一种鼓风机变频控制电路的制作方法

文档序号:15169049发布日期:2018-08-14 17:48阅读:404来源:国知局

本实用新型涉及鼓风机领域,特别涉及一种鼓风机变频控制电路。



背景技术:

目前的鼓风机大多数调速效果不佳、且调速不准确,精确度不高,在一些需要进行精准调速的场合下,给用户带来极大不便之处。

因而现有技术还有待改进和提高。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的不足之处,本实用新型的目的在于提供一种鼓风机变频控制电路,可精准的控制鼓风机实现变频调速。

为了达到上述目的,本实用新型采取了以下技术方案:

一种鼓风机变频控制电路,包括整流模块、驱动模块、信号处理模块、速度控制模块和控制模块,单相电源输入的第一交流电经整流模块整流后输出直流电至驱动模块,由驱动模块将直流电转化为第二交流电输出至风机、并输出电流采样信号至信号处理模块,由信号处理模块进行处理后输出实时电流信号至控制模块,由控制模块进行实时电流监控;同时速度控制模块输出速度控制信号至控制模块,由控制模块进行处理后输出驱动信号至驱动模块,驱动模块根据所述驱动信号改变第二交流电的输出频率,从而改变鼓风机的运行速度。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述整流模块包括整流桥、压敏电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第一电阻,所述整流桥的第4端连接火线,所述整流桥的第2端连接零线,所述整流桥的第1端连接压敏电阻的一端,所述整流桥的第3端接地,所述压敏电阻的另一端连接第一电阻的一端、第一电容的一端、第二电容的一端、第三电容的一端和驱动模块,所述第一电阻的另一端、第一电容的另一端、第二电容的另一端和第三电容的另一端均接地。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述驱动模块包括驱动芯片、若干个上拉电阻、第二电阻、第四电容、第五电容、第六电容和第七电容,所述驱动芯片的POWER+端连接压敏电阻的另一端,所述驱动芯片的VRU端、VRV端和VRW端均连接所述信号处理模块,所述驱动芯片的U-端、V-端、W-端、U+端、V+端和W+端分别通过一上拉电阻连接供电端,所述驱动芯片的VBV端通过第五电容连接电机的V相,所述驱动芯片的VSV端也连接电机的V相,所述驱动芯片的VBU端通过第六电容连接电机的U相,所述驱动芯片的VSU端也连接电机的U相,所述驱动芯片的VBW端通过第七电容连接电机的W相,所述驱动芯片的VSW端也连接电机的W相。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述信号处理模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容和运算放大器,所述第三电阻的一端连接所述驱动芯片的VRU端、VRV端、VRW端和第四电阻的一端,所述第三电阻的另一端接地,所述第四电阻的另一端连接第八电容的一端和第七电阻的一端,所述第八电容的另一端连接第六电阻的一端、也通过第五电阻接地,所述第六电阻的另一端连接运算放大器的反相输入端、第九电阻的一端和第十电容的一端,所述运算放大器的同相输入端分别通过第八电阻和第九电容接地、也连接所述第七电阻的另一端,所述第九电阻的另一端和第十电容的另一端均连接所述运算放大器的输出端和第十电阻的一端,所述第十电阻的另一端连接控制模块、也通过所述第十一电容接地。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述速度控制模块包括场效应管、光耦、第一二极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、电位器、第一开关、第二开关、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第一选择开关、第一电压监控器和第二电压监控器,所述场效应管的第5脚连接10V电源的正极,所述场效应管的第6脚连接10V电源的正极、第十二电容的一端和第十二电阻的一端,所述第十二电阻的另一端连接第一开关的一端,所述第一开关的另一端连接10V电源的负极和第十一电阻的一端,所述第十一电阻的另一端连接第一二极管的负极和光耦的第2脚,所述第一二极管的正极连接10V电源的正极、场效应管的第3脚、场效应管的第4脚和光耦的第四脚,所述第十二电容的另一端通过第十三电阻连接场效应管的第2脚和光耦的第3脚,所述光耦的第1脚连接场效应管的第1脚,所述光耦的第6脚连接第一电压监控器的端,所述第一电压监控器的VCC1端通过第十三电容接地,所述第一电压监控器的VCC2端通过第二开关连接第二电压监控器的端和电位器的一端、也通过第十四电容连接所述第一选择开关的第7脚,所述第一选择开关的第4脚连接电位器,所述第一选择开关的第3脚通过第十四电阻连接电位器的另一端和第一选择开关的第1脚,所述第一选择开关的第4脚通过第十五电阻连接电位器的另一端和第一选择开关的第1脚,所述第二电压监控器的VCC1端连接供电端、也通过第十四电容接地,所述第二电压监控器的端和VCC2端均通过第十六电阻连接控制模块和第十五电容的一端,所述第十五电容的另一端接地。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述控制模块包括控制芯片,所述控制芯片的VDD端连接驱动芯片的W+端,所述控制芯片的PWM3H端连接驱动芯片的W-端,所述控制芯片的PWM3L端连接驱动芯片的V+端,所述控制芯片的PWM2H端连接驱动芯片的V-端,所述控制芯片的PWM1H端连接驱动芯片的U+端,所述控制芯片的PWM1L端连接驱动芯片的U-端,所述控制芯片的RB2端连接第十电阻的另一端,所述控制芯片的RB1端通过第十六电阻连接所述第二电压监控器的端和VCC2端。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述控制芯片的型号为DSPIC30F3011-30I/PT。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述第一电压监控器和第二电压监控器的型号为均为LMV551。

