直流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)指引

41直流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)掌握電路設(shè)計(jì)指引直流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)掌握電路設(shè)計(jì)指引〔日期：2023-03-18〕1.1無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)〔內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路型〕Vs〔Vm)表示，負(fù)極用GNDVccVspVFGFG)表示?？偸瞿壳俺惺艿臒o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)一般均為PWM調(diào)速電機(jī)〔內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路〕。PG脈沖特性如下：PG輸出脈沖頻率：12個(gè)/轉(zhuǎn)；PG輸出脈沖電平：VH≥Vcc－0.5V，VL≤0.5VPG輸出脈沖占空：THn/Tn、TLn/Tn＝0.3～0.7；Tn/T=0.067～0.100；(注：Ta＝25℃、n＝1～12)調(diào)整轉(zhuǎn)速掌握電壓Vsp的大小，可掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速；而轉(zhuǎn)速反響信號(hào)V 如上PG脈沖特性所述，F(xiàn)G12個(gè)脈沖。室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，并保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。為到達(dá)以上目的，可承受PWM調(diào)壓調(diào)速的方法來(lái)調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并依據(jù)轉(zhuǎn)速反響信號(hào)得知實(shí)際轉(zhuǎn)速，再按肯定規(guī)章調(diào)整PWM介紹各相關(guān)電路工作原理。電路原理直流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)掌握PWM調(diào)壓調(diào)速工作原理簡(jiǎn)潔介紹目前美的承受的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)均為PWM調(diào)速電機(jī)〔內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路。該類(lèi)直流風(fēng)機(jī)電機(jī)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)外只供給電源電壓、掌握電路電源電壓、轉(zhuǎn)速掌握電壓及轉(zhuǎn)速反響信號(hào)四個(gè)接口。280V25V；用符號(hào)Vs表示。15VVCC與掌握電路電源電壓必需共地處理。轉(zhuǎn)速掌握電壓用符號(hào)Vsp0～6.5V之間，實(shí)際調(diào)壓范圍視具體電機(jī)來(lái)定。所以當(dāng)Vsp1.7V~6.1V0～100％連續(xù)可調(diào)，轉(zhuǎn)速在此范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)〔具體技術(shù)參數(shù)請(qǐng)參看“無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”〕。VFG12Vsp電壓來(lái)轉(zhuǎn)變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)到達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速及穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的目的。內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路型無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)要掌握轉(zhuǎn)速只需供給內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路所需要的電源電壓以及轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)速掌握電壓Vsp的大小，就可以便利地轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)速。因此，硬件電路設(shè)計(jì)要能便利有效地產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的Vsp。我們使用肯定占空比的PWM脈沖波對(duì)電解電容沖放電，將芯片輸出的PWM數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為一樣比例的模擬信號(hào)，從而得到轉(zhuǎn)速掌握電壓Vsp。調(diào)整PWM脈沖波的占空比，即轉(zhuǎn)變了輸入Vsp的模擬電壓大小，從而使得風(fēng)速連續(xù)可調(diào)，掌握風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的凹凸。PWM波即脈寬調(diào)制波，在肯定的載波頻率下，占空比可調(diào)的矩形波，此PWM波由MCU編程掌握產(chǎn)生。PWM載波頻率越高對(duì)Vsp電壓的調(diào)整越準(zhǔn)確。具體硬件電路設(shè)計(jì)如下，見(jiàn)直流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)掌握電路原理圖。對(duì)于上面PWM驅(qū)動(dòng)電路，可從以下例子看出實(shí)際效果。例如。以下是由MCU編程產(chǎn)生，占空比50％的PWM波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，波形如下：在光耦的次級(jí)可得到模擬信號(hào)——轉(zhuǎn)速掌握電壓Vsp，該Vsp電壓有效值為3.77V。如以下圖所示：當(dāng)轉(zhuǎn)變PWM波的占空比，可得到不同電壓的Vsp。