專利名稱：一種無刷電機用驅動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風扇，特別是一種風扇用無刷電機驅動控制裝置。
背景技術：
現有的風扇用無刷電機的驅動一般是先將輸入電源利用變壓器降壓后再進行整流濾波后才分別提供給電機的線圈和其驅動控制電路工作，這樣就明顯增加了降壓這一部分的成本，而且由于變壓器本身的重量與體積的因素及其工作的要求和使用過程中的發(fā)熱等問題，造成在增加變壓器的同時也加大了其結構的復雜性和降低了電機工作的可靠性和穩(wěn)定性。同時現有的無刷電機的過流保護方式是采用當工作電流達到設定的限定值時就使電路電流維持在電流限定值以下而繼續(xù)工作，此時由于電路并未斷開，電機的線圈一直都在工作，就容易出現線圈因長期工作在高負荷狀況下而出現發(fā)熱甚至燒毀的現象。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是針對上述問題的存在，提供一種結構簡單可靠、成本低廉的交直流、高低壓結合的無刷電機用驅動控制裝置。
在此基礎上，本實用新型的進一步目的是提供一種限流保護更加科學合理、可有效保證線圈工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長的無刷電機用驅動控制裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種無刷電機用驅動控制裝置，其特點是包括一全波整流電路；一分壓穩(wěn)壓電路；一驅動控制電路；一穩(wěn)壓保護電路；其中，所述全波整流濾波電路的輸入端與輸入電源連接，其輸出端分別與分壓穩(wěn)壓電路的輸入端及電機的兩電感L1、L2一端連接，分壓穩(wěn)壓電路的輸出端與驅動控制電路的輸入端連接并為驅動控制電路提供一穩(wěn)定的工作電壓，驅動控制電路的輸出端分別與電感的兩電感L1、L2的另一端連接，穩(wěn)壓保護電路連接于全波整流濾波電路的輸出端與地之間。
上述全波整流濾波電路包括并聯連接的由四個二極管D1、D2、D3、D4組成橋式連接的橋式整流電路和由電容C1組成的電容濾波電路，其中二極管D1、D2、D3、D4分別采用1N4001或1N4005或1N4007或其它整流二極管。上述分壓穩(wěn)壓電路包括電阻R1、R2和穩(wěn)壓管Z1，其中穩(wěn)壓管Z1采用BZX85C18或BZX85C15或1N5931B或其它穩(wěn)壓二極管，電阻R1、R2串聯連接于全波整流濾波電路輸出端與地之間，穩(wěn)壓管Z1串聯于電阻R1、R2的交接點與地之間。上述驅動控制電路包括集成塊U1、U2、CMOS管TN1、TN2、電阻R3、R4、R7、R8、R9、R10、電容C2、C3，其中集成塊U1采用HW104A或SH12A或HW101或其它磁電路的霍爾集成電路(Sensor Hall)、U2采用BA6406或PT308F-B或AP1307或其它驅動集成電路(Drive IC)、TN1、TN2分別采用2SK2996或RDX120N60或RDX100N60或其它場效應功率管(Power MOSFET)，電阻R3一端與分壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，其另一端與集成塊U1的第1腳(IN+腳)連接并為集成塊U1提供工作電壓，電阻R4串接于集成塊U1的第3腳(IN-腳)與地之間，集成塊U1的第2腳、第4腳分別與集成塊U2的兩輸入腳HS(-)腳及HS(+)腳連接，集成塊U2的Vcc腳與分壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，其CT腳串接電容C2后接地，其GND腳直接接地，其第一輸出腳串接電阻R8后與CMOS管TN1的G極連接，且CMOS管TN1的G極與地之間串聯有并聯連接的電阻R9和電容C4，CMOS管TN1的D極與電機的電感L1的另一端連接，其S極接地，集成塊U2的第2輸出腳串接電阻R7后與CMOS管TN2的G極連接，且CMOS管TN2的G極與地之間串聯有并聯連接的電阻R10和電容C3，CMOS管TN2的D極與電機的電感L2的另一端連接，其S極接地。上述穩(wěn)壓保護電路由串接于全波整流濾波電路輸出端與地之間的穩(wěn)壓管Z2組成，其中穩(wěn)壓管Z2采用1N5955B或1N5956B或其它穩(wěn)壓二極管。