所述的鼓风机变频控制电路中,所述场效应管的型号为TL252C。

相较于现有技术,本实用新型提供的鼓风机变频控制电路,包括整流模块、驱动模块、信号处理模块、速度控制模块和控制模块,

电源输入的第一交流电经整流模块整流后输出直流电至驱动模块,由驱动模块将直流电转化为第二交流电输出至鼓风机、并输出电流采样信号至信号处理模块,由信号处理模块进行处理后输出实时电流信号至控制模块,由控制模块进行实时电流监控;同时速度控制模块输出速度控制信号至控制模块,由控制模块进行处理后输出驱动信号至驱动模块,驱动模块根据所述驱动信号改变第二交流电的输出频率,从而改变鼓风机的运行速度。本实用新型通过利用速度控制模块输出控制信号至控制模块,通过控制模块输出驱动信号给驱动模块,从而实现了准确控制鼓风机进行变频调速。

附图说明

图1为本实用新型提供的鼓风机变频控制电路的结构框图。

图2为本实用新型提供的鼓风机变频控制电路中,所述整流模块及驱动模块的原理图。

图3为本实用新型提供的鼓风机变频控制电路中,所述信号处理模块的电路原理图。

图4为本实用新型提供的鼓风机变频控制电路中,所述速度控制模块的原理图。

图5为本实用新型提供的鼓风机变频控制电路中,所述控制模块的原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种鼓风机变频控制电路,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

请参阅图1,本实用新型提供的鼓风机变频控制电路,包括整流模块1、驱动模块2、信号处理模块3、速度控制模块4和控制模块5,所述整流模块1、信号处理模块3和控制模块5同时连接所述驱动模块2,所述控制模块5还同时连接所述信号处理模块3和速度控制模块4。

具体来说,单相电源输入的第一交流电经整流模块1整流后输出直流电至驱动模块2,由驱动模块2将直流电转化为第二交流电输出至风机、并输出电流采样信号至信号处理模块3,由信号处理模块3进行处理后输出实时电流信号至控制模块5,由控制模块5进行实时电流监控;同时速度控制模块4输出速度控制信号至控制模块5,由控制模块5进行处理后输出驱动信号至驱动模块2,驱动模块2根据所述驱动信号改变第二交流电的输出频率,从而改变鼓风机的运行速度。

本实用新型通过利用速度控制模块4来输出速度控制信号,通过控制模块5接收速度控制信号并输出驱动信号给驱动模块2,可准确进行鼓风机的变频调速,而且实时监测电路中的电流大小,能保证鼓风机的正常运行,避免电路中的电器元件因电流过大而损坏。

进一步来说,请参阅图2,所述整流模块1包括整流桥B1、压敏电阻RT1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第一电阻R1,所述整流桥B1的第4端连接火线,所述整流桥B1的第2端连接零线,所述整流桥B1的第1端连接压敏电阻RT1的一端,所述整流桥B1的第3端接地,所述压敏电阻RT1的另一端连接第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端、第二电容C2的一端、第三电容C3的一端和驱动模块2,所述第一电阻R1的另一端、第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端均接地。

本实用新型通过利用整流桥B1,实现了将单相电源输入的交流电转化为直流电,再通过驱动模块2来驱动鼓风机运行,保证了鼓风机在接通电源后能正常运行。

请继续参阅图2,所述驱动模块2包括驱动芯片U1、若干个上拉电阻、第二电阻R2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6和第七电容C7,所述驱动芯片U1的POWER+端连接压敏电阻RT1的另一端,所述驱动芯片U1的VRU端、VRV端和VRW端均连接所述信号处理模块3,所述驱动芯片U1的U-端、V-端、W-端、U+端、V+端和W+端分别通过一上拉电阻连接供电端,所述驱动芯片U1的VBV端通过第五电容C5连接电机的V相,所述驱动芯片U1的VSV端也连接电机的V相,所述驱动芯片U1的VBU端通过第六电容C6连接电机的U相,所述驱动芯片U1的VSU端也连接电机的U相,所述驱动芯片U1的VBW端通过第七电容C7连接电机的W相,所述驱动芯片U1的VSW端也连接电机的W相。

