CN2874922Y - 变频式抽油烟机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频式抽油烟机，包括按键模块、LED显示模块、主控板和电机，在所述主控板中CPU将按键模块输入的设定风速转换为具有相应占空比的PWM信号经一光耦隔离电路连接变频板中控制器的PWM信号输入端，所述控制器将接收到的PWM信号转换成三相PWM信号输出到逆变电路的控制端，所述逆变电路根据接收到的控制信号将整流滤波后的直流电逆变成调压调频的三相交流电输入到交流电机的三相输入端，控制其按设定转速旋转，从而带动风扇运转，抽出室内油烟，实现对厨房空气的有效清洁。本实用新型的抽油烟机通过改变频率来实现电机的调速，具有整机输入功率低、启动迅速、噪音低等显著优势。

Description

变频式抽油烟机

技术领域

本实用新型属于抽油烟机技术领域，具体地说，是涉及一种对抽油烟机的内部电路进行改进，使其具有变频功能的抽油烟机控制电路。

背景技术

目前，人们在日常生活中所使用的抽油烟机，其驱动排气风扇转动所使用的电机一般都是单相电机。排气风扇连接一风道，风道再通过排风管引导至户外。单相电机通过电源线连接电源，其转速的控制都是通过调节电机内部线圈的匝数比进而改变电压来实现的。采用这种方式控制电机，电机的转速一般分为两挡，低档转速和高档转速，调速档位过少，不能实现无级调速。而且采用这种电机控制方式具有整机输入功率大，启动慢，启动噪音明显，整机工作时的噪音较大等缺点。

发明内容

本实用新型为了解决现有技术中抽油烟机通过调节电机内部线圈的匝数比来改变电压，进而实现电机转速的调节所造成的整机输入功率大，启动慢，启动噪音明显，整机工作时噪音大的问题，提供了一种新型的变频式抽油烟机，通过采用简单的电路结构实现了电机的变频控制，使电机的运行效率得以提高，转速设定范围得到加宽，可实现500转/分～750转/分的平滑调速。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种变频式抽油烟机，包括按键模块、LED显示模块、主控板和电机，在所述主控板中CPU的PWM信号输出端经一光耦隔离电路连接一控制器的PWM信号输入端，所述控制器将接收到的PWM信号转换成三相PWM信号输出到逆变电路的控制端，所述逆变电路根据接收到的控制信号将整流滤波后的直流电逆变成调压调频的三相交流电输入到交流电机的三相输入端。

作为对上述技术方案的进一步限定，所述控制器通过其六个输出端共输出六个PWM信号，所述六个PWM信号分成三组，构成所述的三相PWM信号输出到逆变电路的三个高压驱动芯片的输入端，所述高压驱动芯片的输出端分别连接逆变电路中的三组开关MOS管的栅极，在每一组开关MOS管中第一个MOS管的漏极分别连接所述整流滤波电路输出的直流高压，源极一方面分别连接三相交流电机的其中一相输入端，另一方面与本组中第二个MOS管的漏极对应连接，所述第二个MOS管的源极一方面经一电阻连接控制器的采样信号输入端，对逆变电路的电流状态进行采样，另一方面经另一电阻接地。

作为对上述技术方案的又进一步限定，在所述的整流滤波电路中，220V交流电经由二极管组成的桥式整流电路处理后生成高压直流电，经电容滤波后向所述的逆变电路提供稳定的直流高压，并经开关电源芯片降压后生成+15V直流电为所述逆变电路中的高压驱动芯片提供工作电源。所述开关电源芯片的输出端连接一线性电平转换芯片的输入端，所述线性电平转换芯片的输出端输出+5V直流电压为控制器提供工作电源。

作为对上述技术方案的再进一步限定，在所述的主控板中CPU的输入端连接所述的按键模块，其输出端连接LED显示模块和蜂鸣器。所述按键采用触摸式按键实现，风速设定包括高速、低速、柔速三档。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在现有的抽油烟机电路中增设变频板，主控板中CPU将按键模块输入的设定风速转换为具有相应占空比的PWM信号经光耦隔离电路输出给变频板中的控制器，进而通过所述的控制器将频率信号转换为三相PWM信号控制逆变电路将整流滤波后的直流电逆变成调压调频的三相交流电，输出到异步变频电机的三相输入端，控制其按设定转速旋转，从而带动风扇运转，抽出室内油烟，实现对厨房空气的有效清洁。本实用新型的抽油烟机通过改变频率来实现电机的调速，不仅使抽油烟机具有整机输入功率低、结构简单、启动迅速等优点，而且电机运转效率高、转速设定范围宽、风速切换噪音低，从根本上提高了抽油烟机的整机性能，改善了用户的烹饪环境。

