[實用新型]一種新型汽車空調風機調速器

有效

• 申請號: 201220085803.8
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN202488390U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 孔令成;徐達;張志華;趙賢相;駱長俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院;常州先進制造技術研究所
• 主分類號: H02P7/00
• 分類號: H02P7/00;H02P7/29;H02H7/08;F04D27/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 朱小杰

技術領域

本實用新型屬于電機調速領域，特別涉及用于汽車空調風機的調速設備。

背景技術

目前國內大部分汽車空調風機采用的是有刷直流電機串電阻的調速，無刷直流電機調速，變極調速。

文獻“交流調速系統(第一版)(劉競成.上海：上海交通大學出版社，1984.)”指出，串電阻調速方法是在直流單相電機的電驅回路中串接多個附加電阻，通過換擋開關改變串入的電阻數，從而改變電機電驅回路串入的電阻R，使電驅電流發生改變來實現電機調速的，這種調速方法效率低下，很大一部分功耗消耗在串入的電阻上，而且調節范圍有限，只有固定的幾個檔，無法實現平滑連續的無級調速，串電阻調速的原理如圖1所示。

文獻“毛維杰，沈云寶.汽車空調無刷直流風機的驅動和保護【J】.汽車電器，1995(4)；8-10.”，“夏長亮.薛向黨.汽車空調無刷直流電機設計研究【J】.微電機，1999(3)：7-8.”，“夏長亮.史婷娜.汽車空調用非橋式無刷直流電機仿真研究【J】.微電機，2001(3)：7-9.”介紹了無刷直流電動機調速系統在汽車空調風機中的應用。其驅動電路如圖2所示。

在圖2所示調速系統中，驅動電路采用三相星形非橋式線路，功率管選用MOSFET管，雙管并聯，R、C串聯電路為緩沖電路，用來保護功率MOSFET管，轉子位置信號由霍爾式位置傳感器獲得，3個霍爾元件沿圓周均布，位置傳感器的旋轉部分由磁體和非磁體組成一圓環，并與電機本體主轉子同軸連接，當位置傳感器轉子的扇形片(非磁體)對準霍爾元件時，霍爾元件由于感應不到磁場而輸出高電平，使由其控制的功率管導通，電源給相應的一組電驅繞組饋電，其他兩相電驅繞組由于霍爾元件輸出低電平而無法和電源接通。這樣，隨著電機主轉子的轉動，位置傳感器轉子扇形片也跟著轉動，電驅繞組便一相一相地依次饋電，從而實現各繞組的換流，通過改變電驅繞組通電時間和加在其上的電壓，即可實現電機調速，從而控制汽車空調風機的運行。但是這種調速裝置電路結構相對復雜，所采用的元器件多，成本大大提高，通用性也差。

文獻“阮明旺.多速電動機在拖動空調風機設備中的應用【J】.山東紡織科技，1995(4)：41-43.”指出有關變極調速在空調風機中的應用。通過設計相應的控制電路來控制變極多速三相異步電機在不同負載情況下分別在低速、中速和高速三個速度段下運行，從而起到調速并節能的作用。它包括主電路和控制電路兩大部分，其中主電路主要由空氣開關，互感器，接觸器主觸點及熱繼電器和YD系列變極多速三相異步電動機組成，控制電路主要由電源及運行狀態指標，風機低速段，中速段和高速段運行四個控制部分組成，另外在回路中還有保護電路和測量電路，同樣電路結構相對復雜，電機的結構也比較復雜，制造成本大大提高，更為嚴重的是只有低速段、中速段、高速段3個段，無法實現無級調速。

由此可見，目前國內大部分汽車的空調風機調速器體積大、電路復雜、無法無級調速，除此外，這些調速器通用性差，一款型號的調速器只能對幾種相對固定型號的電機進行調速。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有調速器體積大，電路結構復雜、無法無級調速、通用性差、保護功能不齊全的不足，而提出一種新型汽車空調風機調速器及其工作方法。本實用新型采用先進的ASIC技術，把所有功能均集成到一塊硅片上并封裝成芯片，采用這種芯片設計了一款新型汽車空調風機調速器。

具體技術方案如下：一種新型汽車空調風機調速器，包括電源保護電路、控制電路、功率電路和信號輸入模塊以及接口電路，其特征在于：上述電源保護電路包含電阻、電容、和肖特基二極管，所述電源保護電路的電容C10和C12并聯，其中C12為極性電容，肖特基二極管D1與電容C13并聯，電阻R3一端與C12相連，另一端與肖特基二極管D1相連，電容C12和肖特基二極管D1另一端接地；所述控制電路包括PWM信號處理模塊、控制模塊、輸出驅動模塊、反饋接口、溫度檢測、過壓欠壓檢測模塊和電源模塊，上述各模塊通過各個電壓控制信號相互級聯在一起；所述功率電路包括功率開關管T1、反相串聯的二極管D5和D7、相互并聯的電容C9和C11、電阻R9和電容C15、以及第一1腳接口MOTOR1和第二1腳接口MOTOR2；所述第一1腳接口MOTOR1與電源BATT相連，所述第二1腳接口MOTOR2與功率開關管T1的D腳相連接，所述相互并聯的電容C9和C11跨接于第一1腳接口和第二1腳接口之間，所述反相串聯的二極管D5和D7跨接于功率管T1的D腳和G腳之間，所述的電容C15跨接于功率管T1的D腳和S腳之間，并且功率開關管T1的S腳與地相連接。