專利名稱：汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于一種變頻調(diào)速裝置，涉及一種小功率汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器。
背景技術(shù)：
[0002]傳統(tǒng)電氣調(diào)速系統(tǒng)中，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速具有良好的調(diào)速性能，通過(guò)依靠機(jī)械換向， 只要改變直流電動(dòng)機(jī)兩端電壓就可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，在調(diào)速系統(tǒng)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。目前， 汽車駕駛風(fēng)扇調(diào)節(jié)主要采用直流調(diào)速方式，但是直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，安裝極不方便，故費(fèi)時(shí)費(fèi)工，維護(hù)成本較高。 相反，交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了變頻調(diào)速技術(shù)，解決了交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速困難的問(wèn)題，它以優(yōu)異的性能逐步取代交流電動(dòng)機(jī)其它調(diào)速方式。[0003]汽車上使用的電源為直流電，不適用于交流電動(dòng)機(jī)，要先將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡?然后再對(duì)交流電進(jìn)行變頻。交流變頻調(diào)速使用的是變頻器，但是大部分通用變頻器體積較大，線路復(fù)雜，價(jià)格昂貴，功能復(fù)雜，常用于大、中功率的電動(dòng)機(jī)，而汽車駕駛室風(fēng)扇功率只有幾十瓦功率，不適合使用通用變頻器。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了避免汽車駕駛室使用直流電動(dòng)機(jī)存在的問(wèn)題和解決汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速問(wèn)題，本實(shí)用新型提供汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器，該變頻調(diào)速器不僅可以實(shí)現(xiàn)直流逆變，而且還具備變頻控制，可以通過(guò)鍵盤和紅外線遙控器控制，并且可以使用電位器調(diào)節(jié)工作頻率，具備掉電存儲(chǔ)功能。[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器，其特征在于由單片機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元、保護(hù)單元組成；所述單片機(jī)控制單元是核心，由單片機(jī)、 鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片組成，單片機(jī)的相應(yīng)接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設(shè)定和系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制；A / D 轉(zhuǎn)換模塊用于采集模擬信號(hào)；顯示單元顯示工作狀態(tài)；報(bào)警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機(jī)控制發(fā)聲；存儲(chǔ)芯片用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)變頻器工作頻率，同時(shí)掉電后能保存存儲(chǔ)的頻率；[0006]所述直流逆變單元，使用六個(gè)逆變開關(guān)管組成三相逆變橋，三相逆變橋與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口 ；[0007]所述驅(qū)動(dòng)單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅(qū)動(dòng)電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅(qū)動(dòng)三相逆變橋的六個(gè)逆變開關(guān)管，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機(jī)連接；[0008]所述保護(hù)單元用來(lái)檢測(cè)電源電壓、電流信號(hào)，當(dāng)電源有欠壓和過(guò)流故障時(shí)，單片機(jī)立即響應(yīng)，禁止逆變器工作輸出，保護(hù)系統(tǒng)安全。3[0009]工作過(guò)程當(dāng)變頻器接通電源后，單片機(jī)初始化后從存儲(chǔ)芯片讀取用戶默認(rèn)的頻率值，變頻器開始工作；變頻器工作過(guò)程中通過(guò)模擬量輸入和數(shù)字量輸入設(shè)定系統(tǒng)相關(guān)工作參數(shù)；參數(shù)設(shè)定完成后，系統(tǒng)重新啟動(dòng)，變頻調(diào)速系統(tǒng)工作，開始工作輸出，存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)工作頻率，顯示單元顯示工作狀態(tài)；變頻器在工作過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)電源電壓和電流，當(dāng)出現(xiàn)欠壓和過(guò)流故障時(shí)，單片機(jī)立即啟動(dòng)保護(hù)程序，封鎖輸出，切斷逆變器主電路控制信號(hào)，保護(hù)系統(tǒng)安全。[0010]有益效果本實(shí)用新型以單片機(jī)作為控制核心，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有智能化特點(diǎn)， 操作方便，可以用于汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速；同時(shí)本實(shí)用新型將交流電機(jī)引入汽車駕駛室，從而減小了維修成本。


