一种直流风扇及其运转控制与检测电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于风扇控制与运转状态检测领域，提供了一种直流风扇及其运转控制与检测电路。本发明通过采用包括霍尔感应器、主控模块以及信号输出模块的直流风扇运转控制与检测电路，由霍尔感应器对直流风扇的电机运转情况进行检测，并通过信号输出模块根据主控模块所输出的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号从同一输出端输出转速检测信号或报警信号，进而实现了在同一信号线输出转速检测信号和报警信号的目的，便于用户进行检测，提高了检测效率，且在同一输出端进行信号检测能够大大降低漏检的可能性，所以能够进一步提高检测准确率。
【专利说明】—种直流风扇及其运转控制与检测电路
【技术领域】
[0001]本发明属于风扇控制与运转状态检测领域，尤其涉及一种直流风扇及其运转控制与检测电路。
【背景技术】
[0002]目前，在直流风扇广泛应用于各种场所的同时，为了能够让用户掌握直流风扇的实际转速和运行状态，现有的直流风扇内部的主控芯片会根据风扇的运转状态输出转速检测信号，并在风扇因故障(如因外力受阻或电机烧毁)而停止转动时输出报警信号，用户可以通过检测转速检测信号和报警信号获知直流风扇的工作状态，并在风扇电机出现故障并停止转动的情况下及时对直流风扇进行维修处理。
[0003]然而，虽然现有的直流风扇能够提供转速检测信号和报警信号，但这两个信号并不是在同一条信号线输出，所以用户必须在不同的信号线上分别对转速检测信号和报警信号进行检测，这样就会使检测效率降低，且分别检测两个信号容易出现因漏检其中一个信号而导致用户所掌握到的检测结果的准确率低。因此，现有的直流风扇存在因转速检测信号和报警信号分别在不同的信号线输出而导致检测效率低且使检测结果的准确率低的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种直流风扇运转控制与检测电路，旨在解决现有的直流风扇所存在的因转速检测信号和报警信号分别在不同的信号线输出而导致检测效率低且使检测结果的准确率低的问题。
[0005]本发明是这样实现的，一种直流风扇运转控制与检测电路，与直流风扇中的电机及PWM控制电路连接，所述直流风扇运转控制与检测电路包括:
[0006]霍尔感应器，输入端接地，用于当所述电机运转时相应地输出感应脉冲信号，当所述电机因故障而停止运转时停止输出所述感应脉冲信号；
[0007]主控模块，电源端连接直流电源，PWM信号端连接所述PWM控制电路，第一输入端、第二输入端及感应电压输出端分别连接所述霍尔感应器的第一输出端、第二输出端及感应电压端，第一输出端和第二输出端分别连接所述电机的正极和负极，用于根据所述PWM控制电路所输出端的脉宽调制信号相应地控制所述电机进行运转，并根据所述霍尔感应器是否输出所述感应脉冲信号而输出相应的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号；以及
[0008]信号输出模块，电源端连接所述直流电源，第一输入端和第二输入端分别连接所述主控模块的第一信号输出端和第二信号输出端，用于根据所述转速检测脉冲信号和所述停转检测电平信号从其输出端输出转速检测信号或报警信号。
[0009]本发明的另一目的还在于提供一种直流风扇，所述直流风扇包括电机、PWM控制电路以及所述的直流风扇运转控制与检测电路。
[0010]本发明通过采用包括霍尔感应器、主控模块以及信号输出模块的直流风扇运转控制与检测电路，由霍尔感应器对直流风扇的电机运转情况进行检测，并通过信号输出模块根据主控模块所输出的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号从同一输出端输出转速检测信号或报警信号，进而实现了在同一信号线输出转速检测信号和报警信号的目的，便于用户进行检测，提高了检测效率，且在同一输出端进行信号检测能够大大降低漏检的可能性，所以能够进一步提高检测准确率，从而解决了现有的直流风扇所存在的因转速检测信号和报警信号分别在不同的信号线输出而导致检测效率低且使检测结果的准确率低的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例提供的直流风扇运转控制与检测电路的模块结构图。
