專利名稱：用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇pwm控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電子調(diào)速技術(shù)領域，具體涉及一種用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器。
背景技術(shù)：
冷卻機構(gòu)是汽車發(fā)動機的重要組成部分，是保障發(fā)動機持續(xù)可靠工作、充分發(fā)揮發(fā)動機性能、延長發(fā)動機使用壽命的重要部件，可見，冷卻機構(gòu)對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和可靠性有很大影響，而現(xiàn)代汽車中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率的不斷提高，對冷卻機構(gòu)的要求
也越來越高，市場上的冷卻機構(gòu)多為冷卻風扇，眾所周知，智能化與節(jié)能化將是未來汽車電子發(fā)展的主要方向，而現(xiàn)有的冷卻風扇控制系統(tǒng)以微處理器為控制核心的智能化控制PWM技術(shù)的引入，使得汽車發(fā)動機冷卻風扇系統(tǒng)的控制性能得到了大大優(yōu)化，能夠根據(jù)不同的發(fā)動機系統(tǒng)設計不同的控制方案，但是，現(xiàn)有的汽車發(fā)動機冷卻風扇系統(tǒng)的PWM控制器，所需的器件較多，設計復雜，造成PWM控制器的成本較高、性能較差、功耗較高、穩(wěn)定性不高，無法滿足現(xiàn)代的智能化與節(jié)能化汽車電子發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的汽車發(fā)動機冷卻風扇系統(tǒng)的PWM控制器，成本較高、性能較差、功耗較高、穩(wěn)定性不高，無法滿足現(xiàn)代的智能化與節(jié)能化汽車電子發(fā)展要求的問題。本發(fā)明提供的一種用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，避免了復雜的驅(qū)動電路，使其工作性能達到最優(yōu)，簡化了電路設計，減少了器件用量，提高了控制器的可靠性，還降低了生產(chǎn)成本，具有良好的應用前景。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于包括電源濾波單元、電源防反接保護單元和雙路驅(qū)動單元，所述電源濾波單元通過電源防反接保護單元與雙路驅(qū)動單元相連接，所述雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號輸入端，還設有兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端，所述兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端分別與用于帶動風扇的第一電機Ml和第二電機M2的電源負極相連接，所述第一電機Ml和第二電機M2的電源正極還分別與電源濾波單元的輸出端相連接。前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述電源濾波單元為EMI濾波器電路，所述EMI濾波器電路包括第一電容Cl，差模電感LI、第一壓敏電阻RVl和第二壓敏電阻RV2，所述第一電容Cl的一端與輸入電源相連接，另一端接地，所述第一電容Cl接輸入電源的一端依次連接有差模電感LI、第一壓敏電阻RVl和第二壓敏電阻RV2，所述第二壓敏電阻RV2的另一端接地，所述差模電感LI和第一壓敏電阻RVl的連接處設有多個濾波電容，且做為所述電源濾波單元的輸出端。前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第一電容Cl為安規(guī)電容。
前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述電源防反接保護單元包括第一 MOS管Ml，所述第一 MOS管Ml的漏極做為電源防反接保護單元的輸入端與所述電源濾波單元的輸出端相連接，所述第一 MOS管Ql的漏極與柵極之間設有上拉電阻R2，所述第一 MOS管Ql的柵極還通過下拉電阻Rl與地連接，所述第一 MOS管Ql的源極做為電源防反接保護單元的輸出端與所述雙路驅(qū)動單元的電源輸出端相連接。前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述雙路驅(qū)動單元包括用于電機電樞中電感續(xù)流的第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3、用于驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，所述第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏極做為雙路驅(qū)動單元的電源輸入端共同與所述電源防反接保護單元的輸出端相連接，所述第二 MOS管Q2的源極與柵極相連接，并與第一電機Ml的電源負極相連接，所述第二 MOS管Q2的源極還與第四MOS管Q4的漏極相連接，所述第四MOS管Q4的柵極做為雙路驅(qū)動單元的一路PWM控制驅(qū)動信號的輸入端用于接收控制第一電機Ml轉(zhuǎn)動的預驅(qū)動信號，所述第三MOS管Q3的源極與柵極相連接，并與第二電機M2的電源負極相連接，所述第三MOS管Q3的源極還與第五MOS管Q5的漏極相連接，所述第五MOS管Q5的柵極做為雙路驅(qū)動單元的另一路PWM控 制驅(qū)動信號的輸入端用于接收控制第二電機M2轉(zhuǎn)動的預驅(qū)動信號。