交流风扇调速电路的制作方法

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种交流风扇调速电路。

背景技术：

目前，通常使用交流风扇对设备等进行散热。如果没有调速功能，风扇会长时间的高速运行，这样既增大了风扇的磨损，降低了风扇的寿命，同时也产生了持续较大的噪声的问题，还造成了电力资源的浪费。要解决这个问题，需要根据设备的温度实现对交流风扇进行自动调速，在检测到温度较低时，风扇低速运行，当检测到高温时，风扇才全速运行，这样增加风扇寿命又降低了噪音，节省了电能。

现有技术中，一部分采用温度检测模块测量风扇的扇热器的温度，根据测得的温度调节交流风扇的输入电压频率，从而实现调速。该种方式下，测温元件需要长时间接触扇热器(或其周边)，由于散热器长期处于较高温度状态下，势必会影响测温元件的寿命和测试精度，随着时间的推移，其测量误差会越来越大，最终导致调速效果差。并且，接触式测温元件需要占用散热器的表面积(或周围空间)，降低了散热器有效散热面积(或散热空间)，从而降低了散热性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种交流风扇调速电路，以解决现有技术调速效果差、会降低散热器散热性能的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种交流风扇调速电路，包括：

逆变模块，用于输出交流电给交流风扇；

红外线测温仪，用于非接触式测量散热器的温度；

控制模块，分别与所述逆变模块和所述红外线测温仪连接，用于根据所述红外线测温仪测得的温度产生控制信号，控制所述逆变模块输出的交流电的频率。

可选地，所述控制模块与所述红外线测温仪采用无线通信方式连接。

可选地，交流风扇调速电路还包括：

功率因数校正模块，用于提高功率因数，将交流电源的交流电转换成所述逆变模块所需的直流电。

可选地，所述控制模块为dsp芯片，用于产生所述控制信号。

可选地，所述逆变模块包括开关器件，所述开关器件的控制端输入所述控制信号，由所述控制信号控制所述开关器件的导通与关断。

可选地，所述开关器件为mos管。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种交流风扇调速电路，通过红外线测温仪，采用非接触式测量散热器的温度，控制模块根据红外线测温仪测得的温度产生控制信号，控制逆变模块输出的交流电的频率，从而实现对交流风扇的变频调速。由于红外线测温仪无需接触散热器，也不占用散热空间，因此，不仅能够实现对交流风扇的变频调速，延长风扇寿命和降低风扇噪音，而且能够保证变频调速的精度，提高变频调速效果和散热器散热效果。

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获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的交流风扇调速电路的功能模块图；

图2为本发明实施例提供的交流风扇调速电路的电路图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本实施例提供了一种交流风扇调速电路，包括：

功率因数校正模块11，用于提高电压并提高功率因数，将输入的交流电源的交流电转换成逆变模块12所需的直流电；

逆变模块12，用于将功率因数校正模块11输出的直流电转换成交流风扇所需的交流电；

红外线测温仪14，用于非接触式测量交流风扇的散热器的温度；

控制模块13，分别与逆变模块12和红外线测温仪14连接，用于根据红外线测温仪14测得的温度产生控制信号，控制逆变模块12输出的交流电的频率。

具体的，为了减少布线，控制模块13与红外线测温仪14采用无线通信方式连接。由于减少布线，因此红外线测温仪14的位置可以灵活设置，以尽量避免受到散热器的高温影响和避免占用散热器的散热空间。

具体的，控制模块13为dsp芯片，用于产生控制信号。该控制信号控制逆变模块12输出电压的频率，也即控制了输出电压的有效值大小。由于交流风扇工作电压的大小可以决定风扇转速的快慢，所以通过调整逆变模块12的输出电压频率，可以实现对交流风扇转速的自动控制。

因此，本实施例提供的一种交流风扇调速电路，通过红外线测温仪14，采用非接触式测量散热器的温度，控制模块13根据红外线测温仪14测得的温度产生控制信号，控制逆变模块12输出的交流电的频率，从而实现对交流风扇的变频调速。由于红外线测温仪14无需接触散热器，也不占用散热空间，因此，不仅能够实现对交流风扇的变频调速，延长风扇寿命和降低风扇噪音，而且能够保证变频调速的精度，提高变频调速效果和散热器散热效果。

