專利名稱：換氣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及與管道的長度、外面風壓的影響無關地經常進行室內的換氣以便得到所設定風量的換氣裝置。
背景技術：
在現有技術中，這種換氣裝置具備箱體狀的換氣扇主體103、在換氣扇主體103內部設置的電動機101、由電動機101驅動的葉片102。換氣扇主體103被設置在頂棚部104。此外，這種換氣裝置具備轉速檢測部105，其檢測電動機101的轉速；和電流檢測部106，其檢測電動機中流過的電流。這種換氣裝置基于轉速檢測部單元105檢測的轉速和電流檢測部106檢測檢測的電流，控制電動機101。進而，根據轉速檢測部105檢測的轉速和電流檢測部106檢測的電流，求出在規(guī)定周期的期間進行換氣的總換氣風量。對求出的總換氣風量和規(guī)定周期的目標總換氣風量進行比較后求出風量的過多部分或不足部分，按照下一個周期期間的總換氣風量成為在目標總換氣風量上相加該過多部分或不足部分而得到的值的方式，控制下一個周期期間的換氣風量。按每個周期進行這種控制。在這種現有的換氣裝置中，驅動葉片的驅動用的電動機大多使用DC電動機，且多數情況下將風量設定為多級(例如急速、強、弱)。在將換氣裝置的風量設定為多級時，例如在風量區(qū)域為IOOmVh 400m3/h這樣非常廣的范圍中進行風量控制。為了在非常廣的范圍中進行風量控制、且利用電動機中流過的電流-轉速來進行風量控制以使風量恒定，需要更高精度地檢測電流。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2004-340490號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種換氣裝置，由于能夠高精度地檢測電動機中流過的電流，因此即便換氣裝置具備非常廣的范圍的風量也能夠使風量恒定。本發(fā)明的換氣裝置是能夠改變風量的換氣裝置，具備驅動葉片的DC電動機、和控制DC電動機的控制電路。控制電路具備第I電流檢測部,其檢測DC電動機中流過的電流；轉速檢測部，其檢測DC電動機的轉速；和控制部，其基于轉速檢測部檢測的轉速和第I電流檢測部檢測的電流來控制DC電動機。第I電流檢測部具備多個低電阻器，利用低電阻的分壓值來檢測電動機電流，根據轉速檢測部檢測的轉速和第I電流檢測部檢測的電流來求出換氣風量。


圖I是本發(fā)明的實施方式I的換氣裝置的安裝狀態(tài)圖。圖2是表示將本發(fā)明的實施方式I的換氣裝置安裝于天花板的狀態(tài)的安裝圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式I的換氣裝置的控制電路的結構的框圖。圖4是本發(fā)明的實施方式I的換氣裝置的電流檢測部的結構圖。圖5是本發(fā)明的實施方式I的換氣裝置的靜壓(Pa)-換氣風量(Q)特性曲線圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式I的換氣裝置的運轉動作的流程圖。圖7是本發(fā)明的實施方式2的電流檢測部的結構圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式2的換氣裝置的運轉動作的流程圖。圖9是表示本發(fā)明的實施方式3的控制電路的結構的框圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式3的換氣裝置的運轉動作的流程圖。圖11是本發(fā)明的實施方式4的換氣裝置安裝圖。圖12是表示本發(fā)明的實施方式4的換氣裝置的運轉動作的流程圖。圖13是本發(fā)明的實施方式5的換氣裝置的電流檢測部的結構圖。圖14是表示本發(fā)明的實施方式5的換氣裝置的電流線性修正值和電流的關系的圖。圖15是表示對本發(fā)明的實施方式5的換氣裝置的電流閾值設置差別的結構圖。圖16是表示本發(fā)明的實施方式5的換氣裝置的運轉動作的流程圖。圖17是表示本發(fā)明的實施方式5的控制電路的結構的框圖。
具體實施例方式以下，參照圖I 圖17說明本發(fā)明的實施方式。(實施方式I)作為本發(fā)明的換氣裝置的一例，以設置在建筑物內的天花板上的換氣裝置為例進行說明。如圖I、圖2所示，換氣裝置的主體3被設置在例如室內I的頂棚里2。在主體3的下方設置吸入口 3a。在主體3的側面設置適配器4，適配器4與排氣管道5的一端連接。排氣管道5的另一端與設置在室內的壁面的排氣口 6連接。通過以上的結構，從吸入口 3a吸入的空氣通過排氣管道5從排氣口 6排出到大氣中。在主體3內部具備葉片7、使葉片7旋轉的DC電動機8。在吸入口 3a中具備覆蓋該吸入口 3a的具有通氣口的天窗9。此外，驅動DC電動機8的控制電路10配置在換氣裝置的主體3的頂棚面一側。開關11( 一體構成的開關)配置在室內的墻壁上，與換氣裝置的主體3連接。通過使用者切換開關11，從而進行商用電源的接通/切斷或風扇擋位(fan notch)的切換。