汽車駕駛室風扇變頻調速器制造技術

本實用新型專利技術提供了汽車駕駛室風扇變頻調速器，不僅可以實現(xiàn)直流逆變，而且還具備變頻控制，可以通過鍵盤和紅外線遙控器控制，并且可以調節(jié)工作頻率，具備掉電存儲功能。其主要技術方案是：由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A∕D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片組成；所述直流逆變單元，使用六個逆變開關管組成三相逆變橋；所述驅動單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅動電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅動三相逆變橋的，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機連接；所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，起保護作用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

汽車駕駛室風扇變頻調速器
本技術屬于一種變頻調速裝置，涉及一種小功率汽車駕駛室風扇變頻調速器。
技術介紹
傳統(tǒng)電氣調速系統(tǒng)中，直流電動機調速具有良好的調速性能，通過依靠機械換向， 只要改變直流電動機兩端電壓就可實現(xiàn)電動機的調速，在調速系統(tǒng)中占有絕對優(yōu)勢。目前， 汽車駕駛風扇調節(jié)主要采用直流調速方式，但是直流電動機結構復雜，價格昂貴，它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，而且機械結構設計不合理，安裝極不方便，故費時費工，維護成本較高。 相反，交流電動機具有結構簡單，運行可靠，價格便宜等優(yōu)點。近年來，隨著大規(guī)模集成電路和計算機控制技術的發(fā)展，出現(xiàn)了變頻調速技術，解決了交流電動機調速困難的問題，它以優(yōu)異的性能逐步取代交流電動機其它調速方式。汽車上使用的電源為直流電，不適用于交流電動機，要先將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡?然后再對交流電進行變頻。交流變頻調速使用的是變頻器，但是大部分通用變頻器體積較大，線路復雜，價格昂貴，功能復雜，常用于大、中功率的電動機，而汽車駕駛室風扇功率只有幾十瓦功率，不適合使用通用變頻器。
技術實現(xiàn)思路
為了避免汽車駕駛室使用直流電動機存在的問題和解決汽車駕駛室風扇變頻調速問題，本技術提供汽車駕駛室風扇變頻調速器，該變頻調速器不僅可以實現(xiàn)直流逆變，而且還具備變頻控制，可以通過鍵盤和紅外線遙控器控制，并且可以使用電位器調節(jié)工作頻率，具備掉電存儲功能。本技術的技術方案汽車駕駛室風扇變頻調速器，其特征在于由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、 鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設定和系統(tǒng)啟動/停止控制；A / D 轉換模塊用于采集模擬信號；顯示單元顯示工作狀態(tài)；報警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機控制發(fā)聲；存儲芯片用于實時存儲變頻器工作頻率，同時掉電后能保存存儲的頻率；所述直流逆變單元，使用六個逆變開關管組成三相逆變橋，三相逆變橋與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口 ；所述驅動單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅動電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅動三相逆變橋的六個逆變開關管，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機連接；所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，單片機立即響應，禁止逆變器工作輸出，保護系統(tǒng)安全。3工作過程當變頻器接通電源后，單片機初始化后從存儲芯片讀取用戶默認的頻率值，變頻器開始工作；變頻器工作過程中通過模擬量輸入和數(shù)字量輸入設定系統(tǒng)相關工作參數(shù)；參數(shù)設定完成后，系統(tǒng)重新啟動，變頻調速系統(tǒng)工作，開始工作輸出，存儲芯片存儲工作頻率，顯示單元顯示工作狀態(tài)；變頻器在工作過程中實時檢測電源電壓和電流，當出現(xiàn)欠壓和過流故障時，單片機立即啟動保護程序，封鎖輸出，切斷逆變器主電路控制信號，保護系統(tǒng)安全。有益效果本技術以單片機作為控制核心，電路結構簡單，具有智能化特點， 操作方便，可以用于汽車駕駛室風扇變頻調速；同時本技術將交流電機引入汽車駕駛室，從而減小了維修成本。附圖說明圖I是本技術的原理框圖。圖2是本技術中單片機控制單元的電路原理圖。圖3是本技術中驅動單元、直流逆變單元及保護單元的電路原理圖。具體實施方式如圖I所示，為本技術的原理框圖。本技術由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設定和系統(tǒng)啟動/停止控制；A / D轉換模塊的傳感器輸入端子與傳感器連接，用于采集模擬信號；顯示單元由數(shù)碼管和發(fā)光二極管組成，數(shù)碼管顯示工作頻率狀態(tài)，發(fā)光二極管顯示工作狀態(tài)；報警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機控制發(fā)聲；存儲芯片用于實時存儲變頻器工作頻率，同時掉電后能保存存儲的頻率；所述直流逆變單元與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口，交流電輸出接口與三相交流電機M連接。