风量，可调压、可调速的功能。

为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，包括电源电路，所述电源电路连接有滤波电路，所述滤波电路连接有电压转换电路和全桥驱动电路，所述电压转换电路连接有信号采集电路和驱动控制电路，所述驱动控制电路还与所述信号采集电路和全桥驱动电路连接；其中，

所述电源电路用于对整个电路供电；

所述滤波电路用于对所述电源电路的输出进行低频和高频滤波，并输出滤波电信号至电压转换电路和全桥驱动电路；

所述电压转换电路用于将滤波电信号转换为低压电信号，并进行稳压输出至信号采集电路和驱动控制电路；

所述信号采集电路用于霍尔信号的采集和处理，并输出至驱动控制电路；

所述驱动控制电路用于根据所述霍尔信号生成低压控制信号，并输出至全桥驱动电路；

所述全桥驱动电路用于对所述低压控制信号进行功率放大，以控制风机转动。

优选地，所述电源电路包括电源和防反接电路；其中，所述防反接电路用于隔离反向电压，以防止所述反向电压损坏电路器件。

优选地，所述防反接电路包括二极管VD1、电容C1和电阻L3，所述VD1的正极端连接输入电源的正极端，所述VD1的负极端与L3的一脚端连接，所述L3的二脚端与C1的一脚端连接，所述C1的二脚端接地。

优选地，所述滤波电路包括电容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、以及电感L1和L2，所述L1的一脚端与所述电源电路的输出端连接，所述C2、C3和L2的一脚端均与L1的一脚端连接，所述C2和C3二脚端均接地，所述C4、C6、C7、C8和C9的一脚端均与L1的二脚端连接，所述C5的一脚端与C4的二脚端连接，所述C5、C6、C7、C8和C9的二脚端均接地，所述L2的二脚端与所述电压转换电路的输入端连接。

优选地，所述电压转换电路包括电源芯片U1、电容C10、C11和电阻R8，所述C10和C11的一脚端均与U1的一脚端连接作为输出端，所述C10、C11和U1的二脚端均接地，所述U1的三脚端连接R8的一脚端作为输入端，且与所述滤波电路的输出端连接，所述R8的二脚端接地。

优选地，所述信号采集电路包括霍尔传感器U5和电阻R7，所述霍尔传感器U5的一脚端连接5V直流输入电源，所述霍尔传感器U5的二脚端接地，所述霍尔传感器U5的三脚端与R7的一脚端连接。

优选地，所述驱动控制电路包括驱动控制芯片U4、电容C14和C15，所述电压转换电路的输出端和C14的一脚端均与驱动控制芯片U4的一脚端连接，所述C14的二脚端和驱动控制芯片U4的八脚端均接地，所述驱动控制芯片U4的四脚端与C15的一脚端连接，所述C15的二脚端接地，所述驱动控制芯片U4的二脚端和第二驱动芯片U2的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的三脚端与第三驱动芯片U3的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的五脚端与R6的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的六脚端与R3的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的七脚端连接有PWM调速端口。

优选地，所述全桥驱动电路包括第二驱动芯片U2，第三驱动芯片U3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容C12、C13，以及三极管Q1和Q2；

所述第二驱动芯片U2的一脚端接地，所述R1的一脚端、C12的一脚端和第二驱动芯片U2的三脚端均与所述电压转换电路的输出端连接，所述R1的二脚端与第二驱动芯片U2的四脚端连接，所述C12的二脚端接地，所述R1的一脚端和第二驱动芯片U2的四脚端均与R2的一脚端连接，所述Q1的集电极与R2的二脚端连接，所述Q1的基极与R3的一脚端连接，所述R3的二脚端与驱动控制电路的输出端连接，所述Q1的发射极接地，所述第二驱动芯片U2的五脚端、六脚端、七脚端和八脚端相互连接作为电机正极接线端口；

所述第三驱动芯片U3的一脚端接地，所述R4的一脚端、C13的一脚端和第三驱动芯片U3的三脚端均与所述电压转换电路的输出端连接，所述R4的二脚端与第三驱动芯片U3的四脚端连接，所述C13的二脚端接地，所述R4的一脚端和第三驱动芯片U3的四脚端均与R5的一脚端连接，所述Q2的集电极与R5的二脚端连接，所述Q2的基极与R6的一脚端连接，所述R6的二脚端与驱动控制电路的输出端连接，所述Q2的发射极接地，所述第三驱动芯片U3的五脚端、六脚端、七脚端和八脚端相互连接作为电机负极接线端口。

