专利名称：风扇用多重脉宽调制的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇用多重脉宽调制(PWM)的控制方法，该方法可以使风扇电动机减少耗能、提高风扇电动机控制的整体效能。
背景技术：
一般，公知的脉宽调制(PWM)信号控制风扇电动机的控制电路，如中国台湾专利公告第507973号的《用于散热系统之控制电路》，该控制电路包括一信号产生器，电连接于该散热系统与提供该散热系统电压的电源之间，用于产生一控制信号，控制该电源的开关；以及一电压调节装置，电连接于该散热系统与该电源之间，并且与该信号产生器并联，用于不断提供该散热系统内电路的基本电源，以避免与该散热系统电连接的外部组件所输出的信号受到该控制信号的干扰。
虽然上述《用于散热系统之控制电路》中，可实现避免与该散热系统电连接的外部组件所输出的信号受到该控制信号的干扰，但是该控制电路在实际运用上仍有不足之处，因为，当风扇电动机转动时分为低速、中速及高速，而当风扇电动机使用上述控制电路或一般公知的控制电路时，其低速、中速及高速周期所输出的波形图如图7、图8所示，从中可知该风扇电动机在换相周期时，输出信号的波形呈一连续输出的状态。因此，当使用公知的脉宽调制(PWM)信号控制风扇电动机控制电路时，极易造成该风扇电动机在低速、中速及高速时增加其风扇运转的耗能，使风扇所需的耗电功率增加，而无法达到节省功耗以及提高风扇有效运作的功效，进而使风扇电动机在换相时切换不顺，导致降低风扇电动机的效能。
发明内容
本发明的主要目的，在于可使风扇电动机的效能与外界给予的功率相互匹配，使风扇电动机减少耗能、提高风扇电动机控制的整体效能。
为实现上述目的，本发明提供一种风扇用多重脉宽调制的控制方法，该控制方法包括将一脉宽调制信号产生模块电性连接在风扇电动机与为该风扇电动机提供电压的电源之间，该脉宽调制信号产生模块为一脉宽调整电路；在该风扇电动机运转时，根据风扇电动机所处的低速、中速或高速的不同工作状态，上述脉宽调整电路产生不同脉宽的调制信号，控制上述电源的激活或关闭。
上述脉宽调整电路的缓冲时段控制信号的占空因数处在3％～30％的范围内。
上述脉宽调制信号产生模块为多重信号产生器。
图1为本发明信号产生器的第一实施例控制电路图；图2为本发明信号产生器的输出信号波形图；图3为本发明第二实施例的控制电路图；图4为本发明第二实施例的电压、电枢电流及速度波形图；图5为本发明第三实施例的控制电路图；
图6为本发明基本直流变换器及相对应的直流电动机端电压图；图7为公知的信号产生器的输出信号波形图；图8为公知的信号产生器的输出信号波形图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，为本发明信号产生器的第一实施例控制电路图和本发明信号产生器的输出信号波形图。本发明提供一种风扇用多重脉宽调制(PWM)的控制方法，其为以一信号产生器2分别给予不同的缓冲时段控制信号，可使风扇电动机1的效能与外界给予的功率相互匹配，进而使风扇电动机1减少耗能、提高风扇电动机1控制的整体效能。
上述信号产生器2通过电性连接的方式连接在风扇电动机1以及提供该风扇电动机1电压的电源3之间，且该信号产生器2产生一控制信号用以控制该电源3的激活和关闭；该信号产生器2为一脉宽调变电路，且该信号产生器2在风扇电动机1处于不同工作效能时分别给予不同的脉宽调变信号，以使该风扇电动机1具有多重的脉宽调变，而该风扇电动机1的工作效能分为低速、中速及高速，而该信号产生器2分别在低速、中速及高速的不同工作效能时分别给予不同的脉宽调变信号，其波形图如图2所示，且该脉宽调整电路的缓冲时段控制信号的占空因数处在3％～30％的范围内。上述风扇用多重脉宽调制(PWM)的控制方法，可使风扇电动机1的效能与外界给予的功率相互匹配，进而使风扇电动机1减少耗能、提高风扇电动机1控制的整体效能。
请参阅图3、图4为本发明第二实施例的控制电路图和本发明第二实施例的电压、电枢电流及速度波形图。如图所示在较大负载的情况下，晶体管将承受大量的功率散逸问题，部分的能量将转为热而损失，因为电动机4是电感性负载，流经电枢的电流不会因晶体管的控制电压Vi突然降为零也立即下降为零，电流必须满足连续的物理特性，而根据特定的时间常数缓慢下降。同样的当Vi突然上升时，Ia也根据特定的时间常数逐渐上升，再加上电动机的惯性作用，电动机4的转动并不会立即停止或瞬间转动。其控制电压及相对应的电压、电枢电流及速度波形图，如图4所示；直接调整输入控制电压的脉宽即可控制电动机4的电流，进而控制电动机4的运转。图4中同时也显示输入控制脉冲的占空因数(duty cycle)与速度之间的关系，当输入电压脉冲较长时，电动机4的转速将上升，反之则降低。
请参阅图5、图6，为本发明第三实施例的控制电路图和本发明基本直流变换器及相对应的直流电动机端电压图。如图所示为了改善使用继电器控制转向的缺点，本发明亦可运用在第三实施例中，如图6所示，为基本直流变换器及相对应的直流电动机5的端电压图，其基本的逻辑结构是开关实施切换时，令S1与S3为一组，S2与S4为另外一组，两个开关一起连动，并且两组开关切换必须互斥，以免发生短路的情况。而由此可整理出以下两个规则；(1)S1、S3为接通且S2、S4为断开时，电动机5的端电压Vm＝+Vbb，此时电动机5为顺时针旋转。
(2)S1、S3为断开且S2、S4为接通时，电动机的端电压Vm＝-Vbb，此时电动机5为逆时针旋转。
权利要求
1.一种风扇用多重脉宽调制的控制方法，该控制方法包括将一脉宽调制信号产生模块电性连接在风扇电动机与为该风扇电动机提供电压的电源之间，该脉宽调制信号产生模块为一脉宽调整电路；在该风扇电动机运转时，根据风扇电动机所处的低速、中速或高速的不同工作状态，上述脉宽调整电路产生不同脉宽的调制信号，控制上述电源的激活或关闭。
2.根据权利要求1所述的风扇用多重脉宽调制的控制方法，其特征在于，上述脉宽调整电路的缓冲时段控制信号的占空因数处在3％～30％的范围内。
3.根据权利要求1所述的风扇用多重脉宽调制的控制方法，其特征在于，该脉宽调制信号产生模块为多重信号产生器。
全文摘要
本发明提供一种风扇用多重脉宽调制的控制方法，将一多重信号产生器电性连接在风扇电动机与为该风扇电动机提供电压的电源之间，该信号产生器为一脉宽调整电路；在该风扇电动机运转时，根据风扇电动机所处的低速、中速或高速的不同工作状态，上述脉宽调整电路产生不同脉宽的调制信号，控制上述电源的激活或关闭；可使风扇电动机的效能与外界给予的功率相互匹配，使风扇电动机减少耗能、提高风扇电动机控制的整体效能。
文档编号H02P7/06GK1567703SQ03148268
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月1日 优先权日2003年7月1日
发明者侯宗德 申请人:达隆科技股份有限公司