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速反響信號(hào)VFG端會(huì)反響12個(gè)方波脈沖，如以下圖所示：檢測(cè)方波脈沖的周期，可得到脈沖的頻率，算出轉(zhuǎn)速。從而，可依據(jù)現(xiàn)時(shí)的轉(zhuǎn)速對(duì)Vsp電壓作出相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的上升、降低或微調(diào)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速掌握電壓Vsp調(diào)壓驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)說(shuō)明本電路承受光耦隔離驅(qū)動(dòng)，光耦輸入端通過(guò)MCU輸入PWM脈沖波信號(hào)驅(qū)動(dòng)，對(duì)光耦輸出端電路電解電容沖放電，進(jìn)而得到連續(xù)可調(diào)的Vsp。PWM波由MCU編程掌握產(chǎn)生。PWM載波頻率越高對(duì)Vsp電壓的調(diào)整越準(zhǔn)確。具體要視需要和MCU401180Hz。CN1連接器各端分別對(duì)應(yīng)直流風(fēng)機(jī)各功能引出線(xiàn)Vs15V必需共地處理。IC1采樣光耦TLP521實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電隔離驅(qū)動(dòng)。R1為芯片灌電流限流電阻，并要保證光耦輸出端能得到足夠驅(qū)動(dòng)電流。R2，R315V分壓電阻。在PWM100％，光耦全導(dǎo)通狀況下，要保證電阻R2上的電壓在直流風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)規(guī)定以?xún)?nèi)，以保護(hù)風(fēng)機(jī)內(nèi)置電路。E1電解電容為濾波整流電容R2電阻上的PWM電壓波形整形為較為平滑的直流電壓波形Vsp，整慢；太小整流出來(lái)的Vsp電壓不平坦，紋波大，會(huì)引起風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，不穩(wěn)定。內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路芯片資料規(guī)定Vsp10mV，紋波范圍要在－40～60mV內(nèi)。所以選用電解電容時(shí)，要讓Vsp電壓紋波的范圍掌握在芯片規(guī)定的范圍里。這里選了47μF/25V〔47μF/35V〕，已用在V型變頻機(jī)上，效果抱負(fù)。C10.1μF陶瓷電容，濾除高頻雜波用。DZ15.6VR25.6VVsp0～6.5V5.6VVsp5.6V時(shí)5.6V。這只是參考值，具體設(shè)計(jì)是具體要求而定。R4為限流電阻，保護(hù)風(fēng)機(jī)內(nèi)置電路，還能起到肯定抗干擾作用。C3103高頻濾波電容，對(duì)EMI效果好；R8限流電阻；R10偏置電阻，增加三極管開(kāi)關(guān)牢靠性；Q1為增加芯片對(duì)光耦的啟動(dòng)力量；針對(duì)室外機(jī)是戶(hù)外放置，由FUSE、D1、E2、R9組成風(fēng)機(jī)供電電路，通過(guò)D1的單向?qū)ㄌ匦?，可以有效防止在斷電狀況下臺(tái)風(fēng)引起風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)電現(xiàn)象室內(nèi)風(fēng)機(jī)也可以在斷電時(shí)防止風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使室內(nèi)芯片工作。轉(zhuǎn)速反響電路設(shè)計(jì)說(shuō)明沖信號(hào)輸入到MCU檢測(cè)，進(jìn)而得到風(fēng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。由原理圖電路可知，當(dāng)Vfg為低電尋常，風(fēng)機(jī)反響檢測(cè)也為低電平。IC2采樣光耦TLP521TLP521相近型號(hào)的光耦，TLP781等；R7為上拉及限流電阻，由于電機(jī)內(nèi)部風(fēng)速反響端為集電極開(kāi)路形式，所以需設(shè)計(jì)為上拉形式，電阻大小選擇留意為光耦供給足夠驅(qū)動(dòng)電流。R6為光耦輸出端限流電阻。R5為芯片灌電流限流電阻，還能起到肯定抗干擾作用。C20.001μF陶瓷電容，濾除高頻雜波用。對(duì)于C2電容容值的選擇，當(dāng)用在噪聲比較大的環(huán)境下〔如變頻機(jī)室外機(jī)〕，可以用示波器觀看C2電容上的波樣子況，假設(shè)波形不抱負(fù)，可以把電容換成0.01μF0.1μFV0.001μF0.1μF的。1/4W，550V的，光耦均為T(mén)LP521。具體設(shè)計(jì)時(shí)還需要依據(jù)設(shè)計(jì)需要而定。C30.01uFEMI效果明顯；D11N5408，運(yùn)用二極管的單向?qū)ㄌ匦?；E182u/450V，儲(chǔ)能濾波；R9120KΩ-2W，也可以使用RY-2W-150KΩ±5%。設(shè)計(jì)留意事項(xiàng)1．電機(jī)電源電壓與掌握電路電源電壓必需進(jìn)展共地處理，否則無(wú)法驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2．依據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的要求，輸入的Vsp電壓為連續(xù)可調(diào)的模擬電壓，所以需增加濾波電容。同時(shí)留意E1電解電容的選擇：對(duì)PWM脈沖波整流出來(lái)的電壓的紋波大小，和PWM脈沖波占空比轉(zhuǎn)變整流電壓的反響速度，兩者要兼顧考慮。內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路芯片資料規(guī)定Vsp紋波典型值是10mV，紋波范圍要在－40～60mV內(nèi)。所以選用電解電容時(shí)，要讓Vsp電壓紋波的范圍掌握在芯片規(guī)定的范圍里。在噪聲環(huán)境下工作要考慮風(fēng)機(jī)反響檢測(cè)電路的抗干擾措施。在進(jìn)展軟件設(shè)計(jì)時(shí)需留意風(fēng)速調(diào)整的精度問(wèn)題，每次調(diào)整占空比時(shí)留意風(fēng)機(jī)速度變化的大小，否則，簡(jiǎn)潔造成風(fēng)速波動(dòng)。由于直