本实用新型的有益效果集中体现在：

本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，通过滤波电路对电源电路的输出进行低频和高频滤波，输出滤波电信号，通过电压转换电路将滤波电信号转换为低压电信号，并稳压输出至信号采集电路和驱动控制电路，再通过信号采集电路采集和处理霍尔信号，输出给驱动控制电路，由驱动控制电路根据所述霍尔信号生成低压控制信号，最后通过全桥驱动电路对所述低压控制信号进行功率放大，以控制风机转动。电路简单可靠，一方面利用了集成芯片及相关外围电路实现输出；另一方面利用驱动控制电路实现可调速、堵转保护、缓启动等功能，提高了电路的可操作性和安全性；还利用全桥驱动电路实现低压控制信号的功率放大，更好地控制风机转动，本实用新型具有高电磁防护、高速度、电源防反接、安全性高、功放反应速度快、可靠性高、失真率低、适用频率宽及适用电压范围广等优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路的连接示意图；

图2为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中防反接电路的原理图；

图3为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中滤波电路的原理图；

图4为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中电压转换电路的原理图；

图5为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中信号采集电路的原理图；

图6为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中驱动控制电路的原理图；

图7为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中全桥驱动电路的原理图；

图8为本实用新型的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路中的通信接口图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，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。

实施例一

请参阅图1至图8，本实施例提供了一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，应用于军用轴流风机的驱动控制器，所述电路包括：电源电路，所述电源电路连接有滤波电路，所述滤波电路连接有电压转换电路和全桥驱动电路，所述电压转换电路连接有信号采集电路和驱动控制电路，所述驱动控制电路还与所述信号采集电路和全桥驱动电路连接，如图1所示；其中，

所述电源电路用于对整个电路供电；

所述滤波电路用于对所述电源电路的输出进行低频和高频滤波，并输出滤波电信号至电压转换电路和全桥驱动电路，可减小或屏蔽电源线的传导发射和辐射发射，实现高电磁防护；

所述电压转换电路用于将滤波电信号转换为低压电信号，并进行稳压输出至信号采集电路和驱动控制电路；

所述信号采集电路用于霍尔信号的采集和处理，并输出至驱动控制电路；

所述驱动控制电路用于根据所述霍尔信号生成低压控制信号，并输出至全桥驱动电路，以控制全桥驱动电路中的全桥功率管驱动单项无刷电机转动，通过PWM控制单项无刷电机转速以及无刷电机的堵转保护；

所述全桥驱动电路用于对所述低压控制信号进行功率放大，以控制风机转动。

优选地，所述电源电路包括电源和防反接电路；其中，所述防反接电路用于隔离反向电压，以防止所述反向电压损坏电路器件。可以保护后级电路不被输入的反向电压损坏。

优选地，如图2所示，所述防反接电路包括二极管VD1、电容C1和电阻L3，所述VD1的正极端连接输入电源的正极端，所述VD1的负极端与L3的一脚端连接，所述L3的二脚端与C1的一脚端连接，所述C1的二脚端接地。

具体的，防反接电路中，利用二极管VD1的单向导电性特性，起到防反接的作用，电感L3、电容C1为电源滤波、稳压。

优选地，如图3所示，所述滤波电路包括电容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、以及电感L1和L2，所述L1的一脚端与所述电源电路的输出端连接，所述C2、C3和L2的一脚端均与L1的一脚端连接，所述C2和C3二脚端均接地，所述C4、C6、C7、C8和C9的一脚端均与L1的二脚端连接，所述C5的一脚端与C4的二脚端连接，所述C5、C6、C7、C8和C9的二脚端均接地，所述L2的二脚端与所述电压转换电路的输入端连接。

具体的，输出电源首先经过由差模电感L2和L3、滤波电容C1、C2、C3组成的LC滤波电路，再经过由共模电感L2、滤波电容C4、C5、C6、C7、C8、C9组成的共模滤波电路，实现了电源电路的低频和高频滤波，达到高电磁防护的功能。

优选地，如图4所示，所述电压转换电路包括电源芯片U1、电容C10、C11和电阻R8，所述C10和C11的一脚端均与U1的一脚端连接作为输出端，所述C10、C11和U1的二脚端均接地，所述U1的三脚端连接R8的一脚端作为输入端，且与所述滤波电路的输出端连接，所述R8的二脚端接地。

具体的，输入电信号经前端滤波电路滤波后，将滤波电信号输入到U1的输入端，U1经内部处理，将电源VBAT信号转换为+5V信号，再经过C10和C11电容稳压滤波后输出，供给驱动控制芯片U4和霍尔传感器U5的输入端。

优选地，如图5所示，所述信号采集电路包括霍尔传感器U5和电阻R7，所述霍尔传感器U5的一脚端连接5V直流输入电源，所述霍尔传感器U5的二脚端接地，所述霍尔传感器U5的三脚端与R7的一脚端连接。

