專利名稱：Ac/dc無刷直流風機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流風機，具體地說，本實用新型涉及主要用于強排熱 水器的強鼓強排式熱水器風機。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中連接220V電源插座的強制排氣式熱水器，燃燒產(chǎn)生的廢氣是通過排煙管依靠熱水器內(nèi)部風機產(chǎn)生的抽力排放到室外的。目前采用的風機4:要 有二種， 一種是交流散熱風機，另一種是直流風機。交流散熱風機散熱風量小， 體積大，造價高，轉(zhuǎn)速固定，不易控制，自我保護功能差。為了提高其更高的功 效與性價比，有用簡單的改良，直接輸入交流電壓一通過轉(zhuǎn)換器一直流風扇運 轉(zhuǎn)，試圖改變交流散熱風機低效率問題。這樣做雖然在風量，功耗，噪音上有一 定的改善，但還是不能改變交流散熱風機體積大的缺陷，它還需要安裝-個影響整機安裝空間的轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)有技術(shù)中直流風機是通過直流電壓運轉(zhuǎn)；(通常電 壓為DC5V;12V;24V;48V;110V;220V)，有轉(zhuǎn)速高；風量大，噪音小，功耗小，溫度 低，壽命長，不存在電壓轉(zhuǎn)換，使用方便優(yōu)點。但常規(guī)的無刷直流風機采用交流 輸入內(nèi)部轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓，用高壓直流無刷方式工作，使用高壓工作電子線 路硬件部分。驅(qū)動部分所用的N溝道和P溝道的場效應(yīng)管M()S場效應(yīng)管的開關(guān) 速度不一樣，在橋式工作狀態(tài)下極易造成兩只場效應(yīng)管M0S場效應(yīng)管同時導通 而燒壞風機，而且大電流高壓的P溝道場效應(yīng)管M0S管價格昂貴，品種少,不易采 購。還有電源供應(yīng)器和功率控制器件寵大，改變其高壓的可靠性差，不易頻繁 啟動，啟動時大電流、調(diào)速方式少的缺點。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供 一種能夠免去
前部分寵大的電源供應(yīng)器和功率控制器件，AC輸入內(nèi)部DC工作，啟動平穩(wěn)，易 控制，高壓電源共虛地疊加一個電壓，安全可靠工作的AC/[)C無刷直流風機。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種AC/DC無刷直流風 機，包括蝸殼組件、扇葉組件和直流電機組成的風機，以及220V AC電源通 過接線端子連接風機驅(qū)動電路和所述驅(qū)動電路中將交流電壓AC轉(zhuǎn)換為高壓直流 電源的整流濾波電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路、信號輸出轉(zhuǎn)換電路、調(diào)速檢測電路 和將轉(zhuǎn)速信號送給轉(zhuǎn)速反饋電路的信號輸出轉(zhuǎn)換電路組成的直流工作電子線路 控制板，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置檢測電路通過電阻電連接信號輸出轉(zhuǎn)換電 路的控制芯片輸入端，該信號輸出轉(zhuǎn)換電路的控制芯片的輸出端電連接有-路 通過串聯(lián)電阻連接并控制三極管， 一路通過串聯(lián)電阻連接M0S場效應(yīng)管，從而 形成兩路電壓疊加控制M0S場效應(yīng)管使三極管導通的電壓疊加驅(qū)動控制電路， 其中的整流濾波電路通過串聯(lián)電阻電連接低壓控制電源電路。所述電壓疊加驅(qū)動控制電路可以是左、右邊驅(qū)動對稱連接線圈繞組組成的 與高壓直流電源共虛地反向充的線圈驅(qū)動電路。本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本實用新型用220V直接工作，內(nèi)部AC/DC轉(zhuǎn)換的工作模式，利用無刷直流 風機效率高的特點，縮小了風機的安裝尺寸，克服了常規(guī)交流風機散熱風量小， 造價、高效率低，體積大，轉(zhuǎn)速固定，不易控制及安全與自我保護功能差的不足。 又替代了常規(guī)無刷直流風機，避免了改變其高壓的可靠性差，不易頻繁啟動， 啟動時大電流的缺陷。低電壓(DC0-5V)、小電流控制(控制電流小于5raA)。