圖3是表示換氣裝置的主體3的控制電路10的結構的框圖。在圖3中，商用電源12與整流電路13連接。整流電路13與對電壓進行平滑從而形成直流電壓的平滑電容器13a連接。平滑電容器13a與檢測直流電壓的電壓檢測部14及DC電動機8并聯連接。平滑電容器13a還與開關電源電路15(例如AC-DC轉換器)連接。DC電動機8內置了控制DC電動機8的控制電路?？刂齐娐肪邆銬C電動機控制用的控制用驅動器ICSa ;檢測DC電動機8的轉子位置的位置檢測傳感器，即霍爾元件18b ；進行DC電動機8的定子繞組的通電的驅動電路Sb ;和作為所述定子繞組的三相繞組(未圖示)?？刂朴抿寗悠鱅C8a的地線與驅動電路8b的地線被共同連接。由此，DC電動機8的地線(GA)側流過的電流成為在控制用驅動器ICSa中流過的電流、即DC電動機驅動電流、與通過驅動電路8b流到三相繞組中的電流、即流過電動機自身的電流的總和就是總電流。開關電源電路15輸出控制用驅動器IC8a的電壓(例如+15V)和使控制部16 (例如微型計算機)工作的電壓(例如+5V)。在開關電源電路15的附近，具備用于測量開關電源電路15的溫度的溫度檢測部17。由溫度 檢測部17測量出的溫度被輸入至控制部16。此外，具備對流過DC電動機8的電流進行檢測的電流檢測部18(第I電流檢測部)。電流檢測部18檢測流向DC電動機8的地線(GA)的電流，并輸入至控制部16?？刂撇?6基于由電流檢測部18檢測出的電流，將控制信號VSP輸出至DC電動機8。DC電動機8根據控制信號VSP的電壓值(電動機指示電壓)來改變施加電壓。控制信號VSP從控制部16輸出脈沖，并通過平滑電容器18a對輸出的值進行平滑化，并將平滑化之后的直流電壓施加于DC電動機8。平滑電容器18a與DC電動機8的地線(GA)連接。并且，平滑電容器18a以該地線(GA)的電位為基準對控制信號VSP進行平滑。當對DC電動機8施加控制信號VSP的電壓時，由控制用驅動器IC8a對驅動電路Sb進行驅動，電流流過三相繞組。當電流流過三相繞組時，DC電動機8的轉子會旋轉。例如，由霍爾元件18b檢測轉子的旋轉。并且，霍爾元件18b對轉速檢測部19進行與DC電動機8的旋轉相應的輸出。由此，轉速檢測部19能夠檢測DC電動機8的轉速。此外，在控制部16中預先求出在換氣風量中使靜壓從PO變化至Pmax時的電流-轉速的關系，并作為數據表(未圖示)來預先存儲。圖4是表示電流檢測部18的結構的圖。在圖4中，電流檢測部18由I. 5 Ω以下的低電阻器構成。在DC電動機8的地線(GA)上例如串聯配置2個低電阻器20a，將串聯配置的低電阻器20a的一側連接于開關電源電路15的地線。此外，按照可與低電阻器20a自由地并聯連接的方式設置第I電阻器20b (低電阻器)和第2電阻器20c (低電阻器)。這些第I電阻器20b或者第2電阻器20c構成為分別可通過第I切換部20d或者第2切換部20e與低電阻器20a自由連接。通過切換這些作為低電阻切換部的第I切換部20d及第2切換部20e，能夠切換電流檢測部18的電阻值。并且，DC電動機8的地線(GA)的電位是由放大器21 (例如運算放大器)進行放大的。此外，溫度檢測部17例如由熱敏電阻構成。所謂熱敏電阻是提供熱量時電阻值發(fā)生變化的部件。此外，如圖3所示，向控制部16 (微型計算機)輸入由溫度檢測部17、電流檢測部
18、轉速檢測部19、電壓檢測部14檢測出的值。在控制部16中寫入了能夠基于所輸入的各檢測部的檢測值進行一連串動作的程序。也就是說，在電流檢測部18檢測DC電動機8的電流時，根據需要切換第I切換部20d和第2切換部20e來檢測電流。如之前的結構中所敘述的那樣，以DC電動機8的地線(GA)為基準連接提供給DC電動機8的控制信號VSP的電壓值。因此，假如切換第I切換部20d和第2切換部20e而處于連接了第I電阻器20b的狀態(tài)，則電流檢測部18的電阻值從3 Ω變化成I Ω。并且，DC電動機8的地線電平相對于控制部16的地線電平發(fā)生變化，實際想要提供的控制信號VSP的電壓值發(fā)生變化。因此，在控制部16中還寫入了進行控制信號VSP的修正的程序。
利用圖5及圖6說明上述這種結構的本實施方式的換氣裝置的具體動作。圖5是靜壓(Pa)-換氣風量(m3/h)的特性曲線圖，圖6是表示本實施方式的換氣裝置的運轉動作的流程圖。例如，如圖6所示，當由換氣裝置使用者操作開關11，使得接通商用電源12以及作為風扇擋位設定了弱擋位時，換氣裝置的主體3被接通電源，向控制電路10施加電源。如圖5所示，當設定弱擋位時，作為風量選擇100m3/h。此外，如圖6所示，由溫度檢測部17檢測出的溫度被輸入至控制部16。當設定了風扇擋位時，控制部16為了使DC電動機8可靠地工作，在施加電源后的3秒鐘內處于待機狀態(tài)。之后，將作為起動補償值的控制信號VSP (以下稱為起動補償VSP)施加于DC電動機
8。由于在低溫等情況下DC電動機8有可能無法起動，因此優(yōu)選起動補償VSP選擇即便是低溫等也能夠使DC電動機8工作的值。