前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS管Q4的源極與柵極之間還設有第三電阻R3，所述第五MOS管Q5的源極與柵極之間還設有第四電阻R4。前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS管Q4的源極通過第一電阻R5接地，所述第五MOS管Q5的源極通過第二電阻R6接地，所述第一電阻R5用于采集第一電機Ml的工作電流，所述第二電阻R6用于采集第二電機M2的工作電流。前述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第一MOS管Ql為P溝道MOS管，所述第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5均為N溝道MOS管。本發(fā)明的有益效果是
1)本發(fā)明的雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號，能夠增強發(fā)動機雙風機的冷卻風扇工作的可靠性、冗余性；
2)本發(fā)明的設置了電源防反接保護單元，采用P溝道MOS管的設計，無需復雜的預驅(qū)動電路，能夠使用于帶動風扇轉(zhuǎn)動的電機的電源電壓反接時，電機能夠全速運行，保證汽車發(fā)動機仍能可靠散熱，還能夠有效的保護雙路驅(qū)動單元，提高本發(fā)明PWM控制器的可靠性；
3)本發(fā)明的雙路驅(qū)動單元中設置了用于電機電樞中電感續(xù)流的兩個MOS管，不僅能降低了驅(qū)動電機工作的損耗，還能夠與用于驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的兩個MOS管，組成橋式驅(qū)動電路，滿足對用于帶動風扇轉(zhuǎn)動的電機的制動控制；
4)本發(fā)明的雙風機冷卻風扇PWM控制器的設計簡單，容易實現(xiàn)，避免了傳統(tǒng)的較為復雜的驅(qū)動電路的設計，降低了器件成本，具有良好的應用前景。


圖I是本發(fā)明的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器的系統(tǒng)框圖。
圖2是本發(fā)明的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器的電路原理圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。 如圖I所示，用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，包括電源濾波單元、電源防反接保護單元和雙路驅(qū)動單元，電源濾波單元通過電源防反接保護單元與雙路驅(qū)動單元相連接，雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號輸入端，還設有兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端，兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端分別與用于帶動風扇的第一電機Ml和第二電機M2的電源負極相連接，第一電機Ml和第二電機M2的電源正極還分別與電源濾波單元的輸出端相連接，其中電源濾波單元用于濾除輸入電源的各種干擾信號，保證給雙路驅(qū)動單元和電機供電的穩(wěn)定性；電源防反接保護單元能夠使用于帶動風扇轉(zhuǎn)動的電機的電源電壓反接時，電機能夠全速運行，保證汽車發(fā)動機仍能可靠散熱，還能夠有效的保護雙路驅(qū)動單元，提高可靠性；雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號，能夠增強發(fā)動機雙風機的冷卻風扇工作的可靠性、冗余性。如圖2所示，所述電源濾波單元為EMI濾波器電路，所述EMI濾波器電路包括第一電容Cl,差模電感LI、第一壓敏電阻RVl和第二壓敏電阻RV2,所述第一電容Cl的一端與輸入電源相連接，另一端接地，第一電容Cl選用安規(guī)電容,第一電容Cl接輸入電源的一端依次連接有差模電感LI、第一壓敏電阻RVl和第二壓敏電阻RV2，所述第二壓敏電阻RV2的另一端接地，所述差模電感LI和第一壓敏電阻RVl的連接處做為所述電源濾波單元的輸出端，且設有多個濾波電容C2、C3、C4，這里的濾波電容C2、C3、C4選用極性電容。