附图说明

图1是本实用新型中变频式抽油烟机的整机电路原理框图；

图2是图1中变频板的具体线路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。

本实用新型的变频式抽油烟机由触摸按键模块、LED显示板模块、电源主控板、变频板以及三相异步变频电机组成，可以实现电机的宽范围无级调速，得到较高的运行效率，其具体线路连接关系参见图1所示。

图1中，当系统插上电源后，抽油烟机处于待机状态，用户通过按键显示板的触摸按键设定风速，包括高速、低速、柔速三档。按键信号通过线路I传输到电源主控板上的控制器1，控制器1判断按键信号是否有效，无效丢弃，有效则将设定状态通过线路II反馈到按键显示板中的LED显示板模块进行显示并通过蜂鸣器发出提示音。同时，控制器1按设定转速将频率信号通过线路III发送到变频板，经变频板中光电隔离电路隔离后送到控制器2。控制器2将频率信号转化为三相PWM信号控制逆变器将整流后的直流电逆变成调压调频的三相交流电驱动异步电机按设定转速运转，从而带动风扇旋转抽出厨房油烟。当按键模块接收到停机指令后，指令信号经线路I传输到电源主控板上的控制器1中，控制器1发出信号经线路II反馈到LED显示板模块进行显示，并通过蜂鸣器发出提示音。同时，控制器1关闭频率信号输出，变频板控制器2检测到无频率信号输入，则关闭逆变器输出，电机停转，抽油烟机停止工作。

图2为本实用新型中变频板的具体电路连接图。电源主控板中控制器1即主CPU将触摸按键模块输入的设定风速值转换成具有一定占空比的PWM信号，经接口CN401连接所述的变频板。在所述变频板中，光耦隔离芯片IC2的输入端接收来自主控板的频率信号，其输出端一端接地，另一端经电阻R320连接控制器IC1的PWM信号输入端PD3，并经上拉电阻R311连接+5V直流电源，将CPU输出的频率信号转换为三相PWM信号由其输出端MC00～MC05输出。所述三相PWM信号由三组共六个PWM信号组成，包括HSIC3、LSIC3、HSIC5、LSIC5、HSIC8、LSIC8，其中，HSIC3和LSIC3为一组、HSIC5和LSIC5为一组、HSIC8和LSIC8为一组。每组PWM信号互为反相，即当本组中一个PWM信号为高电平时，另一个PWM此时处于低电平，并且三组PWM信号高电平出现的时序互差120度(相对于电机转角来说)。将所述的三组PWM信号HSIC3、LSIC3、HSIC5、LSIC5、HSIC8、LSIC8分别连接到逆变电路中的三个高压驱动芯片IC3～IC5的输入端HIN和LIN，其输出端Ho、Lo分别经电阻R210、R207、R211、R208、R212、R209连接六个开关MOS管IG1～IG6的栅极，控制其导通和截止的状态。所述六个开关MOS管IG1～IG6共分成三组：IG1和IG2为一组、IG3和IG4为一组、IG5和IG6为一组。其中，MOS管IG1、IG3、IG5的漏极连接整流滤波电路输出的直流高压HV，源极一方面通过接口CN201分别连接三相交流电机的其中一相输入端U、V、W，另一方面与本组中第二个MOS管IG2、IG4、IG6的漏极对应连接，所述第二个MOS管IG2、IG4、IG6的源极经电阻R226接地，并通过电阻R303，在滤波电容C105的作用下输入到控制器IC1的采样信号输入端PC2/OAP。

所述高压驱动芯片IC3～IC5的电源端Vs连接+15V直流电源，当输入的PWM信号处于高电平状态时，其输出端输出+15V高电平信号控制相应MOS管导通。例如：当HSIC3为高电平时，LSIC3为低电平，此时，高压驱动芯片IC3的Ho端输出高电平、Lo端输出低电平，MOS管IG1导通，IG2截止，直流高压HV经MOS管IG1输入到三相电机的U端；当HSIC3为低电平时，LSIC3为高电平，高压驱动芯片IC3的Ho端输出低电平、Lo端输出高电平，控制MOS管IG2导通，三相电机的U端经MOS管IG2和电阻R226接地，电机换相。改变控制器IC1输出脉冲的占空比可以方便的实现电机转速的连续调节。本实用新型的变频式抽油烟机其电机转速可实现500转/分～750转/分的平滑调速，设定范围宽、运行效率高，并且电机启动速度快、风速切换噪音低。

当逆变电路中的电流过高时，电流通过电阻R303输入到控制器IC1的采样信号输入端PC2/OAP，控制器IC1对采集到的信号进行比较，当采集信号大于设定值时，控制器IC1阻断其输出，进而控制电机停转，对电路起到过流保护作用。

