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一种转速堵转复合信号输出电路、装置及风机
申请号	CN202410018285.5	申请日	2024-01-04	公开(公告)号	CN117914185A	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	黄石祥宇轻工配件有限公司;			发明人	郑旭峰; 李新明; 杨宏伟;
摘要	本发明涉及一种转速堵转复合信号输出电路、装置及风机，该电路包括信号切换开关电路、电机控制芯片、霍尔信号接口和信号输出电路；信号切换开关电路分别与霍尔信号接口、电机控制芯片以及信号输出电路连接，霍尔信号接口与电机的霍尔传感器连接；通过堵转信号来控制信号切换开关电路，在电机正常运行时电机控制芯片输出的堵转信号为低电平，信号输出电路输出转速信号，以使用户获取到电机转速信息和电机未堵转信息，在电机堵转时电机控制芯片输出的堵转信号为高电平，信号输出电路输出持续高电平信号，以使用户获取到电机堵转信息，采用一个复合信号输出电路同时实现了转速检测功能和堵转检测功能。
权利要求	1.一种转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，包括信号切换开关电路、电机控制芯片、霍尔信号接口和信号输出电路；所述信号切换开关电路分别与所述霍尔信号接口、所述电机控制芯片以及所述信号输出电路连接，所述霍尔信号接口与电机的霍尔传感器连接；所述信号切换开关电路用于接收所述电机控制芯片传输的堵转信号，并在所述堵转信号为低电平时导通所述霍尔信号接口与所述信号输出电路的回路，所述信号输出电路根据所述霍尔信号接口输入的霍尔信号输出转速信号；所述信号切换开关电路还用于在所述堵转信号为高电平时关断所述霍尔信号接口与所述信号输出电路之间的回路，所述信号输出电路输出持续高电平信号。 2.根据权利要求1所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，所述信号切换开关电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一三极管；所述第一电阻的第一端与所述霍尔信号接口连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述信号输出电路连接，所述第二电阻的第二端与所述电机控制芯片连接，所述第三电阻的第二端与模拟地连接。 3.根据权利要求1所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路分别与所述霍尔信号接口和所述信号输出电路连接；所述电源电路用于为所述霍尔信号接口和所述信号输出电路提供电压值相同的工作电压，以使所述霍尔信号的电压幅值与所述转速信号的幅值相同。 4.根据权利要求3所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，所述信号输出电路包括信号转换单元和信号隔离单元；所述信号转换单元分别与所述信号切换开关电路和所述信号隔离单元连接，所述信号隔离单元与所述电源电路连接；所述信号转换单元用于在所述堵转信号为低电平时根据所述霍尔信号控制所述信号隔离单元与模拟地之间的回路，所述信号隔离单元基于所述电源电路提供的所述工作电压输出与所述霍尔信号频率幅值相同的所述转速信号；所述信号转换单元还用于在所述堵转信号为高电平时断开所述信号隔离单元与所述模拟地之间的回路，所述信号隔离单元基于所述电源电路输出的工作电压输出所述持续高电平信号。 5.根据权利要求4所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，所述信号转换单元包括第二三极管和第四电阻；所述第二三极管的基极与所述信号切换开关电路连接，所述第二三极管的发射极与所述模拟地连接，所述第二三极管的集电极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述信号隔离单元连接。 6.根据权利要求5所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，所述信号隔离单元包括光电耦合器和第五电阻；所述光电耦合器的第一端与所述电源电路连接，所述光电耦合器的第二端与所述第四电阻的第二端连接，所述光电耦合器的第三端与所述模拟地连接，所述光电耦合器的第四端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述电源电路连接。 