[0011]圖I是本實(shí)用新型的原理框圖。[0012]圖2是本實(shí)用新型中單片機(jī)控制單元的電路原理圖。[0013]圖3是本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元及保護(hù)單元的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
[0014]如圖I所示，為本實(shí)用新型的原理框圖。本實(shí)用新型由單片機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元、保護(hù)單元組成；所述單片機(jī)控制單元是核心，由單片機(jī)、鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片組成，單片機(jī)的相應(yīng)接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設(shè)定和系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制；A / D轉(zhuǎn)換模塊的傳感器輸入端子與傳感器連接，用于采集模擬信號(hào)；顯示單元由數(shù)碼管和發(fā)光二極管組成，數(shù)碼管顯示工作頻率狀態(tài)，發(fā)光二極管顯示工作狀態(tài)；報(bào)警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機(jī)控制發(fā)聲；存儲(chǔ)芯片用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)變頻器工作頻率，同時(shí)掉電后能保存存儲(chǔ)的頻率；[0015]所述直流逆變單元與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口，交流電輸出接口與三相交流電機(jī)M連接。[0016]所述驅(qū)動(dòng)單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅(qū)動(dòng)電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅(qū)動(dòng)三相逆變橋的六個(gè)逆變開關(guān)管，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機(jī)連接；[0017]所述保護(hù)單元用來(lái)檢測(cè)電源電壓、電流信號(hào)，當(dāng)電源有欠壓和過(guò)流故障時(shí)，單片機(jī)立即響應(yīng)，禁止逆變器工作輸出，保護(hù)系統(tǒng)安全。[0018]如圖2所示，為單片機(jī)主控單元主要電路原理圖。單片機(jī)主控單元主要由單片機(jī) IC1、集成芯片IC2 — IC5、鍵盤Kl一K16、紅外遙控接收器IC7、3位數(shù)碼管LED、發(fā)光二極管 Dl—D3、報(bào)警器SPK、存儲(chǔ)芯片IC6等組成；單片機(jī)ICl通過(guò)IC2、IC3與鍵盤Kl一K16和3 位數(shù)碼管LED連接，鍵盤Kl一K16和紅外線遙控器控制設(shè)定交流電頻率，紅外遙控接收器 IC7通過(guò)紅外遙控器接收遙控信號(hào)；IC12是A / D轉(zhuǎn)換模塊，具有8路模擬信號(hào)采集功能和 A/D轉(zhuǎn)換，通道O采集電位器R16輸入的模擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，作為輸入頻率；3 位數(shù)碼管LED用于動(dòng)態(tài)顯示輸出頻率和工作狀態(tài)，3個(gè)發(fā)光二極管Dl—D3分別是電源、工作和故障指示燈；報(bào)警器SPK在系統(tǒng)工作發(fā)生故障時(shí)由單片機(jī)ICl控制發(fā)聲；存儲(chǔ)芯片IC6 存儲(chǔ)設(shè)定的頻率；部分器件說(shuō)明IC1是單片機(jī)，有40個(gè)引腳，是控制大腦；IC3是并行接口芯片，連接鍵盤Kl一K16和3位數(shù)碼管LED ； IC7是紅外線遙控接收器，接收紅外線遙控器的遙控信號(hào)輸入到單片機(jī)內(nèi)部，單片機(jī)通過(guò)解碼識(shí)別紅外線遙控器按鍵，執(zhí)行相關(guān)操作；IC12 是AD轉(zhuǎn)換器，具有8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器；IC6是存儲(chǔ)芯片，系統(tǒng)掉電后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。[0019]如圖2所示，單片機(jī)控制單元中提到的電路及電子元器件都是現(xiàn)有技術(shù)，只要在本實(shí)用新型中提出單片機(jī)、鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、 報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片，作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員能輕易組合成單片機(jī)控制單元。所以說(shuō)，提供了完整的電路原理圖作為參考，在以上只對(duì)單片機(jī)主控單元主要電路作了描述，對(duì)其余部分沒(méi)有必要作完整和詳細(xì)的描述。[0020]圖3所示為驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元、和保護(hù)單元電路原理圖。驅(qū)動(dòng)單元由集成芯片IC8、SPWM芯片IC9、集成驅(qū)動(dòng)器IClO組成。IC8產(chǎn)生特定頻率，為SPWM芯片IC9提供頻率信號(hào)，生出特定頻率的SPWM波，產(chǎn)生的六路輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)集成驅(qū)動(dòng)器IC10，輸出六路控制信號(hào)。