CN220871090U - 一种新风电机驱动二合一电控板电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新风电机驱动二合一电控板电路，包括：新风控制模块、新风电机驱动模块、排风电机驱动模块和电源模块，其中，所述新风控制模块包括MCU主控子模块、风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块；本实用新型具有以下有益效果：本实用新型将新风控制模块、新风电机驱动模块和排放电机驱动模块集成在了一张控制板上，所以使得本实用新型只需要一张控制板，电源模块可以同时为新风控制模块、新风电机驱动模块和排放电机驱动模块提供电能，避免了每套电控板都需要电源系统、保护电路等，从而使得电子元器件使用减少，不仅节省了成本，还使得可靠性和失效风险降低。

Description

一种新风电机驱动二合一电控板电路

技术领域

本实用新型涉及一种直流电机控制电路技术领域，特别是涉及一种新风电机驱动二合一电控板电路。

背景技术

现有同类电控一般为新风电机驱动嚄排风电机驱动均为单独的控制板，新风控制也为单独的控制板，一套新风系统的电控需要一套新风电控板和两套电机(包括两套电机驱动板)，这样电控板需要三块，每套电控板都需要电源系统、保护电路等，这样会使得电子元器件使用较多，从而使得可靠性和失效风险增大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种新风电机驱动二合一电控板电路，用于解决现有电子元器件使用较多，从而使得可靠性和失效风险增大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种新风电机驱动二合一电控板电路，包括：新风控制模块、新风电机驱动模块、排风电机驱动模块和电源模块，所述新风控制模块分别与新风电机驱动模块、排风电机驱动模块和电源模块连接，所述新风电机驱动模块和排风电机驱动模块均与所述电源模块连接；

其中，所述新风控制模块包括MCU主控子模块、风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块，所述MCU主控子模块分别与所述新风电机驱动模块、排风电机驱动模块、电源模块、风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块连接，所述风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块均与所述电源模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述MCU主控子模块包括主控芯片，所述主控芯片的其中两个控制端分别通过第一光电传输模块和第二光电传输模块与所述新风电机驱动模块和排风电机驱动模块连接，所述主控芯片的其中八个控制端均与所述风阀驱动子模块连接，所述主控芯片的其中六个控制端均与所述传感器接口子模块连接，所述主控芯片的其中两个控制端均与所述控制器接口子模块连接，所述主控芯片的其中两个控制端均与所述物联网接口子模块连接，所述主控芯片的其中两个控制端均与所述交流控制输出子模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述风阀驱动子模块包括风阀驱动芯片、第一晶体管和第六十四电阻，所述风阀驱动芯片的其中七个控制端均与所述MCU主控子模块连接，所述第一晶体管的基极通过第六十四电阻与所述MCU主控子模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述传感器接口子模块包括用于连接PM2.5传感器的第一接口、用于提供5V电压的第二晶体管、用于提供12V电压的第二接口和第三接口、用于连接温度传感器的第四接口、用于连接二氧化碳传感器的第五接口、第八十五电阻、第一场效应管、第二场效应管、第八十电阻和第五十八电阻；

所述第一接口的第四引脚通过第八十五电阻与所述MCU主控子模块连接，所述第二晶体管的发射极与所述MCU主控子模块连接，所述第二接口和第三接口的第二引脚分别与第一场效应管和第二场效应管的漏极连接，所述第一场效应管和第二场效应管的栅极分别通过第八十电阻和第五十八电阻与所述MCU主控子模块连接，所述第四接口的第一引脚与所述MCU主控子模块连接，所述第五接口的第一引脚与MCU主控子模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述控制器接口子模块包括控制器芯片和其他元器件，所述控制器芯片的其中三个控制端均与所述MCU控制子模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述物联网接口子模块包括物联网芯片，所述物联网芯片的其中三个控制端均与所述MCU控制子模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述交流控制输出子模块包括第三晶体管、第四晶体管、六十六电阻和第七十六电阻，所述第三晶体管的基极通过第六十六电阻和第四晶体管通过第七十六电阻均与MCU控制子模块连接。

于本实用新型的一实施例中，所述新风电机驱动模块和排风电机驱动模块内部电路相同，所述新风电机驱动模块包括第一电机驱动芯片，所述第一电机驱动芯片的其中两个控制端均与所述MCU控制子模块连接。

如上所述，本实用新型的一种新风电机驱动二合一电控板电路，具有以下有益效果：

本实用新型将新风控制模块、新风电机驱动模块和排放电机驱动模块集成在了一张控制板上，所以使得本实用新型只需要一张控制板，电源模块可以同时为新风控制模块、新风电机驱动模块和排放电机驱动模块提供电能，避免了每套电控板都需要电源系统、保护电路等，从而使得电子元器件使用减少，不仅节省了成本，还使得可靠性和失效风险降低，并且新风控制模块可以通过风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块来实现控制新风系统的各个接口外设工作的目的。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例中公开的整体结构框图；