具体的，所述霍尔传感器根据霍尔效应输出相应的霍尔电势，即霍尔信号，一路通过电阻R7,电容C15滤波后输入驱动控制芯片U4，作为控制信号。另一路通过输出接口J1输出，作为速度反馈信号。

优选地，如图6所示，所述驱动控制电路包括驱动控制芯片U4、电容C14和C15，所述电压转换电路的输出端和C14的一脚端均与驱动控制芯片U4的一脚端连接，所述C14的二脚端和驱动控制芯片U4的八脚端均接地，所述驱动控制芯片U4的四脚端与C15的一脚端连接，所述C15的二脚端接地，所述驱动控制芯片U4的二脚端和第二驱动芯片U2的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的三脚端与第三驱动芯片U3的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的五脚端与R6的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的六脚端与R3的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的七脚端连接有PWM调速端口。

具体的，所述驱动控制芯片U4为一款工业级单相无刷直流电机驱动控制IC，可控制全桥功率管驱动无刷直流电机，通过七脚端的PWM端口控制电机启动、调速；当PWM引脚为低电平时，电机停止工作；当PWM引脚为高电平时，电机全速工作，其中电机转速随PWM占空比线性增大，且具有堵转保护和缓启动的功能。所述驱动控制芯片U4的二脚AL、四脚BL、五脚BH、六脚AH，根据接收到的霍尔信号输出相应高低电平的驱动信号，以此控制驱动芯片内部MOS管的导通或开端。电容C14为滤波电容，保证输入电压稳定，电阻R7和电容C15组成RC滤波电路，主要作用在于对采集的霍尔信号进行滤波处理，保证输入信号的稳定无杂波干扰。

优选地，如图7所示，所述全桥驱动电路包括第二驱动芯片U2，第三驱动芯片U3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容C12、C13，以及三极管Q1和Q2；

所述第二驱动芯片U2的一脚端接地，所述R1的一脚端、C12的一脚端和第二驱动芯片U2的三脚端均与所述电压转换电路的输出端连接，所述R1的二脚端与第二驱动芯片U2的四脚端连接，所述C12的二脚端接地，所述R1的一脚端和第二驱动芯片U2的四脚端均与R2的一脚端连接，所述Q1的集电极与R2的二脚端连接，所述Q1的基极与R3的一脚端连接，所述R3的二脚端与驱动控制电路的输出端连接，所述Q1的发射极接地，所述第二驱动芯片U2的五脚端、六脚端、七脚端和八脚端相互连接作为电机正极接线端口；

所述第三驱动芯片U3的一脚端接地，所述R4的一脚端、C13的一脚端和第三驱动芯片U3的三脚端均与所述电压转换电路的输出端连接，所述R4的二脚端与第三驱动芯片U3的四脚端连接，所述C13的二脚端接地，所述R4的一脚端和第三驱动芯片U3的四脚端均与R5的一脚端连接，所述Q2的集电极与R5的二脚端连接，所述Q2的基极与R6的一脚端连接，所述R6的二脚端与驱动控制电路的输出端连接，所述Q2的发射极接地，所述第三驱动芯片U3的五脚端、六脚端、七脚端和八脚端相互连接作为电机负极接线端口，如图8所示，二极管VD1的一脚接电源+为输入端口，第二驱动芯片U2、第三驱动芯片U3的五、六、七、八脚分别作为电机正输入端口和电机负输入端口，霍尔传感器的三脚接FG速度反馈信号输出接口，J2表示电源的正极接口，J3表示电源的接地接口，J4表示电机的正极接口，J5表示电机的负极接口。

具体的，经过滤波后的电压VS供给第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3的三脚输入端口，通过AH和AL、BH和BL两组驱动信号控制内部场效应管的导通，其中AH和BH两组信号通过控制三极管Q1、Q2的导通，控制驱动芯片四脚G1端口的高低电平，进而实现对电机旋转方向和转速的控制。电容C12、C13为储能滤波，为负载提供稳定的电源。

综上所述，本实用新型提供的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，简单可靠，使驱动器体积小，且具有高电磁防护、高转速且可调速、防反接等突出的特性。一方面利用了集成芯片，减少外围电路；另一方面利用驱动控制电路输出控制信号，采用全桥驱动电路实现功率放大，采用驱动控制芯片来开断和接受处理霍尔信号，实现电机的启动和停止以及电机的调速、缓启动、堵转保护等功能，进一步的提高了电路的安全性；所述滤波电路采用差模滤波电路和共模滤波电路组合的方式，且采用多级滤波的方式，实现了高电磁防护的性能特点；所述电路可进行多块板重叠设计，同时控制多路输出，具有安全性高、响应速度快、可靠性高、失真率低、适用频率宽及适用电压范围广等特点。