在此，所謂待機狀態(tài)是指控制部16并不馬上驅動DC電動機8而是原樣放置的狀態(tài)。在施加電源后，使DC電動機8維持3秒期間的待機狀態(tài)的理由如下。本實施方式的換氣裝置構成為能夠通過開關11直接進行商用電源12的接通/切斷。因此，在換氣裝置使用者連續(xù)進行接通/切斷/接通來接通了換氣裝置的電源的情況下，即便電源處于切斷的狀態(tài)，有時DC電動機8也會因慣性而旋轉。當在該狀態(tài)下接通電源時，由于通過電動機的旋轉會產生電壓，因此會流過再生電流，從而有可能會損壞元件。為了防止這種情況，為了等待DC電動機8完全停止，設置了待機狀態(tài)。當DC電動機8中被輸入起動補償VSP時，DC電動機8的三相繞組中流過電流，DC電動機8進行旋轉。此時的由電流檢測部18檢測出的電流、由轉速檢測部19檢測出的轉速、由電壓檢測部14檢測出的電壓的值被輸入至控制部16。此時，電流檢測部18的第I切換部20d、第2切換部20e都處于開路狀態(tài)。接下來，在由電流檢測部18檢測出的值尚未達到例如3. OV的情況下，控制部16使第I切換部20d和第2切換部20e保持原來的狀態(tài)，對輸入到控制部16中的電流檢測部18的檢測值、和預先存儲在控制部16中的數據表格進行比較。其結果，在判斷為DC電動機8的轉子的轉速高于用來獲得規(guī)定的換氣風量的規(guī)定的轉速的情況下，控制部16按每3秒來提高DUTY。反復該操作，在與規(guī)定的轉速之間的轉速差消失的情況下，控制部16判斷為是規(guī)定的換氣風量，停止DUTY的變化。此外，例如在因外部風等的影響，管道電阻上升了的情況下，轉速會下降，電流會增加。例如，上述結果是由電流檢測部18檢測出的值在3. OV以上的情況下，使第I切換部20d導通(ON)。由此，第I電阻器20b與低電阻器20a并聯連接。也就是說，電流檢測部18的電阻值為I Ω。在使第I切換部20d導通的情況下，由電流檢測部18檢測出的值沒有達到3. OV時，維持原來的狀態(tài)。并且，與上述同樣地，對輸入到控制部16中的電流檢測部18的檢測值和預先存儲在控制部16中的數據表格進行比較。于是，在DC電動機8的轉子的轉速高于或者低于規(guī)定的轉速的情況下，使DUTY按每3秒進行變化。并反復進行該操作，從而在相對于規(guī)定的轉速不存在轉速差的情況下，控制部16判斷為已得到規(guī)定的換氣風量，停止DUTY的變化。另一方面，在使第I切換部20d導通時，由電流檢測部18檢測出的值在3. OV以上的情況下，進一步使第2切換部20e導通。由此，第2電阻器20c與低電阻器20a及第I電阻器20b并聯連接。也就是說，電流檢測部18的電阻值為O. 6Ω。并且，與上述同樣地，對輸入到控制部16中的電流檢測部18的檢測值、和預先存儲在控制部16中的數據表格進行比較。于是，在DC電動機8的轉子的轉速高于或者低于規(guī)定的轉速的情況下，使DUTY按每3秒變化。反復該操作，從而在相對于規(guī)定的轉速不存在轉速差的情況下，控制部16判斷為已得到規(guī)定的換氣風量，停止DUTY的變化。如上述，按每3秒提高或者降低DUTY來調整換氣風量。控制部16具備對控制信號VSP的電壓值進行修正的指示電壓變動部200。如上述那樣，切換第I切換部20d或者第2切換部20e連接了第I電阻器20b或者第2電阻器20c的情況下，指示電壓變動部200與切換狀態(tài)相匹配地修正控制信號VSP的電壓值，并將修正值提供給DC電動機8。從由DC電動機8的電流檢測部18檢測出的電流中減去流過控制用驅動器IC8a的電流,來計算DC電動機8的三相繞組中流過的電流。如圖4所示，控制用驅動器IC8a中流 過的電流是由電流檢測部18c檢測的，檢測值經由放大器21而被輸入至控制部16。此外，由于DC電動機8的待機電流根據環(huán)境溫度而線性變化，因此根據由溫度檢測部17檢測出 的溫度來推導出溫度修正系數，通過進行溫度修正來計算DC電動機8的待機電流。如上述那樣構成的換氣裝置根據DC電動機8中流過的電流的檢測值來切換第I切換部20d、第2切換部20e。由此，切換電流檢測部18的電阻值，相對于DC電動機中流過的電流始終選擇最佳的電阻來進行電流檢測。由此，由于能夠高精度地檢測DC電動機中流過的電流，因此即便管道電阻因外部風等的影響而變化的情況下，也能夠恒定地保持換氣風量。再者，盡管將本實施方式中記載的DUTY的變化設定為三秒周期，但也可以縮短或者延長該周期使其可變，也能夠獲得同樣的效果。此外，將第I切換部20d、第2切換部20e的切換閾值設定了 3. 0V，但在改變了該閾值的情況下，效果也是相同的。此外，構成為將第I切換部20d、第2切換部20e、以及與其對應的電阻器的個數設定了 2個，但在改變切換部及電阻器的個數進行了調整的情況下，效果也是相同的。此外，通過低電阻切換方法構成了電流檢測部18的電流檢測方法，但采用具備切換放大器21的放大率的放大率變更部(未圖示)的方法，也可以獲得同樣的效果。