专利名称：用于汽车发动机的双风机冷却风扇pwm控制器的制作方法
技术领域：
用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器技术领域[0001]本实用新型涉及电子调速技术领域，具体涉及一种用于汽车发动机的双风机冷却 风扇PWM控制器。
背景技术：
[0002]冷却机构是汽车发动机的重要组成部分，是保障发动机持续可靠工作、充分发挥 发动机性能、延长发动机使用寿命的重要部件，可见，冷却机构对发动机的动力性、经济性 和可靠性有很大影响，而现代汽车中的发动机转速和功率的不断提高，对冷却机构的要求 也越来越高，市场上的冷却机构多为冷却风扇，众所周知，智能化与节能化将是未来汽车电 子发展的主要方向，而现有的冷却风扇控制系统以微处理器为控制核心的智能化控制PWM 技术的引入，使得汽车发动机冷却风扇系统的控制性能得到了大大优化，能够根据不同的 发动机系统设计不同的控制方案，但是，现有的汽车发动机冷却风扇系统的PWM控制器，所 需的器件较多，设计复杂，造成PWM控制器的成本较高、性能较差、功耗较高、稳定性不高， 无法满足现代的智能化与节能化汽车电子发展要求。实用新型内容[0003]本实用新型的目的为了克服现有技术中的汽车发动机冷却风扇系统的PWM控制 器，成本较高、性能较差、功耗较高、稳定性不高，无法满足现代的智能化与节能化汽车电子 发展要求的问题。本实用新型提供的一种用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器， 避免了复杂的驱动电路，使其工作性能达到最优，简化了电路设计，减少了器件用量，提高 了控制器的可靠性，还降低了生产成本，具有良好的应用前景。[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是[0005]一种用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于包括电源滤波 单元、电源防反接保护单元和双路驱动单元，所述电源滤波单元通过电源防反接保护单元 与双路驱动单元相连接，所述双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号输入端，还设有两 路电机转速控制信号输出端，所述两路电机转速控制信号输出端分别与用于带动风扇的第 一电机Ml和第二电机M2的电源负极相连接,所述第一电机Ml和第二电机M2的电源正极 还分别与电源滤波单元的输出端相连接。[0006]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述电源滤 波单元为EMI滤波器电路，所述EMI滤波器电路包括第一电容Cl，差模电感L1、第一压敏电 阻RVl和第二压敏电阻RV2，所述第一电容Cl的一端与输入电源相连接，另一端接地，所述 第一电容Cl接输入电源的一端依次连接有差模电感L1、第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻 RV2，所述第二压敏电阻RV2的另一端接地，所述差模电感LI和第一压敏电阻RVl的连接处 设有多个滤波电容，且做为所述电源滤波单元的输出端。[0007]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第一电 容Cl为安规电容。[0008]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述电源防 反接保护单元包括第一 MOS管Ml，所述第一 MOS管Ml的漏极做为电源防反接保护单元的输 入端与所述电源滤波单元的输出端相连接，所述第一 MOS管Ql的漏极与栅极之间设有上拉 电阻R2，所述第一 MOS管Ql的栅极还通过下拉电阻Rl与地连接，所述第一 MOS管Ql的源 极做为电源防反接保护单元的输出端与所述双路驱动单元的电源输出端相连接。[0009]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述双路驱 动单元包括用于电机电枢中电感续流的第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3、用于驱动电机转动 的第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，所述第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏极做为双路驱 动单元的电源输入端共同与所述电源防反接保护单元的输出端相连接，所述第二 MOS管Q2 的源极与栅极相连接，并与第一电机Ml的电源负极相连接，所述第二 MOS管Q2的源极还与 第四MOS管Q4的漏极相连接，所述第四MOS管Q4的栅极做为双路驱动单元的一路PWM控 制驱动信号的输入端用于接收控制第一电机Ml转动的预驱动信号，所述第三MOS管Q3的 源极与栅极相连接，并与第二电机M2的电源负极相连接，所述第三MOS管Q3的源极还与第 五MOS管Q5的漏极相连接，所述第五MOS管Q5的栅极做为双路驱动单元的另一路PWM控 制驱动信号的输入端用于接收控制第二电机M2转动的预驱动信号。