風扇用驅動控制器及風扇的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種風扇用驅動控制器及風扇。所述風扇用驅動控制器包括：整流濾波單元，用于將具有預定交流電壓的交流電轉換為設定的直流電壓的直流電；降壓式開關電源變換器單元，其與所述整流濾波單元連接，用于將所述設定的直流電壓降為工作直流電壓；驅動裝置單元，連接于所述降壓式開關電源變換器單元，采用所述工作直流電壓驅動風扇馬達旋轉。本實用新型的有益效果為：通過將具有預定交流電壓的交流電轉換為能夠使用的具有工作直流電壓的直流電，由此采用該具有工作直流電壓的直流電驅動風扇馬達，保證能量轉換率較高的情況下降低風扇的制造成本和使用成本，利于節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】 風扇用驅動控制器及風扇

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電器控制【技術領域】，具體涉及一種風扇用驅動控制器。此外，本實用新型還涉及一種包括上述驅動控制器的風扇。

【背景技術】
[0002]采用嵌入式控制器(簡稱:EC, Embedded Controller)的風扇所使用的電能僅僅是工業(yè)標準風機消耗電能的1/3。其具有的優(yōu)點:EC風扇操作方便、沒有多大噪音，而且轉速控制效率高；EC風扇的所有的電子設備都嵌放在風機內部，使得風扇整體結構簡單，集成度高；EC風扇可以實現傳統的交流風扇所沒有的堵轉保護及自恢復功能；EC風扇不受體積小的限制；EC風扇搭配不同的電子驅動可以實現更高轉速；EC風扇性價比高。
[0003]但是，現有技術中采用較多的是交流電，通常采用單片機配合MOS管的方式直接控制風扇馬達線圈做功，從而實現風扇的運轉。這種驅動架構的優(yōu)勢是轉換效率高，但是存在的缺陷是由于需要高壓驅動，馬達線圈的制作工藝較為復雜，再加上單片機需要寫入程序，會存在保密情形的發(fā)生，而且單片機本身的成本也很貴，也不便于每家廠商統一使用同一規(guī)格的單片機去配置使用，另外，還需要增加輔助電源以給單片機供電，致使風扇整機的線路較復雜，由此導致風扇的制造成本以及使用成本較高。因此，急需一種風扇用驅動控制器以解決現有技術中存在的上述問題。
實用新型內容
[0004]為了解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種風扇用驅動控制器，這種驅動控制器在較高轉換效率的情況下，成本低。此外，本實用新型還提供一種采用所述驅動控制器的風扇。
[0005]本實用新型所采用的技術方案為:
[0006]一種風扇用驅動控制器，其包括:整流濾波單元，用于將具有預定交流電壓的交流電轉換為設定的直流電壓的直流電；降壓式開關電源變換器單元，其與所述整流濾波單元連接，用于將所述設定的直流電壓降為工作直流電壓；驅動裝置單元，連接于所述降壓式開關電源變換器單元，采用所述工作直流電壓驅動風扇馬達旋轉。
[0007]優(yōu)選地，所述降壓式開關電源變換器單元包括PWM控制芯片Ul、開關管Ql、濾波電容 EC2、續(xù)流二極管 D2、電感 LP1、電阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容 Cl、C2、C3和二極管D3、D4、D5，PWM控制芯片的I端連接電阻R6、并聯電阻R3、R4以及續(xù)流二極管D2后接地，PWM控制芯片的2端通過電容C4連接于所述續(xù)流二極管，PWM控制芯片的3端分別通過電阻R7以及與電阻R7并聯的電阻R8和電容C3連接至所述續(xù)流二極管D2，二極管D3的一端連接至電阻R8和電容C3之間，二極管D3的另一端通過并聯的濾波電容EC2和電阻RlO接地，并且所述二極管D3的另一端還連接至所述二極管D4和所述二極管D5之間，電感LPl連接在所述電容C3所述濾波電容EC2之間，PWM控制芯片的4端直