(實施方式2)參照圖7 圖8來說明本發(fā)明的實施方式2。再者，省略說明與實施方式I同樣的結構要素。圖7是本發(fā)明的實施方式2的電流檢測部的結構圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式2的換氣裝置的運轉動作的流程圖。如圖7所示，本實施方式的電流檢測部18代替實施方式I的第I切換部20d或者第2切換部20e，在DC電動機8的地線(GA)與開關電源電路15的地線之間串聯配置多個低電阻來檢測電流。此外，與實施方式I相同，為了檢測控制用驅動器ICSa中流過的電流，構成為在開關電源電路15的電源供給線(+15V)與控制用驅動器ICSa之間具備電流檢測部18c (第2電流檢測部)。在上述結構中，利用圖8所示的流程圖說明本實施方式的換氣裝置的動作。
再者，對于與實施方式I相同的動作，省略說明。例如，當換氣裝置使用者操作開關11，接通商用電源以及作為風扇擋位而設定了弱擋位時，換氣裝置的主體3被接通電源，對控制電路10施加電源。如圖8所示，當設定了弱擋位時，選定了 100m3/h的風量。當設定了風扇擋位時，控制部16為了使DC電動機8工作，在電源施加3秒后提供起動補償VSP。當起動補償VSP被施加于DC電動機8時，檢測控制用驅動器IC8a中流過的電流的電流檢測部18c進行電流檢測。由電流檢測部18c檢測出的檢測值被輸入至控制部16?？刂撇?6從由檢測DC電動機8的電流的電流檢測部18檢測出的多個檢測值(例如，圖7所示，在串聯連接了 3個低電阻的情況下，分別是第I電流檢測值、第2電流檢測值、第3電流檢測值)中選出最佳的檢測值。根據選出的檢測值與電流檢測部18c的檢測值之 差，計算三相繞組中流過的電流。
并且，對輸入到控制部16的值和預先設定在控制部16中的表格數據進行比較，計算出DC電動機8的轉子的轉速。對于比較方法和以后的控制，與實施方式I同樣。從多個電流檢測值中選擇最佳的檢測值的基準例如如下。在控制部16被施加例如+5V的電源，控制部16具有10比特的分辨率的情況下，在由電流檢測部18檢測出的多個檢測值之中選擇最具有分辨率的值。例如，在DC電動機8中流過50mA的電流時，低電阻的合計為4. 5 Ω，相對于開關電源電路15的地線在各低電阻上產生的電壓為O. 225V、0. 15V、0. 075V。此時，若將放大器21的放大能力設定為例如10倍，則輸入至控制部16的值分別為2. 25V、1. 5V、0. 75V。此時，分辨率相對于滿刻度的5V而言，2. 25V最高，因此作為電流檢測部18的檢測值而選擇2. 25V。此外，在因外部風的影響等，DC電動機8中流過的電流從50mA變化成IOOmA的情況下，通過同樣的計算方法，輸入至控制部16的值分別為3. 5V、3. 0V、I. 5V。此時，原本是根據分辨率選擇最能夠提高至5V的3. 5V作為了檢測值。但是，這在作為放大器的電源施加了+5V的情況下，由于根據放大器的特性有時會超過輸入值的容許范圍，因此有時從放大器中無法輸出正確的值。因此，在該情況下，將分辨率第二高的3. OV選擇為電流檢測部18的檢測值。由于如上述那樣構成的換氣裝置能夠高精度地檢測DC電動機8的三相繞組中流過的電流，因此即便在管道電阻因外部風等的影響而變化的情況下，也能夠使換氣風量保持恒定。此外，由于在電流檢測部18中不需要切換器等的切換就可以檢測多個電流值，因此能夠消除切換時產生的地線變化，能夠消除由地線變化引起的噪聲等。再者，在本實施方式中，從電流檢測部18檢測出的流過DC電動機8的電流中減去電流檢測部18c檢測出的電流(驅動電流)，從而求出了繞組中流過的電流。此外，也可以在DC電動機8的附近具備溫度檢測部，用于檢測DC電動機8的溫度，并根據檢測出的值來計算DC電動機8的驅動電流，從電流檢測部18的檢測值中減去該計算出的驅動電流，以檢測繞組中流過的電流。此外，即便利用直接電流傳感器等檢測繞組電流，也可獲得同樣效果O(實施方式3)在實施方式1、2中說明了高精度進行電流檢測使換氣風量保持恒定的實施方式。
在本發(fā)明的實施方式3中，參照圖9 圖10，說明為了進一步使換氣風量高精度地保持恒定，識別換氣裝置的通電歷史信息，難以受到因電源的接通/切斷引起的影響的實施方式。再者，省略說明與實施方式I相同的結構要素。如圖9所示，本實施方式的換氣裝置中的控制電路10還具備內部存儲電源的接通/切斷的存儲部22 (未圖示)、檢測濕度的濕度檢測部23、二次電池24、和二極管201。控制電路10中，在切斷電源時，二極管201的陰極側與控制電路10的電源(+5V側)連接，二極管201的陽極側與二次電池24 (例如紐扣電池)的正極側連接。此外，二次電池24的負極側與地線連接。此外，為了確認商用電源12的接通/切斷，構成為在控制電路10中具備過零檢測電路(未圖示)。過零檢測電路是檢測交流電壓通過零點位置的電路。