7.根据权利要求6所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，还包括信号输出接口，所述信号输出接口与所述第五电阻的第一端以及所述光电耦合器的第四端连接；所述信号输出接口用于将外部监控设备接入所述转速堵转复合信号输出电路，以使所述外部监控设备根据所述信号输出电路输出的所述转速信号或所述持续高电平信号进行电机转速监控和电机堵转监控。 8.根据权利要求1所述的转速堵转复合信号输出电路，其特征在于，所述霍尔信号接口包括电源端、接地端和霍尔输出端；所述电源端与所述电源电路连接，所述接地端与模拟地连接，所述霍尔输出端与所述信号切换开关电路连接。 9.一种转速堵转复合信号输出装置，其特征在于，所述转速堵转复合信号输出装置包括如权利要求1‑8任一项所述的转速堵转复合信号输出电路。 10.一种风机，其特征在于，所述风机包括如权利要求1‑8任一项所述的转速堵转复合信号输出电路。
说明书全文	一种转速堵转复合信号输出电路、装置及风机技术领域 [0001] 本发明涉及无刷电机技术领域，尤其涉及一种转速堵转复合信号输出电路、装置及风机。背景技术 [0002] 目前风机应用产品市场大，是家用商用的散热产品中必不可少的器件，市场上广泛使用的风扇包括EC(Electrical Commutation，电子换向电机)交流散热风扇，DC(Direct current，直流)直流散热风扇等，很多用户要求风扇提供转速信号输出接口或堵转信号输出接口，以便观察风扇的工作状态，更好的控制风扇工作。 [0003] 在实际应用中由于用户的应用场所存在差异，有的用户需要监控风机转速，有的用户需要监控风机是否发生堵转，目前，通常会在PCB板上分别设置两个电路和接口，分别实现转速信号输出功能和堵转信号输出功能，会导致成本较高，因此亟待提出一种可以实现转速监测和堵转检查的复合信号输出电路。发明内容 [0004] 有鉴于此，有必要提供一种转速堵转复合信号输出电路、装置及风机，用以解决如何将转速检测功能和堵转检测功能集成于一个单接口电路的技术问题。 [0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种转速堵转复合信号输出电路，包括信号切换开关电路、电机控制芯片、霍尔信号接口和信号输出电路； [0006] 所述信号切换开关电路分别与所述霍尔信号接口、所述电机控制芯片以及所述信号输出电路连接，所述霍尔信号接口与电机的霍尔传感器连接； [0007] 所述信号切换开关电路用于接收所述电机控制芯片传输的堵转信号，并在所述堵转信号为低电平时导通所述霍尔信号接口与所述信号输出电路的回路，所述信号输出电路根据所述霍尔信号接口输入的霍尔信号输出转速信号； [0008] 所述信号切换开关电路还用于在所述堵转信号为高电平时关断所述霍尔信号接口与所述信号输出电路之间的回路，所述信号输出电路输出持续高电平信号。 [0009] 可选的，所述信号切换开关电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一三极管； [0010] 所述第一电阻的第一端与所述霍尔信号接口连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述信号输出电路连接，所述第二电阻的第二端与所述电机控制芯片连接，所述第三电阻的第二端与模拟地连接。 [0011] 可选的，还包括电源电路，所述电源电路分别与所述霍尔信号接口和所述信号输出电路连接； [0012] 所述电源电路用于为所述霍尔信号接口和所述信号输出电路提供电压值相同的工作电压，以使所述霍尔信号的电压幅值与所述转速信号的幅值相同。 [0013] 可选的，所述信号输出电路包括信号转换单元和信号隔离单元； [0014] 所述信号转换单元分别与所述信号切换开关电路和所述信号隔离单元连接，所述信号隔离单元与所述电源电路连接； [0015] 所述信号转换单元用于在所述堵转信号为低电平时根据所述霍尔信号控制所述信号隔离单元与模拟地之间的回路，所述信号隔离单元基于所述电源电路提供的所述工作电压输出与所述霍尔信号频率幅值相同的所述转速信号； [0016] 所述信号转换单元还用于在所述堵转信号为高电平时断开所述信号隔离单元与所述模拟地之间的回路，所述信号隔离单元基于所述电源电路输出的工作电压输出所述持续高电平信号。 [0017] 可选的，所述信号转换单元包括第二三极管和第四电阻； [0018] 所述第二三极管的基极与所述信号切换开关电路连接，所述第二三极管的发射极与所述模拟地连接，所述第二三极管的集电极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述信号隔离单元连接。 [0019] 可选的，所述信号隔离单元包括光电耦合器和第五电阻； [0020] 所述光电耦合器的第一端与所述电源电路连接，所述光电耦合器的第二端与所述第四电阻的第二端连接，所述光电耦合器的第三端与所述模拟地连接，所述光电耦合器的第四端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述电源电路连接。 [0021] 可选的，还包括信号输出接口，所述信号输出接口与所述第五电阻的第一端以及所述光电耦合器的第四端连接； [0022] 所述信号输出接口用于将外部监控设备接入所述转速堵转复合信号输出电路，以使所述外部监控设备根据所述信号输出电路输出的所述转速信号或所述持续高电平信号进行电机转速监控和电机堵转监控。 [0023] 可选的，所述霍尔信号接口包括电源端、接地端和霍尔输出端； [0024] 所述电源端与所述电源电路连接，所述接地端与模拟地连接，所述霍尔输出端与所述信号切换开关电路连接。 [0025] 进一步的，本发明还提出一种转速堵转复合信号输出装置，包括上述的转速堵转复合信号输出电路。 [0026] 进一步的，本发明还提出一种风机，包括上述的转速堵转复合信号输出电路。 [0027] 本发明的有益效果是：本发明提供的转速堵转复合信号输出电路包括信号切换开关电路、电机控制芯片、霍尔信号接口和信号输出电路；信号切换开关电路分别与霍尔信号接口、电机控制芯片以及信号输出电路连接，霍尔信号接口与电机的霍尔传感器连接；信号切换开关电路用于接收电机控制芯片传输的堵转信号，并在堵转信号为低电平时导通霍尔信号接口与信号输出电路的回路，信号输出电路根据霍尔信号接口输入的霍尔信号输出转速信号；信号切换开关电路还用于在堵转信号为高电平时关断霍尔信号接口与信号输出电路之间的回路，信号输出电路输出持续高电平信号。本发明通过堵转信号来控制信号切换开关电路，在电机正常运行时电机控制芯片输出的堵转信号为低电平，信号输出电路输出转速信号，以使用户获取到电机转速信息和电机未堵转信息，在电机堵转时电机控制芯片输出的堵转信号为高电平，信号输出电路输出持续高电平信号，以使用户获取到电机堵转信息，采用一个复合信号输出电路同时实现了转速检测功能和堵转检测功能。附图说明 [0028] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0029] 图1为本发明提供的转速堵转复合信号输出电路一实施例的结构示意图。具体实施方式 [0030] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0032] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0033] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。 [0034] 本发明实施例提供了一种转速堵转复合信号输出电路、装置及风机，以下分别进行说明。 [0035] 参照图1，图1为本发明提供的转速堵转复合信号输出电路一实施例的结构示意图，如图1所示，转速堵转复合信号输出电路包括信号切换开关电路110、电机控制芯片120、霍尔信号接口130和信号输出电路140； [0036] 信号切换开关电路110分别与霍尔信号接口130、电机控制芯片120以及信号输出电路140连接，霍尔信号接口130与电机的霍尔传感器连接； [0037] 信号切换开关电路110用于接收电机控制芯片120传输的堵转信号，并在堵转信号为低电平时导通霍尔信号接口130与信号输出电路140的回路，信号输出电路140根据霍尔信号接口130输入的霍尔信号输出转速信号； [0038] 信号切换开关电路110还用于在堵转信号为高电平时关断霍尔信号接口130与信号输出电路140之间的回路，信号输出电路140输出持续高电平信号。 [0039] 需要说明的是，在本发明实施例中，霍尔信号接口130用于与霍尔传感器连接，该霍尔传感器安装在电机的转子上，用于对电机的转速进行检测，并输出代表电机转速的霍尔信号，该霍尔信号为与电机转速对应的方波信号，且占空比为50％，本发明实施例通过霍尔信号接口130将霍尔信号引入至信号切换开关电路110；堵转信号由电机控制芯片120输出，可通过程序设置，使得电机控制芯片120在电机正常运行时输出的堵转信号为低电平信号，在电机堵转时输出的堵转信号为高电平信号，信号切换开关电路110在堵转信号为低电平信号时导通霍尔信号接口130和信号输出电路140，使得信号输出电路140根据霍尔信号输出转速信号，且该转速信号的周期频率以及占空比与霍尔信号相同，用户可通过数据计算机对转速信号进行计算，得到电机的当前转速，且该转速信号还代表着电机未堵转的含义，提示用户电机未发生堵转；信号切换开关电路110在堵转信号为高电平信号时关断霍尔信号接口130和信号输出电路140，使得信号输出电路140输出持续高电平信号，没有转速信号输出，表示电机发生堵转，若故障解除，则持续高电平又变为转速信号。 [0040] 与现有技术相比，本发明实施例提供的转速堵转复合信号输出电路包括信号切换开关电路110、电机控制芯片120、霍尔信号接口130和信号输出电路140；信号切换开关电路110分别与霍尔信号接口130、电机控制芯片120以及信号输出电路140连接，霍尔信号接口 130与电机的霍尔传感器连接；信号切换开关电路110用于接收电机控制芯片120传输的堵转信号，并在堵转信号为低电平时导通霍尔信号接口130与信号输出电路140的回路，信号输出电路140根据霍尔信号接口130输入的霍尔信号输出转速信号；信号切换开关电路110还用于在堵转信号为高电平时关断霍尔信号接口130与信号输出电路140之间的回路，信号输出电路140输出持续高电平信号。本发明通过堵转信号来控制信号切换开关电路110，在电机正常运行时电机控制芯片120输出的堵转信号为低电平，信号输出电路140输出转速信号，以使用户获取到电机转速信息和电机未堵转信息，在电机堵转时电机控制芯片120输出的堵转信号为高电平，信号输出电路140输出持续高电平信号，以使用户获取到电机堵转信息，采用一个复合信号输出电路140同时实现了转速检测功能和堵转检测功能。 [0041] 在本发明一些实施例中，信号切换开关电路110包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一三极管Q1； [0042] 第一电阻R1的第一端与霍尔信号接口130连接，第一电阻R1的第二端与第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的基极与第二电阻R2的第一端以及第三电阻R3的第一端连接，第一三极管Q1的集电极与信号输出电路140连接，第二电阻R2的第二端与电机控制芯片120连接，第三电阻R3的第二端与模拟地GNDA连接。 [0043] 可以理解的是，在本发明实施例中，该第一三极管Q1为PNP三极管，在低电平时导通，在高电平时关断，通过堵转信号即可实现第一三极管Q1的导通与关断控制，进而实现堵转信号控制霍尔信号接口130与信号输出电路140之间的回路控制。 [0044] 在本发明一些实施例中，还包括电源电路150，电源电路150分别与霍尔信号接口130和信号输出电路140连接； [0045] 电源电路150用于为霍尔信号接口130和信号输出电路140提供电压值相同的工作电压，以使霍尔信号的电压幅值与转速信号的幅值相同。 [0046] 可以理解的是，在本发明实施例中，电源电路150可以是电机电路中自带的电源电路150，也可以由电压转换器组成的，在本实施例中，该电源电路150输出+5V的工作电压。 [0047] 在本发明一些实施例中，信号输出电路140包括信号转换单元141和信号隔离单元142； [0048] 信号转换单元141分别与信号切换开关电路110和信号隔离单元142连接，信号隔离单元142与电源电路150连接； [0049] 信号转换单元141用于在堵转信号为低电平时根据霍尔信号控制信号隔离单元142与模拟地GNDA之间的回路，信号隔离单元142基于电源电路150提供的工作电压输出与霍尔信号频率幅值相同的转速信号； [0050] 信号转换单元141还用于在堵转信号为高电平时断开信号隔离单元142与模拟地GNDA之间的回路，信号隔离单元142基于电源电路150输出的工作电压输出持续高电平信号。 [0051] 可以理解的是，在本发明实施例中，通过信号转换单元141和信号隔离单元142的相互配合，使得信号隔离单元142输出的转速信号频率与霍尔信号相同，并通过信号隔离单元142进行隔离保护，使得外接设备不会对本电路产生干扰，也不会让本电路输出的信号对外接设备产生影响，提升了本电路的安全性。 [0052] 在本发明一些实施例中，信号转换单元141包括第二三极管Q2和第四电阻R4，信号隔离单元142包括光电耦合器和第五电阻R5；其中，第二三极管Q2的基极与信号切换开关电路110连接，第二三极管Q2的发射极与模拟地GNDA连接，第二三极管Q2的集电极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与信号隔离单元142连接；光电耦合器U1的第一端与电源电路150连接，光电耦合器U1的第二端与第四电阻R4的第二端连接，光电耦合器U1的第三端与模拟地GNDA连接，光电耦合器U1的第四端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与电源电路150连接。 [0053] 可以理解的是，在本发明实施例中，第二三极管Q2为NPN三极管，在第一三极管Q1导通时，霍尔信号通过第一三极管Q1输入第二三极管Q2的基极，霍尔信号是方波信号，在霍尔信号为高电平时，第二三极管Q2导通，光电耦合器U1通过第四电阻导通至模拟地GNDA，光电耦合器U1第四端输出高电平，在霍尔信号为低电平时，第二三极管Q2关断，光电耦合器U1不导通，光电耦合器U1第四端输出低电平信号，光电耦合器U1输出的高低电平信号即为转速信号，通过第二三极管Q2和光电耦合器U1即可实现转速信号的高低电平变化频率周期与霍尔信号的高低电平变化频率周期相同，进而通过转速信号的频率周期计算得到电机转速，而在第一三极管Q1不导通时，第二三极管Q2也不导通，此时光电耦合器U1也不导通，光电耦合器U1输出持续高电平信号，表示电机发生堵转；本发明实施例，仅采用了一个光电耦合器U1，在保证风机转速检测和堵转检测功能的情况下，降低了风机的生产成本，并只提供了一个接口，降低了用户接线错误的可能性。电路简易可靠，性价比高。 [0054] 在本发明一些实施例中，还包括信号输出接口160，信号输出接口160与第五电阻R5的第一端以及光电耦合器U1的第四端连接； [0055] 信号输出接口160用于将外部监控设备接入转速堵转复合信号输出电路，以使外部监控设备根据信号输出电路140输出的转速信号或持续高电平信号进行电机转速监控和电机堵转监控。 [0056] 可以理解的是，在本发明实施例中，该信号输出接口160为单端接口，以便用户接入数据计算设备，用户通过该接口即可接收到上述的转速信号和持续高电平信号，进而计算得到电机转速或根据该持续高电平信号进行电机堵转报警。 [0057] 在本发明一些实施例中，霍尔信号接口130包括电源端VDD、接地端GND和霍尔输出端OUT； [0058] 电源端VDD与电源电路150连接，接地端GND与模拟地GNDA连接，霍尔输出端OUT与信号切换开关电路110连接。 [0059] 进一步的，本发明还提出转速堵转复合信号输出装置，该转速堵转复合信号输出装置包括上述的转速堵转复合信号输出电路，该转速堵转复合信号输出装置的具体实施例参照上述转速堵转复合信号输出电路的实施例，在此不做赘述。 [0060] 进一步的，本发明还提出一种风机，该风机包括上述的转速堵转复合信号输出电路，该风机的具体实施例参照上述转速堵转复合信号输出电路的实施例，在此不做赘述。 [0061] 以上对本发明所提供的转速堵转复合信号输出电路、装置及风机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式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。 [0062] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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