通 過常規(guī)交流電壓AC輸入，內(nèi)部AC/DC轉(zhuǎn)換直流電壓運轉(zhuǎn)，用220V AC電源通過 接線端子P3進入，將外部交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流作為驅(qū)動電源的電整流濾波電 路3和組成的低壓控制電源電路4避免了電壓轉(zhuǎn)換，機型大的缺陷。免去了現(xiàn) 有技術(shù)前部分寵大的電源供應(yīng)器和功率控制器件。保持了直流風機轉(zhuǎn)速高，風 量大，噪音小，功耗小，溫度低，壽命長，使用方便，體小的優(yōu)點。經(jīng)過電阻R7對調(diào)速電壓或PWM信號到光耦U2進行光耦隔離和AD數(shù)據(jù)采樣，并送入轉(zhuǎn)f位 置信號和輸出驅(qū)動信號的電容CPU電壓采樣電路，具備了 0-5V電壓調(diào)速和PWM 調(diào)速兩種調(diào)速方式，啟動時采用小的PWM值，保證小電流啟動，及啟動平穩(wěn)。采 用PWM調(diào)速方式，實現(xiàn)無級調(diào)速，高可靠調(diào)速。本實用新型采用全N溝道場效應(yīng) 管M()S場效應(yīng)管線路，保證了開關(guān)速度」致，品種多，易采購，而其驅(qū)動部分則采 用在高壓電源共虛地的反向充電方式疊加一個電壓，可靠工作。

為了進一步說明而不是限制本實用新型的上述實現(xiàn)方式，
以下結(jié)合附圖和 實施例對本實用新型進一步說明，但并不因此將本實用新型限制在所述的實施 范圍之中。所有這些構(gòu)思應(yīng)視為本技術(shù)所公開的內(nèi)容和本實用新型的保護范闈。圖l是本實用新型的主視圖。 圖2是圖1的側(cè)向透視圖。 圖3是本實用新型的驅(qū)動電路示意圖。 圖4是電壓疊加電路的放大圖。
具體實施方式
圖l、圖2描述了由現(xiàn)有技術(shù)形式的外殼和風道組成的蝸殼組件1、旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生風壓的扇葉組件2、風機底座安裝支架組件5和無刷直流電機和風機驅(qū)動控制 電路直流工作電子線路控制板11組成的風機。在蝸殼組件1側(cè)面裝有接線端16。 固定轉(zhuǎn)子組件4和扇葉組件2的鉚釘13將扇葉組件2和轉(zhuǎn)子組件4鉚合鬧聯(lián)。 220V AC電源通過線圈繞組接線端16連接直流I:作電子線路控制板11。直流I: 作電子線路控制板11由十字盤頭螺釘3固定在蝸殼上，電源線從蝸殼側(cè)面接線 端16引出。定子繞組10安裝在安裝支架組件5中間，其引線焊接在直流l:作 電子線路控制板11上。連接軸和外殼的軸承8和固定軸的彈性擋圈14壓入F 安裝支架5中。在安裝支架5的另一面順序裝入有將扇葉軸向壓緊的壓縮彈簧9。在軸用彈性擋圈6和軸承8之間有保護軸承的墊圈7。蝸殼組件1由十字盤頭螺 絲i2鎖緊。在圖3中，在直流工作電子線路控制板ll上的整個電路分為整流濾波電路3，低壓電源電路，轉(zhuǎn)子位置檢測電路，信號輸出轉(zhuǎn)換電路2，調(diào)速檢測電路 7，轉(zhuǎn)速反饋電路6，線圈驅(qū)動電路5。 220V交流電壓AC電源通過接線端子l'3 進入由二極管D3， 二極管D4， 二極管D5， 二極管D6，濾波電容C3組成的橋式 整流濾波電路3。該整流濾波電路3將交流電壓AC轉(zhuǎn)換為作為驅(qū)動電源的高壓 直流電，通過串聯(lián)電阻RU連接由二極管穩(wěn)壓管Dll、電容C10并聯(lián)電路和串聯(lián) 的IC穩(wěn)壓芯片IJ4、電容CU、電容C6組成的低壓控制電源電路4。所述l(.:穩(wěn) 壓芯片U4的型號可以選用78L05IC芯片。整流濾波電路3通過串聯(lián)電阻Kl 1電 連接低壓控制電源電路4。濾波電容C3因體積較大可以利用引線置十風機外部。 低壓控制電源電路4由通過作為降壓用的串聯(lián)電阻Rll連接由二極管穩(wěn)壓管 Dll、電容C10并聯(lián)電路和串聯(lián)的芯片U4、電容Cll、電容C6組成。電阻Rll 選用大功率的。芯片U4可以是提供5V電源，其型號可以是78L05的芯片。用于檢測轉(zhuǎn)子位置的調(diào)速檢測電路7有-個通過電阻IU電連接轉(zhuǎn)換電路的 單片機U1輸入端的霍爾磁感應(yīng)器H1。串聯(lián)接調(diào)速檢測電路7的轉(zhuǎn)速反饋電路6通過爭片機Ul將直流電機轉(zhuǎn)一圈 輸出兩個方波脈沖，通過電阻R2送給用于隔離高壓電的光耦元件LJ3，并將脈沖 信號傳送出去。連接轉(zhuǎn)子位置檢測電路1輸出端的信號輸出轉(zhuǎn)換電路2含有判斷直流電機 轉(zhuǎn)子位置的電平，檢測調(diào)速電壓，然后輸出控制信號給線圈驅(qū)動電路5，并將表 示轉(zhuǎn)速的方波信號送給轉(zhuǎn)速反饋電路6的單片機U1。所述單片機U1型號可以是 PIC16F716型號的微處理芯片。該單片機U1的輸出端電連接有接點接地的電容 Cl、 C2。信號輸出轉(zhuǎn)換電路2單片機U1的輸出端電連接于一路通過串聯(lián)電阻連 接并控制三極管Q9， 一路通過串聯(lián)電阻連接M()S場效應(yīng)管Ql 1并形成兩路電壓