在上述結構中，利用圖10所示的流程圖說明換氣裝置的動作。例如，當換氣裝置使用者操作開關11接通商用電源以及作為風扇擋位而設定了弱擋位時，換氣裝置的主體3被接通電源，對控制部16施加電源。當施加了電源時，過零檢測被輸入至控制部16，控制部16識別輸入的電源。濕度檢測部23開始檢測濕度，并輸入給控制部16。當控制部16輸入了濕度的檢測結果時，參照預先設定的表格數據(未圖示)開始進行控制。表格數據中的DC電動機8的電流保存著DC電動機8穩(wěn)定時的值。由于按照從電源施加開始3秒之后將起動補償VSP提供給DC電動機8的方式進行控制，因此從電源施加開始3秒鐘內，DC電動機8處于待機狀態(tài)。由電流檢測部18檢測待機狀態(tài)時的電流，并保存到存儲部22中。施加電源起3秒鐘之后，DC電動機8開始旋轉，電流檢測部18檢測包含待機電流在內的電流。因此，從保存在存儲部22中的待機電流中減去差來計算繞組電流。此外，以DC電動機8開始旋轉的時刻作為起點，控制部16開始時間計數，對直至接下來電源被設為斷開而切斷對DC電動機8的通電為止的時間進行計數。之后，當換氣裝置使用者操作開關11，將商用電源設定為斷開時，過零不會被輸入至控制部16。因此，從二次電池24對控制部16供給電源，開始電源關斷(OFF)的時間、SPDC電動機8切斷時間的計數。然后，當再次操作開關11而設定了商用電源的接通時，控制部16進行以下的判斷。首先，在DC電動機8的通電時間經過了 I小時以上之后，DC電動機8的切斷時間經過了 5分鐘以上時，控制部16判斷為沒有DC電動機8的溫度上升的影響，不檢測待機狀態(tài)的電流，保持原來的狀態(tài)。另一方面，在對DC電動機8的通電時間經過了 I小時以上之后,DC電動機8的切斷時間極短的情況下(例如低于5分鐘)，控制部16判斷為存在DC電動機8的溫度上升的影響，從而再次測量待機電流并計算DC電動機8的繞組電流。再者，此時，進一步判斷DC電動機8的切斷時間是否低于I分鐘，僅在低于I分鐘的情況下，可以再次測量待機電流。如上那樣構成的換氣裝置還能夠檢測濕度，因此能夠檢測空氣的比重，能夠消除相對于濕度的影響。此外，設置熱敏電阻，從而不需要特別修正因DC電動機8的溫度上升引起的待機電流的變化，也能夠高精度地檢測DC電動機8的繞組中流過的電流，因此即便管道電阻因外部風等的影響而產生了變化的情況下，也能夠使換氣風量保持恒定。
(實施方式4)參照圖11 圖12說明實施方式4。再者，省略說明與實施方式I相同的結構要素。如圖11所示，本實施方式的換氣裝置還具備開口(未圖示)，以便在排氣管道5內部產生差壓差。設有在排氣管道5的側面設置的差壓檢測部25。將差壓檢測部25的HIGH側壓導入口(未圖示)設置在排氣管道5的開口跟前，將LOW側壓導入口(未圖示)配備在排氣管道5的開口的后方。差壓檢測部25經由信號線(未圖示)與設置在主體3中的控制電路10連接。差壓檢測部25的結構例如為了高精度地檢測低的換氣風量，而使用差壓傳感器、(50Pa)。差壓傳感器是如下的部件形成受壓面為硅橫膈膜的對稱構造，當受到壓力時，橫膈膜變動，靜電電容發(fā)生變化，因此以電的方式輸出靜電電容的變化。利用圖12所示的流程圖來說明上述結構下的換氣裝置的動作。換氣裝置如實施方式I中所敘述的那樣，特別是對于使用DC電動機的換氣裝置，構成為能夠以多級改變換氣風量。此外，當改變換氣風量時，DC電動機中流過的電流也變化。例如，在使用實施方式2中敘述的電流檢測部18檢測出流過30mA的電流的情況下，即便是放大由電流檢測部18檢測出的電流之后輸入至控制部16的電壓選擇了分辨率最佳的值，其僅僅是I. 35V，因此以I. 35V來控制風量是非常困難的。為此，本實施方式設置了差壓檢測部25，并用由電流檢測部18檢測電流值的結構。例如，當換氣裝置使用者操作開關11，商用電源接通以及作為風扇擋位而設定了弱擋位時，換氣裝置的主體3被接通電源，向控制部16施加電源。在施加了電源之后，在作為待機狀態(tài)的3秒鐘的期間內，控制部16檢測差壓檢測部25的值。如果是盡管DC電動機8沒有旋轉但是處于正在輸出差壓檢測部25的值的狀態(tài)，則由于差壓檢測部25的安裝狀態(tài)受到影響，因此由控制部16所具備的差壓調整部(未圖示)對差壓檢測部25的輸出電壓進行電壓修正(進行零點調整)。硅橫膈膜方式的差壓傳感器因安裝狀態(tài)會對橫膈膜施加重量，并作為差壓的信號而輸出，因此需要進行輸出調整。從施加電源起3秒之后DC電動機8開始旋轉，電流檢測部18檢測DC電動機8中流過的電流，并輸入給控制部16。在DC電動機8中流過的電流較小的情況下(例如在30mA以下)，使用差壓檢測部25的值，參照預先設定的差壓用數據表格來開始DC電動機8的運轉。此外，在受到外部風的影響或將開關11的擋位從弱變更至急速的情況下，DC電動機8中流過的電流變得大于規(guī)定電流時(例如在30mA以上)，變更至預先設定的電流用數據表格，繼續(xù)DC電動機8的運轉。在換氣風量較少的情況下，電流較小，難以進行電流檢測，但是如上述那樣構成的換氣裝置通過差壓檢測部來檢測差壓，因此即便是較小的換氣風量也能夠高精度地進行檢測。此外，盡管可通過差壓檢測部25檢測較小的換氣風量，但是在檢測較大風量的情況下，有可能會超出差壓的范圍而無法進行檢測。但是，由于在較大的風量時會流過大的電流，因此能夠利用由電流檢測部18測量出的值。這樣，在小風量的情況下和大風量的情況下，選定分別檢測的對象，從而即便管道電阻因外部風等的影響而變化的情況下或擋位被換氣裝置使用者變更了的情況下，也能夠使換氣風量保持恒定。(實施方式5)參照圖13 圖17來說明實施方式5。再者，省略說明與實施方式I相同的結構要素。在實施方式I中，在開關電源電路15的附近具備了用于測量開關電源電路15的溫度的溫度檢測部17，但在本實施方式中，如圖17所示那樣代替溫度檢測部17，在DC電動機8中具備用于檢測霍爾元件溫度的溫度檢測部28。
