专利名称：空调室内机中直流无刷风机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空调器室内机，具体涉及空调器室内机的直流无刷风机中的控制装置。
本实用新型作出以前，国内外空调产品中是内机的风机主要有以下几种单相抽头风机、PG风机、带霍尔传感器的直流无刷风机和普通直流无刷风机(即不带位置传感器的直流无刷风机)。抽头式风机的缺点是不能无级调速；PG风机调速范围窄，且发热严重、效率低；带霍尔传感器的直流无刷风机性能较好，但价格较贵；普通直流无刷风机控制起来较困难，但价格低廉且性能好。普通型直流无刷风机驱动技术的硬件部分如
图1所示。由于直流无刷风机本质上是一种交流同步电机，转子为稀土永磁式的，且转子磁场式梯形的。驱动这种直流无刷风机，必须要有转子位置信息输入到MCU(微控制器)，这样MCU才能知道何时应该对逆变器换向。图1比较清晰地表达了传统的基于霍尔传感器的直流无刷风机的驱动方案。它主要是通过霍尔传感器传出的信号经过传感器信号处理电路处理后传送给八位或十六位微控制器的I/O口；同时将逆变电路的过流信号通过过流检测处理电路处理后传送到八位或十六位微控制器的A/D出入口，这些电路在一些科技书刊上是比较常见的方案。
本实用新型的目的是提供一种风机反馈信号不采用霍尔传感器电路及相应的信号处理电路，直接连接在微处理器上的空调室内机中直流无刷风机。
为达到上述目的本实用新型是这样实现的，一种空调室内机中直流无刷风机，它是由控制装置连接风机构成，其中控制装置包括微控制器，微控制器连接预处理电路，预处理电路连接逆变电路，逆变电路连接直流无刷风机，直流无刷风机中的风机三路端线通过分压电路连接微控制器；所述的逆变电路的公共端通过电阻连接运算放大器的3脚，同时通过电阻接地，该运算放大器的2脚通过电阻接地，该运算放大器的2脚还通过电阻连接其1脚，该运算放大器的1脚通过电阻和二极管连接+5V电源，该运算放大器的1脚通过电阻连接微控制器的ADCIN端。
本实用新型的优点和积极效果是，现在的空调器由于市场竞争日益激烈，通过这样的电路的改进可以省略霍尔传感器电路及相应的信号处理电路，简单的用几只电阻和电容替代，这样在制造成本上降低，所以可以取得价格优势。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型作出以前的电路方框图；图2是本实用新型一个实施例的电路图；图3是本实用新型一个实施例风机电流图。
如图2所示，一种空调室内机中直流无刷风机，它是由控制装置连接风机构成，其中控制装置包括微控制器1，微控制器1连接预处理电路2，预处理电路2连接逆变电路3，逆变电路3连接直流无刷风机4，直流无刷风机中的风机三路端线通过分压电路连接微控制器1；逆变电路3的公共端通过1.2K电阻R8连接运算放大器5的3脚，同时通过0.22K电阻R7接地，该运算放大器5的2脚通过10K电阻R9接地，该运算放大器5的2脚还通过100K电阻R10连接其1脚，该运算放大器5的1脚通过330K电阻R11和IN4148二极管D1连接+5V电源，该运算放大器5的1脚通过电阻R11连接微控制器1的ADCIN端32脚。注意，图2中的参数是在如下条件下取得的电动机额定功率23w，工作直流电压≤36V单相线圈电阻R＝3.4Ω电感L＝6.12mH额定电流1A，最大电流2A。虚框中的部分是申请保护的硬件部分，也是与传统方法不同之处。另外，注意到回路反馈信号到MCU(或DSP)的AD转换输入口。图2中的其它部分硬件电路，例如预驱动器和逆变器不详述，因为与传统方案不同。软件的设计思路由图2可见，本方案从风机端线上采集了三路模拟电压信号，经电阻分压和滤波后输入到MCU(或DSP)的AD转换通道，进行模数转换，使MCU(或DSP)获得各相电压的瞬时值。另外；电流采样电阻R7将电流变为电压，LM358放大10倍后的模拟信号也输入AD口，这样，MCU(或DSP)获得了流经风机线圈的电流值，以进行过流保护。下面详述MCU(或DSP)如何通过运算获知逆变器换向的时刻。
在定子线圈中同时只有两相通有电流，且两相电流是反相的第3相为零。这样，三个定子电流之和为零。图3中，Un为中性点电压；Ek为反电动势；R1、L分别为单相定子线圈的电阻值和电感值。Uk＝ikR+Ldik/dt+Ek+Un其中k＝1，2，3U1＝i1R+Ldi1/dt+E1+UnU2＝i2R+Ldi2/dt+E2+UnU3＝i3R+Ldi3/dt+E3+Un故有U1+U2+U3＝3Un由于i1+i2+i3＝0同时由于直流无刷电机的反电动势之和在任何时刻为零(见图4)于是，对于非通电相(零电流相)有下式E非通电相＝U非通电相-Un＝U非通电相-1/3∑1k＝1，2，3Uk于是，由于右边各量均可以由AD转换值获取，故可以算出E非通电相的瞬时值，当然也就可以知道它在何时过零。这样，在过零点延迟30度电角度处就是换向的时刻注意事项本方案要求MCU(或DSP)的处理速度要快，单指令周期不应大于100μs；且内部集成有PWM产生机制(6路双边PWM模式)；至少有六路ADC转换通道(为保证空调室内机两个温度传感器输入应小于10μs。本方案的MCU(或DSP)以美国德州仪器公司(TI)的TMS320F241比较合适。
对不同参数的直流无刷风机，电阻电容参数应做适当调整。
权利要求1.一种空调室内机中直流无刷风机，它是由控制装置连接风机构成，其中控制装置包括微控制器(1)，微控制器(1)连接预处理电路(2)，预处理电路(2)连接逆变电路(3)，逆变电路(3)连接直流无刷风机(4)，直流无刷风机中的风机三路端线通过分压电路连接微控制器(1)；其特征在于所述的逆变电路(3)的公共端通过电阻(R8)连接运算放大器(5)的3脚，同时通过电阻(R7)接地，该运算放大器(5)的2脚通过电阻(R9)接地，该运算放大器(5)的2脚还通过电阻(R10)连接其1脚，该运算放大器(5)的1脚通过电阻(R11)和二极管(D1)连接+5V电源，该运算放大器(5)的1脚通过电阻(R11)连接微控制器(1)的ADCIN端(32脚)。
专利摘要本实用新型是一种空调室内机中直流无刷风机,该逆变电路的公共端通过运算放大电路连接微控制器的ADCIN端。通过这样的电路的改进可以省略霍尔传感器电路及相应的信号处理电路,简单的用几只电阻和电容替代,这样的制造成本上降低,所以可以取得价格优势。
文档编号H02P6/14GK2387667SQ9922228
公开日2000年7月12日 申请日期1999年9月9日 优先权日1999年9月9日
发明者何波 申请人:海信集团公司, 青岛海信集团技术中心