一种低压吊扇灯控制器的制作方法

本实用新型涉及驱动控制技术领域，具体是一种低压吊扇灯控制器。

背景技术：

吊扇灯在灯饰中算是比较特殊的存在，既是灯具的一个分类，又属于小型家用电器，具备照明、装饰、通风、降温多重功效，能营造出凉爽舒适的环境，实用便利。经过这些年的发展，外观多样、健康节能、安全静音的吊扇灯逐渐在家装领域流行开来。

在电机领域中，低压直流无刷电机发展快速且应用广泛，低压直流无刷电机广泛用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。低压直流无刷电机不使用机械结构的换向器，在使用中相比于有刷电机有很多的优点，例如，能获得更好的扭矩转速特性，能够动态响应，效率高，寿命长，体积小以及转速高等。另外，低压直流无刷电机更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。因此，一套完整的直流无刷电机驱动控制系统是电机安全运转的必要性。尽管电机驱动系统早已存在，但是存在着很多安全隐患。例如：电路保护功能做得不够完善，一旦出现过流、过压、欠压、缺相、堵转，低压直流无刷电机不能正常工作，低压直流无刷电机在运转中一旦出现故障容易损坏电机驱动板。由于通常电路驱动板放置在封闭的空间，并且电机控制方式是以高频率开关来实现驱动，因此发热量也较大，容易因为过温损坏元器件导致电机驱动板的损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种低压吊扇灯控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种低压吊扇灯控制器，包括ac-dc降压24v电源、接口模块、mos管模块、mcu主控芯片、rf无线接收模块、电流采样模块、检测母线电流模块、检测母线电压模块和反电动势采样电路，所述mcu主控芯片分别连接ac-dc降压24v电源、接口模块、芯片自带驱动n+pmos、rf无线接收模块、电流采样模块、检测母线电流模块、检测母线电压模块和反电动势采样电路，mcu主控芯片还通过mos管模块连接低压直流无刷电机，低压直流无刷电机还连接反电动势采样电路和电流采样模块，ac-dc降压24v电源还分别连接rf无线接收模块和低压直流无刷电机。

作为本实用新型的进一步方案：所述低压直流无刷电机为三相低压直流无刷电机。

作为本实用新型的进一步方案：所述mcu主控芯片为fu6831n低压直流无刷电机驱动芯片。

作为本实用新型的进一步方案：所述ac-dc降压24v电源为ob2362c隔离交直流转换芯片。

作为本实用新型的进一步方案：采用继电器开关ac220v实现吊扇灯板的控制。

作为本实用新型的进一步方案：所述rf无线接收模块为lr680r-n芯片。

作为本实用新型的进一步方案：还包括散热外壳，散热外壳由塑料外壳、金属散热片、绝缘纸、导热硅胶组成。

作为本实用新型的进一步方案：所述接口模块包括程序烧录接口、spi通讯接口和电路板生产测试接口。

作为本实用新型的进一步方案：所述mcu主控芯片包括晶体振荡器、复位电路、烧录程序接口、spi通讯接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本实用新型的电机驱动板上设置有保护电路，通过保护电路实现过流保护、过压欠压保护、缺相保护和堵转保护，一旦出现低压直流无刷电机过流、过压、欠压、缺相、堵转，通过保护电路检测阈值信号返回给控制单元关断控制信号，从而保护了电机驱动板和低压直流无刷电机不被损坏。2、本实用新型的控制单元的输出信号为6路pwm正弦波信号，采用正弦波控制、反电动势检测顺逆风，解决了低压直流无刷电机启动、运转时噪音问题。3、新型外壳组装散热设计有效减少主功率器件的发热量，提高控制器的效率，以及产品使用寿命。4、集成灯的开关控制，有利于吊扇的组装及维修。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中一种低压直流无刷电机驱动控制系统的结构示意图。

图2是本实用新型的实施例中一种低压直流无刷电机驱动控制系统的主功率电路图。

图3是本实用新型的实施例中rf无线接收模块的电路图。

图4是本实用新型的实施例中主控芯片外围电路的电路图。

图5是本实用新型的实施例中单电阻电流采样的电路图。

图6是本实用新型的实施例中检测电压的电路图。

图7是本实用新型的实施例中三相反电动势采样的电路图。

图8是本实用新型的实施例中有关硬件过流保护的电路图。

图9是本实用新型的实施例中ac220v-dc24v电源输出的电路图。

图10是本实用新型的实施例中ac220v灯控开关的电路图。

图11是本实用新型的实施例中外壳结构的示意图。

图11中：1-灯组接口、2-220v电源输入、3-三相电机接口、4-rf天线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，实施例1：本实用新型实施例中，一种低压吊扇灯控制器，包括ac-dc降压24v电源、接口模块、mos管模块、mcu主控芯片、rf无线接收模块、电流采样模块、检测母线电流模块、检测母线电压模块和反电动势采样电路，所述mcu主控芯片分别连接ac-dc降压24v电源、接口模块、芯片自带驱动n+pmos、rf无线接收模块、电流采样模块、检测母线电流模块、检测母线电压模块和反电动势采样电路，mcu主控芯片还通过mos管模块连接低压直流无刷电机，低压直流无刷电机还连接反电动势采样电路和电流采样模块，ac-dc降压24v电源还分别连接rf无线接收模块和低压直流无刷电机。

