一种自适应控制电路及风扇的制作方法

本发明涉及电子领域，具体涉及一种自适应控制电路及风扇。

背景技术：

目前，普及度较高的家用风扇是以交流(ac)无刷及直流(dc)有刷电机为主，其中，ac无刷电机功率大、风量大，但制造成本高，且不方便携带；而dc有刷电机功率小、风量小、保护功能少，且不能采用多种方式供电。

因此，传统的dc有刷风扇技术中存在无法在使用不同供电方式对风扇进行供电，并自适应控制风扇进行工作和调节风量的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种自适应控制电路及风扇，旨在解决如何兼容不同种供电方式，并自适应控制风扇进行工作和调节风量的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种自适应控制电路，用于直流有刷风扇，所述自适应控制电路包括：

与所述直流有刷风扇的风扇叶连接的风扇驱动模块；

与所述风扇驱动模块连接的开关模块；

与所述风扇驱动模块连接，用于与外接电源连接时，通过切换所述开关模块的导通线路向所述风扇驱动模块提供电能，以驱动所述风扇叶转动的第一供电模块；

与所述第一供电模块连接，用于当所述第一供电模块与外接电源连接时，比较所述第一供电模块的电压与基准电压并输出高电平信号或者低电平信号的适应比较模块；

与所述风扇驱动模块连接，用于通过切换所述开关模块的导通线路向所述风扇驱动模块提供电能，以驱动所述风扇叶转动的第二供电模块。

本发明实施例的的第二方面提供了一种风扇,包括所述的自适应控制电路。

上述的自适应控制电路及风扇，与直流有刷风扇连接，通过风扇驱动模块、开关模块与之连接，根据实际需要连接接入第一供电模块和适应比较模块、或第二供电模块,从而兼容不同种的供电方式，即当接入外接电源时，选择第一供电模块和适应比较模块，来适应调整电压，实现对直流有刷风扇的自适应控制；当欲直接向直流有刷风扇提供电流时，选择第二供电模块直接通过开关供电给风扇电机，调整旋转开关调节风量。通过本申请的自适应控制电路可以可兼容多种供电方式，以使直流有刷风扇更高效地工作及延长工作时间，使得直流有刷风扇使用起来更便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中自适应控制电路的电路示意图；

图2为本发明实施例中自适应控制电路的示例电路原理图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中如涉及所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”、“安装”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图1—2及实施例进行详细说明。

本申请实施例提供了一种自适应控制电路，用于直流有刷风扇，所述自适应控制电路包括：风扇驱动模块21、第一开关模块27、第一供电模块12、适应比较模块14、第二供电模块11。

其中，风扇驱动模块21与所述直流有刷风扇的风扇叶连接；第一开关模块27与所述风扇驱动模块21连接；第一供电模块12与所述风扇驱动模块21连接，用于与外接电源连接时，通过切换所述第一开关模块的导通线路向所述风扇驱动模块21提供电能，以驱动所述风扇叶转动；适应比较模块14与所述第一供电模块12连接，用于当所述第一供电模块12与外接电源连接时，比较所述第一供电模块12的电压与基准电压并输出高电平信号或者低电平信号；第二供电模块11与所述风扇驱动模块21连接，用于通过切换所述开关模块27的导通线路向所述风扇驱动模块21提供电能，以驱动所述风扇叶转动。

具体地，所述第一供电模块12与第二供电模块11的电流输出端共接于所述第一开关模块27，也即本实施例中的自适应控制电路有两条供电支路。其中，所述第一供电模块12与外界电源连接，如充电器或充电宝，作为第一条供电支路；所述第二供电模块11为由若干个电池包组成的直流电源，如若干个锂电池包串联组成，作为第二条供电支路。所述直流有刷风扇的使用者可以根据实际需求，决定使用哪种供电支路，比如，第二供电模块12中电池包的电量时，可以选择充电宝与所述第一供电模块11连接。

在一实施例中，所述风扇驱动模块21包括直流有刷电机m和第一二极管d4，所述直流有刷电机m与所述第一二极管d4并联，且所述第一二极管d4的阳极、阴极分别与所述直流有刷电机m的负极输出端、正极输入端连接。

其中，因所述第一二极管d4是反向与所述直流有刷电机m并联的，可以有效地保护所述直流有刷电机启动瞬间的电压冲击而损坏。所述直流有刷电机为与风扇的风扇叶连接，以当通过所述第一供电模块或第二供电模块供电时，所述直流有刷电机转动，从而带动所述风扇叶转动。