另外集成驅(qū)動(dòng)器IClO內(nèi)置過(guò)流保護(hù)功能。直流逆變單元由六個(gè)直流逆變開關(guān)管 (VTl—VT6)組成，在驅(qū)動(dòng)單元六路控制信號(hào)作用下產(chǎn)生所需的交流電。保護(hù)單元主要由主電路電流和電源電壓檢測(cè)兩部分構(gòu)成，IC12通道I用于采集主電路電流值，通道2用于采集電源兩端電壓，單片機(jī)ICl實(shí)時(shí)檢測(cè)電流和電壓，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流和欠壓時(shí)，立即停止輸出， 保護(hù)系統(tǒng)安全。部分器件說(shuō)明IC8是頻率生成芯片，能輸出三路頻率信號(hào)；IC9是SPWM波芯片，輸出六路SPWM波信號(hào)；IC13是穩(wěn)壓集成電路，輸出+5V直流電壓。[0021]如圖3所示，提到的驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元和保護(hù)單元都是現(xiàn)有技術(shù)，只要在本實(shí)用新型中提出直流逆變單元、用于直流逆變單元的驅(qū)動(dòng)單元，保護(hù)單元，作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員能輕易實(shí)現(xiàn)。所以說(shuō)，提供了完整的電路原理圖作為參考，在以上只對(duì)驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元和保護(hù)單元的主要原理作了描述，對(duì)其余部分沒(méi)有必要作完整和詳細(xì)的描述。[0022]本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于利用現(xiàn)有技術(shù)中的單片機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元、保護(hù)單元組合成風(fēng)扇變頻調(diào)速器，單片機(jī)控制單元是控制系統(tǒng)的核心。
權(quán)利要求1.汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器，其特征在于由單片機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元、保護(hù)單元組成；所述單片機(jī)控制單元是核心，由單片機(jī)、鍵盤、紅外線遙控接收器、 A / D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片組成，單片機(jī)的相應(yīng)接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設(shè)定和系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制；A / D轉(zhuǎn)換模塊用于采集模擬信號(hào)；顯示單元顯示工作狀態(tài)；報(bào)警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機(jī)控制發(fā)聲；存儲(chǔ)芯片用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)變頻器工作頻率，同時(shí)掉電后能保存存儲(chǔ)的頻率；所述直流逆變單元，使用六個(gè)逆變開關(guān)管組成三相逆變橋，三相逆變橋與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接 Π ；所述驅(qū)動(dòng)單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅(qū)動(dòng)電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅(qū)動(dòng)三相逆變橋的六個(gè)逆變開關(guān)管，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機(jī)連接；所述保護(hù)單元用來(lái)檢測(cè)電源電壓、電流信號(hào)，當(dāng)電源有欠壓和過(guò)流故障時(shí)，單片機(jī)立即響應(yīng)，禁止逆變器工作輸出，保護(hù)系統(tǒng)安全。
專利摘要本實(shí)用新型提供了汽車駕駛室風(fēng)扇變頻調(diào)速器，不僅可以實(shí)現(xiàn)直流逆變，而且還具備變頻控制，可以通過(guò)鍵盤和紅外線遙控器控制，并且可以調(diào)節(jié)工作頻率，具備掉電存儲(chǔ)功能。其主要技術(shù)方案是由單片機(jī)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、直流逆變單元、保護(hù)單元組成；所述單片機(jī)控制單元是核心，由單片機(jī)、鍵盤、紅外線遙控接收器、A∕D轉(zhuǎn)換模塊、顯示單元、報(bào)警器、存儲(chǔ)芯片組成；所述直流逆變單元，使用六個(gè)逆變開關(guān)管組成三相逆變橋；所述驅(qū)動(dòng)單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅(qū)動(dòng)電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅(qū)動(dòng)三相逆變橋的，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機(jī)連接；所述保護(hù)單元用來(lái)檢測(cè)電源電壓、電流信號(hào)，當(dāng)電源有欠壓和過(guò)流故障時(shí)，起保護(hù)作用。
文檔編號(hào)H02P27/06GK202737809SQ20122031814
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者邱新橋, 郭偉 申請(qǐng)人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院