具体地，请参阅图2所示。

功率因数校正模块11包括电感l1、整流桥rec1、mos管q1、二极管d1、d2、电解电容c4、c5及滤波电容c1、c2、c3。ac_in为交流电源。

逆变模块12包括mos管q2、q3，电感l2及滤波电容c6。

其中，逆变模块12输出的交流电压为out_l和out_n之间的电压，用于控制交流风扇的转速。

功率因数校正模块11工作原理：

1、交流电的正半周期，电流的流向为从电感l1流向整流桥rec1或从电感l1流向二极管d1。当控制模块13输出的控制信号cnt1为高电平时，mos管q1导通，电流从电感l1流向整流桥rec1，并由整流桥rec1的正极直接流向负极。由于二极管d1的正极电势低于负极电势，所以二极管d1截止，电感l1将电能转换成磁能并存储在线圈中。而当控制模块13输出的控制信号cnt1为低电平时，mos管q1关断，这时，由于流过电感l1的电流不能发生突变，故电流从电感l1流向二极管d1，此时二极管d1的正极电势高于负极电势，所以二极管d1导通，电流流过二极管d1给电解电容c4充电，也即把电感l1存储的能量传递给电解电容c4。

2、交流电的负半周期，电流的方向为从整流桥rec1或者二极管d1流向电感l1。当控制模块13输出的控制信号cnt1为高电平时，mos管q1导通，电流从整流桥rec1流向电感l1，由整流桥rec1的正极直接流向负极。由于二极管d2的正极电势低于负极电势，所以二极管d2处于截止状态，没有电流流过。当控制模块13的输出信号cnt1为低电平时，mos管q1关断，这时，由于流过电感l1的电流不能发生突变，故电流从二极管d2流向电感l1，此时二极管d2的正极电势高于负极电势，所以二极管d2处于导通状态，电流流过二极管d2对电解电容c5充电。

这样，以电解电容c4的正极和电解电容c5的负极为两个输出端，可输出稳定的直流电，供给逆变模块12。同时，还可通过调整mos管q2的导通与关断时间，控制输出的电压的频率。

交流风扇调速原理：

由mos管q2，q3，电感l2，滤波电容c6构成逆变模块12，输出交流电压out_l及out_n连接交流风扇的原边线圈。cnt2，cnt3分别为控制模块13输出的pwm控制信号，通过调整pwm控制信号的脉冲宽度，来调整逆变模块12输出交流电压的频率。

具体的，由红外线测温仪14采样散热器的温度，送给控制模块13，控制模块13根据该温度高低，进行计算，并输出pwm控制信号cnt2和cnt3，分别用于驱动mos管q2和q3，使mos管导通或关断，经电感l2，滤波电容c6滤波后，逆变模块12输出交流电，输出交流电压的频率，表征了设备温度的高低。

当温度比较低时，比如小于50摄氏度，控制模块13根据采样到的散热器温度，产生pwm控制信号cnt2和cnt3，以调整逆变模块12输出电压的频率，使逆变模块12输出较低的交流电压，比如150vac，供给交流风扇，因交流风扇额定工作电压为220vac，所以，此时的风扇转速较慢。

当温度较高时，比如大于50摄氏度而小于70摄氏度时，控制模块13根据采样到的散热器温度，产生pwm控制信号cnt2和cnt3，以调整逆变模块12输出电压的频率，使逆变模块12输出额定的交流电压220vac，供给交流风扇，因交流风扇额定工作电压为220vac，所以，此时的风扇转速明显加快。

当温度再升高时，比如大于70摄氏度时，控制模块13根据采样到的散热器温度，产生pwm控制信号cnt2和cnt3，以调整逆变模块12输出电压的频率，使逆变模块12输出更高的交流电，比如240vac，供给交流风扇，因交流风扇的工作电压大于其额定工作电压，故风扇转速再次加快。

这样，就通过红外线测温仪14对散热器温度的实时监测，以及根据该温度产生的控制信号改变逆变模块12输出的交流电的频率，实现了对交流风扇的自动多级调速控制，延长了交流风扇使用寿命，减小了交流风扇运行噪音。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”可以意指为也包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。