霍爾元件的輸入電阻(無電磁場中，輸出端子開路時的輸入端子間的電阻)與溫度之間的關系具有如下特性在溫度較低的情況下電阻值較高，隨著溫度變低，電阻值按照2 次曲線變低。(例如-40。。時:1800 Ω，25°C :240Ω，50°C :100 Ω)。此外，控制部16構成為具備存儲部29，該存儲部29在非易失性存儲裝置等中存儲用于校正電子部件偏差的值。作為非易失性存儲裝置，使用例如EEPROM。EEPROM是通過電壓的操作能夠進行數據的刪除和改寫的半導體存儲裝置。電子部件的偏差成為電動機電流檢測精度下降的原因。因此，為了提高電動機電流的檢測精度，進行對電動機電流的檢測精度帶來影響的微機電源、構成檢測DC電動機8中流過的電流的電流檢測部18的電阻器的校正。按照如下方式進行校正。首先，如圖13所示，假設在VM-G間流過例如IOOmA的電流，第I切換部20d、第2切換部20e被斷開。這樣，校正作為電流檢測部18的電阻器之一而配備的低電阻器20a的電阻值的偏差。接下來，使第I切換部20d導通，同樣進行第I電阻器20b的電阻值的校正。最后，使第2切換部20e也導通，進行第2電阻器20c的電阻值的校正。將上述這些校正的結果依次存儲在存儲部29中。以下說明例如使用低電阻20a時的電流值的換算方法。如圖17所示，控制部16還具備電流值運算部202，電流值運算部202比較存儲部29中存儲的值、和通過計算求出的理論值，推導出換算值。(例如，低電阻器20a的電阻的理論值應該為3. O Ω X IOOmA = O. 3V，但存儲部29所存儲的值為(2. 8 Ω X IOOmA= )0. 28V。)也就是說，針對與實際測量得到的電流值對應的電壓，利用O. 3 + 0. 28 = I. 07倍之后得到的值來參照數據表格，獲得與電流對應的轉速。在連接了第I電阻器20b、第2電阻器20c的情況下，也通過同樣的方法來換算電流值。此外，如已在實施方式I中所說明的那樣，電流檢測部18在檢測DC電動機8的電流時，切換第I切換部20d和第2切換部20e來檢測電流。在這種結構中，如圖14所示，將輸入到控制部16中的電流的檢測值根據第I切換部20d和第2切換部20e的開閉狀態(tài)，產生3個階段的微機讀入的AD值(模數變換后的值)與電流檢測電阻器中流過的電流(AD值-電流)之間的關系。由此，通過切換第I切換部20d、第2切換部20e、即低電阻切換部，從而在各個情況下得到的結果是非連續(xù)的。因此，無法進行合適的控制。也就是說，對于一個AD值，存在三個電流值，從而無法進行控制。因此，在本實施方式中，控制部16所具備的電流值運算部202在AD值的初始數據上乘以規(guī)定的倍率。例如，在僅讀出低電阻器20a的電壓值時對AD值乘以3倍，在讀出加入了第I電阻器20b的電壓值時乘以4倍，在讀出進一步加入了第2電阻器20c之后的電壓值時乘以12倍，從而將不連續(xù)的電流檢測值換算成
連續(xù)值。由此，能夠使電流值與AD值——對應。以下表示上述的換算式。也就是說，換算值=(初始AD值)X (倍率系數k/微機AD值分辨率(1024)) X (理論值(計算結果)/電阻調整AD值)。此外，在本實施方式中為了切換電阻值不同的多個低電阻，如圖15所示，對電流閾值設置差別(differential)。 此外，控制部16確認來自DC電動機8的轉速的響應的同時，基于由電流檢測部18檢測出的電流值，將控制信號VSP輸出至DC電動機8。DC電動機8根據控制信號VSP的值改變施加電壓。但是，盡管輸出了控制信號VSP，但是在沒有轉速響應的情況下，判斷為在DC電動機8中產生了某些異常，使所有的切換部停止。利用圖16所示的流程圖說明上述結構下的換氣裝置的動作。再者，省略說明與實施方式I相同的動作。由檢測霍爾元件的溫度的溫度檢測部28檢測出的溫度被輸入至控制部16。從由DC電動機8的電流檢測部18檢測出的電流中減去流過霍爾元件的電流，從而計算出DC電動機8的繞組中流過的電流。根據溫度檢測部28的檢測值，換算出霍爾元件中流過的電流。此外，由于DC電動機8的繞組中流過的電流因環(huán)境溫度而變化，因此根據由溫度檢測部28檢測出的溫度推導出流過霍爾元件的電流，由控制部16所具備的霍爾元件溫度修正部(未圖示)進行溫度修正。將控制信號VSP作為起動補償值而輸入至DC電動機8時，DC電動機8的繞組中流過電流，DC電動機8進行旋轉。