本實(shí)用新型涉及電機(jī)調(diào)速電路，具體涉及一種用于風(fēng)扇或冷風(fēng)扇單相交流電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速交流控制裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有用于單相交流電機(jī)的調(diào)速交流控制電路為多檔位調(diào)速電路，而且在低速時(shí)效率低，而且在低速時(shí)有嗡嗡噪音。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，低速時(shí)節(jié)能10％以上，低速時(shí)無(wú)嗡嗡噪音的用于風(fēng)扇或冷風(fēng)扇單相交流電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速交流控制裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種用于風(fēng)扇或冷風(fēng)扇單相交流電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速交流控制裝置，包括電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路、過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路、過(guò)流設(shè)置電路、控制模塊、MOS驅(qū)動(dòng)電路和MOS開(kāi)關(guān)電路，所述電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路與控制模塊相連，所述過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路、過(guò)流設(shè)置電路分別與控制模塊相連，所述控制模塊的輸出端依次通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)電路、MOS開(kāi)關(guān)電路與被控制的單相交流電機(jī)相連。

所述電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路包括電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C15、電容C16和電容C25，所述MOS開(kāi)關(guān)電路分別通過(guò)四條支路與控制模塊的輸入端相連，所述電阻R15構(gòu)成四條支路的第一條支路，所述電阻R15、電阻R16串聯(lián)后構(gòu)成四條支路的第二條支路，所述電容C25、電阻R14串聯(lián)后構(gòu)成四條支路的第三條支路，所述電容C25、電阻R14、電阻R17串聯(lián)后構(gòu)成四條支路的第四條支路，且所述電容C15和電阻R17并聯(lián)布置，所述電容C25、電阻R14之間的公共連接端接地。

所述過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電容C24，電阻R4、電阻R5、電阻R6依次串聯(lián)形成第一分壓支路，所述第一分壓支路一端和電源輸入端+310V相連、另一端接地，所述電阻R7一端連接至電阻R5和電阻R6之間、另一端作為過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端和控制模塊相連，且所述過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端通過(guò)電容C24接地。

所述過(guò)流設(shè)置電路包括電阻R8、電阻R9和電容C7，電阻R8、電阻R9串聯(lián)形成第二分壓支路，所述第二分壓支路一端和工作電源輸入端VDD5相連、另一端接地，所述電阻R8、 電阻R9的公共連接端作為過(guò)流設(shè)置電路的檢測(cè)輸出端和控制模塊相連，且所述過(guò)流設(shè)置電路的檢測(cè)輸出端通過(guò)電容C7接地。

所述控制模塊包括單片機(jī)U3和用于捕捉上電穩(wěn)定狀態(tài)的電阻R35，所述過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路、過(guò)流設(shè)置電路分別與單片機(jī)U3相連，所述單片機(jī)U3的輸出端依次通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)電路、MOS開(kāi)關(guān)電路與被控制的單相交流電機(jī)相連，所述單片機(jī)U3的輸入端通過(guò)電阻R35和工作電源輸入端VDD5相連。

所述單片機(jī)U3采用FU6811型微處理器，所述單片機(jī)U3的3號(hào)端口和過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路的輸出端相連，所述單片機(jī)U3的5號(hào)端口和過(guò)流設(shè)置電路相連，所述單片機(jī)U3的6、7、8、9號(hào)端口分別與電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路的輸出端相連，所述單片機(jī)U3的外圍電路包括電容C8、電容C9、電容C26、電容C16和電容C17，所述單片機(jī)U3的9號(hào)端口通過(guò)電容C16接地，所述單片機(jī)U3的12號(hào)端口通過(guò)電容C17接地，所述單片機(jī)U3的40號(hào)端口通過(guò)電容C8接地，所述單片機(jī)U3的38號(hào)端口接地，所述單片機(jī)U3的37號(hào)端口和工作電源輸入端VDD5相連且通過(guò)電容C26接地，所述單片機(jī)U3的25號(hào)端口通過(guò)電阻R35和工作電源輸入端VDD5相連，所述單片機(jī)U3的36號(hào)端口接地，所述單片機(jī)U3的35號(hào)端口接+15V電源且通過(guò)電容C9接地，所述單片機(jī)U3的30、31、33、34號(hào)端口分別和MOS驅(qū)動(dòng)電路相連。

