风扇用驱动控制器及风扇的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风扇用驱动控制器及风扇。所述风扇用驱动控制器包括：整流滤波单元，用于将具有预定交流电压的交流电转换为设定的直流电压的直流电；降压式开关电源变换器单元，其与所述整流滤波单元连接，用于将所述设定的直流电压降为工作直流电压；驱动装置单元，连接于所述降压式开关电源变换器单元，采用所述工作直流电压驱动风扇马达旋转。本实用新型的有益效果为：通过将具有预定交流电压的交流电转换为能够使用的具有工作直流电压的直流电，由此采用该具有工作直流电压的直流电驱动风扇马达，保证能量转换率较高的情况下降低风扇的制造成本和使用成本，利于节能环保。
【专利说明】 风扇用驱动控制器及风扇
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电器控制【技术领域】，具体涉及一种风扇用驱动控制器。此外，本实用新型还涉及一种包括上述驱动控制器的风扇。
【背景技术】
[0002]采用嵌入式控制器(简称:EC, Embedded Controller)的风扇所使用的电能仅仅是工业标准风机消耗电能的1/3。其具有的优点:EC风扇操作方便、没有多大噪音，而且转速控制效率高；EC风扇的所有的电子设备都嵌放在风机内部，使得风扇整体结构简单，集成度高；EC风扇可以实现传统的交流风扇所没有的堵转保护及自恢复功能；EC风扇不受体积小的限制；EC风扇搭配不同的电子驱动可以实现更高转速；EC风扇性价比高。
[0003]但是，现有技术中采用较多的是交流电，通常采用单片机配合MOS管的方式直接控制风扇马达线圈做功，从而实现风扇的运转。这种驱动架构的优势是转换效率高，但是存在的缺陷是由于需要高压驱动，马达线圈的制作工艺较为复杂，再加上单片机需要写入程序，会存在保密情形的发生，而且单片机本身的成本也很贵，也不便于每家厂商统一使用同一规格的单片机去配置使用，另外，还需要增加辅助电源以给单片机供电，致使风扇整机的线路较复杂，由此导致风扇的制造成本以及使用成本较高。因此，急需一种风扇用驱动控制器以解决现有技术中存在的上述问题。
实用新型内容
[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种风扇用驱动控制器，这种驱动控制器在较高转换效率的情况下，成本低。此外，本实用新型还提供一种采用所述驱动控制器的风扇。
[0005]本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]一种风扇用驱动控制器，其包括:整流滤波单元，用于将具有预定交流电压的交流电转换为设定的直流电压的直流电；降压式开关电源变换器单元，其与所述整流滤波单元连接，用于将所述设定的直流电压降为工作直流电压；驱动装置单元，连接于所述降压式开关电源变换器单元，采用所述工作直流电压驱动风扇马达旋转。
[0007]优选地，所述降压式开关电源变换器单元包括PWM控制芯片Ul、开关管Ql、滤波电容 EC2、续流二极管 D2、电感 LP1、电阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、电容 Cl、C2、C3和二极管D3、D4、D5，PWM控制芯片的I端连接电阻R6、并联电阻R3、R4以及续流二极管D2后接地，PWM控制芯片的2端通过电容C4连接于所述续流二极管，PWM控制芯片的3端分别通过电阻R7以及与电阻R7并联的电阻R8和电容C3连接至所述续流二极管D2，二极管D3的一端连接至电阻R8和电容C3之间，二极管D3的另一端通过并联的滤波电容EC2和电阻RlO接地，并且所述二极管D3的另一端还连接至所述二极管D4和所述二极管D5之间，电感LPl连接在所述电容C3所述滤波电容EC2之间，PWM控制芯片的4端直接连接于所述续流二极管D2，PWM控制芯片的5端通过电阻R5连接至所述开关管Ql的基极，所述开关管Ql的发射极通过并联电阻R3、R4连接至所述续流二极管D2，PWM控制芯片的6端通过并联的电容Cl、C2连接至所述续流二极管D2，电阻Rl，R2依次串联后连接至PWM控制芯片的6端和并联电容Cl、C2之间，电阻R9的一端连接至并联电容Cl、C2和电阻R2之间，电阻R9的另一端连接串联的二极管D4、D5。
[0008]优选地,所述驱动装置单元包括霍尔驱动IC和马达线圈,所述霍尔驱动IC的VCC引脚连接至所述工作直流电压的正极，所述马达线圈连接在所述霍尔驱动IC的输出引脚和所述工作直流电压的正极之间。
[0009]优选地，所述马达线圈包括单相马达线圈、两相马达线圈或者三相马达线圈。
[0010]优选地，所述驱动装置单元包括三相马达线圈，所述三相马达线圈分别连接至所述工作直流电压的正极。
[0011 ] 优选地，所述整流滤波单元包括整流桥BDl和滤波电容ECl，所述整流桥BDl的I端连接至具有预定交流电压的交流电的输入端，所述整流桥BDl的2端连接至所述交流电的零线，所述整流桥BDl的3端接地，所述滤波电容ECl的两端分别连接至所述整流桥BDl的3端和4端。