[0010]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS 管Q4的源极与栅极之间还设有第三电阻R3，所述第五MOS管Q5的源极与栅极之间还设有 第四电阻R4。[0011]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS 管Q4的源极通过第一电阻R5接地，所述第五MOS管Q5的源极通过第二电阻R6接地，所述 第一电阻R5用于采集第一电机Ml的工作电流，所述第二电阻R6用于采集第二电机M2的 工作电流。[0012]前述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第一MOS 管Ql为P沟道MOS管，所述第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5 均为N沟道MOS管。[0013]本实用新型的有益效果是[0014]I)本实用新型的双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号，能够增强发动机双风 机的冷却风扇工作的可靠性、冗余性；[0015]2)本实用新型的设置了电源防反接保护单元，采用P沟道MOS管的设计，无需复杂 的预驱动电路，能够使用于带动风扇转动的电机的电源电压反接时，电机能够全速运行，保 证汽车发动机仍能可靠散热，还能够有效的保护双路驱动单元，提高本实用新型PWM控制 器的可靠性；[0016]3)本实用新型的双路驱动单元中设置了用于电机电枢中电感续流的两个MOS管， 不仅能降低了驱动电机工作的损耗，还能够与用于驱动电机转动的两个MOS管，组成桥式 驱动电路，满足对用于带动风扇转动的电机的制动控制；[0017]4)本实用新型的双风机冷却风扇PWM控制器的设计简单，容易实现，避免了传统 的较为复杂的驱动电路的设计，降低了器件成本，具有良好的应用前景。
[0018]图1是本实用新型的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器的系统框图。[0019]图2是本实用新型的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器的电路原理 图。
具体实施方式
[0020]下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。[0021]如图1所示，用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，包括电源滤波单元、 电源防反接保护单元和双路驱动单元，电源滤波单元通过电源防反接保护单元与双路驱动 单元相连接，双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号输入端，还设有两路电机转速控制 信号输出端，两路电机转速控制信号输出端分别与用于带动风扇的第一电机Ml和第二电 机M2的电源负极相连接，第一电机Ml和第二电机M2的电源正极还分别与电源滤波单元的 输出端相连接，其中电源滤波单元用于滤除输入电源的各种干扰信号，保证给双路驱动单 元和电机供电的稳定性；电源防反接保护单元能够使用于带动风扇转动的电机的电源电压 反接时，电机能够全速运行，保证汽车发动机仍能可靠散热，还能够有效的保护双路驱动单 元，提高可靠性；双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号，能够增强发动机双风机的冷却 风扇工作的可靠性、冗余性。[0022]如图2所示，所述电源滤波单元为EMI滤波器电路，所述EMI滤波器电路包括第一 电容Cl,差模电感L1、第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2,所述第一电容Cl的一端与 输入电源相连接，另一端接地，第一电容Cl选用安规电容,第一电容Cl接输入电源的一端 依次连接有差模电感L1、第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2，所述第二压敏电阻RV2的 另一端接地，所述差模电感LI和第一压敏电阻RVl的连接处做为所述电源滤波单元的输出 端，且设有多个滤波电容C2、C3、C4，这里的滤波电容C2、C3、C4选用极性电容。