所述MOS驅(qū)動(dòng)電路包括并列布置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，所述MOS開(kāi)關(guān)電路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q5、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻RS1和電阻RS2，所述MOS驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元包括電阻R28、電阻R29、電容C10、電容C11、電容C12、電阻R30、驅(qū)動(dòng)芯片U4、二極管D6和電容C13，所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的1號(hào)端口和+15V電源相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的2號(hào)端口通過(guò)電阻R28和單片機(jī)U3的33號(hào)端口相連、3號(hào)端口通過(guò)電阻R29和單片機(jī)U3的34號(hào)端口相連、4號(hào)端口接地，且所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的1號(hào)端口通過(guò)電容C12接地、2號(hào)端口通過(guò)電容C10接地、3號(hào)端口通過(guò)電容C11接地，所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的5號(hào)端口通過(guò)電阻R11和MOS管Q2的基極相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的7號(hào)端口通過(guò)電阻R10和MOS管Q1的基極相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的6號(hào)端口和單相交流電機(jī)的一個(gè)連接端相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U4的8號(hào)端口通過(guò)電容C13和6號(hào)端口相連且通過(guò)二極管D6、電阻R30和+15V電源相連；所述MOS驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元包括電阻R32、電阻R33、電容C19、電容C20、電容C21、電阻R34、驅(qū)動(dòng)芯片U5、二極管D7和電容C22，所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的1號(hào)端口和+15V電源相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的2號(hào)端口通過(guò)電阻R32和單片機(jī)U3的34號(hào)端口相連、3號(hào)端口通過(guò)電阻R33和單片機(jī)U3的31號(hào)端口相連、4號(hào)端口接地，且所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的1號(hào)端口通過(guò)電容C21接地、2號(hào)端口通過(guò)電容C19接地、3號(hào)端口通過(guò)電容C20接地， 所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的5號(hào)端口通過(guò)電阻R21和MOS管Q3的基極相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的7號(hào)端口通過(guò)電阻R20和MOS管Q5的基極相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的6號(hào)端口和單相交流電機(jī)的另一個(gè)連接端相連，所述驅(qū)動(dòng)芯片U5的8號(hào)端口通過(guò)電容C13和6號(hào)端口相連且通過(guò)二極管D6、電阻R30和+15V電源相連；MOS管Q1的漏極和+310V電源相連、源極和襯底共同和MOS管Q2的漏極以及單相交流電機(jī)的一個(gè)連接端相連，電阻R12串接于MOS管Q1的漏極、源極之間，電阻R13串接于MOS管Q2的漏極、源極之間，MOS管Q2的源極和襯底共同通過(guò)并聯(lián)布置的電阻RS1接地，MOS管Q5的漏極和+310V電源相連、源極和襯底共同和MOS管Q3的漏極以及單相交流電機(jī)的另一個(gè)連接端相連，電阻R22串接于MOS管Q3的漏極、源極之間，電阻R23串接于MOS管Q3的漏極、源極之間，MOS管Q3的源極和襯底共同通過(guò)電阻RS2接地，所述電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路的輸入端分別和MOS管Q2的源極、MOS管Q3的源極相連。