所述電源防反接保護單元包括第一 MOS管Ml，所述第一 MOS管Ml的漏極做為電源防反接保護單元的輸入端與所述電源濾波單元的輸出端相連接，所述第一 MOS管Ql的漏極與柵極之間設有上拉電阻R2，所述第一 MOS管Ql的柵極還通過下拉電阻Rl與地連接，所述第一 MOS管Ql的源極做為電源防反接保護單元的輸出端與所述雙路驅(qū)動單元的電源輸出端相連接，其中第一 MOS管Ml為P溝道MOS管，上拉電阻R2和下拉電阻Rl能夠保證在正向通電壓時,第一 MOS管Ml能夠可靠導通,反之，在接反向電壓時，第一 MOS管Ml能夠可靠的關(guān)斷。所述雙路驅(qū)動單元包括用于電機電樞中電感續(xù)流的第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3、用于驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，其中第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5均為N溝道MOS管，組成橋式驅(qū)動電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對用于帶動風扇轉(zhuǎn)動的電機的制動控制，第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏極做為雙路驅(qū)動單元的電源輸入端共同與所述電源防反接保護單元的輸出端相連接，所述第二 MOS管Q2的源極與柵極相連接，并與第一電機Ml的電源負極相連接，所述第二 MOS管Q2的源極還與第四MOS管Q4的漏極相連接，所述第四MOS管Q4的柵極做為雙路驅(qū)動單元的一路PWM控制驅(qū)動信號的輸入端PreDrivl端口用于接收控制第一電機Ml轉(zhuǎn)動的預驅(qū)動信號，所述第三MOS管Q3的源極與柵極相連接，并與第二電機M2的電源負極相連接，所述第三MOS管Q3的源極還與第五MOS管Q5的漏極相連接，所述第五MOS管Q5的柵極做為雙路驅(qū)動單元的另一路PWM控制驅(qū)動信號的輸入端PreDriv2端口用于接收控制第二電機M2轉(zhuǎn)動的預驅(qū)動信號，兩路預驅(qū)動信號通過控制占空比來調(diào)節(jié)兩個電機的轉(zhuǎn)速，所述第四MOS管Q4的源極與柵極之間還設有第三電阻R3，所述第五MOS管Q5的源極與柵極之間還設有第四電阻R4。所述第四MOS管Q4的源極通過第一電阻R5接地，所述第五MOS管Q5的源極通過第二電阻R6接地，所述第一電阻R5與第二電阻R6為采樣SHUNT電阻，分別能夠用來采樣第一電機Ml、第二電機M2的工作電流。本發(fā)明的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器的控制第一電機和第二電機工作的具體過程如下
I)當輸入電源輸入端口 Vbat的正、負極按正常正確的接法時，第一 MOS管Ql導通，第四MOS管Q4，第五MOS管Q5的柵極按照給定的預驅(qū)動信號所給定的占空比運行，當?shù)谒腗OS管Q4占空比為ON狀態(tài)，電流通過第一 MOS管Ql，流經(jīng)第一電機Ml、第四MOS管Q4及第一電阻R5，當?shù)谒腗OS管Q4占空比為OFF狀態(tài)時，第一電機Ml電樞中電感通過第二 MOS管Q2來蓄流，還能繼續(xù)帶動風扇轉(zhuǎn)動，減少能耗，同樣，第二電機M2工作情況相同，這里就不
做重復介紹。2)當輸入電源輸入端口 Vbat的正、負極按錯誤反接時，電源防反接保護單元中的第一 MOS管Ql關(guān)斷，電流會流經(jīng)第一電阻R5、第四MOS管Q4、第一電機M1，這時的第一電機Ml會全速運行，第二 MOS管Q2不沒有導通不起蓄流作用，同樣，第二電機M2工作情況相同，這里也不做重復介紹。綜上所述，本發(fā)明的雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號，能夠增強發(fā)動機雙風機的冷卻風扇工作的可靠性、冗余性；設置了電源防反接保護單元，無需復雜的預驅(qū)動電路，能夠使用于帶動風扇轉(zhuǎn)動的電機的電源電壓反接時，電機能夠全速運行，保證汽車發(fā)動機仍能可靠散熱，還能夠有效的保護雙路驅(qū)動單元，提高了可靠性；還在雙路驅(qū)動單元中增加了用于電機電樞中電感續(xù)流的MOS管，不僅能降低了驅(qū)動電機工作的損耗，還能夠與用于驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的MOS管，組成橋式驅(qū)動電路，滿足對用于帶動風扇轉(zhuǎn)動的電機的制動控制，本發(fā)明設計科學、合理、構(gòu)思巧妙、簡單可靠，避免了傳統(tǒng)的較為復雜的驅(qū)動電路的設計，降低了器件成本，具有良好的應用前景。