提高dc电动机冷却风扇效率的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9379561阅读:来源:国知局
器值(NI)时,则将所述切换频率减 少到等于所述最大切换频率减去第一预定频率减少值的值。
[0022] 8.如技术方案7所述的方法,其进一步包括在将所述切换频率减少到等于所述 最大切换频率减去所述第一预定频率减少值的值之后,则将所述数字计数器增量一。
[0023] 9.如技术方案5所述的方法,其中当所述数字计数器(N)大于或等于第三预定计 数器值(NO)时,其中所述第三预定计数器值(NO)小于所述第一预定计数器值(N1),则将所 述切换频率减少到等于所述最大切换频率减去第二预定频率减少值的值。
[0024] 10.如技术方案9所述的方法,其进一步包括在将所述切换频率减少到等于所述 最大切换频率减去所述第二预定频率减少值的值之后,则将所述数字计数器增量一。
[0025] 11. -种用于基于电动机的速度和传递函数通过晶体管来控制脉冲宽度调制的 系统,包括: 存储所述传递函数的存储器; 具有调制输入电压和调制的输出电流的晶体管; 通过所述晶体管将所述调制的输出电流提供给所述电动机的直流电源; 配置成从所述晶体管吸收由于所述调制的输出电流产生的热量并且反映晶体管温度 的散热器;以及 计算设备,所述计算设备被配置成接收表示电动机的所需速度的电子信号并且被配置 成控制所述调制输入电压,其中所述晶体管基于所述晶体管温度在切换频率下从直流电源 产生调制的输出电流,并且具有基于作为对所述传递函数的输入的电子信号的占空比。
[0026] 12.如技术方案11所述的系统,其中所述脉冲宽度调制的输出电流的占空比被 连续地线性地增加。
[0027] 13.如技术方案11所述的系统,其中当所述散热器或者更好表示所述晶体管温 度的任何其他位置的温度超出预定极限时,将所述切换频率驱动至较低频率。
[0028] 14.如技术方案11所述的系统,其中当所述晶体管的温度超出高于预定极限的 最大极限时,将所述脉冲宽度调制的输出电流驱动至零。
[0029] 15. -种车辆,包括: 电动机; 接收调制输入电压并在切换频率下产生调制的输出电流的晶体管; 通过所述晶体管将直流电流提供给所述电动机的电源;以及 计算设备,所述计算设备被配置成接收表示所述电动机的所需速度的电子信号并且被 配置成控制所述调制输入电压,其中所述晶体管基于晶体管温度在切换频率下从所述直流 电源产生所述调制的输出电流,并且具有基于作为对所述传递函数的输入的电子信号的占 空比。
[0030] 16.如技术方案15所述的系统,其中所述脉冲宽度调制的输出电流的占空比被 连续地线性地增加。
[0031] 17.如技术方案10所述的方法,其中当所述晶体管的温度超出预定极限时,将所 述切换频率驱动至较低的切换频率。
【附图说明】
[0032] 下文将结合以下附图来描述示例性实施例,其中相同数字指示相同元件,并且其 中: 图1是根据一个实施例的用于DC电动机40的简化控制系统; 图2是根据一个实施例的适合的控制电路的系统图;以及 图3是根据一个实施例的晶体管的输出的占空比和平均电压对时间的说明曲线图; 图4是占空比改变函数的示例性曲线图,其中占空比随时间朝向最大值增加; 图5是晶体管输出电压的脉冲宽度与电压之间的关系的说明图; 图6是用于在命令的速度增加期间控制晶体管输出的占空比的方法的示例性流程图; 图7是示例性占空比输出传递函数; 图8是基于晶体管温度控制晶体管输出的切换频率的方法的示例性流程图;以及 图9描述其中耗散相应的功率的场效应晶体管(FET)中的电流和电压的说明性波形。
【具体实施方式】
[0033] 以下详细描述实质上仅是示例性的,而并不意欲限制应用和使用。此外,并不意欲 受以上技术领域、背景、简要概述或以下详细描述中提出的任何明确或暗示的理论限制。 [0034] 本领域技术人员将了解,结合本文披露的实施例描述的各种说明性逻辑方框、模 块、电路和算法步骤可以实施为电子硬件、在处理器上执行的计算机软件或二者的组合。上 文就功能和/或逻辑方框部件(或模块)以及各种处理步骤描述实施例和实施中的一些。然 而,应了解,这些方框部件(或模块)可以通过配置成执行指定功能的任何数量的硬件和/或 固件部件来实现。为了清除地说明硬件与软件的此可互换性,上文已经大体上就其功能性 描述了各种说明性部件、方框、模块、电路和步骤。此功能性是实施为硬件还是执行在处理 器上的软件取决于特定应用和对整体系统施加的设计限制。技术人员可以针对每个特定应 用以不同的方式实施所描述的功能性,但是这些实施决策不应解释为导致脱离本发明的范 围。例如,系统或部件的实施例可以使用各种集成电路部件,例如存储器元件、数字信号处 理元件、逻辑元件、查找表等,这些部件可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制 下执行多种功能。此外,本领域技术人员将了解,本文描述的实施例仅是示例性实施。