本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型包括電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路、過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路、過(guò)流設(shè)置電路、控制模塊、MOS驅(qū)動(dòng)電路和MOS開(kāi)關(guān)電路，所述電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路分別與被控制的單相交流電機(jī)及控制模塊相連，所述欠壓檢測(cè)電路、過(guò)流設(shè)置電路分別與控制模塊相連，所述控制模塊的輸出端依次通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)電路、MOS開(kāi)關(guān)電路與被控制的單相交流電機(jī)相連，通過(guò)控制模塊、MOS驅(qū)動(dòng)電路和MOS開(kāi)關(guān)電路結(jié)合來(lái)驅(qū)動(dòng)單相交流電機(jī)，大大降低了成本和提高了技術(shù)可靠性，MOS驅(qū)動(dòng)電路和MOS開(kāi)關(guān)電路驅(qū)動(dòng)單相交流電機(jī)，效率高，電路簡(jiǎn)單，同時(shí)利用控制模塊強(qiáng)大的運(yùn)算能力，對(duì)單相交流電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中各種參數(shù)高速運(yùn)算，保證了流入單相交流電機(jī)的主繞組與付繞組的電流相差90度，從而使得電機(jī)馬達(dá)處于最佳工作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，低速時(shí)節(jié)能10％以上，低速時(shí)無(wú)嗡嗡噪音。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制模塊及其前端的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制模塊后端的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說(shuō)明：1、電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路；2、欠壓檢測(cè)電路；3、過(guò)流設(shè)置電路；4、控制模塊；5、MOS驅(qū)動(dòng)電路；6、MOS開(kāi)關(guān)電路。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例用于風(fēng)扇或冷風(fēng)扇單相交流電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速交流控制裝置包括電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路1、過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2、過(guò)流設(shè)置電路3、控制模塊4、MOS驅(qū)動(dòng)電路5和MOS開(kāi)關(guān)電路6，電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路1與控制模塊4相連，過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2、過(guò)流設(shè)置電路3分別與控制模塊4相連，控制模塊4的輸出端依次通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)電路5、 MOS開(kāi)關(guān)電路6與被控制的單相交流電機(jī)相連。

如圖2所示，電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路1包括電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C15、電容C16和電容C25，MOS開(kāi)關(guān)電路6分別通過(guò)四條支路與控制模塊4的輸入端相連，電阻R15構(gòu)成四條支路的第一條支路，電阻R15、電阻R16串聯(lián)后構(gòu)成四條支路的第二條支路，電容C25、電阻R14串聯(lián)后構(gòu)成四條支路的第三條支路，電容C25、電阻R14、電阻R17串聯(lián)后構(gòu)成四條支路的第四條支路，且電容C15和電阻R17并聯(lián)布置，電容C25、電阻R14之間的公共連接端接地。當(dāng)單相交流電機(jī)因?yàn)槟撤N原因?qū)е码娏鬟^(guò)大或者電流過(guò)小時(shí)(即高于單相交流電機(jī)所承受的電流或低于啟動(dòng)單相交流電機(jī)工作的電流)，控制模塊4就發(fā)出低電平指令停止輸出，以達(dá)到保護(hù)單相交流電機(jī)停止工作的目的。

如圖2所示，過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電容C24，電阻R4、電阻R5、電阻R6依次串聯(lián)形成第一分壓支路，第一分壓支路一端和電源輸入端+310V相連、另一端接地，電阻R7一端連接至電阻R5和電阻R6之間、另一端作為過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2的檢測(cè)輸出端和控制模塊4相連，且過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2的檢測(cè)輸出端通過(guò)電容C24接地。+310V電源經(jīng)過(guò)電阻R4和電阻R5限壓后，在電阻R6上形成DC0～5V的電壓，控制模塊4對(duì)電阻R6的電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，與標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，就能判斷是超壓還是欠壓。，當(dāng)電網(wǎng)由于某種原因?qū)е螺斎腚妷哼^(guò)低或者過(guò)高時(shí)(即低于或高于設(shè)定的電壓)，控制模塊4就發(fā)出低電平指令停止輸出，以達(dá)到保護(hù)單相交流電機(jī)停止工作的目的。