[0012]图2是本发明实施例提供的直流风扇运转控制与检测电路的示例电路结构图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]本发明实施例通过采用包括霍尔感应器、主控模块以及信号输出模块的直流风扇运转控制与检测电路，由霍尔感应器对直流风扇的电机运转情况进行检测，并通过信号输出模块根据主控模块所输出的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号从同一输出端输出转速检测信号或报警信号，进而实现了在同一信号线输出转速检测信号和报警信号的目的，便于用户进行检测，提高了检测效率，且在同一输出端进行信号检测能够大大降低漏检的可能性，所以能够进一步提闻检测准确率。
[0015]图1示出了本发明实施例提供的直流风扇运转控制与检测电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0016]本发明实施例所提供的直流风扇运转控制与检测电路100与直流风扇中的电机200及PWM控制电路300连接，PWM控制电路300用于输出脉宽调制信号(即PWM信号)。
[0017]直流风扇运转控制与检测电路100包括:
[0018]霍尔感应器101，输入端IN接地，用于当电机200运转时相应地输出感应脉冲信号，当电机200因故障而停止运转时停止输出所述感应脉冲信号；
[0019]主控模块102，电源端连接直流电源VCC(其输出电压为12V)，PWM信号端连接PWM控制电路300，第一输入端、第二输入端及感应电压输出端分别连接霍尔感应器101的第一输出端0UT1、第二输出端0UT2及感应电压端HB，第一输出端和第二输出端分别连接电机200的正极和负极，用于根据PWM控制电路300所输出端的脉宽调制信号相应地控制电机200进行运转，并根据霍尔感应器是否输出所述感应脉冲信号而输出相应的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号；以及
[0020]信号输出模块103，电源端连接直流电源VCC (其输出电压为12V)，第一输入端和第二输入端分别连接主控模块102的第一信号输出端和第二信号输出端，用于根据所述转速检测脉冲信号和所述停转检测电平信号从其输出端输出转速检测信号或报警信号。
[0021]在本发明实施例中，当信号输出模块103的输出端输出转速检测信号时，则证明直流风扇的电机正常运转，用户可通过该转速检测信号测试电机的实际转速；当信号输出模块103的输出端输出报警信号时，则证明直流风扇的电机因某种故障原因而停转，用户便可根据该报警信号获知直流风扇已停转，这样就有利于用户及时对直流风扇的运转状态进行检测，并在出现故障时快速作出故障排查与处理工作。
[0022]图2示出了本发明实施例提供的直流风扇运转控制与检测电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下:
[0023]作为本发明一实施例，霍尔感应器101可以是型号为HWlOl的霍尔感应元件。
[0024]作为本发明一实施例，主控模块102包括:
[0025]二极管Dl、电阻R1、电容Cl、电阻R2、NPN型三极管Q1、电阻R3、电阻R4、二极管D2、电阻R5、电阻R6、电容C2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电机驱动芯片
U1、电容C4、稳压二极管Zl以及稳压二极管Z2 ；
[0026]二极管Dl的阳极为主控模块102的电源端，电阻Rl的第一端与电容Cl的第一端、电阻R3的第一端、电阻R4的第一端、电阻R5的第一端、电阻R7的第一端以及电机驱动芯片Ul的电源脚VCC共接于二极管Dl的阴极，电阻Rl的第二端与电阻R2的第一端所形成的共接点为主控模块102的PWM信号端，电阻R2的第二端连接NPN型三极管Ql的基极，电阻R3的第二端与电阻R4的第二端以及NPN型三极管Ql的集电极共接于二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与电阻R5的第二端、电阻R6的第一端以及电容C2的第一端共接于电机驱动芯片Ul的门限电压脚VTH，电阻R7的第二端与电阻R8的第一端及电阻R9的第一端共接于电机驱动芯片Ul的启动电压脚RMI，电阻RlO的第一端连接电机驱动芯片Ul的均衡电压脚6VERG,电阻RlO的第二端与电容C3的第一端共接于电机驱动芯片Ul的振荡输入脚CPWM，电机驱动芯片Ul的转速脉冲脚FG和停转电平脚RD分别为主控模块102的第一信号输出端和第二信号输出端，电机驱动芯片Ul的第一输出脚OUTl与稳压二极管Z2的阴极所形成的共接点为主控模块102的第一输出端，电机驱动芯片Ul的第二输出脚0UT2与稳压二极管Zl的阴极所形成的共接点为主控模块102的第二输出端，NPN型三极管Ql的发射极与电阻R6的第二端、电容C2的第二端、电阻R8的第二端、电阻R9的第二端、电容C3的第二端、稳压二极管Zl的阳极、稳压二极管Z2的阳极、电机驱动芯片Ul的第一接地脚GND1、第二接地脚GND2及第三接地脚GND3共接于地，电容C4连接于电机驱动芯片Ul的充放电地脚CT与地之间，电机驱动芯片Ul的感应电压脚HB、正输入脚DI+及负输入脚D1-分别为主控模块102的感应电压输出端、第一输入端及第二输入端。