為達到本實用新型的進一步目的，有效保證電機線圈工作在安全可靠的工作范圍內，本實用新型包括有一過流保護電路，該過流保護電路包括二極管D5、D6，三極管Q1、電阻R11、R12、RA、電容C5，其中二極管D5、D6分別采用1N4148或1N4448或RLS4148或其它穩(wěn)壓二極管，三極管Q1采用UMT2222A或SST2222A或MMST2222A或其它三極管，二極管D5串聯于集成塊U2的第1輸出腳與三極管Q1的集電極之間，二極管D6串聯于集成塊U2的第2輸出腳與三極管Q1的集電極之間，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的基極串聯電阻R11后分別與CMOS管TN1、TN2的S極連接，電阻R12與電容C5并聯后串聯連接于三極管Q1的基極與地之間，電阻RA串聯于CMOS管TN1、TN2的S極與地之間。
此時，為進一步保證電機線圈兩端的電壓在一個安全可靠的范圍內，上述還包括有一過壓保護電路，該過壓保護電路包括CMOS管TN3、三極管Q2、穩(wěn)壓管Z3、電阻R13、R14、R15，其中CMOS管TN3采用2SK2996或RDX120N60或RDX100N60或其它場效應功率管(Power MOSFET)、三極管Q2采用UMT2222A或SST2222A或MMST2222A或其它三極管、穩(wěn)壓管Z3采用1N5955B或1N5956B或其它穩(wěn)壓二極管，CMOS管TN3的D極與S極串聯于全波整流濾波電路的輸出端與電機的兩線圈L1、L2一端之間，其G極串聯電阻R15后與三極管Q2的集電極連接，電阻R13并聯連接于CMOS管TN3的D極與G極之間，三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極串聯穩(wěn)壓管Z3和電阻R14后與CMOS管TN3的S極連接。
本實用新型由于采用由全波整流濾波電路與分壓穩(wěn)壓電路有機結合來兼顧控制電機線圈及其驅動控制電路的結構，巧妙地將經全波整流濾波電路處理后的電壓分兩部分來分別控制電機線圈和其驅動控制電路，既保證了電機線圈在一個正常的工作狀態(tài)下工作，又有效保證了驅動控制電路也工作在正常狀況下，從而達到一個交直流高低壓有機結合來保證無刷電機工作在一個更加安全可靠的環(huán)境，而且由于省略了利用變壓器來降壓這一結構環(huán)節(jié)，既避免了使用變壓器所造成的產品體積龐大、結構復雜、可靠性降低的問題。同時本實用新型由于采用由二只二極管和一只三極管有機結合組成一開關型限流保護的結構，當電路電流超過設定的限定值時，巧妙地利用三極管的開關特性來使電機線圈停止工作，從而避免了電機線圈無休止地工作所造成的電機線圈疲勞、發(fā)熱，甚至燒毀的現象，從而既進一步增加其工作的安全可靠性，又有效延長產品的使用壽命。
以下結合附圖詳細描述本實用新型的基本結構及工作原理
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的進一步實施方案的結構示意圖；圖3是本實用新型一優(yōu)選實施方案的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的一種無刷電機用驅動控制裝置，其特點是包括一全波整流電路；一分壓穩(wěn)壓電路；一驅動控制電路；一穩(wěn)壓保護電路；其中，所述全波整流濾波電路的輸入端與輸入電源連接，其輸出端分別與分壓穩(wěn)壓電路的輸入端及電機的兩電感L1、L2一端連接，分壓穩(wěn)壓電路的輸出端與驅動控制電路的輸入端連接并為驅動控制電路提供一穩(wěn)定的工作電壓，驅動控制電路的輸出端分別與電感的兩電感L1、L2的另一端連接，穩(wěn)壓保護電路連接于全波整流濾波電路的輸出端與地之間。