[0035] 结合本文披露的实施例描述的各种说明性逻辑方框、模块和电路和可以通过通用 处理器、数字信号处理器(DSP)、特定应用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其他 可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或者设计成执行本文描述的功能的 其任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器,但是替代地,处理器可以是任何常 规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实施为计算设备的组合,例如DSP 与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP芯或者任何其他此类配 置。词"示例性"在本文专门用来意味着"用作实例、示例或说明"。本文中描述为"示例性" 的任何实施例并不必解释为比其他实施例优选或有利。
[0036] 结合本文披露的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接在硬件中、在由处理器 执行的软件模块中或者在二者的组合中实施。软件模块可以常驻于RAM存储器、闪速存储 器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM或本领域 中已知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质联接到处理器,使得处理器可以从 存储介质读取信息并且将信息写入到存储介质。替代地,存储介质可以与处理器是整体形 成的。处理器和存储介质可以常驻于ASIC中。ASIC可以常驻于用户终端中。替代地,处理 器和存储介质可以作为用户终端中的分立部件常驻。
[0037] 在此文件中,诸如第一、第二等的关系术语可以仅用来将一个实体或动作与另一 个实体或动作区分开,而不必要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这类关系或次 序。诸如"第一"、"第二"、"第三"等的数字顺序仅指示多个中的不同个体,而并不暗示任何 次序或顺序,除非由权利要求语言明确定义。任何权利要求中的文字的顺序并不暗示必须 根据此顺序以临时或逻辑次序执行过程步骤,除非由权利要求的语言明确定义。在不脱离 本发明的范围的情况下,过程步骤可以任何次序来互换,只要此互换不与权利要求语言矛 盾并且并非在逻辑上无意义。
[0038] 此外,取决于上下文,用于描述不同元件之间的关系的诸如"连接"或"联接到"的 词并不暗示在这些元件之间必须进行直接物理连接。例如,两个元件可以通过一个或多个 额外的元件彼此物理地、电子地、逻辑地或者以任何其他方式连接。
[0039] 图1是用于DC电动机40的简化控制系统10,该DC电动机可以驱动诸如汽车的车 辆中的冷却风扇(未示出)。电动机40从DC电源50接收功率。DC电源可以是本领域中当 前已知或者可能在未来开发出的任何适合的DC电源。适合的电源的示例性非限制实例包 括电池、AC/DC转换器、发电机以及晶体管门驱动器。
[0040] 来自DC电源50的DC功率由晶体管20控制,该晶体管可以是本领域中当前已知 或者可能在未来开发出的任何适合的晶体管。作为非限制性实例,晶体管20是场效应晶体 管(FET)。由晶体管控制的DC功率的周期性由控制电路100控制,该控制电路进一步包括 存储器101。晶体管所产生的废热被释放到环境中,其中一些或所有通过热耗散器或散热 器30引导。散热器30可以是本领域中当前已知或者可能在未来开发出的任何适合的散热 器,并且可以由本领域中已知的任何适合的材料构成。散热器30可以与晶体管20物理接 触、可以围绕晶体管、可以离开晶体管一段距离定位但是通过传导、对流和/或辐射与晶体 管热接触。需要散热器30将FET (或其他类型的晶体管20)的温度维持在低于其最大操作 结温。对于FET而言,该温度是约150Γ。因此,所产生的热量越低,所需的散热器越小。
[0041] 图2是控制电路100的展开的系统图。控制电路100包括由电源80他可以是电 池50)供电的微控制器60。微控制器60可以
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