其中，二极管Dl主要用于极性保护，以防止电流回流至直流电源VCC ;电容Cl用于滤除直流电源VCC所输出直流电中的电压尖峰；稳压二极管Zl和稳压二极管Z2均是用于在电机驱动芯片Ul为电机200供电时,对电机200中的线圈因感生电势所产生的电压尖峰进行抑制和滤除；电机驱动芯片Ul具体可以是型号为LBl 1961的风扇电机驱动器。
[0027]作为本发明一实施例，信号输出模块103包括:
[0028]电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、NPN型三极管Q2及NPN型三极管Q3 ；
[0029]电阻Rll的第一端与电阻R12的第一端及NPN型三极管Q3的集电极所形成的共接点为信号输出模块103的第一输入端，NPN型三极管Q3的基极与电阻R13的第一端所形成的共接点为信号输出模块103的第二输入端，电阻R12的第二端连接NPN型三极管Q2的基极，电阻Rll的第二端与电阻R13的第二端及电阻R14的第一端所形成的共接点为信号输出模块103的电源端，电阻R14的第二端与NPN型三极管Q2的集电极所形成的共接点为信号输出模块103的输出端，NPN型三极管Q2的发射极连接NPN型三极管Q3的发射极。
[0030]以下结合工作原理对上述的直流风扇运转控制与检测电路作进一步说明:
[0031]在直流风扇运转工作时，PWM控制电路300输出PWM信号至主控模块102，则电机驱动芯片Ul会根据PWM信号的频率控制电机200相应地转动，则霍尔感应器101也会因电机200转动时其内部线圈所产生交变磁场而感应输出高电平和低电平至电机驱动芯片U1，则电机驱动芯片Ul又会因此从其第一输出脚OUTl和第二输出脚0UT2分别输出高电平(12V)和低电平(OV)驱动电机200继续运转，这样就能实现对电机200的循环驱动。
[0032]在直流风扇正常运转时，电机驱动芯片Ul会从其转速脉冲脚FG输出一个具有固定频率的脉冲信号(即转速检测脉冲信号)，而停转电平脚RD则输出低电平(即停转检测电平信号)，于是，NPN型三极管Q3因其基极为低电平而截止，NPN型三极管Q2则会按照转速检测脉冲信号的频率而实现开关操作，由于NPN型三极管Q2的集电极通过电阻R14上拉至直流电源VCC，这样就会使其集电极也随之输出一个具有相应频率的脉冲信号(即转速检测信号)，该脉冲信号的高电平为12V，低电平为0V。因此，在直流风扇正常运转时，用户可以通过获取转速检测信号对风扇转速进行检测。
[0033]在直流风扇因故障而停转时，电机驱动芯片Ul会从其转速脉冲脚FG输出高电平或低电平，而停转电平脚RD则输出高电平使NPN型三极管Q3导通，则NPN型三极管Q2的基极电位被强拉至大地，所以NPN型三极管Q2会截止，于是，NPN型三极管Q2的集电极维持与直流电源VCC同样的12V高电平(即报警信号)，这样，用户就可以从根据该12V高电平获知直流风扇出现故障，需要及时进行故障排查处理。
[0034]综上可知，转速检测信号和报警信号都是从NPN型三极管Q2的集电极输出的，这样就实现了通过同一信号线输出转速检测信号和报警信号的目的，有助于提升检测效率，且能提高检测准确率。
[0035]本发明实施例还提供了一种直流风扇，其包括上述的电机200、PWM控制电路300以及直流风扇运转控制与检测电路100。
[0036]本发明实施例通过采用包括霍尔感应器、主控模块以及信号输出模块的直流风扇运转控制与检测电路，由霍尔感应器对直流风扇的电机运转情况进行检测，并通过信号输出模块根据主控模块所输出的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号从同一输出端输出转速检测信号或报警信号，进而实现了在同一信号线输出转速检测信号和报警信号的目的，便于用户进行检测，提高了检测效率，且在同一输出端进行信号检测能够大大降低漏检的可能性，所以能够进一步提高检测准确率，从而解决了现有的直流风扇所存在的因转速检测信号和报警信号分别在不同的信号线输出而导致检测效率低且使检测结果的准确率低的问题。