其中，上述全波整流濾波電路包括并聯連接的由四個二極管D1、D2、D3、D4組成橋式連接的橋式整流電路和由電容C1組成的電容濾波電路，其中二極管D1、D2、D3、D4分別采用1N4001或1N4005或1N4007或其它整流二極管。上述分壓穩(wěn)壓電路包括電阻R1、R2和穩(wěn)壓管Z1，其中穩(wěn)壓管Z1采用BZX85C18或BZX85C15或1N5931B或其它穩(wěn)壓二極管，電阻R1、R2串聯連接于全波整流濾波電路輸出端與地之間，穩(wěn)壓管Z1串聯于電阻R1、R2的交接點與地之間。上述驅動控制電路包括集成塊U1、U2、CMOS管TN1、TN2、電阻R3、R4、R7、R8、R9、R10、電容C2、C3，其中集成塊U1采用HW104A或SH12A或HW101或其它磁電路的霍爾集成電路(Sensor Hall)、U2采用BA6406或PT308F-B或AP1307或其它驅動集成電路(Drive IC)、TN1、TN2分別采用2SK2996或RDX120N60或RDX100N60或其它場效應功率管(PowerMOSFET)，電阻R3一端與分壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，其另一端與集成塊U1的第1腳(IN+腳)連接并為集成塊U1提供工作電壓，電阻R4串接于集成塊U1的第3腳(IN-腳)與地之間，集成塊U1的第2腳、第4腳分別與集成塊U2的兩輸入腳HS(-)腳及HS(+)腳連接，集成塊U2的Vcc腳與分壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，其CT腳串接電容C2后接地，其GND腳直接接地，其第一輸出腳串接電阻R8后與CMOS管TN1的G極連接，且CMOS管TN1的G極與地之間串聯有并聯連接的電阻R9和電容C4，CMOS管TN1的D極與電機的電感L1的另一端連接，其S極接地，集成塊U2的第2輸出腳串接電阻R7后與CMOS管TN2的G極連接，且CMOS管TN2的G極與地之間串聯有并聯連接的電阻R10和電容C3，CMOS管TN2的D極與電機的電感L2的另一端連接，其S極接地。上述穩(wěn)壓保護電路由串接于全波整流濾波電路輸出端與地之間的穩(wěn)壓管Z2組成，其中穩(wěn)壓管Z2采用1N5955B或1N5956B或其它穩(wěn)壓二極管。為達到本實用新型的進一步目的，有效保證電機線圈工作在安全可靠的工作范圍內，如圖2所示，本實用新型還包括有一過流保護電路，該過流保護電路包括二極管D5、D6，三極管Q1、電阻R11、R12、RA、電容C5，其中二極管D5、D6分別采用1N4148或1N4448或RLS4148或其它穩(wěn)壓二極管，三極管Q1采用UMT2222A或SST2222A或MMST2222A或其它三極管，二極管D5串聯于集成塊U2的第1輸出腳與三極管Q1的集電極之間，二極管D6串聯于集成塊U2的第2輸出腳與三極管Q1的集電極之間，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的基極串聯電阻R11后分別與CMOS管TN1、TN2的S極連接，電阻R12與電容C5并聯后串聯連接于三極管Q1的基極與地之間，電阻RA串聯于CMOS管TN1、TN2的S極與地之間。此時，為進一步保證電機線圈兩端的電壓在一個安全可靠的范圍內，如圖3所示，本實用新型還包括有一過壓保護電路，該過壓保護電路包括CMOS管TN3、三極管Q2、穩(wěn)壓管Z3、電阻R13、R14、R15，其中CMOS管TN3采用2SK2996或RDX120N60或RDX100N60或其它場效應功率管(Power MOSFET)、三極管Q2采用UMT2222A或SST2222A或MMST2222A或其它三極管、穩(wěn)壓管Z3采用1N5955B或1N5956B或其它穩(wěn)壓二極管，CMOS管TN3的D極與S極串聯于全波整流濾波電路的輸出端與電機的兩線圈L1、L2一端之間，其G極串聯電阻R15后與三極管Q2的集電極連接，電阻R13并聯連接于CMOS管TN3的D極與G極之間，三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極串聯穩(wěn)壓管Z3和電阻R14后與CMOS管TN3的S極連接。
本實用新型的工作原理是如圖1所示，AC電源輸入經過D1、D2、D3、D4進行全橋整流及C1濾波得到直流電源，所得到的直流電壓直接提供給L1、L2，Z2為穩(wěn)壓作用，以提供一個恒定的電壓給L1、L2工作，另外可保護TN1、TN2，避免加到TN1、TN2的S及D極的電壓超過TN1、TN2的允許的耐壓值，從而保護TN1及TN2。
