CN106194810A - 低压无刷直流风机的控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低压无刷直流风机的控制电路，通过对流过所述低压无刷直流风机的电流进行控制，解决电压型驱动器风机存在的风机停顿、转速跳变以及电机续流问题，从而使得风机转速稳定。所述低压无刷直流风机的控制电路，包括：电流型驱动器和控制器；所述电流型驱动器用于输出驱动电流以驱动所述低压无刷直流风机；以及控制器输出控制信号，控制所述驱动电流，以对所述低压无刷直流风机进行控制。

Description

低压无刷直流风机的控制电路
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种低压无刷直流风机的控制电路。
背景技术
在例如低温散热器中，需要设计低压无刷直流风机的控制电路，以实现对所述风机的相应控制。通常，根据控制电路中驱动所述风机的驱动器的不同，可分为电压型驱动器和电流型驱动器两种。对于电压型驱动器而言，当多电机并联时，电压型驱动器在风机一致性方面存在的缺陷是，个别风机停顿；在同样占空比增量时风机转速过大跳变；以及在低压无刷直流风机两端反并联二极管以用于关断续流等等。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种低压无刷直流风机的控制电路，通过对流过所述低压无刷直流电机的电流进行控制，解决电压型驱动器风机存在的风机停顿、转速跳变以及电机续流问题，从而使得风机转速稳定。
根据本发明的第一方面，提供一种低压无刷直流风机的控制电路，包括：电流型驱动器和控制器；所述电流型驱动器用于输出驱动电流以驱动所述低压无刷直流风机；以及控制器输出控制信号，控制所述驱动电流，以对所述低压无刷直流风机进行控制。
进一步地，所述电流型驱动器包括电流型驱动模块,用于驱动所述低压无刷直流风机。
进一步地，所述电流型驱动器包括多个电流型驱动模块，分别用于驱动构成风机组的多个低压无刷直流风机。
进一步地，所述多个电流型驱动模块并联在直流母线上。
进一步地，所述电流型驱动器还包括电平转换模块，连接在所述控制信号和电流型驱动模块之间，用于将所述控制信号转换为模拟信号。
进一步地，所述电平转换模块为RC低通滤波器。
进一步地，所述电流型驱动模块包括功率三极管，所述控制信号通过控制该功率三极管的基极电流来实现对该功率三极管输出的所述驱动电流的控制，从而实现对所述低压无刷直流风机的控制。
进一步地，所述电流型驱动模块进一步包括连接在功率三极管的发射极与地之间的电阻。
进一步地，所述电流型驱动器进一步包括二极管，连接在所述控制信号和所述电平转换模块之间。
进一步地，所述电流型驱动模块为包括两个发射极串联、基极并联的功率三极管的图腾柱电路。
在本发明的上述方案中，通过对驱动所述风机的驱动电流进行控制，从而克服了电压型驱动器风机组中所存在的风机停顿、转速跳变、以及电机续流等问题，通过对所述驱动电流的精确控制，使得风机及风机组的驱动更加稳定，对于散热器来说进而可以获得良好的散热效果。并且通过直接控制流过低压无刷直流风机的电流，简化了控制电路。
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细的描述，本发明的有益效果将进一步明确。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1示出了根据本发明一优选实施例的低压无刷直流风机的控制电路的结构框图。
图2示出了根据本发明第一优选实施例的电流型驱动器的电路图。
图3示出了根据本发明第二优选实施例的电流型驱动器的电路图。
图4示出了根据本发明第三优选实施例的电流型驱动器的电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
首先结合图1至图4说明根据本发明所述的低压无刷直流风机的控制电路。图1示出了根据本发明一优选实施例的低压无刷直流风机的控制电路的结构框图。图2示出了根据本发明第一优选实施例的所述电流型驱动器的电路图。图3示出了根据本发明第二优选实施例的所述电流型驱动器的电路图。以及图4示出了根据本发明第三优选实施例的所述电流型驱动器的电路图。
如图1所示，所述控制电路包括电流型驱动器1和控制器2。所述电流型驱动器1用于输出驱动电流以驱动所述低压无刷直流风机；以及控制器2用于控制所述驱动电流，以对所述低压无刷直流风机进行控制。
在本发明的上述方案中，通过对驱动所述风机的驱动电流进行控制，从而克服了电压型驱动器风机组中所存在的风机停顿、转速跳变、以及电机续流等问题，通过对所述驱动电流的精确控制，使得风机及风机组的驱动更加稳定，对于散热器来说进而可以获得良好的散热效果。
进一步地，所述电流型驱动器1包括电流型驱动模块11，并且例如为多个电流型驱动模块11，分别用于驱动构成风机组的多个低压无刷直流风机。所述多个电流型驱动模块并联在直流母线3上。
