[發明專利]基于PWM控制車載有刷風扇的過載保護電路及保護方法

有效

• 申請號: 201610346344.7
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN106058814B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 溫向超;郝政偉;徐西亞;楊冬慶;耿全領;宋華磊
• 申請（專利權）人: 鄭州精益達汽車零部件有限公司
• 主分類號: H02H7/085
• 分類號: H02H7/085
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙)41117
• 代理人: 楊妙琴

技術領域

本發明涉及電路過載保護技術領域，具體涉及一種基于PWM控制車載有刷風扇的過載保護電路及保護方法。

背景技術

隨著城市車輛的不斷增加、環境的不斷惡化和傳統能源的日漸枯竭,汽車節能技術成為當前行業發展的焦點。無論電機還是發動機，散熱系統都很重要。傳統散熱系統，采用機械式風扇，能耗高，故障率低。新的散熱系統，用電子控制器控制的有刷風扇，采用PWM控制實現無極變速，隨溫度智能控制，有效降低能耗，得以普遍推廣，但由于極其惡劣的安裝環境，有刷風扇的電刷很容易磨損，故障率很高，故障現象為堵轉，短路，出現這兩種故障時，電流瞬間增大，甚至達到幾百安，會對控制器的驅動電路造成嚴重破壞，甚至直接致其報廢，或者引起車輛火災。所以風扇控制器加入智能過載保護顯得尤為重要，可直接降低風扇控制器的故障率，降低整車維修成本，提高整車安全性能。

發明內容

本發明提供了一種基于PWM控制車載有刷風扇的過載保護電路及保護方法，能夠有效杜絕風扇堵轉或短路時瞬間產生的大電流將風扇控制器的驅動MOS燒毀，從而降低風扇控制器的故障率，降低整車維修成本，提高整車安全性能。

綜上所述，為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下:

一種基于PWM控制車載有刷風扇的過載保護電路，該保護電路包括開關控制電路、放大電路、電源電路、MOS驅動整形電路和風扇驅動電路，開關控制電路、放大電路、電源電路、MOS驅動整形電路和風扇驅動電路依次連接。

所述MOS驅動整形電路用于將來自于放大電路的電壓信號整形為適合風扇驅動電路的電壓信號；

所述風扇驅動電路用于利用來自于MOS驅動整形電路的電壓信號通過MOS管來驅動風扇運行。

進一步，所述MOS管，采用的是N溝道增強型MOS管。

一種基于PWM控制車載有刷風扇的過載保護電路的保護方法，包括以下步驟：

步驟一：風扇控制器電流的采集，可采用連續電流檢測或峰值電流檢測的方法通過MOS_AD2_AN端采集風扇控制器的電流；

步驟二：風扇控制器過載的判定，根據當前的實際風扇控制器的負載能力，也即當前風扇控制器的熱功耗，可采取連續電流檢測或峰值電流檢測，也可以兩者并存或分級保護；

步驟三：風扇控制器過載的狀態轉移，風扇從啟動開始，實時采集其風扇控制器的電流，若風扇控制器過載，控制器即執行相應的狀態轉移，控制器的狀態分為4種，正常態、一級過載態、二級過載態、鎖定狀態；

正常態，風扇可正常啟動運行，每次上電，讀出連續過載次數，若連續過載次數大于10次，直接進入鎖定狀態；若連續過載次數小于10次，則對風扇控制器進行電流采集，若連續電流檢測一級故障或峰值電流檢測故障發生，控制器狀態由正常態切為一級過載態；若連續電流檢測二級故障發生時，控制器狀態由正常態切為二級過載態；若風扇正常啟動，清空歷史過載次數；

一級過載態，此狀態下風扇禁止啟動，并向儀表報警；每次控制器上電，進入此狀態后，歷史連續過載次數加1，若風扇需要啟動，允許向正常態跳轉3次重試，若超過3次依舊維持此狀態不變，則跳轉間隔至少15秒以上，讓風扇驅動在受到大電流沖擊后散熱，若歷史過載數大于10次，則進入鎖定狀態。

二級過載態，此狀態下允許風扇啟動，只向儀表報警；連續電流檢測二級故障消失，切換到正常態；續電流檢測一級故障或峰值電流檢測故障發生，控制器狀態切為一級過載態。

鎖定狀態，此狀態下風扇禁止啟動，并向儀表報警，經過軟件解鎖或硬件解鎖，能夠重新恢復正常態。

本發明產生的有益效果如下：

本發明在MOS管的柵極和源極之間并聯了一個穩壓二極管，限制柵極電壓在穩壓二極管的穩壓值以下，保護柵極不被擊穿。在MOS管的柵極和源極之間還并聯了一個電阻和二極管組合電路，需要關斷MOS管時，能夠盡快釋放柵極電荷，將MOS管盡快截止；漏極并聯兩個二極管，能夠在風扇關閉時保護漏極不受到瞬間感應脈沖電壓的危害，并且起到了續流散熱的作用。本發明能夠有效杜絕風扇堵轉或短路時瞬間產生的大電流將風扇控制器的驅動MOS燒毀，從而降低風扇控制器的故障率，降低整車維修成本，提高整車安全性能。

附圖說明

圖1為本發明的控制邏輯圖；

圖2為本發明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例來詳細的說明本發明，以便更好的理解本發明，但本發明的保護范圍并不限于此。