如圖2所示，過(guò)流設(shè)置電路3包括電阻R8、電阻R9和電容C7，電阻R8、電阻R9串聯(lián)形成第二分壓支路，第二分壓支路一端和工作電源輸入端VDD5相連、另一端接地，電阻R8、電阻R9的公共連接端作為過(guò)流設(shè)置電路3的檢測(cè)輸出端和控制模塊4相連，且過(guò)流設(shè)置電路3的檢測(cè)輸出端通過(guò)電容C7接地。5V電壓通過(guò)電阻R8和電阻R9分壓后，在電阻R9上得到一個(gè)電壓，這個(gè)電壓要根據(jù)單相交流電機(jī)的電流大小去計(jì)算設(shè)計(jì)，比如說(shuō)1V電壓對(duì)應(yīng)2A的電機(jī)馬達(dá)電流。過(guò)流設(shè)置電路3可以根據(jù)功率不同設(shè)置參考電壓(工作電源輸入端VDD5)的不同，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)置過(guò)流大小(即設(shè)置過(guò)流值，即不能超過(guò)最大設(shè)定電流，也就是不能超過(guò)電機(jī)所承受的電流；例如：區(qū)間值為2A-6A，不能低于2A及高于6A)。

如圖2所示，控制模塊4包括單片機(jī)U3和用于捕捉上電穩(wěn)定狀態(tài)的電阻R35，過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2、過(guò)流設(shè)置電路3分別與單片機(jī)U3相連，單片機(jī)U3的輸出端依次通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)電路5、MOS開(kāi)關(guān)電路6與被控制的單相交流電機(jī)相連，所述單片機(jī)U3的輸入端通過(guò)電阻R35和工作電源輸入端VDD5相連。工作電源輸入端VDD5是單片機(jī)U3的工作電源，穩(wěn)定的工作電源是單片機(jī)U3工作的前提，VDD5通過(guò)電阻R35直接與單片機(jī)U3相連，單片機(jī)U3通過(guò)AD轉(zhuǎn)換計(jì)算出VDD的電壓值是否在一定范圍內(nèi)，超出一定范圍就說(shuō)明電壓不穩(wěn)了， 就停止輸出以確保計(jì)算準(zhǔn)確。電阻R35和控制模塊4組成撲捉電路，用于撲捉電路上電過(guò)程的穩(wěn)定狀態(tài)，以便控制模塊4做出正確的判斷，是否開(kāi)始工作。

本實(shí)施例中，單片機(jī)U3采用FU6811型微處理器，單片機(jī)U3的3號(hào)端口和過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路2的輸出端相連，單片機(jī)U3的5號(hào)端口和過(guò)流設(shè)置電路3相連，單片機(jī)U3的6、7、8、9號(hào)端口分別與電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路1的輸出端相連，單片機(jī)U3的外圍電路包括電容C8、電容C9、電容C26、電容C16和電容C17，單片機(jī)U3的9號(hào)端口通過(guò)電容C16接地，單片機(jī)U3的12號(hào)端口通過(guò)電容C17接地，單片機(jī)U3的40號(hào)端口通過(guò)電容C8接地，單片機(jī)U3的38號(hào)端口接地，單片機(jī)U3的37號(hào)端口和工作電源輸入端VDD5相連且通過(guò)電容C26接地，單片機(jī)U3的25號(hào)端口通過(guò)電阻R35和工作電源輸入端VDD5相連，單片機(jī)U3的36號(hào)端口接地，單片機(jī)U3的35號(hào)端口接+15V電源且通過(guò)電容C9接地，單片機(jī)U3的30、31、33、34號(hào)端口分別和MOS驅(qū)動(dòng)電路5相連。電容C8、電容C9、電容C17、電容C18、電容C26組成濾波電路，能消除單片機(jī)U3運(yùn)行過(guò)程中的干擾信號(hào)，以穩(wěn)定工作狀態(tài)。