R1、R2、Z1組成一個降壓及穩(wěn)壓電路，R1與R2并聯，構成一個分壓電路，當R2所得到的電壓小于穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)壓值時，此時輸出給控制部分的電壓V0等于R2所分得到的電壓，當R2所得到的電壓大于穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)壓值時，此時根據穩(wěn)壓管的特性可知，穩(wěn)壓管Z1此時起穩(wěn)壓的作用，以保證V0的電壓不超過設定輸出電壓范圍。
U1為一個磁電路的霍爾IC，當U1感應到磁場的N、S極(或S、N極)切換時，U1的第2腳輸出高電平(或低電平)，第4腳輸出低電平(或高電平)，U1的第2腳輸出為高電平時，第4腳則輸出低電平，兩者是相互的，不可能同時出現高電平或低電平，輸出的信號經過U2進行比較及放大后，再將信號輸出到output1及output2，U2在此處的作用主要是作為一個預驅動的作用，若output1輸出高電平時，則output2輸出低電平，兩者是輪流工作的.output1輸出的信號經R8后輸入TN1的G極，若output1輸出的信號為高電平。
時TN1打開，驅動線圈L1工作，此時output2輸出的信號為低電平，TN2開關，線圈L2停止工作，若output1輸出為低電平而output2為高電平時L1不工作，L2工作，如此循環(huán)的工作。
如圖2所示，RA、R11、R12、C5、Q1、D5、D6構成一個限流保護電路，當RA偵測到設定電流值時，通過R11到達Q1的基極使三極管Q1打開，這樣，U1的兩個輸出端的電位通過D5、D6使輸出端的電位降低為零，則TN1、TN2的G極得到的電位為零，TN1、TN2關閉，L1、L2停止工作，從而達到限流保護功能，降低L1、L2的溫度。
如圖3所示，R13、R14、Z3、Q1、R15、TN3組成一個過壓保護電路，當電壓超過Z3的穩(wěn)壓值時，由穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性可知，會個電流通過穩(wěn)壓二極管到達Q2的基極使三極管Q2打開，此時，TN3的G極所得到的電位為零，TN3關閉，從而實現過壓保護，當電壓恢復正常時，Z3無電流經過，Q3開閉，TN3處在開啟的狀態(tài)，電路可正常工作。
權利要求1.一種無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于包括一全波整流電路；一分壓穩(wěn)壓電路；一驅動控制電路；一穩(wěn)壓保護電路；其中，所述全波整流濾波電路的輸入端與輸入電源連接，其輸出端分別與分壓穩(wěn)壓電路的輸入端及電機的兩電感L1、L2一端連接，分壓穩(wěn)壓電路的輸出端與驅動控制電路的輸入端連接并為驅動控制電路提供一穩(wěn)定的工作電壓，驅動控制電路的輸出端分別與電感的兩電感L1、L2的另一端連接，穩(wěn)壓保護電路連接于全波整流濾波電路的輸出端與地之間。
2.根據權利要求1所述的無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于上述全波整流濾波電路包括并聯連接的由四個二極管D1、D2、D3、D4組成橋式連接的橋式整流電路和由電容C1組成的電容濾波電路，其中二極管D1、D2、D3、D4分別采用1N4001或1N4005或1N4007或其它整流二極管。
3.根據權利要求1所述的無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于上述分壓穩(wěn)壓電路包括電阻R1、R2和穩(wěn)壓管Z1，其中穩(wěn)壓管Z1采用BZX85C18或BZX85C15或1N5931B或其它穩(wěn)壓二極管，電阻R1、R2串聯連接于全波整流濾波電路輸出端與地之間，穩(wěn)壓管Z1串聯于電阻R1、R2的交接點與地之間。
4.根據權利要求1所述的無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于上述驅動控制電路包括集成塊U1、U2、CMOS管TN1、TN2、電阻R3、R4、R7、R8、R9、R10、電容C2、C3，其中集成塊U1采用HW104A或SH12A或HW101或其它磁電路的霍爾集成電路(Sensor Hall)、U2采用BA6406或PT308F-B或AP1307或其它驅動集成電路(Drive IC)、TN1、TN2分別采用2SK2996或RDX120N60或RDX100N60或其它場效應功率管(Power