图2显示为本实用新型实施例中公开的MCU主控子模块电路原理图；

图3显示为本实用新型实施例中公开的风阀驱动子模块电路原理图；

图4显示为本实用新型实施例中公开的传感器接口子模块电路原理图；

图5显示为本实用新型实施例中公开的控制器接口子模块电路原理图；

图6显示为本实用新型实施例中公开的物联网接口子模块电路原理图；

图7显示为本实用新型实施例中公开的交流控制输出子模块电路原理图；

图8显示为本实用新型实施例中公开的新风电机驱动模块电路原理图；

图9显示为本实用新型实施例中公开的部分电源模块电路原理图；

图10显示为本实用新型实施例中公开的部分电源模块电路原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本实用新型提供一种新风电机驱动二合一电控板电路，包括：新风控制模块、新风电机驱动模块、排风电机驱动模块和电源模块，其中，新风控制模块包括MCU主控子模块、风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块。

请参阅图2，MCU主控子模块包括主控芯片和其他元器件，以下主控芯片U1为例来进行说明。

主控芯片U1的第二十二引脚和第二十三引脚为其中两个控制端，主控芯片的第二十二引脚和第二十三引脚分别通过第一光电传输模块和第二光电传输模块与新风电机驱动模块和排风电机驱动模块连接，其中，第一光电传输模块和第二光电传输模块均包括光耦合器，光电耦合器是能够很好的隔离输入信号和输出信号，让其不会受到彼此的干扰，主控芯片U1的第九引脚至第十六引脚为其中八个控制端，主控芯片U1的第九引脚至第十六引脚均与风阀驱动子模块连接，主控芯片U1的第十九引脚、第二十八引脚至第三十二引脚为其中六个控制端，主控芯片U1的第十九引脚、第二十八引脚至第三十二引脚均与传感器接口子模块连接，主控芯片U1的第二十引脚和第二十一引脚为其中两个控制端，主控芯片U1的第二十引脚和第二十一引脚均与控制器接口子模块连接，主控芯片U1的第十七引脚和十八引脚为其中两个控制端，主控芯片U1的第十七引脚和十八引脚均与物联网接口子模块连接，主控芯片U1的第二十六引脚和第二十七引脚为其中两个控制端，主控芯片U1的第二十六引脚和第二十七引脚均与交流控制输出子模块连接，MCU主控子模块的电源由电源模块提供，MCU主控子模块需要的是DC5V的电压源，其中，MCU主控子模块主要是控制新风系统的各个接口子模块外设的工作，各个接口子模块就是风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块。

请参阅图3，风阀驱动子模块包括风阀驱动芯片、第一晶体管和其他元器件，以下选择风阀驱动芯片U9和第一晶体管Q4为例来进行说明。

风阀驱动芯片U9的第一引脚至第七引脚为其中七个控制端，风阀驱动芯片U9的第一引脚至第七引脚均与MCU主控子模块连接，第一晶体管Q4的基极通过第六十四电阻R64与MCU主控子模块连接，风阀驱动芯片U9的第九引脚至第十二引脚为其中四个控制端，风阀驱动芯片U9的第九引脚至第十二引脚均与第一端口P1连接，第一晶体管Q4的发射极也与第一端口P1连接，风阀驱动芯片U9的第九引脚、第十三引脚至第十六引脚为其中五个控制端，风阀驱动芯片U9的第九引脚、第十三引脚至第十六引脚均与第二端口P2连接，风阀驱动子模块的电源由电源模块提供，风阀驱动子模块需要的是DC12V的电压源，其中，风阀驱动子模块主要是通过步进电机控制风阀的开合，实现新风机的内外循环和旁通等工作模式的目的。

请参阅图4，传感器接口子模块包括用于连接PM2.5传感器的第一接口、用于提供5V电压的第二晶体管、用于提供12V电压的第二接口和第三接口、用于连接温度传感器的第四接口、用于连接二氧化碳传感器的第五接口和其他元器件，以下选择第一接口J7、第二晶体管Q9、第二接口J2、第三接口J11、第四接口J3和第五接口J6为例来进行说明。

第一接口J7的第四引脚通过第八十五电阻R85与MCU主控子模块连接，第二晶体管Q9的发射极与MCU主控子模块连接，第二接口J2和第三接口J11的第二引脚分别与第一场效应管Q20和第二场效应管Q3的漏极连接，第一场效应管Q20和第二场效应管Q3的栅极分别通过第八十电阻R80和第五十八电阻R58与MCU主控子模块连接，第四接口J3的第一引脚与MCU主控子模块连接，第五接口J6的第一引脚与MCU主控子模块连接，传感器接口子模块的电源由电源模块提供，传感器接口子模块需要的是DC5V和DC12V的电压源，其中，传感器接口子模块可以外接一路PM2.5传感器，也可以外接传感器模组，并且还可以提供5V/12V电压，如果需要多个传感器可直接使用五合一传感器模组，包括PM2.5、CO2、TVOC、温湿度等传感器。

