CN215181498U - 空气净化器控制电路及控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气净化器控制电路及控制器，包括风机接口、稳压电路、PWM输出电路、转数反馈电路和处理器，风机接口具有第一供电端、第一PWM输出端、第一转数反馈端和接地端；稳压电路的输出端与风机接口的第一供电端连接，PWM输出电路的输出端与风机接口的第一PWM输出端连接，转数反馈电路的输入端与风机接口的第一转数反馈端连接，处理器具有第二PWM输出端和第二转数反馈端，第二PWM输出端与PWM输出电路的输入端连接，第二转数反馈端与转数反馈电路的输出端连接，处理器用于根据来自转数反馈电路的转数信号对PWM输出电路的输出信号进行占空比调节。本实用新型能够实现风机的闭环控制，保持风机转速稳定。

Description

空气净化器控制电路及控制器

技术领域

本实用新型涉及家电设备技术领域，特别涉及一种空气净化器控制电路及控制器。

背景技术

近年来，空气污染已成为全球关注的问题，空气净化器作为能有效改善室内空气质量的设备，正逐渐走进各种公共场所以及人们的家庭。空气净化器内置有风机，风机控制是空气净化器的关键组成部分，风机控制的好坏直接影响净化的效果和用户体验。因此，需要设计一款控制电路来提高风机的控制效果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种空气净化器控制电路及控制器，能够实现风机的闭环控制，保持风机转速稳定。

第一方面，根据本实用新型实施例的空气净化器控制电路，包括风机接口，具有第一供电端、第一PWM输出端、第一转数反馈端和接地端；稳压电路，输出端与所述风机接口的第一供电端连接；PWM输出电路，输出端与所述风机接口的第一PWM输出端连接；转数反馈电路，输入端与所述风机接口的第一转数反馈端连接；处理器，具有第二PWM输出端和第二转数反馈端，所述第二PWM输出端与所述PWM输出电路的输入端连接，所述第二转数反馈端与所述转数反馈电路的输出端连接，所述处理器用于根据来自所述转数反馈电路的转数信号对所述PWM输出电路的输出信号进行占空比调节。

根据本实用新型实施例的空气净化器控制电路，至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例通过PWM输出电路、风机接口、转数反馈电路和处理器形成闭环控制电路，可以根据风机的转数来对输出信号进行占空比调节，有利于保持风机转速稳定，且稳压电路能够为风机提供稳定的电压信号，降低电压波动对风机控制的影响。

根据本实用新型的一些实施例，所述稳压电路包括稳压芯片U5，所述稳压芯片U5的输入端连接有稳压二极管ZD1和滤波电容C26，所述稳压芯片U5的输出端连接有第一滤波电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一滤波电路包括滤波电容E9、滤波电容C19和滤波电容C20，其中，所述滤波电容E9为电解电容。

根据本实用新型的一些实施例，所述PWM输出电路包括第一隔离光耦OTP2和第二滤波电路，所述第一隔离光耦OTP2的输入端与所述处理器的第二PWM输出端连接，所述第一隔离光耦OTP2的输出端与所述第二滤波电路连接，并通过所述第二滤波电路与所述风机接口的第一PWM输出端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二滤波电路包括电阻R31、电阻R32、电阻R47、电容E11和电容C25，所述电阻R31的第一端与所述第一隔离光耦OTP2的输出端连接，所述电阻R31的第二端分别与所述电阻R32的第一端以及所述电阻R47的第一端连接，所述电阻R32的第二端与所述电容E11的第一端连接，所述电阻R47的第二端与所述电容E11的第二端连接，所述电容C25并联于所述电容E11的两端，其中，所述电容C25的第一端与所述风机接口的第一PWM输出端连接，所述电容C25的第二端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二滤波电路还包括稳压二极管ZD2，所述稳压二极管ZD2并联于所述电容C25的两端。