[0023]所述电源防反接保护单元包括第一 MOS管Ml，所述第一 MOS管Ml的漏极做为电源 防反接保护单元的输入端与所述电源滤波单元的输出端相连接，所述第一 MOS管Ql的漏极 与栅极之间设有上拉电阻R2，所述第一MOS管Ql的栅极还通过下拉电阻Rl与地连接，所述 第一 MOS管Ql的源极做为电源防反接保护单元的输出端与所述双路驱动单元的电源输出 端相连接，其中第一 MOS管Ml为P沟道MOS管，上拉电阻R2和下拉电阻Rl能够保证在正 向通电压时,第一 MOS管Ml能够可靠导通,反之，在接反向电压时，第一 MOS管Ml能够可靠 的关断。[0024]所述双路驱动单元包括用于电机电枢中电感续流的第二 MOS管Q2和第三MOS管 Q3、用于驱动电机转动的第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，其中第二 MOS管Q2、第三MOS管 Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5均为N沟道MOS管，组成桥式驱动电路，能够实现对用 于带动风扇转动的电机的制动控制，第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏极做为双路驱动 单元的电源输入端共同与所述电源防反接保护单元的输出端相连接，所述第二MOS管Q2的 源极与栅极相连接，并与第一电机Ml的电源负极相连接，所述第二 MOS管Q2的源极还与第 四MOS管Q4的漏极相连接，所述第四MOS管Q4的栅极做为双路驱动单元的一路PWM控制 驱动信号的输入端PreDrivl端口用于接收控制第一电机Ml转动的预驱动信号，所述第三 MOS管Q3的源极与栅极相连接，并与第二电机M2的电源负极相连接，所述第三MOS管Q3的 源极还与第五MOS管Q5的漏极相连接，所述第五MOS管Q5的栅极做为双路驱动单元的另一路PWM控制驱动信号的输入端PreDriv2端口用于接收控制第二电机M2转动的预驱动信 号，两路预驱动信号通过控制占空比来调节两个电机的转速，所述第四MOS管Q4的源极与 栅极之间还设有第三电阻R3，所述第五MOS管Q5的源极与栅极之间还设有第四电阻R4。[0025]所述第四MOS管Q4的源极通过第一电阻R5接地，所述第五MOS管Q5的源极通过 第二电阻R6接地，所述第一电阻R5与第二电阻R6为采样SHUNT电阻，分别能够用来采样 第一电机Ml、第二电机M2的工作电流。[0026]本实用新型的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器的控制第一电机和 第二电机工作的具体过程如下[0027]I)当输入电源输入端口 Vbat的正、负极按正常正确的接法时，第一 MOS管Ql导 通，第四MOS管Q4，第五MOS管Q5的栅极按照给定的预驱动信号所给定的占空比运行，当第 四MOS管Q4占空比为ON状态，电流通过第一 MOS管Ql，流经第一电机Ml、第四MOS管Q4及 第一电阻R5，当第四MOS管Q4占空比为OFF状态时，第一电机Ml电枢中电感通过第二 MOS 管Q2来蓄流，还能继续带动风扇转动，减少能耗，同样，第二电机M2工作情况相同，这里就 不做重复介绍。[0028]2)当输入电源输入端口 Vbat的正、负极按错误反接时，电源防反接保护单元中的 第一 MOS管Ql关断，电流会流经第一电阻R5、第四MOS管Q4、第一电机M1，这时的第一电 机Ml会全速运行，第二 MOS管Q2不没有导通不起蓄流作用，同样，第二电机M2工作情况相 同，这里也不做重复介绍。[0029]综上所述，本实用新型的双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号，能够增强发 动机双风机的冷却风扇工作的可靠性、冗余性；设置了电源防反接保护单元，无需复杂的预 驱动电路，能够使用于带动风扇转动的电机的电源电压反接时，电机能够全速运行，保证汽 车发动机仍能可靠散热，还能够有效的保护双路驱动单元，提高了可靠性；还在双路驱动单 元中增加了用于电机电枢中电感续流的MOS管，不仅能降低了驱动电机工作的损耗，还能 够与用于驱动电机转动的MOS管，组成桥式驱动电路，满足对用于带动风扇转动的电机的 制动控制，本实用新型设计科学、合理、构思巧妙、简单可靠，避免了传统的较为复杂的驱动 电路的设计，降低了器件成本，具有良好的应用前景。[0030]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员 应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化 和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围 