MOSFET)，電阻R3一端與分壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，其另一端與集成塊U1的第1腳(IN+腳)連接并為集成塊U1提供工作電壓，電阻R4串接于集成塊U1的第3腳(IN-腳)與地之間，集成塊U1的第2腳、第4腳分別與集成塊U2的兩輸入腳HS(-)腳及HS(+)腳連接，集成塊U2的Vcc腳與分壓穩(wěn)壓電路的輸出端連接，其CT腳串接電容C2后接地，其GND腳直接接地，其第一輸出腳串接電阻R8后與CMOS管TN1的G極連接，且CMOS管TN1的G極與地之間串聯有并聯連接的電阻R9和電容C4，CMOS管TN1的D極與電機的電感L1的另一端連接，其S極接地，集成塊U2的第2輸出腳串接電阻R7后與CMOS管TN2的G極連接，且CMOS管TN2的G極與地之間串聯有并聯連接的電阻R10和電容C3，CMOS管TN2的D極與電機的電感L2的另一端連接，其S極接地。
5.根據權利要求1所述的無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于上述穩(wěn)壓保護電路由串接于全波整流濾波電路輸出端與地之間的穩(wěn)壓管Z2組成，其中穩(wěn)壓管Z2采用1N5955B或1N5956B或其它穩(wěn)壓二極管。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于還包括有一過流保護電路，該過流保護電路包括二極管D5、D6，三極管Q1、電阻R11、R12、RA、電容C5，其中二極管D5、D6分別采用1N4148或1N4448或RLS4148或其它穩(wěn)壓二極管，三極管Q1采用UMT2222A或SST2222A或MMST2222A或其它三極管，二極管D5串聯于集成塊U2的第1輸出腳與三極管Q1的集電極之間，二極管D6串聯于集成塊U2的第2輸出腳與三極管Q1的集電極之間，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的基極串聯電阻R11后分別與CMOS管TN1、TN2的S極連接，電阻R12與電容C5并聯后串聯連接于三極管Q1的基極與地之間，電阻RA串聯于CMOS管TN1、TN2的S極與地之間。
7.根據權利要求1或2或3或4或5所述的無刷電機用驅動控制裝置，其特征在于上述還包括有一過壓保護電路，該過壓保護電路包括CMOS管TN3、三極管Q2、穩(wěn)壓管Z3、電阻R13、R14、R15，其中CMOS管TN3采用2SK2996或RDX120N60或RDX100N60或其它場效應功率管(Power MOSFET)、三極管Q2采用UMT2222A或SST2222A或MMST2222A或其它三極管、穩(wěn)壓管Z3采用1N5955B或1N5956B或其它穩(wěn)壓二極管，CMOS管TN3的D極與S極串聯于全波整流濾波電路的輸出端與電機的兩線圈L1、L2一端之間，其G極串聯電阻R15后與三極管Q2的集電極連接，電阻R13并聯連接于CMOS管TN3的D極與G極之間，三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極串聯穩(wěn)壓管Z3和電阻R14后與CMOS管TN3的S極連接。
專利摘要一種無刷電機用驅動控制裝置，其特點是包括一全波整流濾波電路；一分壓穩(wěn)壓電路；一驅動控制電路；一穩(wěn)壓保護電路。本實用新型由于采用由全波整流濾波電路與分壓穩(wěn)壓電路有機結合來兼顧控制電機線圈及其驅動控制電路的結構，巧妙地將經全波整流濾波電路處理后的電壓分兩部分來分別控制電機線圈和其驅動控制電路，既保證了電機線圈在一個正常的工作狀態(tài)下工作，又有效保證了驅動控制電路也工作在正常狀況下，從而達到一個交直流高低壓有機結合來保證無刷電機工作在一個更加安全可靠的環(huán)境，而且由于省略了利用變壓器來降壓這一結構環(huán)節(jié)，既避免了使用變壓器所造成的產品體積龐大、結構復雜、可靠性降低的問題。
文檔編號H02P6/16GK2831607SQ20052006481
公開日2006年10月25日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權日2005年9月22日
發(fā)明者許文昉, 王天仁, 劉樹貴 申請人:東莞動利電子有限公司