根据本实用新型的一些实施例，所述转数反馈电路包括第二隔离光耦OTP3，所述第二隔离光耦OTP3的输入端与所述风机接口的第一转数反馈端连接，所述第二隔离光耦OTP3的输出端与所述处理器的第二转数反馈端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述处理器包括内置的逻辑处理内核、PWM输出模块、计数器模块和比较器模块，所述逻辑处理内核分别与所述PWM输出模块的输入端、所述计数器模块和所述比较器模块的输出端连接，所述PWM输出模块的输出端用作所述第二PWM输出端，所述比较器模块的输入端用作所述第二转数反馈端。

第二方面，根据本实用新型实施例的控制器，包括上述的空气净化器控制电路。

根据本实用新型实施例的控制器，至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例通过PWM输出电路、风机接口、转数反馈电路和处理器形成闭环控制电路，可以根据风机的转数来对输出信号进行占空比调节，有利于保持风机转速稳定，且稳压电路能够为风机提供稳定的电压信号，降低电压波动对风机控制的影响。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的空气净化器控制电路的电路原理图；

图2为图1示出的空气净化器控制电路的处理器的逻辑框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例公开了一种控制器，包括空气净化器控制电路，空气净化器控制电路包括风机接口100、稳压电路200、PWM输出电路300、转数反馈电路400和处理器500，风机接口100具有第一供电端、第一PWM输出端、第一转数反馈端和接地端，如图1示出的接口CN3，接口CN3具有6个引脚，其中，第4引脚对应第一供电端，第5引脚对应第一PWM输出端、第6引脚对应第一转数反馈端，第3引脚对应接地端。稳压电路200的输出端与风机接口100的第一供电端连接，PWM输出电路300的输出端与风机接口100的第一PWM输出端连接，转数反馈电路400的输入端与风机接口100的第一转数反馈端连接，处理器500具有第二PWM输出端和第二转数反馈端，第二PWM输出端与PWM输出电路300的输入端连接，第二转数反馈端与转数反馈电路400的输出端连接，处理器500用于根据来自转数反馈电路400的转数信号对PWM输出电路300的输出信号进行占空比调节。

在使用时，风机与风机接口100连接，处理器500产生PWM信号并通过PWM输出电路300、风机接口100输出给风机，风机产生的转数信号通过转数反馈电路400输入至处理器500。本实用新型实施例通过PWM输出电路300、风机接口100、转数反馈电路400和处理器500形成闭环控制电路，可以根据风机的转数来对输出信号进行占空比调节，有利于保持风机转速稳定，且稳压电路200能够为风机提供稳定的电压信号，降低电压波动对风机控制的影响。

本实施例中，稳压电路200包括稳压芯片U5，稳压芯片U5的输入端连接有稳压二极管ZD1和滤波电容C26，稳压芯片U5的输出端连接有第一滤波电路。稳压二极管ZD1确保前级的电源信号稳定输入至稳压芯片U5，稳压芯片U5进行降压后通过第一滤波电路稳压输出，有利于降低电压输出信号的纹波，提高电压输出信号的质量，从而降低电压波动对风机控制的影响。

示例性的，第一滤波电路包括滤波电容E9、滤波电容C19和滤波电容C20，其中，滤波电容E9为电解电容，具有较大容量，可以良好吸收稳压芯片U5的输出信号中的尖峰，有利于确保电压输出信号平稳。

PWM输出电路300包括第一隔离光耦OTP2和第二滤波电路，第一隔离光耦OTP2的输入端与处理器500的第二PWM输出端连接，第一隔离光耦OTP2的输出端与第二滤波电路连接，并通过第二滤波电路与风机接口100的第一PWM输出端连接。第一隔离光耦OTP2可以实现输入端和输出端信号的隔离，降低输入端信号的波动对输出端信号的影响，有利于提升风机控制的效果，第二滤波电路可以对第一隔离光耦OTP2输出的信号进行滤波，通过第二隔离光耦OTP2和第二滤波电路的配合，可以确保PWM输出电路300的输出信号稳定，从而提升风机控制的效果。