所述驅動單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅動電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅動三相逆變橋的六個逆變開關管，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機連接；所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，單片機立即響應，禁止逆變器工作輸出，保護系統(tǒng)安全。如圖2所示，為單片機主控單元主要電路原理圖。單片機主控單元主要由單片機 IC1、集成芯片IC2 — IC5、鍵盤Kl一K16、紅外遙控接收器IC7、3位數(shù)碼管LED、發(fā)光二極管 Dl—D3、報警器SPK、存儲芯片IC6等組成；單片機ICl通過IC2、IC3與鍵盤Kl一K16和3 位數(shù)碼管LED連接，鍵盤Kl一K16和紅外線遙控器控制設定交流電頻率，紅外遙控接收器 IC7通過紅外遙控器接收遙控信號；IC12是A / D轉換模塊，具有8路模擬信號采集功能和 A/D轉換，通道O采集電位器R16輸入的模擬信號，將其轉換為數(shù)字信號，作為輸入頻率；3 位數(shù)碼管LED用于動態(tài)顯示輸出頻率和工作狀態(tài)，3個發(fā)光二極管Dl—D3分別是電源、工作和故障指示燈；報警器SPK在系統(tǒng)工作發(fā)生故障時由單片機ICl控制發(fā)聲；存儲芯片IC6 存儲設定的頻率；部分器件說明IC1是單片機，有40個引腳，是控制大腦；IC3是并行接口芯片，連接鍵盤Kl一K16和3位數(shù)碼管LED ； IC7是紅外線遙控接收器，接收紅外線遙控器的遙控信號輸入到單片機內部，單片機通過解碼識別紅外線遙控器按鍵，執(zhí)行相關操作；IC12 是AD轉換器，具有8路輸入通道，8位A/D轉換器；IC6是存儲芯片，系統(tǒng)掉電后存儲數(shù)據(jù)。如圖2所示，單片機控制單元中提到的電路及電子元器件都是現(xiàn)有技術，只要在本技術中提出單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、 報警器、存儲芯片，作為本領域的技術人員能輕易組合成單片機控制單元。所以說，提供了完整的電路原理圖作為參考，在以上只對單片機主控單元主要電路作了描述，對其余部分沒有必要作完整和詳細的描述。圖3所示為驅動單元、直流逆變單元、和保護單元電路原理圖。驅動單元由集成芯片IC8、SPWM芯片IC9、集成驅動器IClO組成。IC8產(chǎn)生特定頻率，為SPWM芯片IC9提供頻率信號，生出特定頻率的SPWM波，產(chǎn)生的六路輸入信號經(jīng)過集成驅動器IC10，輸出六路控制信號。另外集成驅動器IClO內置過流保護功能。直流逆變單元由六個直流逆變開關管 (VTl—VT6)組成，在驅動單元六路控制信號作用下產(chǎn)生所需的交流電。保護單元主要由主電路電流和電源電壓檢測兩部分構成，IC12通道I用于采集主電路電流值，通道2用于采集電源兩端電壓，單片機ICl實時檢測電流和電壓，當出現(xiàn)過流和欠壓時，立即停止輸出， 保護系統(tǒng)安全。部分器件說明IC8是頻率生成芯本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
汽車駕駛室風扇變頻調速器，其特征在于：由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、A∕D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A∕D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設定和系統(tǒng)啟動∕停止控制；A∕D轉換模塊用于采集模擬信號；顯示單元顯示工作狀態(tài)；報警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機控制發(fā)聲；存儲芯片用于實時存儲變頻器工作頻率，同時掉電后能保存存儲的頻率；所述直流逆變單元，使用六個逆變開關管組成三相逆變橋，三相逆變橋與汽車蓄電池電連接，將汽車蓄電池輸出的直流電逆變成交流電，三相逆變橋的一端是交流電輸出接口；所述驅動單元由SPWM芯片和三相逆變橋驅動電路組成，用于產(chǎn)生SPWM波并驅動三相逆變橋的六個逆變開關管，產(chǎn)生交流電；SPWM芯片的控制端與單片機連接；所述保護單元用來檢測電源電壓、電流信號，當電源有欠壓和過流故障時，單片機立即響應，禁止逆變器工作輸出，保護系統(tǒng)安全。

【技術特征摘要】
1.汽車駕駛室風扇變頻調速器，其特征在于由單片機控制單元、驅動單元、直流逆變單元、保護單元組成；所述單片機控制單元是核心，由單片機、鍵盤、紅外線遙控接收器、 A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片組成，單片機的相應接口與鍵盤、紅外線遙控接收器、A / D轉換模塊、顯示單元、報警器、存儲芯片連接；鍵盤和紅外線遙控作為數(shù)字量輸入端，用于數(shù)字量頻率參數(shù)設定和系統(tǒng)啟動/停止控制；A / D轉換模塊用于采集模擬信號；顯示單元顯示工作狀態(tài)；報警器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，由單片機控制發(fā)聲；存...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：邱新橋，郭偉，
申請(專利權)人：湖北汽車工業(yè)學院，
類型：實用新型
國別省市：