在一实施例中，所述第一开关模块为单刀单掷开关sw-a和保险丝f1，所述单刀单掷开关sw-a的第一端与所述第一供电模块12连接，所述单刀单掷开关的第二端与所述保险丝的第一端连接，所述保险丝的第二端与所述风扇驱动模块连接。通过所述保险丝和f1单刀单掷开关sw-a，可以有效地保护所述风扇驱动模块21中直流有刷电机m的安全，避免电流过载导致直流有刷电机m损坏。

可选的，所述第一开关模块27包括第一开关和保险丝f1，所述第一开关可以是nmos管(n-metal-oxid-semiconductor，n沟道金属氧化物半导体场效应管)，当所述第一供电模块或第二供电模块的输入电压达到预设电压时，所述第一开关导通。第一开关的第一端为漏极，所述漏极与所述保险丝的一端连接，所述保险丝的另一端与所述风扇驱动模块连接，第一开关的第二端为源极，所述源极接地，第一开关的第三端为栅极，所述栅极端与所述第一供电模块和第二供电模块连接。预设电压为第一开关的导通电压，例如3v，即第一开关的栅极电压与源极电压之间的压差为3v。

在一实施例中，所述第一供电模块12包括同步升压芯片、电源端接口、第一电容c20、第二电容c19、第三电容c18、第四电容c17、第一电阻r31、第一nmos管q5、第一电感l3，

所述第一电容c20的第一端、第二电容c19的第一端、第三电容c18的第一端以及第一电阻r31的第一端连接所述电源端接口的正极端；所述第一电容c20的第二端、第二电容c19的第二端、第三电容c18的第二端以及所述电源端接口的负极端接地；所述同步升压芯片的电流采样反相输入端连接所述第一电阻r31的第二端；所述同步升压芯片的电流采样同相输入端连接所述第三电容c18的第一端和第一电阻r31的第一端之间，与所述电源端接口的正极端连接；所述第四电容c17连接在所述同步升压芯片的电流采样同相输入端和电流采样反相输入端之间；所述同步升压芯片的开关端连接所述第一电感l3的第一端和所述第一nmos管q5的漏极，且所述第一电感l3的第二端连接于所述第一电阻r31的第二端；所述同步升压芯片的高端栅驱动输出端连接所述第一nmos管q5的栅极；所述第一nmos管q5的源极与所述开关模块连接。

其中，所述第一电容c20为有极性电容，所述第二电容c19、所述第三电容c18和所述第四电容c17为无极性电容。所述第二电容c19的第一端还连接稳压前电压输入端。所述同步升压芯片的开关端与所述电流采样反相输入端之间还设置有一电容连接且接地。

可选的，所述同步升压芯片可以为mt5086芯片，以驱动第一nmos管使得输出电压升至所述直流有刷电机的驱动电压。

在一实施例中，所述电源端接口为usb接口。优选地，所述usb接口可以为5v的type-c、type-a和type-b中的一种。当通过待接口与外界电源连接时，再通过所述同步升压芯片进行电压是升压。

在一实施例中，所述适应比较模块包括双比较器u4、第二电阻r44、第三电阻r41、第四电阻r36、第五电阻r37、第六电阻r45、第七电阻r38、第八电阻r42、第九电阻r43、第十电阻r46、稳压二极管u5、第二二极管d2，所述第一供电模块还包括第十一电阻，所述双比较器中包括第一比较单元和第二比较单元，

所述同步升压芯片的反馈调节端与所述第十一电阻29的第一端连接，所述第十一电阻29的第二端连接所述第二电阻r44的第一端，所述第二电阻r44的第二端连接第三电阻r41的第一端，第三电阻r41的第二端连接所述双比较器u4中第一比较单元的正相输入端；所述第二二极管d2的阴极连接所述同步升压芯片的反馈调节端，所述第二二极管d2的阳极连接所述第四电阻r36的第一端，所述第四电阻r36的第二端连接所述双比较器u4中第一的输出端；所述第五电阻r37的第一端连接参考电压，所述第五电阻r37的第二端连接所述双比较器u4中第一比较单元的反相输入端；所述第六电阻r45的第一端连接所述第四电阻r36的第二端，所述第六电阻r45的第二端连接所述第五电阻r37的第二端；所述第七电阻r38的第一端连接于所述第三电阻r41的第二端，所述第七电阻r38的第二端和所述双比较器u4的接地端接地；所述双比较器u4的电源输入端与所述第二电阻r44的第一端连接，且所述第二电阻r44的第一端与所述nmos管的源极连接。所述双比较器u4中的第二比较单元的输出端、正相输入端和反向输入端不与所述同步升压芯片或其他设备连接。