示例性的，第二滤波电路包括电阻R31、电阻R32、电阻R47、电容E11和电容C25，电阻R31的第一端与第一隔离光耦OTP2的输出端连接，电阻R31的第二端分别与电阻R32的第一端以及电阻R47的第一端连接，电阻R32的第二端与电容E11的第一端连接，电阻R47的第二端与电容E11的第二端连接，电容C25并联于电容E11的两端，其中，电容C25的第一端与风机接口100的第一PWM输出端连接，电容C25的第二端接地。在本实施例中，电阻R31、电阻R32、电阻R47、电容E11和电容C25组成RC滤波电路，可以对第一隔离光耦OTP2输出的信号进行滤波。

第二滤波电路还包括稳压二极管ZD2，稳压二极管ZD2并联于电容C25的两端。稳压二极管ZD2可以对第一隔离光耦OTP2输出的信号进行稳压，减少输出信号的电压波动，有利于提升风机控制的效果。

本实施例的转数反馈电路400包括第二隔离光耦OTP3，第二隔离光耦OTP3的输入端与风机接口100的第一转数反馈端连接，第二隔离光耦OTP3的输出端与处理器500的第二转数反馈端连接。与PWM输出电路300类似，第二隔离光耦OTP3可以实现输入端和输出端的信号隔离，降低输入端信号的波动对输出端信号的影响，有利于提高转数信号的采集精度。

请参照图2，处理器500包括内置的逻辑处理内核510、PWM输出模块520、计数器模块530和比较器模块540，逻辑处理内核510分别与PWM输出模块520的输入端、计数器模块530和比较器模块540的输出端连接，PWM输出模块520的输出端用作第二PWM输出端，比较器模块540的输入端用作第二转数反馈端。PWM输出模块520用于输出PWM信号，逻辑处理内核510通过计数器模块530在PWM信号的上升沿或下降沿进行计数，可以得到PWM信号的高电平和低电平的计数值，从而得到PWM信号的占空比。比较器模块540用于将来自转数反馈电路400的转数信号与预设的阈值进行比较，并将比较结果输出至逻辑处理内核510。

为了便于对本实用新型实施例的技术方案进行理解，下面以一个更加详细的示例进行说明。

空气净化器通过风机产生气流，空气净化器的气流通道上设置有过滤网，滤波用于过滤气流中的灰尘。在长期使用的过程中，灰尘会积聚在过滤网上，从而导致气流通道逐渐堵塞，造成风速下降。本实用新型实施例中，在空气净化器上电后，处理器500通过PWM输出电路300为风机提供驱动脉冲信号(PWM信号)，以及通过转数反馈电路400以一定的周期采集风机的转数信号(脉冲信号)。当在预设的时间段(例如2秒)内未采集到信号，或者，采集到的转数信号低于预设的第一阈值时，处理器500发出报警信号，并停止输出驱动脉冲信号。当在预设的时间段内采集到信号后，根据采集的信号与预设的阈值进行比较，并根据比较结果对PWM信号进行调整，例如当采集的转数信号低于预设的转数阈值信号(设定转数)时，处理器500增加PWM信号的占空比，否则，减小PWM信号的占空比。

此外，本实施例还可以对风机的加速和减速进行平稳控制，例如：

加速控制：

1.当反馈转数低于设定转数20％时，PWM占空比高于10％，每500毫秒以10％减少调整PWM信号的占空比，当占空比低于10％时每500毫秒以1％减少调整，当占空比低于1％时调整到0％。

2.当反馈转数低于设定转数10％时，PWM占空比高于5％，每500毫秒以5％减少调整，当占空比低于5％时，每500毫秒以1％减少调整，当占空比低于1％时调整到0％。