优选的实施例中,所述驱动芯片U1的型号为IRAMX16UP60A-2或IRAMX20UP60A-2,可实现鼓风机的变频调速,通过利用驱动芯片输出电流采样信号至控制模块,由控制模块实时监控电流大小,并通过驱动芯片来接收驱动信号,实现了鼓风机的变频调速,当然在其他的实施例中,所述驱动芯片U1还可采用其它信号的驱动芯片,本实用新型对此不作限定。

请,参阅图3,所述信号处理模块3包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11和运算放大器P1,所述第三电阻R3的一端连接所述驱动芯片U1的VRU端、VRV端、VRW端和第四电阻R4的一端,所述第三电阻R3的另一端接地,所述第四电阻R4的另一端连接第八电容C8的一端和第七电阻R7的一端,所述第八电容C8的另一端连接第六电阻R6的一端、也通过第五电阻R5接地,所述第六电阻R6的另一端连接运算放大器P1的反相输入端、第九电阻R9的一端和第十电容C10的一端,所述运算放大器P1的同相输入端分别通过第八电阻R8和第九电容C9接地、也连接所述第七电阻R7的另一端,所述第九电阻R9的另一端和第十电容C10的另一端均连接所述运算放大器P1的输出端和第十电阻R10的一端,所述第十电阻R10的另一端连接控制模块5、也通过所述第十一电容C11接地。

本实用新型通过利用信号处理模块3对驱动模块2输出的采样电流信号进行滤波及放大处理,保证输出到控制模块5的电流信号的准确,进一步能实现准确监控电路电流。

请参阅图4,所述速度控制模块4包括场效应管Q1、光耦U2、第一二极管D1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、电位器RX1、第一开关K1、第二开关K2、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第一选择开关SW1、第一电压监控器U3和第二电压监控器U4,所述场效应管Q1的第5脚连接10V电源的正极,所述场效应管Q1的第6脚连接10V电源的正极、第十二电容C12的一端和第十二电阻R12的一端,所述第十二电阻R12的另一端连接第一开关K1的一端,所述第一开关K1的另一端连接10V电源的负极和第十一电阻R11的一端,所述第十一电阻R11的另一端连接第一二极管D1的负极和光耦U2的第2脚,所述第一二极管D1的正极连接10V电源的正极、场效应管Q1的第3脚、场效应管Q1的第4脚和光耦U2的第四脚,所述第十二电容C12的另一端通过第十三电阻R13连接场效应管Q1的第2脚和光耦U2的第3脚,所述光耦U2的第1脚连接场效应管Q1的第1脚,所述光耦U2的第6脚连接第一电压监控器U3的端,所述第一电压监控器U3的VCC1端通过第十三电容C13接地,所述第一电压监控器U3的VCC2端通过第二开关K2连接第二电压监控器U4的端和电位器RX1的一端、也通过第十四电容C14连接所述第一选择开关K1的第7脚,所述第一选择开关K1的第4脚连接电位器RX1,所述第一选择开关K1的第3脚通过第十四电阻R14连接电位器RX1的另一端和第一选择开关K1的第1脚,所述第一选择开关K1的第4脚通过第十五电阻R15连接电位器RX1的另一端和第一选择开关SW1的第1脚,所述第二电压监控器U4的VCC1端连接供电端、也通过第十四电容C14接地,所述第二电压监控器U4的端和VCC2端均通过第十六电阻R16连接控制模块5和第十五电容C15的一端,所述第十五电容C15的另一端接地。

本实用新型通过先将输入的电压进行光耦隔离后,再利用选择开关调整电压信号,从而可改变电机的运行速度,同时在选择开关上还并联有电位器,可进一步对电压信号进行微调,实现更精准的改变电机的运行速度,本实用新型通过内外选择控制调整电压,实现了电机速度的精准变频调速。

优选的实施例中,所述所述第一电压监控器U3和第二电压监控器U4的型号为均为LMV551,所述场效应管Q1的型号为TL252C。

请参阅图5,所述控制模块5包括控制芯片U5,所述控制芯片U5的VDD端连接驱动芯片U1的W+端,所述控制芯片U5的PWM3H端连接驱动芯片U1的W-端,所述控制芯片U5的PWM3L端连接驱动芯片U1的V+端,所述控制芯片U5的PWM2H端连接驱动芯片U1的V-端,所述控制芯片U5的PWM1H端连接驱动芯片U1的U+端,所述控制芯片U5的PWM1L端连接驱动芯片U1的U-端,所述控制芯片U5的RB2端连接第十电阻R10的另一端,所述控制芯片U5的RB1端通过第十六电阻R16连接所述第二电压监控器U4的端和VCC2端。

优选的实施例中,所述控制芯片U5的型号为DSPIC30F3011-30I/PT,处理速度快,性能稳定,当然在其他的实施例中,还可采用其它可实现本实用新型功能的控制芯片,本实用新型对比不做限定。

综上所述,本实用新型通过利用速度控制模块输出控制信号至控制模块,通过控制模块输出驱动信号给驱动模块,从而实现了准确控制鼓风机进行变频调速。

可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

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