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种直流风扇运转控制与检测电路，与直流风扇中的电机及PWM控制电路连接，其特征在于，所述直流风扇运转控制与检测电路包括: 霍尔感应器，输入端接地，用于当所述电机运转时相应地输出感应脉冲信号，当所述电机因故障而停止运转时停止输出所述感应脉冲信号； 主控模块，电源端连接直流电源，PWM信号端连接所述PWM控制电路，第一输入端、第二输入端及感应电压输出端分别连接所述霍尔感应器的第一输出端、第二输出端及感应电压端，第一输出端和第二输出端分别连接所述电机的正极和负极，用于根据所述PWM控制电路所输出端的脉宽调制信号相应地控制所述电机进行运转，并根据所述霍尔感应器是否输出所述感应脉冲信号而输出相应的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号；以及 信号输出模块，电源端连接所述直流电源，第一输入端和第二输入端分别连接所述主控模块的第一信号输出端和第二信号输出端，用于根据所述转速检测脉冲信号和所述停转检测电平信号从其输出端输出转速检测信号或报警信号。
2.如权利要求1所述的直流风扇运转控制与检测电路，其特征在于，所述主控模块包括: 二极管D1、电阻R1、电容Cl、电阻R2、NPN型三极管Q1、电阻R3、电阻R4、二极管D2、电阻R5、电阻R6、电容C2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电机驱动芯片U1、电容C4、稳压二极管Zl以及稳压二极管Z2 ； 所述二极管Dl的阳极为所述主控模块的电源端，所述电阻Rl的第一端与所述电容Cl的第一端、所述电阻R3的第一端、所述电阻R4的第一端、所述电阻R5的第一端、所述电阻R7的第一端以及所述电机驱动芯片Ul的电源脚共接于所述二极管Dl的阴极，所述电阻Rl的第二端与所述电阻R2的第一端所形成的共接点为所述主控模块的PWM信号端，所述电阻R2的第二端连接所述NPN型三极管Ql的基极，所述电阻R3的第二端与所述电阻R4的第二端以及所述NPN型三极管Ql的集电极共接于所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极与所述电阻R5的第二端、所述电阻R6的第一端以及所述电容C2的第一端共接于所述电机驱动芯片Ul的门限电压脚，所述电阻R7的第二端与所述电阻R8的第一端及所述电阻R9的第一端共接于所述电机驱动芯片Ul的启动电压脚，所述电阻RlO的第一端连接所述电机驱动芯片Ul的均衡电压脚，所述电阻RlO的第二端与所述电容C3的第一端共接于所述电机驱动芯片Ul的振荡输入脚，所述电机驱动芯片Ul的转速脉冲脚和停转电平脚分别为所述主控模块的第一信号输出端和第二信号输出端，所述电机驱动芯片Ul的第一输出脚与所述稳压二极管Z2的阴极所形成的共接点为所述主控模块的第一输出端，所述电机驱动芯片Ul的第二输出脚与所述稳压二极管Zl的阴极所形成的共接点为所述主控模块的第二输出端，所述NPN型三极管Ql的发射极与所述电阻R6的第二端、所述电容C2的第二端、所述电阻R8的第二端、所述电阻R9的第二端、所述电容C3的第二端、所述稳压二极管Zl的阳极、所述稳压二极管Z2的阳极、所述电机驱动芯片Ul的第一接地脚、第二接地脚及第三接地脚共接于地，所述电容C4连接于所述电机驱动芯片Ul的充放电地脚与地之间，所述电机驱动芯片Ul的感应电压脚、正输入脚及负输入脚分别为所述主控模块的感应电压输出端、第一输入端及第二输入端。
3.如权利要求1所述的直流风扇运转控制与检测电路，其特征在于，所述信号输出模块包括: 电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、NPN型三极管Q2及NPN型三极管Q3 ； 所述电阻Rll的第一端与所述电阻R12的第一端及所述NPN型三极管Q3的集电极所形成的共接点为所述信号输出模块的第一输入端，所述NPN型三极管Q3的基极与所述电阻R13的第一端所形成的共接点为所述信号输出模块的第二输入端，所述电阻R12的第二端连接所述NPN型三极管Q2的基极，所述电阻Rll的第二端与所述电阻R13的第二端及所述电阻R14的第一端所形成的共接点为所述信号输出模块的电源端，所述电阻R14的第二端与所述NPN型三极管Q2的集电极所形成的共接点为所述信号输出模块的输出端，所述NPN型三极管Q2的发射极连接所述NPN型三极管Q3的发射极。