并且，此時由電流檢測部18檢測出的電流、由轉速檢測部19檢測出的轉速被輸入至控制部16。此外，此時，在轉速的信息沒有被輸入至控制部16的情況下，判斷為存在異常，使所有的切換單元都斷開。當控制部16中被輸入了轉速的信息時，電流值運算部202通過上述方法，根據存儲部29中存儲的值和理論值，對由電流檢測部18實際檢測出的值進行修正，計算出換算值。在基于由電流檢測部18檢測出的值的換算值沒有達到例如3. OV時，第I切換部20d和第2切換部20e保持原來的狀態(tài)。并且，控制部16根據數據表格，參照與基于電流檢測部18檢測出的值的換算值對應的轉速，與轉速檢測部19檢測出的實際的轉速進行比較。比較的結果是判斷為轉速較高時，控制部16按每3秒提高DUTY。在通過反復該操作，轉速差消失的情況下，判斷為是規(guī)定換氣風量，停止DUTY的變化。此外，例如，因外部風等的影響而導致管道電阻上升的情況下，轉速會下降，電流會增加。例如，在上述結果為基于由電流檢測部18檢測出的值的換算值在3. OV以上的情況下，使第I切換部20d導通。由此，第I電阻器20b與低電阻器20a并聯連接。也就是說，電流檢測部18的電阻值為I Ω。在使第I切換部20d導通的情況下，換算值沒有達到3. OV時，維持原來的狀態(tài)。并且，與上述同樣，對輸入到控制部16中的電流檢測部18的檢測值、和預先存儲在控制部16中的數據表格進行比較。并且，在DC電動機8的轉子的轉速高于或者低于規(guī)定轉速的情況下，使DUTY按每3秒進行變化。反復該操作，相對于規(guī)定轉速，轉速差消失時，控制部16判斷為獲得了規(guī)定的換氣風量，停止DUTY的變化。
另一方面，在使第I切換部20d導通的情況下，由電流檢測部18檢測出的值超過了 3. OV時，進一步使第2切換部20e導通。并且，與上述同樣地，對基于輸入到控制部16中的電流檢測部18的檢測值的換算值、和預先存儲在控制部16中的數據表格進行比較。并且，在DC電動機8的轉子的轉速高于或者低于規(guī)定轉速的情況下，使DUTY按每3秒進行變化。反復進行該動作，在相對于規(guī)定轉速，轉速差消失時，控制部16判斷出已得到規(guī)定的換氣風量，停止DUTY的變化。如上述，按每3秒提高或者降低DUTY來調整換氣風量。此外，在第2切換部20e導通的狀態(tài)下，外部風等的影響消失而靜壓下降時，由于沒有了管道電阻，因此DC電動機8中流過的電流會下降。因而，在基于電流檢測部18因電流下降而檢測出的值的換算值為2. 7V時，即，使用相對于3. OV相差O. 3V的電流閾值來使第2切換部20e斷開。此外，在即便使第2切換部20e斷開，但檢測值還是3. OV以上的情況下，還斷開第I切換部20d。如上述，按每3秒提高或者降低DUTY來調整換氣風量。控制部16具備修正控制 信號VSP的電壓值的指示電壓變動部。如上述，在切換第I切換部20d或者第2切換部20e而連接了第I電阻器20b或者第2電阻器20c的情況下，指示電壓變動部與切換狀態(tài)相匹配地修正控制信號VSP的電壓值，將修正值提供給DC電動機8。如上述構成的換氣裝置在檢測流過DC電動機8的電流的同時，使用第I切換部20d、第2切換部20e來切換電阻值，相對于電流始終選擇最佳的電阻值，確保必要的分辨率的同時進行電流檢測。因此，能夠高精度地檢測電流，即便管道電阻因外部風等的影響而產生了變化，也能夠使換氣風量保持恒定。(產業(yè)上的可利用性)本發(fā)明所涉及的在建筑物中安裝的換氣裝置不受管道電阻、外面風壓的影響，可在規(guī)定的時間內獲得風量的產品中廣泛應用。符號說明I 室內2 頂棚里3 主體4 適配器5 排氣管道6 排氣口7 葉片8 DC電動機8a控制用驅動器IC8b驅動電路9 天窗10控制電路11 開關12商用電源13整流電路
14電壓檢測部15開關電源電路16控制部17溫度檢測部18電流檢測部Igc電流檢測部19轉速檢測部
20a低電阻器20b第I電阻器20c第2電阻器20d第I切換部20e第2切換部21放大器22存儲部23濕度檢測部24二次電池25差壓檢測部28溫度檢測部29存儲部200指示電壓變動部201二極管202電流值運算部
權利要求
1.一種換氣裝置，其能夠改變風量，該換氣裝置具備 DC電動機，其驅動葉片；和 控制電路，其控制所述DC電動機， 所述控制電路具備 第I電流檢測部，其檢測所述DC電動機中流過的電流； 轉速檢測部，其檢測所述DC電動機的轉速；和 控制部，其基于所述轉速檢測部檢測的轉速和所述第I電流檢測部檢測的電流來控制所述DC電動機， 所述第I電流檢測部具備多個低電阻器，利用所述低電阻器的分壓值來檢測電動機電流， 根據所述轉速檢測部檢測的轉速和所述第I電流檢測部檢測的電流來求出換氣風量。
2.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備切換所述多個低電阻器的連接/非連接的低電阻切換部， 所述控制部基于所述第I電流檢測部檢測的電流，切換所述低電阻切換部。
