一种低成本有刷电子扇的控制方法及装置
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202510025757.4 | 申请日 | 2025-01-08 |
| 公开(公告)号 | CN119801981A | 公开(公告)日 | 2025-04-11 |
| 申请人 | 长沙市健科电子有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 包旺; 张建权; 唐文栋; | 第一发明人 | 包旺 |
| 权利人 | 长沙市健科电子有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 长沙市健科电子有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：湖南省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：湖南省长沙市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：湖南省长沙市望城经济技术开发区航空路10号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：410000 |
| 主IPC国际分类 | F04D27/00 | 所有IPC国际分类 | F04D27/00 ; F04D25/08 ; F01P5/02 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 5 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 长沙中科启明知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 谭勇; |
| 摘要 | 本 发明 涉及一种低成本有刷 电子 扇的控制方法，其包括以下步骤：S1，启动有刷电子扇；S2，通过 电机 驱动芯片设置 采样 窗口的采样时间及采样周期；S3，在采样窗口内通过电机驱动芯片采集反电动势 电压 、 电源电压 ；S4，根据采集到的反电动势电压推算当前转速；S5，根据采集到的反电动势电压以及S4推算的转速计算当前输入 电流 ；S6，根据S5计算的电流及采集的电源电压计算输入功率，并与目标功率进行比较，通过减小电子扇输入电压，限制输入功率。本发明还提供了一种结构简单、用于该控制方法的控制装置。本发明通过 算法 估算 母线 电流及转速以实现功率限制，不必增加采样 电阻 或霍尔器件进行采集数据，另通过MOS互补续流提高系统耐温等级并降低成本。 | ||
| 权利要求 | 1.一种低成本有刷电子扇的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： |
||
| 说明书全文 | 一种低成本有刷电子扇的控制方法及装置技术领域[0001] 本发明涉及有刷电子扇技术领域，具体说是一种低成本有刷电子扇的控制方法及装置。 背景技术[0002] 汽车有刷电子扇是车辆热管理系统中的关键部件，近年来随着国产汽车行业的发展，需求量也随之增长，因此吸引了众多国内外企业参与有刷电子扇制造行业。有刷电子扇市场竞争压力增大，降低成本可以帮助企业提供更具价格优势的产品以吸引客户。传统有刷电子扇控制器仍采用外置采样电路获取数据，企业需要储备的物料型号较多，故通过减少物料型号以降低成本迫在眉睫。因此发明一种低成本的有刷电子扇的控制方法及装置，能够有助于促进促进汽车行业发展。 [0003] 当前主流有刷电子扇控制方案，采用搭建采样电阻或霍尔电路采集电流，转速信息进行功率限制等功能设计，使用二极管续流，存在硬件成本高的成本压力，针对现有技术的缺陷，本发明提供一种低成本的有刷电子扇的控制方法及装置。 发明内容[0004] 针对上述问题，本发明提供一种实现功率限制功能且同时降低成本的低成本有刷电子扇的控制方法及装置。 [0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低成本有刷电子扇的控制方法，包括以下步骤： [0006] S1，启动有刷电子扇； [0007] S2，通过电机驱动芯片设置采样窗口的采样时间及采样周期； [0011] S5，根据采集到的反电动势电压以及S4推算的转速计算当前输入电流，其中当前输入电流的推算公式为：转子电流I与转子的转速n、输入电子扇电压UI、有刷电子扇电阻Rm、反电动势常数Ke关系如下所示 [0012] [0013] S6，根据S5计算的电流及采集的电源电压计算输入功率，并与目标功率进行比较，通过减小电子扇输入电压，限制输入功率。 [0014] 作为优选，所述步骤S1启动有刷电子扇方式为通过上下桥互补MOS的方式输出，并应用死区避免上下桥MOS产生直通导致损坏。 [0015] 作为优选，所述步骤S3电机驱动芯片采集反电动势电压的步骤包括，[0016] S301，在控制电机驱动芯片预留有刷电子扇续流所产生反电动势电压的采样窗口，待电压稳定后通过电机驱动芯片的数模转换模块得到反电动势电压； [0018] 本发明还提供了一种低成本有刷电子扇的控制装置，包括电机驱动芯片、上桥驱动MOS、下桥驱动MOS、正母线和负母线，所述正母线连接至上桥驱动MOS漏极，所述电机驱动芯片的上桥MOS控制端口连接至上桥驱动MOS栅极，电机驱动芯片的反电动势采样端口同时连接至上桥驱动MOS源极、有刷电子扇正极和下桥驱动MOS漏极，且上桥驱动MOS源极和下桥驱动MOS漏极并联至有刷电子扇正极,所述电机驱动芯片的下桥MOS控制端口连接至下桥驱动MOS栅极，所述下桥驱动MOS源极和有刷电子扇负极并联至负母线。 [0019] 作为优选，所述电机驱动芯片的型号为TLE9854QXW。 [0020] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： [0021] 1、本发明通过反电动势计算风扇转速和母线电流的方式，不仅实现了功率限制功能，同时，对比传统的通过采样电阻和霍尔传感器进行数据采集的方式，本发明取消了采样电阻和霍尔传感器，因而成本比传统方案更低； [0022] 2、本发明采用MOS互补输出具有提高器件耐温等级的优势，由于采用MOS互补输出，取消了续流二极管，降低了成本压力；其次，采用MOS互补输出具有更高的控制精度。通过该控制方法得到的有刷电子扇转速与实际有刷电子扇的转速误差范围在3％～5％，同时通过该控制方法得到的有刷电子扇输入电流与实际有刷电子扇的输入电流误差范围在3％～5％，因而通过该控制方法得到的功率控制与实际有刷电子扇的目标功率误差范围在3％～5％。； [0024] 图1是本发明控制装置上下桥互补控制输出级采样电路示意图； [0025] 图2是本发明控制方法流程框图。 具体实施方式[0026] 下面将结合图1‑2详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。 [0027] 一种低成本有刷电子扇的控制方法，其包括以下步骤： [0028] S1，启动有刷电子扇，具体地，启动有刷电子扇方式为通过上下桥互补MOS的方式输出，并应用死区避免上下桥MOS产生直通导致损坏； [0029] S2，通过电机驱动芯片设置采样窗口的采样时间及采样周期； [0030] S3，在采样窗口内通过电机驱动芯片采集反电动势电压、电源电压； [0031] S4，根据采集到的反电动势电压推算当前转速，其中当前转速的推算公式为：转子的转速n与转子中产生的反电动势Uo、输入电子扇电压UI、反电动势常数Ke关系如下所示[0032] [0033] S5，根据采集到的反电动势电压以及S4推算的转速计算当前输入电流，其中当前输入电流的推算公式为：转子电流I与转子的转速n、输入电子扇电压UI、有刷电子扇电阻Rm、反电动势常数Ke关系如下所示 [0034] [0035] S6，根据S5计算的电流及采集的电源电压计算输入功率，并与目标功率进行比较，通过减小电子扇输入电压，限制输入功率。 [0036] 具体地，步骤S3电机驱动芯片采集反电动势电压的步骤包括， [0037] S301，在控制电机驱动芯片预留有刷电子扇续流所产生反电动势电压的采样窗口，待电压稳定后通过电机驱动芯片的数模转换模块得到反电动势电压； [0039] 本发明还提供了一种低成本有刷电子扇的控制装置，包括电机驱动芯片9、上桥驱动MOS2、下桥驱动MOS 3、正母线1和负母线5，电机驱动芯片的型号为TLE9854QXW，正母线连接至上桥驱动MOS漏极，所述电机驱动芯片的上桥MOS控制端口6连接至上桥驱动MOS栅极，电机驱动芯片的反电动势采样端口7同时连接至上桥驱动MOS源极、有刷电子扇4正极和下桥驱动MOS漏极，且上桥驱动MOS源极和下桥驱动MOS漏极并联至有刷电子扇正极,电机驱动芯片的下桥MOS控制端口8连接至下桥驱动MOS栅极，下桥驱动MOS源极和有刷电子扇负极并联至负母线。 [0040] 在实施过程中，电机驱动芯片产生信号控制上桥驱动MOS和下桥驱动MOS互补输出使有刷电子扇开始运行，在运行过程中周期性短暂停止上桥驱动MOS和下桥驱动MOS互补输出，使电机驱动芯片的反电动势采样端口采集到有刷电子扇的反电动势电压并进行运算，根据运算结果可以限制上桥驱动MOS和下桥驱动MOS互补输出的幅度。 [0041] 通过反电动势计算风扇转速和母线电流的方式，不仅实现了功率限制功能，同时，对比传统的通过采样电阻和霍尔传感器进行数据采集的方式，成本比传统方案更低，当前方案取消了采样电阻和霍尔传感器。具体地，采用MOS互补输出具有提高器件耐温等级的优势，由于采用MOS互补输出，取消了续流二极管，降低了成本压力，同时采用MOS互补输出具有更高的控制精度。具体地，通过该控制方法得到的有刷电子扇转速与实际有刷电子扇的转速误差范围在3％～5％；通过该控制方法得到的有刷电子扇输入电流与实际有刷电子扇的输入电流误差范围在3％～5％；通过该控制方法得到的功率控制与实际有刷电子扇的目标功率误差范围在3％～5％。本控制方式和装置设计简单，具有高可靠性，准确性高。 [0042] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 |
||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