4.一种直流风扇，包括电机和PWM控制电路，其特征在于，所述直流风扇还包括直流风扇运转控制与检测电路，所述直流风扇运转控制与检测电路与所述电机及所述PWM控制电路连接，所述直流风扇运转控制与检测电路包括: 霍尔感应器，输入端接地，用于当所述电机运转时相应地输出感应脉冲信号，当所述电机因故障而停止运转时停止输出所述感应脉冲信号； 主控模块，电源端连接直流电源，PWM信号端连接所述PWM控制电路，第一输入端、第二输入端及感应电压输出端分别连接所述霍尔感应器的第一输出端、第二输出端及感应电压端，第一输出端和第二输出端分别连接所述电机的正极和负极，用于根据所述PWM控制电路所输出端的脉宽调制信号相应地控制所述电机进行运转，并根据所述霍尔感应器是否输出所述感应脉冲信号而输出相应的转速检测脉冲信号和停转检测电平信号；以及 信号输出模块，电源端连接所述直流电源，第一输入端和第二输入端分别连接所述主控模块的第一信号输出端和第二信号输出端，用于根据所述转速检测脉冲信号和所述停转检测电平信号从其输出端输出转速检测信号或报警信号。
5.如权利要求4所述的直流风扇，其特征在于，所述主控模块包括: 二极管D1、电阻R1、电容Cl、电阻R2、NPN型三极管Q1、电阻R3、电阻R4、二极管D2、电阻R5、电阻R6、电容C2、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电机驱动芯片U1、电容C4、稳压二极管Zl以及稳压二极管Z2 ； 所述二极管Dl的阳极为所述主控模块的电源端，所述电阻Rl的第一端与所述电容Cl的第一端、所述电阻R3的第一端、所述电阻R4的第一端、所述电阻R5的第一端、所述电阻R7的第一端以及所述电机驱动芯片Ul的电源脚共接于所述二极管Dl的阴极，所述电阻Rl的第二端与所述电阻R2的第一端所形成的共接点为所述主控模块的PWM信号端，所述电阻R2的第二端连接所述NPN型三极管Ql的基极，所述电阻R3的第二端与所述电阻R4的第二端以及所述NPN型三极管Ql的集电极共接于所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极与所述电阻R5的第二端、所述电阻R6的第一端以及所述电容C2的第一端共接于所述电机驱动芯片Ul的门限电压脚，所述电阻R7的第二端与所述电阻R8的第一端及所述电阻R9的第一端共接于所述电机驱动芯片Ul的启动电压脚，所述电阻RlO的第一端连接所述电机驱动芯片Ul的均衡电压脚，所述电阻RlO的第二端与所述电容C3的第一端共接于所述电机驱动芯片Ul的振荡输入脚，所述电机驱动芯片Ul的转速脉冲脚和停转电平脚分别为所述主控模块的第一信号输出端和第二信号输出端，所述电机驱动芯片Ul的第一输出脚与所述稳压二极管Z2的阴极所形成的共接点为所述主控模块的第一输出端，所述电机驱动芯片Ul的第二输出脚与所述稳压二极管Zl的阴极所形成的共接点为所述主控模块的第二输出端，所述NPN型三极管Ql的发射极与所述电阻R6的第二端、所述电容C2的第二端、所述电阻R8的第二端、所述电阻R9的第二端、所述电容C3的第二端、所述稳压二极管Zl的阳极、所述稳压二极管Z2的阳极、所述电机驱动芯片Ul的第一接地脚、第二接地脚及第三接地脚共接于地，所述电容C4连接于所述电机驱动芯片Ul的充放电地脚与地之间，所述电机驱动芯片Ul的感应电压脚、正输入脚及负输入脚分别为所述主控模块的感应电压输出端、第一输入端及第二输入端。
6.如权利要求4所述的直流风扇,其特征在于,所述信号输出模块包括: 电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、NPN型三极管Q2及NPN型三极管Q3 ； 所述电阻Rll的第一端与所述电阻R12的第一端及所述NPN型三极管Q3的集电极所形成的共接点为所述信号输出模块的第一输入端，所述NPN型三极管Q3的基极与所述电阻R13的第一端所形成的共接点为所述信号输出模块的第二输入端，所述电阻R12的第二端连接所述NPN型三极管Q2的基极，所述电阻Rll的第二端与所述电阻R13的第二端及所述电阻R14的第一端所形成的共接点为所述信号输出模块的电源端，所述电阻R14的第二端与所述NPN型三极管Q2的集电极所形成的共接点为所述信号输出模块的输出端，所述NPN型三极管Q2的发射极连接所述NPN型三极管Q3的发射极。
【文档编号】H02P7/29GK104167963SQ201310180929
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】周明杰, 徐亮亮 申请人:海洋王（东莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司