所述稳压二极管u5的第一端连接所述第二电阻r44的第二端和第八电阻r42的第一端，所述第八电阻r42的第二端连接所述第九电阻r43的第一端，所述第九电阻r43的第二端连接所述第十电阻r46的第一端，所述第十电阻r46的第二端连接所述稳压二极管u5的第二端。

在一实施例中，所述电路还包括控制模块25、第二开关模块28，所述第二开关模块28连接于所述控制模块25和风扇驱动控制模块21之间，所述用于检测所述风扇驱动模块21的电平信号，并输出驱动控制信号至所述风扇驱动模块21。

另外，所述电路还包括电流检测模块22，所述电流检测模块22与所述第二开关模块28和控制模块25连接。所述电流检测模块22包括第六电容c9、第七电容c10、第十二电阻r4、第十三电阻r1、第十四电阻r2。

其中，所述第十四电阻r2的第一端和第二端分别与所述第六电容c9的第一端和第十三电阻r1的第一端连接；第六电容c9的第一端与所述第七电容c10的第一端和第十四电阻r4的第一端连接；第六电容c9的第二端、第七电容c10的第二端、第十二电阻r4的第二端和第十三电阻r1的第二端接地；所述第十二电阻r4的第一端与所述控制模块25连接。

具体地，所述第二开关模块28包括第十五电阻r20和第二nmos管q3，所述第十五电阻r20的第一端与该nmos管q3的栅极连接，所述第十五电阻r20的第二端与所述控制模块连接；该nmos管q3的漏极与所述风扇驱动控制模块连接，该nmos管q3的源极与所述电流检测模块连接。

所述控制模块包括：微控制单元(microcontrollerunit,mcu)、第十六电阻r14、第十七电阻r18、第十八电阻r21、第十九电阻r3、第八电容c11、第九电容c6、第十电容c8和第三二极管d3。其中，所述微控制单元的异步复位引脚nrst与所述第十六电阻r14的第一端连接，所述第十六电阻r14的第二端与外接5v电源连接，作为提供所述微控制单元的工作电源；所述微控制单元的下拉引脚pd4与所述第十五电阻的第二端连接，以获取下拉电阻的电平信号。

所述微控制单元的第一模拟输入引脚ain与所述第十四电阻r4的第一端连接，用于接收所述电流检测模块22检测存在电流的电平信号；所述微控制单元的第二模拟输入引脚ain6与所述第八电容c11的第一端连接，所述第八电容c11的第二端接地；所述第十七电阻r18的第一端与所述第八电容c11的第一端连接，所述第十七电阻r18的第二端与所述风扇驱动模块21的正极输入端连接；所述第十八电阻r21的第一端与所述第八电容c11的第一端连接，所述第十八电阻r21的第二端接地；所述微控制单元的第一输出引脚pc7与所述第十九电阻r3的第一端连接，所述第十九电阻r3的第二端与所述第三二极管d3的阳极连接，所述第三二极管d3的阴极与所述风扇驱动模块21连接。

所述微控制单元的稳压引脚vcap与所述第九电容c6的第一端连接，所述第九电容c6的第二端接地；所述微控制单元的工作电压引脚vdd与外接5v电源连接，且与所述第十电容c8的第一端连接，所述第十电容c8的第二端接地；所述微控制单元的公共连接引脚vss接地。

在一实施例中，所述电路还包括调速模块24，所述调速模块24与所述控制模块25连接，用于根据档位信息输出相应的调速信息至所述控制模块25，由所述控制模块25根据所述调速信息输出相应的控制信息至所述风扇驱动模块21，以调整所述直流有刷风扇的转速。