所述控制器2，例如为MCU，可以利用芯片实现，用于控制所述驱动电流，从而实现对驱动器，例如直流电机的速度的控制。所述控制器2输出用于控制直流电机调速的控制信号，例如采用PWM信号。为实现对所述电流型控制器1的控制，需要将该PWM信号转换为对应电平的模拟信号，所述电流型控制器1因此优选包括电平转换模块12。所述电平转换模块12例如可以利用RC低通滤波器(优选二阶RC低通滤波器)实现。此外，所述控制器2还可以利用DA模块直接输出模拟信号。
下面结合图2描述根据本发明第一优选实施例的电流型驱动器1，图中，针座CN1接低压无刷直流风机，PWM为控制信号。所述电流型驱动器1包括以功率三极管Q1作为核心元件的电流型驱动模块11，该功率三极管Q1为放大系数较低的功率三极管，且其输出电流可根据负载，即风机的功率选型。进一步优选地，根据所述驱动电流及控制信号的大小，选取适当的基极电阻，并进一步通过控制基极电流来控制流过负载的所述驱动电流。具体地，在控制范围内，需要保证功率三极管Q1一直都工作在放大区，包括所述低压直流无刷电机达到最大转速时。结合所述功率三极管Q1的发射电流对基极电流的增益、低压无刷直流电机的最大额定电流以及输出PWM幅值，即可计算出合适的基极电阻。进一步地，为实现温度补偿，在功率三极管Q1发射极与地之间串联一个电阻R1，避免在温升较大时，所述低压无刷直流风机转速变化过大，影响整机性能。此外，当采用多个电流型驱动模块驱动多个所述风机时，需保证所述功率三极管的一致性，从而使得所述低压无刷直流风机组转速的一致性。
以上图2所示的方案中，运用了功率三极管最基本的使用方式——放大区电流控制，只要在所述控制信号关断低压无刷直流风机时，缓慢关断，让流过所述低压无刷直流风机的电流缓慢下降到0，就不需要给风机加续流回路。进一步优选地，也可以采用延时关断电路，使得电容放电回路的放电电流只能流向功率三极管，达到延时关断的目的。具体地，如图3所示，为根据本发明，所述电流型驱动器1进一步包括二极管D1(其标号为13)，连接在控制信号PWM和电平转换模块12之间。利用该二极管D1的单向导电性，使得电容中储存的能量在电容放电时只能流向功率三极管Q1，从而利用电容放电时间达到延时关断的目的。
结合图4描述根据本发明第三优选实施例的所述电流型驱动器1。输入到电流型驱动器1的控制信号，例如PWM，需要具有一定的驱动能力，特别是在该控制信号需要输入到所述电流型驱动器1所包括的多个电流型驱动模块11中时。如果控制器MCU的芯片输出的控制信号功率不足，则所述电流型驱动模块采用图腾柱电路，以提高所述控制信号的带载能力。具体地，如图3所示，所述电流型驱动模块11包括两个发射极串联、基极并联并且连接到电平转换模块12的输出端的功率三极管Q2、Q3。所述电平转换模块12例如为RC低通滤波器。
在本发明的上述方案中，通过对驱动所述风机的驱动电流进行控制，从而克服了电压型驱动器风机组中所存在的风机停顿、转速跳变、以及电机续流等问题，通过对所述驱动电流的精确控制，使得风机及风机组的驱动更加稳定，对于散热器来说进而可以获得良好的散热效果。并且通过直接控制流过低压无刷直流风机的电流，简化了控制电路。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低压无刷直流风机的控制电路，包括：
电流型驱动器和控制器；
所述电流型驱动器用于输出驱动电流以驱动所述低压无刷直流风机；以及控制器输出控制信号，控制所述驱动电流，以对所述低压无刷直流风机进行控制。
2.如权利要求1所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动器包括电流型驱动模块，用于驱动所述低压无刷直流风机。
3.如权利要求1所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动器包括多个电流型驱动模块，分别用于驱动构成风机组的多个低压无刷直流风机。
4.如权利要求3所述的控制电路，其中，
所述多个电流型驱动模块并联在直流母线上。
5.如权利要求2-4任一项所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动器还包括电平转换模块，连接在所述控制信号和电流型驱动模块之间，用于将所述控制信号转换为模拟信号。
6.如权利要求5所述的控制电路，其中，
所述电平转换模块为RC低通滤波器。
7.如权利要求2-6任一项所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动模块包括功率三极管，所述控制信号通过控制该功率三极管的基极电流来实现对该功率三极管输出的所述驱动电流的控制，从而实现对所述低压无刷直流风机的控制。
8.如权利要求7所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动模块进一步包括连接在功率三极管的发射极与地之间的电阻。
9.如权利要求5或6所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动器进一步包括二极管，连接在所述控制信号和所述电平转换模块之间。
10.如权利要求2-9任一项所述的控制电路，其中，
所述电流型驱动模块为包括两个发射极串联、基极并联的功率三极管的图腾柱电路。
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