接連接于所述續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的5端通過電阻R5連接至所述開關管Ql的基極，所述開關管Ql的發(fā)射極通過并聯電阻R3、R4連接至所述續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的6端通過并聯的電容Cl、C2連接至所述續(xù)流二極管D2，電阻Rl，R2依次串聯后連接至PWM控制芯片的6端和并聯電容Cl、C2之間，電阻R9的一端連接至并聯電容Cl、C2和電阻R2之間，電阻R9的另一端連接串聯的二極管D4、D5。
[0008]優(yōu)選地,所述驅動裝置單元包括霍爾驅動IC和馬達線圈,所述霍爾驅動IC的VCC引腳連接至所述工作直流電壓的正極，所述馬達線圈連接在所述霍爾驅動IC的輸出引腳和所述工作直流電壓的正極之間。
[0009]優(yōu)選地，所述馬達線圈包括單相馬達線圈、兩相馬達線圈或者三相馬達線圈。
[0010]優(yōu)選地，所述驅動裝置單元包括三相馬達線圈，所述三相馬達線圈分別連接至所述工作直流電壓的正極。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述整流濾波單元包括整流橋BDl和濾波電容ECl，所述整流橋BDl的I端連接至具有預定交流電壓的交流電的輸入端，所述整流橋BDl的2端連接至所述交流電的零線，所述整流橋BDl的3端接地，所述濾波電容ECl的兩端分別連接至所述整流橋BDl的3端和4端。
[0012]優(yōu)選地，驅動控制器還包括抗電磁干擾單元，所述抗電磁干擾單元設置在所述整流濾波單元和交流電之間。
[0013]優(yōu)選地，所述抗電磁干擾單元還包括保險絲F1，所述保險絲Fl串聯連接在所述交流電的輸入端。
[0014]此外，本實用新型還公開了一種風扇，其包括根據上文所述的驅動控制器。
[0015]本實用新型的有益效果為:通過整流濾波單元將具有預定交流電壓的交流電轉換為設定的直流電壓的直流電，然后通過降壓式開關電源變換器單元將設定的直流電壓的直流電降為具有工作直流電壓的直流電，由此通過該具有工作直流電壓的直流電驅動風扇馬達旋轉。由此可以采用直流的方式驅動風扇，相比于傳統的交流驅動方式，這種驅動方式的轉化效率高，由于不需要高壓驅動，馬達線圈不需要復雜工藝完成，并且不需要增加額外的輔助電源，簡化了風扇整機的線路，降低了風扇的制造成本和使用成本，利于節(jié)能環(huán)保。進一步地，采用的PWM控制芯片控制開關管Ql的開關頻率足夠高，可以達到60K-100K，由此使得電感小型化，成本低廉。從應用領域上來講，可以直接替代傳統的交流風扇，包括IT/工業(yè)/家電類的交流風扇，也可采用本實用新型技術對傳統的直流風扇的內部電路進行改進以直接使用交流供電。由此使得上述交流風扇和直流風扇較簡單地轉換為EC風扇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一個優(yōu)選實施例的控制器的電路原理圖；
[0017]圖2是圖1所示控制器的工作流程圖。
[0018]圖中:10、整流濾波單元；20、降壓式開關電源變換器單元；30、驅動裝置單元。

【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型公開的風扇用驅動控制器，其包括整流濾波單元20、降壓式開關電源變換器單元30和驅動裝置單元40。下面將詳細地描述本實用新型的控制器及其各個部分。
[0020]整流濾波單元20用于將具有預定交流電壓的交流電轉換為設定的直流電壓的直流電。如圖2所示，預定交流電壓可以是AC85V-450V，經過整流濾波后轉換成的設定的直流電壓為DC120-630。上述預定交流電壓的交流電是通常所說的家用或者工業(yè)供電電壓，可以參考預定交流電壓和設定的直流電壓設計整流濾波單元以及選用相應的元器件。