需要说明的是，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 (8)

1.一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：包括电源电路，所述电源电路连接有滤波电路，所述滤波电路连接有电压转换电路和全桥驱动电路，所述电压转换电路连接有信号采集电路和驱动控制电路，所述驱动控制电路还与所述信号采集电路和全桥驱动电路连接；其中，

所述电源电路用于对整个电路供电；

所述滤波电路用于对所述电源电路的输出进行低频和高频滤波，并输出滤波电信号至电压转换电路和全桥驱动电路；

所述电压转换电路用于将滤波电信号转换为低压电信号，并进行稳压输出至信号采集电路和驱动控制电路；

所述信号采集电路用于霍尔信号的采集和处理，并输出至驱动控制电路；

所述驱动控制电路用于根据所述霍尔信号生成低压控制信号，并输出至全桥驱动电路；

所述全桥驱动电路用于对所述低压控制信号进行功率放大，以控制风机转动。

2.根据权利要求1所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述电源电路包括电源和防反接电路；其中，所述防反接电路用于隔离反向电压，以防止所述反向电压损坏电路器件。

3.根据权利要求2所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述防反接电路包括二极管VD1、电容C1和电阻L3，所述VD1的正极端连接输入电源的正极端，所述VD1的负极端与L3的一脚端连接，所述L3的二脚端与C1的一脚端连接，所述C1的二脚端接地。

4.根据权利要求1所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述滤波电路包括电容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、以及电感L1和L2，所述L1的一脚端与所述电源电路的输出端连接，所述C2、C3和L2的一脚端均与L1的一脚端连接，所述C2和C3二脚端均接地，所述C4、C6、C7、C8和C9的一脚端均与L1的二脚端连接，所述C5的一脚端与C4的二脚端连接，所述C5、C6、C7、C8和C9的二脚端均接地，所述L2的二脚端与所述电压转换电路的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述电压转换电路包括电源芯片U1、电容C10、C11和电阻R8，所述C10和C11的一脚端均与U1的一脚端连接作为输出端，所述C10、C11和U1的二脚端均接地，所述U1的三脚端连接R8的一脚端作为输入端，且与所述滤波电路的输出端连接，所述R8的二脚端接地。

6.根据权利要求1所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述信号采集电路包括霍尔传感器U5和电阻R7，所述霍尔传感器U5的一脚端连接5V直流输入电源，所述霍尔传感器U5的二脚端接地，所述霍尔传感器U5的三脚端与R7的一脚端连接。

7.根据权利要求1所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述驱动控制电路包括驱动控制芯片U4、电容C14和C15，所述电压转换电路的输出端和C14的一脚端均与驱动控制芯片U4的一脚端连接，所述C14的二脚端和驱动控制芯片U4的八脚端均接地，所述驱动控制芯片U4的四脚端与C15的一脚端连接，所述C15的二脚端接地，所述驱动控制芯片U4的二脚端和第二驱动芯片U2的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的三脚端与第三驱动芯片U3的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的五脚端与R6的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的六脚端与R3的二脚端连接，所述驱动控制芯片U4的七脚端连接有PWM调速端口。

8.根据权利要求1所述的一种军用单相有感无刷高电磁防护的轴流风机驱动器电路，其特征在于：所述全桥驱动电路包括第二驱动芯片U2，第三驱动芯片U3，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容C12、C13，以及三极管Q1和Q2；

所述第二驱动芯片U2的一脚端接地，所述R1的一脚端、C12的一脚端和第二驱动芯片U2的三脚端均与所述电压转换电路的输出端连接，所述R1的二脚端与第二驱动芯片U2的四脚端连接，所述C12的二脚端接地，所述R1的一脚端和第二驱动芯片U2的四脚端均与R2的一脚端连接，所述Q1的集电极与R2的二脚端连接，所述Q1的基极与R3的一脚端连接，所述R3的二脚端与驱动控制电路的输出端连接，所述Q1的发射极接地，所述第二驱动芯片U2的五脚端、六脚端、七脚端和八脚端相互连接作为电机正极接线端口；

所述第三驱动芯片U3的一脚端接地，所述R4的一脚端、C13的一脚端和第三驱动芯片U3的三脚端均与所述电压转换电路的输出端连接，所述R4的二脚端与第三驱动芯片U3的四脚端连接，所述C13的二脚端接地，所述R4的一脚端和第三驱动芯片U3的四脚端均与R5的一脚端连接，所述Q2的集电极与R5的二脚端连接，所述Q2的基极与R6的一脚端连接，所述R6的二脚端与驱动控制电路的输出端连接，所述Q2的发射极接地，所述第三驱动芯片U3的五脚端、六脚端、七脚端和八脚端相互连接作为电机负极接线端口。

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