在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的实施案例中，其中包括电机信号反馈、mos的驱动、电机相关保护、rf接收信号、检测电流电压的电路、以及ac-dc降压24v电源。低压直流无刷电机为高压三相低压直流无刷电机。无线遥控模块为无线射频遥控器，用于发射无线433m控制信号。无线接收模块设置在电源控制主板上，无线接收模块接收无线遥控模块发射的无线433m控制信号。控制单元为mcu芯片，芯片通过检测采样电流信号，从而控制电机的正常运转，并且设置硬件过流保护、软件过流保护、过压保护、欠压保护、堵转保护、缺相保护，一旦有保护发生了，电机停止运行，等待状态恢复后重新启动。此芯片支持直流无刷电机foc正弦波控制，解决电机运转时噪音过大的问题。

实施例2：在实施例1的基础上，本实用新型实例的电源输入为ac220v/50hz，采用变压器隔离电源ac-dc降压24v方案，一方面给主控芯片外围电路提供正常的工作电压，确保控制正常，如图9、图4所示；另外一方面，24v作为继电器开关的驱动电压，线圈两端加上一定的电压，线圈会产生电流，从而产生电磁效应，从而让动触点与静触点吸合。当线圈断电后，衔铁会使动触点与原来的静触点吸合。另外一方面将电压24v作为mos驱动的电源，如图2所示。另外一方面，电压24v经过mos的开关导通到gnd，设置r55采样电阻，采样其电流，通过芯片foc算法控制，算出mos管的开关时间，实现对电机的控制。同时此处电流可作为检测整个电流回路的电流，为芯片程序提供数据，从而实现过流保护。主控集成高性能运算放大器，如图5所示，amp0p为运放同向端，amp0m为运放反向端，采样电流i_shunt通过运放放大电压，amp0o为运放的输出端，主控芯片采样amp0o引脚的电压，即可算出当前电机负载的母线电流值。vhalf提供2.5v的偏置电压，并且pcb中采用差分走线，提高电流采样的准确性。图8为硬件过流电路，cmp3m是比较器的反向端，amp0o作为cmp3p比较器的同向端，输出端输出高电平为过流，低电平为正常。一旦电流发生突变，超过了设置的阈值，比较器直接切断主控芯片的输出控制信号，断开mos主功率回路，保护控制器。图6为检测电压电路，电压24v通过r19、r20的分压，将电压降到主控芯片可检测的电压，实现过压欠压保护，并且提供信号给foc算法。堵转保护通过检测反电势(ke)、三相总电流来实现，当二者中有一项超过设定的阈值后，判断为堵转保护，关断主控pwm正弦波信号输出。如果，堵转次数不大于设定值，电机重新启动；反之，程序关断输出，上电后恢复。通过检测采样电阻r55的电流返回给控制单元进行比较,当电流小于设定的最小值，判断为缺相，关断主控pwm正弦波信号输出，如果缺相次数不大于于设定值，电机重新启动；反之，重新上电才能恢复。由于电机零速或低转速启动时，反电动势比较小，因此芯片foc算法无法通过电流检测出电机转子位置，不利于启动，因此本实施例中采用反电动势采样，信号通过3个比较器输出转子位置信号，可算出当前转速及静止状态转子所处的角度，如图7所示。为方便控制电机转速，增加rf遥控接收模块，与rf发射遥控器配合使用，解码rf-433mhz射频信号，从而实现对电机的转速以及开关控制。

本实施例中的低压直流无刷电机驱动在电机驱动板上设置有保护电路，通过保护电路实现过流保护、过压欠压保护、缺相保护和堵转保护，一旦出现低压直流无刷电机过流、过压、欠压、缺相、堵转，通过保护电路检测阈值信号返回给控制单元关断6路pwm正弦波信号输出，从而保护了电机驱动板和低压直流无刷电机不被损坏。

该电源方案虽然采用隔离方案，但有些敏感元件还是很容易受到电流噪声的影响，破坏电路正常运行。在pcb设计中，采用地平面分割，数字地与模拟地进行相互分离，有效避免不纯净的地信号串扰影响电路。并且采用过强电流的器件放置底面，将弱信号的器件放置正面，采用电容多样化，有效避免信号之间的干扰，提高滤波的实际效果。

图11为外壳结构图，包括灯组接口1、220v电源输入2、三相电机接口3和rf天线4。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。