在所述的整流滤波电路中，交流220V市电通过电感L102经由四个二极管D101～D104组成的桥式电路整流后生成直流电，在电容C107的滤波作用下输出高压直流电HV、LV到所述的逆变电路中。通过逆变电路将直流电逆变成三相交流电驱动异步电机旋转，抽出油烟。所述直流高压HV、LV经一开关电源芯片IC8降压后，通过电感L103输出+15V直流电压为逆变电路中的高压驱动芯片IC3～IC5提供工作电源。所述+15V直流电压连接一线性电平转换芯片IC6的输入端Vin，将+15V直流电压转换成+5V，由其输出端Vout输出，并经滤波电容C305处理后向控制器IC1和隔离电路提供所需的+5V直流供电。

本实用新型通过采用上述简单的电路结构实现了抽油烟机的变频控制，不仅降低了整机的输入功率(比普通油烟机低约30％)，而且启动迅速、噪音低，有效改善了用户的烹饪环境，具有较高的实际推广和应用价值。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频式抽油烟机，包括按键模块、LED显示模块、主控板和电机，其特征在于：在所述主控板中，CPU的PWM信号输出端经一光耦隔离电路连接一控制器的PWM信号输入端，所述控制器将接收到的PWM信号转换成三相PWM信号输出到逆变电路的控制端，所述逆变电路根据接收到的控制信号将整流滤波后的直流电逆变成调压调频的三相交流电输入到交流电机的三相输入端。

2.根据权利要求1所述的变频式抽油烟机，其特征在于：所述控制器(IC1)通过其六个输出端共输出六个PWM信号(HSIC3、LSIC3、HSIC5、LSIC5、HSIC8、LSIC8)，所述六个PWM信号(HSIC3、LSIC3、HSIC5、LSIC5、HSIC8、LSIC8)分成三组，构成所述的三相PWM信号输出到逆变电路的控制端。

3.根据权利要求2所述的变频式抽油烟机，其特征在于：所述逆变电路由三组共六个开关MOS管(IG1～IG6)实现，每两个MOS管(IG1和IG2、IG3和IG4、IG5和IG6)为一组；其栅极分别与控制器(IC1)的三相PWM信号输出端对应连接，每一组中第一个MOS管(IG1和IG3和IG5)的漏极分别连接所述整流滤波电路输出的直流高压，源极一方面分别连接三相交流电机的其中一相输入端(U、V、W)，另一方面与本组中第二个MOS管(IG2和IG4和IG6)的漏极对应连接，所述第二个MOS管(IG2和IG4和IG6)的源极经电阻(R226)接地。

4.根据权利要求3所述的变频式抽油烟机，其特征在于：在所述逆变电路中包含有三个高压驱动芯片(IC3～IC5)，所述三个高压驱动芯片(IC3～IC5)的输入端与控制器(IC1)的三相PWM信号输出端对应连接，输出端分别连接三组MOS管(IG1和IG2、IG3和IG4、IG5和IG6)的栅极，其电源端连接一+15V直流电源。

5.根据权利要求4所述的变频式抽油烟机，其特征在于：在所述的每组MOS管(IG1和IG2、IG3和IG4、IG5和IG6)中，第二个MOS管(IG2和IG4和IG6)的源极经电阻(R303)连接控制器(IC1)的采样信号输入端(PC2/OAP)，对逆变电路的电流状态进行采样。

6.根据权利要求5所述的变频式抽油烟机，其特征在于：在所述的整流滤波电路中，220V交流电经由二极管(D101～D104)组成的桥式整流电路处理后生成高压直流电，经电容(C107)滤波后向所述的逆变电路提供稳定的直流高压(HV、LV)。

7.根据权利要求6所述的变频式抽油烟机，其特征在于：在所述的整流滤波电路中，直流高压(HV、LV)经一开关电源芯片(IC8)降压后生成+15V直流电为所述逆变电路中的高压驱动芯片(IC3～IC5)提供工作电源。

8.根据权利要求7所述的变频式抽油烟机，其特征在于：所述开关电源芯片(IC8)的输出端连接一线性电平转换芯片(IC6)的输入端，所述线性电平转换芯片(IC6)的输出端输出+5V直流电压为控制器(IC1)提供工作电源。

9.根据权利要求1或3所述的变频式抽油烟机，其特征在于：在所述的主控板中，CPU的输入端连接所述的按键模块，其输出端连接LED显示模块和蜂鸣器。

10.根据权利要求9所述的变频式抽油烟机，其特征在于：所述按键为触摸式按键，风速设定包括高速、低速、柔速三档。

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