[0021 ] 優(yōu)選地，如圖1所示，整流濾波單元20包括整流橋BDl和濾波電容ECl，整流橋BDl的I端連接至具有預定交流電壓的交流電的輸入端，整流橋BDl的2端連接至交流電的零線,整流橋BDl的3端接地，濾波電容ECl的兩端分別連接至整流橋BDl的3端和4端。
[0022]如圖1所示，降壓式開關電源變換器單元30與整流濾波單元20連接，其用于將設定的直流電壓降為工作直流電壓。如圖2所示，將設定的直流電壓DC120V-630V轉換成為DC12V、24V或者48V等的工作直流電壓。
[0023]驅動裝置單元40連接于降壓式開關電源變換器單元30，采用工作直流電壓驅動風扇馬達旋轉。驅動裝置單元40采用DC12V、24V或者48V等的工作直流電壓驅動風扇馬達旋轉。
[0024]進一步地，參見圖1所示，為了提高電路的穩(wěn)定性以及使用壽命，降低輻射危害，驅動控制器還包括抗電磁干擾單元10，抗電磁干擾單元10設置在整流濾波單元20和交流電之間?？闺姶鸥蓴_單元10可以采用現有技術中常規(guī)的抗電磁干擾單元。優(yōu)選地，如圖所示，抗電磁干擾單元10還包括保險絲F1，保險絲Fl串聯連接在交流電的輸入端，由此提高驅動控制器使用的安全性能，避免漏電或者短路的發(fā)生。
[0025]作為優(yōu)選地實施例，如圖1所示，降壓式開關電源變換器單元30的結構包括PWM控制芯片U1、開關管Q1、濾波電容EC2、續(xù)流二極管D2、電感LP1、電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容Cl、C2、C3和二極管D3、D4、D5，PWM控制芯片的I端連接電阻R6、并聯電阻R3、R4以及續(xù)流二極管D2后接地，PWM控制芯片的2端通過電容C4連接于續(xù)流二極管，PWM控制芯片的3端分別通過電阻R7以及與電阻R7并聯的電阻R8和電容C3連接至續(xù)流二極管D2，二極管D3的一端連接至電阻R8和電容C3之間，二極管D3的另一端通過并聯的濾波電容EC2和電阻RlO接地，并且二極管D3的另一端還連接至二極管D4和二極管D5之間，電感LPl連接在電容C3濾波電容EC2之間，PWM控制芯片的4端直接連接于續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的5端通過電阻R5連接至開關管Ql的基極，開關管Ql的發(fā)射極通過并聯電阻R3、R4連接至續(xù)流二極管D2，PWM控制芯片的6端通過并聯的電容Cl、C2連接至續(xù)流二極管D2，電阻Rl，R2依次串聯后連接至P麗控制芯片的6端和并聯電容Cl、C2之間，電阻R9的一端連接至并聯電容C1、C2和電阻R2之間，電阻R9的另一端連接串聯的二極管D4、D5。
[0026]降壓式開關電源變換器單元30的工作原理為:當開關管Ql導通時，二極管D2截止，輸入的具有設定的直流電壓的直流電經開關管Ql向電感LPl和濾波電容EC2充電，由此從電感LPl中流經的電流增加電感LPl的儲能。當開關管Ql截止時，電感LPl感應出左負右正的電壓，經驅動裝置單元連接的負載和續(xù)流二極管D2釋放電感LPl中存儲的能量，維持降壓式開關電源變換器單元輸出的工作直流電壓不變。該單元輸出的工作直流電壓的高低由加在開關管Ql基極的脈沖寬度確定。
[0027]作為其中一個優(yōu)選地實施例,如圖1所示，驅動裝置單元40包括霍爾驅動IC(參加U3)和馬達線圈(例如FANLl和FANL2)，霍爾驅動IC的VCC引腳連接至工作直流電壓的正極，馬達線圈連接在霍爾驅動IC的輸出引腳和工作直流電壓的正極之間。優(yōu)選地，馬達線圈包括單相馬達線圈、兩相馬達線圈或者三相馬達線圈，如圖中所示馬達線圈為兩相馬達線圈。由此可以根據馬達線圈的個數選用不同型號的霍爾驅動IC以使一個馬達線圈對應霍爾驅動IC的一個輸出引腳。作為另一個優(yōu)選實施例，驅動裝置單元40包括三相馬達線圈，三相馬達線圈分別連接至工作直流電壓的正極。由此可以根據客戶的實際安裝需求來實現馬達電機的驅動。