由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于包括电源滤波单元、电源防反接保护单元和双路驱动单元，所述电源滤波单元通过电源防反接保护单元与双路驱动单元相连接，所述双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号输入端，还设有两路电机转速控制信号输出端，所述两路电机转速控制信号输出端分别与用于带动风扇的第一电机Ml和第二电机M2的电源负极相连接，所述第一电机Ml和第二电机M2的电源正极还分别与电源滤波单元的输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述电源滤波单元为EMI滤波器电路，所述EMI滤波器电路包括第一电容Cl，差模电感L1、第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2,所述第一电容Cl的一端与输入电源相连接,另一端接地，所述第一电容Cl接输入电源的一端依次连接有差模电感L1、第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2，所述第二压敏电阻RV2的另一端接地，所述差模电感LI和第一压敏电阻RVl的连接处设有多个滤波电容，且做为所述电源滤波单元的输出端。
3.根据权利要求2所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第一电容Cl为安规电容。
4.根据权利要求1所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述电源防反接保护单元包括第一 MOS管M1，所述第一 MOS管Ml的漏极做为电源防反接保护单元的输入端与所述电源滤波单元的输出端相连接，所述第一MOS管Ql的漏极与栅极之间设有上拉电阻R2，所述第一 MOS管Ql的栅极还通过下拉电阻Rl与地连接，所述第一MOS管Ql的源极做为电源防反接保护单元的输出端与所述双路驱动单元的电源输出端相连接。
5.根据权利要求1所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述双路驱动单元包括用于电机电枢中电感续流的第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3、用于驱动电机转动的第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，所述第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏极做为双路驱动单元的电源输入端共同与所述电源防反接保护单元的输出端相连接，所述第二 MOS管Q2的源极与栅极相连接，并与第一电机Ml的电源负极相连接，所述第二 MOS管Q2的源极还与第四MOS管Q4的漏极相连接，所述第四MOS管Q4的栅极做为双路驱动单元的一路PWM控制驱动信号的输入端用于接收控制第一电机Ml转动的预驱动信号，所述第三MOS管Q3的源极与栅极相连接，并与第二电机M2的电源负极相连接，所述第三MOS管Q3的源极还与第五MOS管Q5的漏极相连接，所述第五MOS管Q5的栅极做为双路驱动单元的另一路PWM控制驱动信号的输入端用于接收控制第二电机M2转动的预驱动信号。
6.根据权利要求5所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS管Q4的源极与栅极之间还设有第三电阻R3，所述第五MOS管Q5的源极与栅极之间还设有第四电阻R4。
7.根据权利要求6所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS管Q4的源极通过第一电阻R5接地，所述第五MOS管Q5的源极通过第二电阻R6接地，所述第一电阻R5用于采集第一电机Ml的工作电流，所述第二电阻R6用于采集第二电机M2的工作电流。
8.根据权利要求4或5所述的用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，其特征在于所述第一 MOS管Ql为P沟道MOS管，所述第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4 和第五MOS管Q5均为N沟道MOS管。
专利摘要本实用新型公开了一种用于汽车发动机的双风机冷却风扇PWM控制器，包括电源滤波单元、电源防反接保护单元和双路驱动单元，所述电源滤波单元通过电源防反接保护单元与双路驱动单元相连接，所述双路驱动单元设有两路PWM控制驱动信号输入端，还设有两路电机转速控制信号输出端，所述两路电机转速控制信号输出端分别与用于带动风扇的第一电机M1和第二电机M2的电源负极相连接，所述第一电机M1和第二电机M2的电源正极还分别与电源滤波单元的输出端相连接。本实用新型提供的双风机冷却风扇PWM控制器，避免了复杂的驱动电路，使其工作性能达到最优，简化了电路设计，减少了器件用量，提高了PWM控制器的可靠性，还有效的降低了生产成本，具有良好的应用前景。
文档编号F04D27/00GK202851407SQ20122036231
公开日2013年4月3日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者伍春生, 朱建方 申请人:江苏浩峰汽车附件有限公司