[0012]优选地，驱动控制器还包括抗电磁干扰单元，所述抗电磁干扰单元设置在所述整流滤波单元和交流电之间。
[0013]优选地，所述抗电磁干扰单元还包括保险丝F1，所述保险丝Fl串联连接在所述交流电的输入端。
[0014]此外，本实用新型还公开了一种风扇，其包括根据上文所述的驱动控制器。
[0015]本实用新型的有益效果为:通过整流滤波单元将具有预定交流电压的交流电转换为设定的直流电压的直流电，然后通过降压式开关电源变换器单元将设定的直流电压的直流电降为具有工作直流电压的直流电，由此通过该具有工作直流电压的直流电驱动风扇马达旋转。由此可以采用直流的方式驱动风扇，相比于传统的交流驱动方式，这种驱动方式的转化效率高，由于不需要高压驱动，马达线圈不需要复杂工艺完成，并且不需要增加额外的辅助电源，简化了风扇整机的线路，降低了风扇的制造成本和使用成本，利于节能环保。进一步地，采用的PWM控制芯片控制开关管Ql的开关频率足够高，可以达到60K-100K，由此使得电感小型化，成本低廉。从应用领域上来讲，可以直接替代传统的交流风扇，包括IT/工业/家电类的交流风扇，也可采用本实用新型技术对传统的直流风扇的内部电路进行改进以直接使用交流供电。由此使得上述交流风扇和直流风扇较简单地转换为EC风扇。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的一个优选实施例的控制器的电路原理图；
[0017]图2是图1所示控制器的工作流程图。
[0018]图中:10、整流滤波单元；20、降压式开关电源变换器单元；30、驱动装置单元。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本实用新型公开的风扇用驱动控制器，其包括整流滤波单元20、降压式开关电源变换器单元30和驱动装置单元40。下面将详细地描述本实用新型的控制器及其各个部分。
[0020]整流滤波单元20用于将具有预定交流电压的交流电转换为设定的直流电压的直流电。如图2所示，预定交流电压可以是AC85V-450V，经过整流滤波后转换成的设定的直流电压为DC120-630。上述预定交流电压的交流电是通常所说的家用或者工业供电电压，可以参考预定交流电压和设定的直流电压设计整流滤波单元以及选用相应的元器件。
[0021 ] 优选地，如图1所示，整流滤波单元20包括整流桥BDl和滤波电容ECl，整流桥BDl的I端连接至具有预定交流电压的交流电的输入端，整流桥BDl的2端连接至交流电的零线,整流桥BDl的3端接地，滤波电容ECl的两端分别连接至整流桥BDl的3端和4端。
[0022]如图1所示，降压式开关电源变换器单元30与整流滤波单元20连接，其用于将设定的直流电压降为工作直流电压。如图2所示，将设定的直流电压DC120V-630V转换成为DC12V、24V或者48V等的工作直流电压。
[0023]驱动装置单元40连接于降压式开关电源变换器单元30，采用工作直流电压驱动风扇马达旋转。驱动装置单元40采用DC12V、24V或者48V等的工作直流电压驱动风扇马达旋转。
[0024]进一步地，参见图1所示，为了提高电路的稳定性以及使用寿命，降低辐射危害，驱动控制器还包括抗电磁干扰单元10，抗电磁干扰单元10设置在整流滤波单元20和交流电之间。抗电磁干扰单元10可以采用现有技术中常规的抗电磁干扰单元。优选地，如图所示，抗电磁干扰单元10还包括保险丝F1，保险丝Fl串联连接在交流电的输入端，由此提高驱动控制器使用的安全性能，避免漏电或者短路的发生。
[0025]作为优选地实施例，如图1所示，降压式开关电源变换器单元30的结构包括PWM控制芯片U1、开关管Q1、滤波电容EC2、续流二极管D2、电感LP1、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、电容Cl、C2、C3和二极管D3、D4、D5，PWM控制芯片的I端连接电阻R6、并联电阻R3、R4以及续流二极管D2后接地，PWM控制芯片的2端通过电容C4连接于续流二极管，PWM控制芯片的3端分别通过电阻R7以及与电阻R7并联的电阻R8和电容C3连接至续流二极管D2，二极管D3的一端连接至电阻R8和电容C3之间，二极管D3的另一端通过并联的滤波电容EC2和电阻RlO接地，并且二极管D3的另一端还连接至二极管D4和二极管D5之间，电感LPl连接在电容C3滤波电容EC2之间，PWM控制芯片的4端直接连接于续流二极管D2，PWM控制芯片的5端通过电阻R5连接至开关管Ql的基极，开关管Ql的发射极通过并联电阻R3、R4连接至续流二极管D2，PWM控制芯片的6端通过并联的电容Cl、C2连接至续流二极管D2，电阻Rl，R2依次串联后连接至P丽控制芯片的6端和并联电容Cl、C2之间，电阻R9的一端连接至并联电容C1、C2和电阻R2之间，电阻R9的另一端连接串联的二极管D4、D5。