[0028]此外，本實用新型還公開了一種風扇，其包括根據上文所述的驅動控制器。由此可知該風扇轉換率高，成本低。
[0029]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種風扇用驅動控制器，其特征在于，包括: 整流濾波單元，用于將具有預定交流電壓的交流電轉換為設定的直流電壓的直流電； 降壓式開關電源變換器單元，其與所述整流濾波單元連接，用于將所述設定的直流電壓降為工作直流電壓； 驅動裝置單元，連接于所述降壓式開關電源變換器單元，采用所述工作直流電壓驅動風扇馬達旋轉。
2.根據權利要求1所述的驅動控制器，其特征在于，所述降壓式開關電源變換器單元包括PWM控制芯片(Ul)、開關管(Ql)、濾波電容(EC2)、續(xù)流二極管(D2)、電感(LPl)、電阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10)、電容(C1、C2、C3)和二極管(D3、D4、D5)，PWM 控制芯片的I端連接電阻(R6)、并聯電阻(R3、R4)以及續(xù)流二極管(D2)后接地，PWM控制芯片的2端通過電容(C4)連接于所述續(xù)流二極管，PWM控制芯片的3端分別通過電阻(R7)以及與電阻(R7)并聯的電阻(R8)和電容(C3)連接至所述續(xù)流二極管(D2)，二極管(D3)的一端連接至電阻(R8)和電容(C3)之間，二極管(D3)的另一端通過并聯的濾波電容(EC2)和電阻(RlO)接地，并且所述二極管(D3)的另一端還連接至所述二極管(D4)和所述二極管(D5)之間，電感(LPl)連接在所述電容(C3)所述濾波電容(EC2)之間，PWM控制芯片的4端直接連接于所述續(xù)流二極管(D2)，PWM控制芯片的5端通過電阻(R5)連接至所述開關管(Ql)的基極，所述開關管(Ql)的發(fā)射極通過并聯電阻(R3、R4)連接至所述續(xù)流二極管(D2)，PWM控制芯片的6端通過并聯的電容(C1、C2)連接至所述續(xù)流二極管(D2)，電阻(Rl，R2)依次串聯后連接至PWM控制芯片的6端和并聯電容(C1、C2)之間，電阻(R9)的一端連接至并聯電容(C1、C2)和電阻(R2)之間，電阻(R9)的另一端連接串聯的二極管(D4、D5)。
3.根據權利要求1或2所述的驅動控制器，其特征在于，所述驅動裝置單元包括霍爾驅動IC和馬達線圈，所述霍爾驅動IC的VCC引腳連接至所述工作直流電壓的正極，所述馬達線圈連接在所述霍爾驅動IC的輸出引腳和所述工作直流電壓的正極之間。
4.根據權利要求3所述的驅動控制器，其特征在于，所述馬達線圈包括單相馬達線圈、兩相馬達線圈或者三相馬達線圈。
5.根據權利要求1或2所述的驅動控制器，其特征在于，所述驅動裝置單元包括三相馬達線圈，所述三相馬達線圈分別連接至所述工作直流電壓的正極。
6.根據權利要求1或2所述的驅動控制器，其特征在于，所述整流濾波單元包括整流橋(BDl)和濾波電容(ECl)，所述整流橋(BDl)的I端連接至具有預定交流電壓的交流電的輸入端，所述整流橋(BDl)的2端連接至所述交流電的零線，所述整流橋(BDl)的3端接地，所述濾波電容(ECl)的兩端分別連接至所述整流橋(BDl)的3端和4端。
7.根據權利要求1或2所述的驅動控制器，其特征在于，還包括抗電磁干擾單元，所述抗電磁干擾單元設置在所述整流濾波單元和交流電之間。
8.根據權利要求7所述的驅動控制器，其特征在于，所述抗電磁干擾單元還包括保險絲(Fl)，所述保險絲(Fl)串聯連接在所述交流電的輸入端。
9.一種風扇，其特征在于，包括根據權利要求1至8中任一項所述的驅動控制器。
【文檔編號】H02P7/28GK204089662SQ201420477851
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權日:2014年8月22日
【發(fā)明者】余朝勝 申請人:余朝勝