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于包括電源濾波單元、電源防反接保護單元和雙路驅(qū)動單元，所述電源濾波單元通過電源防反接保護單元與雙路驅(qū)動單元相連接，所述雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號輸入端，還設有兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端，所述兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端分別與用于帶動風扇的第一電機Ml和第二電機M2的電源負極相連接，所述第一電機Ml和第二電機M2的電源正極還分別與電源濾波單元的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述電源濾波單元為EMI濾波器電路，所述EMI濾波器電路包括第一電容Cl，差模電感LI、第一壓敏電阻RVl和第二壓敏電阻RV2，所述第一電容Cl的一端與輸入電源相連接，另一端接地，所述第一電容Cl接輸入電源的一端依次連接有差模電感LI、第一壓敏電阻RVl和第二壓敏電阻RV2，所述第二壓敏電阻RV2的另一端接地，所述差模電感LI和第一壓敏電阻RVl的連接處設有多個濾波電容，且做為所述電源濾波單元的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第一電容Cl為安規(guī)電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述電源防反接保護單元包括第一 MOS管M1，所述第一 MOS管Ml的漏極做為電源防反接保護單元的輸入端與所述電源濾波單元的輸出端相連接，所述第一 MOS管Ql的漏極與柵極之間設有上拉電阻R2，所述第一 MOS管Ql的柵極還通過下拉電阻Rl與地連接，所述第一 MOS管Ql的源極做為電源防反接保護單元的輸出端與所述雙路驅(qū)動單元的電源輸出端相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述雙路驅(qū)動單元包括用于電機電樞中電感續(xù)流的第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3、用于驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，所述第二 MOS管Q2和第三MOS管Q3的漏極做為雙路驅(qū)動單元的電源輸入端共同與所述電源防反接保護單元的輸出端相連接，所述第二 MOS管Q2的源極與柵極相連接，并與第一電機Ml的電源負極相連接，所述第二 MOS管Q2的源極還與第四MOS管Q4的漏極相連接，所述第四MOS管Q4的柵極做為雙路驅(qū)動單元的一路PWM控制驅(qū)動信號的輸入端用于接收控制第一電機Ml轉(zhuǎn)動的預驅(qū)動信號，所述第三MOS管Q3的源極與柵極相連接，并與第二電機M2的電源負極相連接，所述第三MOS管Q3的源極還與第五MOS管Q5的漏極相連接，所述第五MOS管Q5的柵極做為雙路驅(qū)動單元的另一路PWM控制驅(qū)動信號的輸入端用于接收控制第二電機M2轉(zhuǎn)動的預驅(qū)動信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS管Q4的源極與柵極之間還設有第三電阻R3，所述第五MOS管Q5的源極與柵極之間還設有第四電阻R4。
7.根據(jù)權(quán)利要求書6所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第四MOS管Q4的源極通過第一電阻R5接地，所述第五MOS管Q5的源極通過第二電阻R6接地，所述第一電阻R5用于采集第一電機Ml的工作電流，所述第二電阻R6用于采集第二電機M2的工作電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求書4或5所述的用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，其特征在于所述第一 MOS管Ql為P溝道MOS管，所述第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管均為N溝道MOS管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于汽車發(fā)動機的雙風機冷卻風扇PWM控制器，包括電源濾波單元、電源防反接保護單元和雙路驅(qū)動單元，所述電源濾波單元通過電源防反接保護單元與雙路驅(qū)動單元相連接，所述雙路驅(qū)動單元設有兩路PWM控制驅(qū)動信號輸入端，還設有兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端，所述兩路電機轉(zhuǎn)速控制信號輸出端分別與用于帶動風扇的第一電機M1和第二電機M2的電源負極相連接，所述第一電機M1和第二電機M2的電源正極還分別與電源濾波單元的輸出端相連接。本發(fā)明提供的雙風機冷卻風扇PWM控制器，避免了復雜的驅(qū)動電路，使其工作性能達到最優(yōu)，簡化了電路設計，減少了器件用量，提高了PWM控制器的可靠性，還有效的降低了生產(chǎn)成本，具有良好的應用前景。
文檔編號F04D27/00GK102748318SQ20121026789
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者于志偉, 伍春生, 朱建方 申請人:江蘇浩峰汽車附件有限公司