3.当反馈转数低于设定转数1％时，PWM占空比高于1％每500毫秒以1％减少调整，达到最终设定转数，当占空比低于1％时调整到0％。

减速控制：

1.当反馈转数高于设定转数20％时，PWM占空比低于90％，每500毫秒以10％增加调整，当占空比高于90％时，每500毫秒以1％增加调整，当占空比高于99％时调整到100％。

2.当反馈转数低于设定转数10％时，PWM占空比低于95％，每500毫秒以5％增加调整，当占空比高于95％时，每500毫秒以1％增加调整，当占空比高于99％时调整到100％。

3.当反馈转数低于设定转数1％时，PWM占空比高于1％，每500毫秒以1％增加调整，达到最终设定转数，当占空比高于99％时调整到最低速。

本实用新型实施例使用闭环控制，在过滤网长时间使用而增加负载后，仍然能够保持风机的转速稳定，且风机的加速、减速控制平稳，可以为用户提供更加良好的体验感。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种空气净化器控制电路，其特征在于，包括：

风机接口(100)，具有第一供电端、第一PWM输出端、第一转数反馈端和接地端；

稳压电路(200)，输出端与所述风机接口(100)的第一供电端连接；

PWM输出电路(300)，输出端与所述风机接口(100)的第一PWM输出端连接；

转数反馈电路(400)，输入端与所述风机接口(100)的第一转数反馈端连接；

处理器(500)，具有第二PWM输出端和第二转数反馈端，所述第二PWM输出端与所述PWM输出电路(300)的输入端连接，所述第二转数反馈端与所述转数反馈电路(400)的输出端连接，所述处理器(500)用于根据来自所述转数反馈电路(400)的转数信号对所述PWM输出电路(300)的输出信号进行占空比调节。

2.根据权利要求1所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述稳压电路(200)包括稳压芯片U5，所述稳压芯片U5的输入端连接有稳压二极管ZD1和滤波电容C26，所述稳压芯片U5的输出端连接有第一滤波电路。

3.根据权利要求2所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括滤波电容E9、滤波电容C19和滤波电容C20，其中，所述滤波电容E9为电解电容。

4.根据权利要求1所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述PWM输出电路(300)包括第一隔离光耦OTP2和第二滤波电路，所述第一隔离光耦OTP2的输入端与所述处理器(500)的第二PWM输出端连接，所述第一隔离光耦OTP2的输出端与所述第二滤波电路连接，并通过所述第二滤波电路与所述风机接口(100)的第一PWM输出端连接。

5.根据权利要求4所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括电阻R31、电阻R32、电阻R47、电容E11和电容C25，所述电阻R31的第一端与所述第一隔离光耦OTP2的输出端连接，所述电阻R31的第二端分别与所述电阻R32的第一端以及所述电阻R47的第一端连接，所述电阻R32的第二端与所述电容E11的第一端连接，所述电阻R47的第二端与所述电容E11的第二端连接，所述电容C25并联于所述电容E11的两端，其中，所述电容C25的第一端与所述风机接口(100)的第一PWM输出端连接，所述电容C25的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述第二滤波电路还包括稳压二极管ZD2，所述稳压二极管ZD2并联于所述电容C25的两端。

7.根据权利要求1所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述转数反馈电路(400)包括第二隔离光耦OTP3，所述第二隔离光耦OTP3的输入端与所述风机接口(100)的第一转数反馈端连接，所述第二隔离光耦OTP3的输出端与所述处理器(500)的第二转数反馈端连接。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的空气净化器控制电路，其特征在于，所述处理器(500)包括内置的逻辑处理内核(510)、PWM输出模块(520)、计数器模块(530)和比较器模块(540)，所述逻辑处理内核(510)分别与所述PWM输出模块(520)的输入端、所述计数器模块(530)和所述比较器模块(540)的输出端连接，所述PWM输出模块(520)的输出端用作所述第二PWM输出端，所述比较器模块(540)的输入端用作所述第二转数反馈端。

9.一种控制器，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的空气净化器控制电路。

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