疊加控制MOS場效應(yīng)管使三極管Q10導通的電壓疊加驅(qū)動控制電路。所述電壓疊加驅(qū)動控制電路為左、右對稱連接線圈繞組組成的與高壓直流電源共虛地反 向充的線圏驅(qū)動電路5。線圈驅(qū)動電路5中的左邊驅(qū)動電路是將驅(qū)動信號--路通 過電阻R20送給MOS場效應(yīng)管Q11，另一路通過電阻R19， 二極管Q9, -:極1f Q2，三極管Q5來控制M0S場效應(yīng)管Q10。右邊驅(qū)動電路和左邊驅(qū)動電路完全對 稱。為實現(xiàn)小的PWM值，保證小電流啟動，實現(xiàn)無級調(diào)速，設(shè)有由電連接信號輸 出轉(zhuǎn)換電路2單片機U1輸入端的轉(zhuǎn)子位置檢測電路和調(diào)速檢測電路7串聯(lián)接轉(zhuǎn) 速反饋電路6組成的兩種調(diào)速控制電路。所述調(diào)速控制電路是經(jīng)調(diào)速檢測電路7 的電阻R7連接光耦隔離元件U2，同時連接產(chǎn)生電壓值的接地電容C8，從電連接定子繞組io輸出的驅(qū)動信號通過連接的轉(zhuǎn)換電路微處理器m經(jīng)電連接的極管D12數(shù)據(jù)采樣，送入電連接的轉(zhuǎn)子位置檢測電路的轉(zhuǎn)子位置信號，通過電 連接的光耦元件U3送給連接的轉(zhuǎn)子位置檢測電路1。調(diào)速電壓或P謂信號經(jīng)過 電阻R7到光耦元件U2進行隔離的，在電容C8上.產(chǎn)生電壓值。連接于二極管1)2 與光耦元件U2接點上的電阻R4和接地并聯(lián)電阻R12、電容C8組成充電電路， 將調(diào)速電壓直接輸出，并將PWM信號轉(zhuǎn)換為電壓，最后作為調(diào)速電壓送到單片 機Ul。通過CPU微處理器Ul的管腳進行A 二極管D12采樣，單片機Ul的第-腳送入轉(zhuǎn)子位置信號，從定子繞組i()，直流工作電子線路控制板11，十字盤頭 螺絲12，鉚釘13輸出驅(qū)動信號，CPU Ul的腳7輸出一轉(zhuǎn)二個脈沖的方波，通 過光耦元件U3送給外部轉(zhuǎn)子位置檢測電路1。調(diào)速電壓或PWM信號通過電阻 進入光耦元件U2，光耦U2的作用是隔斷交流，為了避免場效應(yīng)管MOS同時導通而燒壞風機和大電流高壓的P溝道場效應(yīng) 管M()S管價格昂貴，品種少的缺陷，線圈驅(qū)動電路5采用全N溝道場效應(yīng)管M()S線路，和驅(qū)動部分采用在高壓電源共虛地的反向充電方式疊加一個電壓技術(shù)措 施。型號可以是PIC16F716的單片機Ul后面驅(qū)動采用四只N溝道M0S場效應(yīng)管、
三極管QIO，三極管Qll，三極管Q12，三極管Q13。驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)的線圈接在 接線端P1， P2位置，當驅(qū)動前極電路的三極管Q9導通時，二極管Q2，三極管 Q10關(guān)閉，這時三極管Q11導通，電流從三極管Q11流過，當三極管Q9關(guān)閉時， 三極管QU關(guān)閉，三極管Q2導通，Pl點的電壓通過電容C4送到三極管Q2的集 電極，而三極管Q2的集電極原來就有二極管Dl送過來的12V電壓，在二極管 負極疊加后在A點產(chǎn)生高于電源12V的電壓，通過三極管送給二極管gu)， 在三極管Q10的G端也就產(chǎn)生-個高于電源12V的控制電壓，可達到疊加控制 的目的。三極管Q12的驅(qū)動亦是相同道理。圖4描述了驅(qū)動部分則采用在高壓電源共虛地的反向充電方式疊加一個電 壓電路結(jié)構(gòu)和電壓疊加驅(qū)動線路電路原理。在上面線圈驅(qū)動線路中， -路通過 電阻R19送給一:極管Q9，控制三極管Q9，當三極管Q9關(guān)閉時，另一路電壓通 過線圈Pl，電容C4，流到A點，二極管Dl將12V電源電壓也送到A點，形成 兩路電壓的疊加，疊加后的電壓通過三極管Q2送到G點，控制MOS管三極管Ql() 的導通。