3.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備 放大器，其對所述DC電動機的地線電位進行放大；和 放大率變更部，其變更所述放大器的放大率， 所述控制部基于所述第I電流檢測部檢測的電流，切換所述放大率變更部。
4.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備對施加于電動機的電壓進行檢測的電壓檢測部， 基于所述轉速、所述電流、所述電壓來求出所述換氣風量。
5.根據權利要求2所述的換氣裝置，其中， 在所述換氣裝置中設置有電流值運算部，其由所述低電阻切換部切換所述第I電流檢測部的電阻值，從而基于各個所述電阻值之比，將不連續(xù)的所述第I電流檢測部的電流檢測值運算成連續(xù)值。
6.根據權利要求5所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備 存儲部，其將在所述低電阻器中流過規(guī)定的電流值的狀態(tài)下在所述低電阻器的兩端上產生的電壓值作為存儲值，與所述規(guī)定的電流值建立對應關系后存儲在非易失性存儲裝置中；和 電流值運算部，其對所述DC電動機運轉時在所述低電阻器的兩端產生的電壓值、和在所述存儲部中存儲的所述存儲值進行比較，從而求出所述電流值。
7.根據權利要求2所述的換氣裝置，其中， 針對用于通過所述低電阻切換部切換所述第I電流檢測部的電阻值的電流閾值，設置差另1J。
8.根據權利要求2所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具有指示電壓變動部，其在由所述低電阻切換部切換所述第I電流檢測部的電阻值時，改變對所述DC電動機的電動機指示電壓。
9.根據權利要求2所述的換氣裝置，其中， 在鎖定電動機時關斷所述低電阻切換部的所有切換部。
10.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備差壓檢測部， 在由所述第I電流檢測部檢測出的電流值為規(guī)定值以下時，基于所述差壓檢測部的檢測值來決定所述換氣風量。
11.根據權利要求10所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備差壓調整部，其對差壓檢測部的安裝狀態(tài)下的輸出電壓進行電壓修正。
12.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備 第2電流檢測部，其檢測控制用驅動器IC中流過的、驅動所述DC電動機的電動機驅動電流， 從由所述第I電流檢測部檢測出的流過所述DC電動機的總電流中減去所述DC電動機驅動電流，從而計算電流值。
13.根據權利要求4所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備對流過所述DC電動機的繞組的電流進行檢測的電流檢測部。
14.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 在所述控制電路內部具備溫度檢測部。
15.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 在所述DC電動機內部具備溫度檢測部。
16.根據權利要求15所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備霍爾元件溫度修正部，其測量所述DC電動機內部的溫度，并修正電動機內置的霍爾元件的溫度特性。
17.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 所述換氣裝置具備測量換氣裝置的周圍濕度的濕度測量部。
18.根據權利要求I所述的換氣裝置，其中， 在所述控制電路內部具備存儲電源的接通/切斷的存儲部、和在切斷電源時向所述控制電路供給電力的二次電池， 所述控制部始終監(jiān)視電源的接通/切斷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種換氣裝置，其能夠改變風量，具備驅動葉片的DC電動機、控制DC電動機的控制電路。控制電路具備檢測DC電動機中流過的電流的第1電流檢測部、檢測DC電動機的轉速的轉速檢測部、和基于轉速檢測部檢測的轉速和第1電流檢測部檢測的電流來控制DC電動機的控制部。電流檢測部具備多個低電阻器，利用低電阻器的分壓值來檢測電動機電流，根據轉速檢測部檢測的轉速、和第1電流檢測部檢測的電流，求出換氣風量。
文檔編號F24F11/02GK102741619SQ201080062870
公開日2012年10月17日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2010年2月1日
發(fā)明者中島列樹, 市川徹 申請人:松下電器產業(yè)株式會社