请参阅图5，控制器接口子模块包括控制器芯片和其他元器件，以下选择控制器芯片U5为例来进行说明。

控制器芯片U5的第一引脚至第三引脚为其中三个控制端，控制器芯片U5的第一引脚至第三引脚均与MCU控制子模块连接，控制器芯片U5的第六引脚和第七引脚分别通过热敏电阻(RT4和RT4)与第六接口J5连接，控制器接口子模块的电源由电源模块提供，控制器接口子模块需要的是DC5V和DC12V的电压源，其中，控制器接口子模块的接口输出为：V+、V-、D+、D-，其中V+、V-为电源输出，是为控制器提供电源，带有防短路、反接等保护功能，D+、D-为485控制，是和控制器通讯使用的。

请参阅图6，物联网接口子模块包括物联网芯片和其他元器件，以下选择物联网芯片U6为例来进行说明。

物联网芯片U6的第一引脚至第三引脚为其中三个控制端，物联网芯片U6的第一引脚至第三引脚均与MCU控制子模块连接，物联网芯片U6的第六引脚和第七引脚分别通过热敏电阻(RT1和RT2)与第七接口J8连接，物联网接口子模块的电源由电源模块提供，物联网接口子模块需要的是DC5V的电压源，其中，物联网接口子模块的接口输出为：A、B，为标准的工业485接口，带有过压、短路、静电等保护功能，是为智能家居联网使用的，标准的MODBUS-RTU协议。

请参阅图7，交流控制输出子模块包括第三晶体管、第四晶体管和其他元器件，以下选择第三晶体管Q5和第四晶体管Q6为例来进行说明。

第三晶体管Q5的基极通过第六十六电阻R66和第四晶体管Q6通过第七十六电阻R76均与MCU控制子模块连接，第三晶体管Q5的集电极与第一继电器K1连接，第一继电器K1分别与第二继电器K2和第八接口J12连接，第二继电器K2与第九接口J13连接，交流控制输出子模块的电源由电源模块提供，交流控制输出子模块需要的是DC12V的电压源，其中，交流控制输出子模块的输出为AC220V输出，有常开常闭接口，根据需求可接交流风阀、紫外线灯、高压静电模块、电压热等外设。

请参阅图8，新风电机驱动模块和排风电机驱动模块内部电路相同，选择新风电机驱动模块为例进行说明，新风电机驱动模块包括第一电机驱动芯片和第二机驱动芯片和其他元器件，以下选择第一电机驱动芯片U7和第二电机驱动芯片U10为例来进行说明。

第一电机驱动芯片U7的第三十三引脚和第三十四引脚为其中两个控制端，第一电机驱动芯片U7的第三十三引脚和第三十四引脚均与MCU控制子模块连接，第一电机驱动芯片U7的第二十引脚至第二十二引脚、第二十四引脚、第二十七引脚和第三十引脚为其中六个控制端，第一电机驱动芯片U7的第二十引脚至第二十二引脚、第二十四引脚、第二十七引脚和第三十引脚的分别通过第六十电阻R60、第六十一电阻R61、第七十七电阻R77、第四十五电阻R45、第四十六电阻R46和第五十一电阻R51与第二电机驱动芯U10片连接，第二电机驱动芯片U10的第二引脚和第十八引脚均与第三十四电容C34的两端连接，第三十四电容C34的一端和第二电机驱动芯片U10的第十八引脚与第十接口J16连接，第二电机驱动芯片U10的第七引脚和第二十一引脚分别与第三十七电容C37的两端连接，第三十七电容C37和第二电机驱动芯片U10的第二十一引脚均与第十接口J16连接，第二电机驱动芯片U10的第十二引脚和第二十三引脚分别与第三十九电容C39的两端连接，第三十九电容C39的一端和第二电机驱动芯片U10的第二十三引脚均与第十接口J16连接；