MOS驅(qū)動(dòng)電路5用于把單片機(jī)U3的輸出信號(hào)輸出給MOS開(kāi)關(guān)電路6，MOS開(kāi)關(guān)電路6用于把MOS驅(qū)動(dòng)電路5送來(lái)的DC15V信號(hào)轉(zhuǎn)換成高電壓的220V方波交變信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)單相交流電機(jī)。如圖3所示，MOS驅(qū)動(dòng)電路5包括并列布置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，MOS開(kāi)關(guān)電路6包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q5、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻RS1和電阻RS2，MOS驅(qū)動(dòng)電路5的一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元包括電阻R28、電阻R29、電容C10、電容C11、電容C12、電阻R30、驅(qū)動(dòng)芯片U4、二極管D6和電容C13，驅(qū)動(dòng)芯片U4的1號(hào)端口和+15V電源相連，驅(qū)動(dòng)芯片U4的2號(hào)端口通過(guò)電阻R28和單片機(jī)U3的33號(hào)端口相連、3號(hào)端口通過(guò)電阻R29和單片機(jī)U3的34號(hào)端口相連、4號(hào)端口接地，且驅(qū)動(dòng)芯片U4的1號(hào)端口通過(guò)電容C12接地、2號(hào)端口通過(guò)電容C10接地、3號(hào)端口通過(guò)電容C11接地，驅(qū)動(dòng)芯片U4的5號(hào)端口通過(guò)電阻R11和MOS管Q2的基極相連，驅(qū)動(dòng)芯片U4的7號(hào)端口通過(guò)電阻R10和MOS管Q1的基極相連，驅(qū)動(dòng)芯片U4的6號(hào)端口和單相交流電機(jī)的一個(gè)連接端相連，驅(qū)動(dòng)芯片U4的8號(hào)端口通過(guò)電容C13和6號(hào)端口相連且通過(guò)二極管D6、電阻R30和+15V電源相連；MOS驅(qū)動(dòng)電路5的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元包括電阻R32、電阻R33、電容C19、電容C20、電容C21、電阻R34、驅(qū)動(dòng)芯片U5、二極管D7和電容C22，驅(qū)動(dòng)芯片U5的1號(hào)端口和+15V電源相連，驅(qū)動(dòng)芯片U5的2號(hào)端口通過(guò)電阻R32和單片機(jī)U3的34號(hào)端口相連、3號(hào)端口通過(guò)電阻R33和單片機(jī)U3的31號(hào)端口相連、4號(hào)端口接地，且驅(qū)動(dòng)芯片U5的1號(hào)端口通過(guò)電容C21接地、2號(hào)端口通過(guò)電容C19接地、3號(hào)端口通過(guò)電容C20接地，驅(qū)動(dòng)芯片U5的5號(hào)端口通過(guò)電阻R21和MOS管Q3的基極相連，驅(qū)動(dòng)芯片U5的7號(hào)端口通過(guò)電阻R20和MOS管Q5 的基極相連，驅(qū)動(dòng)芯片U5的6號(hào)端口和單相交流電機(jī)的另一個(gè)連接端相連，驅(qū)動(dòng)芯片U5的8號(hào)端口通過(guò)電容C13和6號(hào)端口相連且通過(guò)二極管D6、電阻R30和+15V電源相連；MOS管Q1的漏極和+310V電源相連、源極和襯底共同和MOS管Q2的漏極以及單相交流電機(jī)的一個(gè)連接端相連，電阻R12串接于MOS管Q1的漏極、源極之間，電阻R13串接于MOS管Q2的漏極、源極之間，MOS管Q2的源極和襯底共同通過(guò)并聯(lián)布置的電阻RS1接地，MOS管Q5的漏極和+310V電源相連、源極和襯底共同和MOS管Q3的漏極以及單相交流電機(jī)的另一個(gè)連接端相連，電阻R22串接于MOS管Q3的漏極、源極之間，電阻R23串接于MOS管Q3的漏極、源極之間，MOS管Q3的源極和襯底共同通過(guò)電阻RS2接地，電機(jī)過(guò)流欠流檢測(cè)電路1的輸入端分別和MOS管Q2的源極、MOS管Q3的源極相連。單片機(jī)U3輸出的5V驅(qū)動(dòng)電壓無(wú)法驅(qū)動(dòng)MOS管(MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q5)，所以單片機(jī)U3需要通過(guò)MOS驅(qū)動(dòng)電路5(15V電壓)轉(zhuǎn)換后方可驅(qū)動(dòng)MOS管(MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q5)，單片機(jī)U3在經(jīng)過(guò)運(yùn)算后有序輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)MOS管驅(qū)動(dòng)電路5。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。