具体地，所述调速模块24与所述微控制单元的第三模拟输入引脚ain5连接。所述调速模块24包括第二十电阻r11、滑动电阻swi-b，所述滑动电阻swi-b的第一端与外接5v电源连接，所述滑动电阻swi-b的第二端接地，所述滑动电阻swi-b的第三端与所述第二十电阻r11的第一端连接，所述第二十电阻r11的第二端与所述所述微控制单元的第三模拟输入引脚ain5连接，以将滑动所述滑动电阻swi-b产生的电流变化的电平信号传输至所述微控制单元，进而由所述微控制单元控制所述风扇驱动模块21。

在一实施例中，所述电路还包括防倒流模块13，所述防倒流模块13的输入端与所述第一供电模块12和所述第二供电模块11连接，所述防倒流模块13的输出端与所述开关模块27连接，用于将所述第一供电模块12或所述第二供电模块11的输出直流单向输出到所述风扇驱动模块21。

具体地，所述防倒流模块13包括第四二极管d6、第五二极管d7、第十一电容c21、第十二电容c24、第二十一电阻r16、第二十二电阻r17，其中，所述第四二极管d6的阳极与所述第一供电模块12的电流输出端连接；所述五二极管d7的阳极与所述第二供电模块11的电流输出端连接，所述第五二极管d7的阴极和所述第四二极管d6的阴极连接于所述第一开关模块27的同一端；所述第二十一电阻r16的第一端、第十一电容c21的第一端和第十二电容c24的第一端连接于所述第四二极管d6的阳极；所述第二十二电阻r17的第二端、第十一电容c21的第二端和第十二电容c24的第二端接地；所述第二十一电阻r16的第二端与所述第二十二电阻r17的第一端连接。

其中，所述第十二电容c24为有极性电容，且所述第十二电容c24的第一端为正极端。所述微控制单元的第二输出引脚pc5与所述第二十一电阻r16的第二端连接。

在一实施例中，所述电路还包括自锁模块26，所述自锁模块26连接于所述控制模块25与所述风扇驱动模块21之间，以自动保持所述自适应电路持续通电，直至所述自适应电路断电。

具体地，所述自锁模块包括：第六二极管d1、第一三极管q2、第二三极管q1、pmos管q4(positivechannelmetaloxidesemiconductor，p沟道金属氧化物半导体场效应管)、第十三电容c5、第二十三电阻r8、第二十四电阻r9、第二十五电阻r7、第二十六电阻r5、第二十七电阻r15。其中，

所述第六二极管d1的阳极与风扇驱动模块的正极输入端连接；所述第六二极管d1的阳极还与第二十三电阻r8的第一端、pmos管q4的源极、第一三极管q2的基极、第二十四电阻r9的第一端连接；所述第二十三电阻r8的第二端连接与所述pmos管q4的栅极、所述第二十五电阻r7的第一端连接；所述pmos管q4的漏极与降压模块23和控制模块连接；第二十四电阻r9的第二端接地。

所述第六二极管d1的阴极与所述第一三极管q2的发射极、第十三电容c5的第一端连接；所述第一三极管q2的集电极、第十三电容c5的第二端与所述控制模块连接。

第二十五电阻r7的第二端与所述第二三极管q1的集电极连接；所述第二三极管q1的发射极接地，第二三极管q1的基极与所述第二十六电阻r5的第一端和第二十七电阻r15的第一端连接，所述第二十六电阻r5的第二端与所述第十三电容c5和第一三极管q2的集电极连接，第二十七电阻r15的第二端接地。

其中，所述第一三极管q2为pnp型三极管，第二三极管q1为npn型三极管。

在一实施例中，所述电路还包括降压模块23，所述降压模块23与所述控制模块25和自锁模块26连接，用于提供压降给所述自适应控制电路。所述降压模块23包括ldo芯片、第十四电容c2、第十五电容c4、第十六电容c1、第十七电容c3、第二电感l2；所述ldo芯片的输出端与外接5v电源连接，接地端接地；所述第二电感的第一端与所述ldo芯片的输入端连接，所述第二电感的第二端与所述控制模块、自锁模块连接；所述第十四电容c2的第一端、所述第十五电容c4的第一端连接于所述ldo芯片的输入端；所述第十六电容c1的第一端、第十七电容c3的第一端连接于所述所述ldo芯片的输出端，并于外接5v电源连接；所述第十四电容c2的第二端、第十五电容c4的第二端、第十六电容c1的第二端和第十七电容c3的第二端接地。

本发明实施例的第二方面提供了一种风扇，包括所述自适应控制电路。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。