[0026]降压式开关电源变换器单元30的工作原理为:当开关管Ql导通时，二极管D2截止，输入的具有设定的直流电压的直流电经开关管Ql向电感LPl和滤波电容EC2充电，由此从电感LPl中流经的电流增加电感LPl的储能。当开关管Ql截止时，电感LPl感应出左负右正的电压，经驱动装置单元连接的负载和续流二极管D2释放电感LPl中存储的能量，维持降压式开关电源变换器单元输出的工作直流电压不变。该单元输出的工作直流电压的高低由加在开关管Ql基极的脉冲宽度确定。
[0027]作为其中一个优选地实施例,如图1所示，驱动装置单元40包括霍尔驱动IC(参加U3)和马达线圈(例如FANLl和FANL2)，霍尔驱动IC的VCC引脚连接至工作直流电压的正极，马达线圈连接在霍尔驱动IC的输出引脚和工作直流电压的正极之间。优选地，马达线圈包括单相马达线圈、两相马达线圈或者三相马达线圈，如图中所示马达线圈为两相马达线圈。由此可以根据马达线圈的个数选用不同型号的霍尔驱动IC以使一个马达线圈对应霍尔驱动IC的一个输出引脚。作为另一个优选实施例，驱动装置单元40包括三相马达线圈，三相马达线圈分别连接至工作直流电压的正极。由此可以根据客户的实际安装需求来实现马达电机的驱动。
[0028]此外，本实用新型还公开了一种风扇，其包括根据上文所述的驱动控制器。由此可知该风扇转换率高，成本低。
[0029]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种风扇用驱动控制器，其特征在于，包括: 整流滤波单元，用于将具有预定交流电压的交流电转换为设定的直流电压的直流电； 降压式开关电源变换器单元，其与所述整流滤波单元连接，用于将所述设定的直流电压降为工作直流电压； 驱动装置单元，连接于所述降压式开关电源变换器单元，采用所述工作直流电压驱动风扇马达旋转。
2.根据权利要求1所述的驱动控制器，其特征在于，所述降压式开关电源变换器单元包括PWM控制芯片(Ul)、开关管(Ql)、滤波电容(EC2)、续流二极管(D2)、电感(LPl)、电阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10)、电容(C1、C2、C3)和二极管(D3、D4、D5)，PWM 控制芯片的I端连接电阻(R6)、并联电阻(R3、R4)以及续流二极管(D2)后接地，PWM控制芯片的2端通过电容(C4)连接于所述续流二极管，PWM控制芯片的3端分别通过电阻(R7)以及与电阻(R7)并联的电阻(R8)和电容(C3)连接至所述续流二极管(D2)，二极管(D3)的一端连接至电阻(R8)和电容(C3)之间，二极管(D3)的另一端通过并联的滤波电容(EC2)和电阻(RlO)接地，并且所述二极管(D3)的另一端还连接至所述二极管(D4)和所述二极管(D5)之间，电感(LPl)连接在所述电容(C3)所述滤波电容(EC2)之间，PWM控制芯片的4端直接连接于所述续流二极管(D2)，PWM控制芯片的5端通过电阻(R5)连接至所述开关管(Ql)的基极，所述开关管(Ql)的发射极通过并联电阻(R3、R4)连接至所述续流二极管(D2)，PWM控制芯片的6端通过并联的电容(C1、C2)连接至所述续流二极管(D2)，电阻(Rl，R2)依次串联后连接至PWM控制芯片的6端和并联电容(C1、C2)之间，电阻(R9)的一端连接至并联电容(C1、C2)和电阻(R2)之间，电阻(R9)的另一端连接串联的二极管(D4、D5)。
3.根据权利要求1或2所述的驱动控制器，其特征在于，所述驱动装置单元包括霍尔驱动IC和马达线圈，所述霍尔驱动IC的VCC引脚连接至所述工作直流电压的正极，所述马达线圈连接在所述霍尔驱动IC的输出引脚和所述工作直流电压的正极之间。
4.根据权利要求3所述的驱动控制器，其特征在于，所述马达线圈包括单相马达线圈、两相马达线圈或者三相马达线圈。
5.根据权利要求1或2所述的驱动控制器，其特征在于，所述驱动装置单元包括三相马达线圈，所述三相马达线圈分别连接至所述工作直流电压的正极。
6.根据权利要求1或2所述的驱动控制器，其特征在于，所述整流滤波单元包括整流桥(BDl)和滤波电容(ECl)，所述整流桥(BDl)的I端连接至具有预定交流电压的交流电的输入端，所述整流桥(BDl)的2端连接至所述交流电的零线，所述整流桥(BDl)的3端接地，所述滤波电容(ECl)的两端分别连接至所述整流桥(BDl)的3端和4端。
7.根据权利要求1或2所述的驱动控制器，其特征在于，还包括抗电磁干扰单元，所述抗电磁干扰单元设置在所述整流滤波单元和交流电之间。
8.根据权利要求7所述的驱动控制器，其特征在于，所述抗电磁干扰单元还包括保险丝(Fl)，所述保险丝(Fl)串联连接在所述交流电的输入端。
9.一种风扇，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的驱动控制器。
【文档编号】H02P7/28GK204089662SQ201420477851
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】余朝胜 申请人:余朝胜