權(quán)利要求1. 一種AC/DC無刷直流風機，包括蝸殼組件、扇葉組件和直流電機組成 的風機，以及220V AC電源通過接線端子連接風機驅(qū)動電路和所述驅(qū)動電路中 將交流電壓AC轉(zhuǎn)換為高壓直流電源的整流濾波電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路、信號 輸出轉(zhuǎn)換電路、調(diào)速檢測電路和將轉(zhuǎn)速信號送給轉(zhuǎn)速反饋電路的信號輸出轉(zhuǎn)換 電路組成的直流工作電子線路控制板，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置檢測電路U) 通過電阻(Rl)電連接信號輸出轉(zhuǎn)換電路(2)的控制芯片輸入端，該信號輸出 轉(zhuǎn)換電路(2)的控制芯片的輸出端點連接有一路通過串聯(lián)電阻連接并控制三極 管(Q9)， 一路通過串聯(lián)電阻連接MOS場效應(yīng)管(Qll)，從而形成兩路電壓疊加 控制M0S場效應(yīng)管使三極管(Q10)導通的電壓疊加驅(qū)動控制電路，其中的整流 濾波電路(3)通過串聯(lián)電阻(R11)電連接低壓控制電源電路(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC/DC無刷直流風機，其特征在于所述電壓疊 加驅(qū)動控制電路是左、右對稱連接線圈繞組組成的與高壓直流電源共虛地反向 充電的線圈驅(qū)動電路(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC/DC無刷直流風機，其特征在于所述低壓控制 電源(4)電路，包括，通過串聯(lián)電阻(R11)連接的由二極管穩(wěn)壓管(Dll)、 電容(C10)并聯(lián)電路和串聯(lián)的穩(wěn)壓芯片(U4)、電容(Cll)、電容(C6)組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC/DC無刷直流風機，其特征在于它還包括電 連接信號輸出轉(zhuǎn)換電路2微處理器(Ul)輸入端的轉(zhuǎn)子位置檢測電路、調(diào)速檢 測電路(7)和串聯(lián)接轉(zhuǎn)速反饋電路(6)組成的兩種調(diào)速控制電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的AC/DC無刷直流風機，其特征在于所述的調(diào)速 控制電路是經(jīng)調(diào)速檢測電路(7)的電阻(R7)連接光耦隔離元件(U2)，同時 連接產(chǎn)生電壓值的接地電容(C8)，從電連接定子繞組(10)輸出的驅(qū)動信號通 過連接的轉(zhuǎn)換電路微處理器(Ul)經(jīng)電連接的二極管(D12)數(shù)據(jù)采樣，送入 電連接的轉(zhuǎn)子位置檢測電路的轉(zhuǎn)子位置信號，通過電連接的光耦元件(U3)送 給連接的轉(zhuǎn)子位置檢測電路(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC/DC無刷直流風機，其特征在f:所述的M()S場 效應(yīng)管是N溝道場效應(yīng)管。
專利摘要本實用新型關(guān)于一種AC/DC無刷直流風機，包括蝸殼組件、扇葉組件和直流電機組成的風機和直流工作電子線路控制板，其中整流濾波電路3通過串聯(lián)電阻R11電連接有低壓控制電源4電路；在信號輸出轉(zhuǎn)換電路2的控制芯片的輸出端還電連接有一路通過串聯(lián)電阻連接并控制三極管，一路通過串聯(lián)電阻連接MOS場效應(yīng)管并形成兩路電壓疊加控制MOS場效應(yīng)管使三極管導通的電壓疊加驅(qū)動控制電路。驅(qū)動部分則采用在高壓電源共虛地的反向充電方式疊加一個電壓。220V直接工作，內(nèi)部AC/DC轉(zhuǎn)換的工作模式，利用無刷直流風機效率高的特點，縮小了風機的安裝尺寸，克服了常規(guī)交流風機散熱風量小，造價、高效率低，體積大，轉(zhuǎn)速固定，不易控制及安全與自我保護功能差的不足。
文檔編號H02P6/06GK201039059SQ200720119239
公開日2008年3月19日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者朱圣明, 許瑞琳 申請人:許瑞琳;朱圣明