新风电机驱动模块的电源由电源模块提供，新风电机驱动模块需要的是DC310/DC15V的电压源，其中，新风电机驱动模块使用了立锜科技的RT7081A芯片，RT7081A是针对PMSM/BLDC电机控制应用的专用集成电路，该器件通过内部集成的32位ARM Cortex-M0MCU和相应的外围电路实施无需传感器的场矢量定向控制(FOC)，以高性价比、容易设计、空间节省和高可靠性为用户带来众多的利益，集成三相PMSM/BLDC电机控制器、线性稳压器、栅极驱动器和自举二极管，它有如下特点：无需传感器的场矢量定向控制(FOC)；内建短路保护、欠压锁定保护和堵转保护功能；电机控制器：(1)32位ARM Cortex-M0 CPU；(2)16kBMTP-ROM和4k BSRAM，内置电机控制函数库；(3)常规或深度睡眠的节能模式；(4)I2C和UART通讯接口；(5)7通道10位ADC：1)AD0～AD5用于差分模式的电流检测；2)AD6～AD9供系统使用；(6)1通道8位电压型DAC：栅极驱动器、内建欠压锁定保护功能、所有通道延迟时间一致和可预防直通现象。

请参阅图9和图10，电源模块包括变压器及其他元器件，以下选择变压器T1为例来进行说明，电源模块输入为交流220V，输出为DC310V、DC15V、DC5V和DC12V四路电源；其中DC310V和DC15V给新风电机驱动模块和排风电机驱动模块供电，DC5V和DC12V给新风控制模块供电；电源模块采用反激式变压器开关电源，反激式变压器开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输入电压宽、自身抗干扰性强等优点。

综上所述，本实用新型将新风控制模块、新风电机驱动模块和排放电机驱动模块集成在了一张控制板上，所以使得本实用新型只需要一张控制板，电源模块可以同时为新风控制模块、新风电机驱动模块和排放电机驱动模块提供电能，避免了每套电控板都需要电源系统、保护电路等，从而使得电子元器件使用减少，不仅节省了成本，还使得可靠性和失效风险降低，并且新风控制模块可以通过风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块来实现控制新风系统的各个接口外设工作的目的。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种新风电机驱动二合一电控板电路，其特征在于，包括：新风控制模块、新风电机驱动模块、排风电机驱动模块和电源模块，所述新风控制模块分别与新风电机驱动模块、排风电机驱动模块和电源模块连接，所述新风电机驱动模块和排风电机驱动模块均与所述电源模块连接；

其中，所述新风控制模块包括MCU主控子模块、风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块，所述MCU主控子模块分别与所述新风电机驱动模块、排风电机驱动模块、电源模块、风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块连接，所述风阀驱动子模块、传感器接口子模块、控制器接口子模块、物联网接口子模块和交流控制输出子模块均与所述电源模块连接；

所述MCU主控子模块包括主控芯片，所述主控芯片的其中两个控制端分别通过第一光电传输模块和第二光电传输模块与所述新风电机驱动模块和排风电机驱动模块连接，所述主控芯片的其中八个控制端均与所述风阀驱动子模块连接，所述主控芯片的其中六个控制端均与所述传感器接口子模块连接，所述主控芯片的其中两个控制端均与所述控制器接口子模块连接，所述主控芯片的其中两个控制端均与所述物联网接口子模块连接，所述主控芯片的其中两个控制端均与所述交流控制输出子模块连接；

所述风阀驱动子模块包括风阀驱动芯片、第一晶体管和第六十四电阻，所述风阀驱动芯片的其中七个控制端均与所述MCU主控子模块连接，所述第一晶体管的基极通过第六十四电阻与所述MCU主控子模块连接；

所述传感器接口子模块包括用于连接PM2.5传感器的第一接口、用于提供5V电压的第二晶体管、用于提供12V电压的第二接口和第三接口、用于连接温度传感器的第四接口、用于连接二氧化碳传感器的第五接口、第八十五电阻、第一场效应管、第二场效应管、第八十电阻和第五十八电阻；

所述第一接口的第四引脚通过第八十五电阻与所述MCU主控子模块连接，所述第二晶体管的发射极与所述MCU主控子模块连接，所述第二接口和第三接口的第二引脚分别与第一场效应管和第二场效应管的漏极连接，所述第一场效应管和第二场效应管的栅极分别通过第八十电阻和第五十八电阻与所述MCU主控子模块连接，所述第四接口的第一引脚与所述MCU主控子模块连接，所述第五接口的第一引脚与MCU主控子模块连接；

所述新风电机驱动模块和排风电机驱动模块内部电路相同，所述新风电机驱动模块包括第一电机驱动芯片，所述第一电机驱动芯片的其中两个控制端均与所述MCU控制子模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种新风电机驱动二合一电控板电路，其特征在于：所述物联网接口子模块包括物联网芯片，所述物联网芯片的其中三个控制端均与所述MCU控制子模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种新风电机驱动二合一电控板电路，其特征在于：所述交流控制输出子模块包括第三晶体管、第四晶体管、六十六电阻和第七十六电阻，所述第三晶体管的基极通过第六十六电阻和第四晶体管通过第七十六电阻均与MCU控制子模块连接。