可低功耗待机的直流无刷风机

技术领域

本发明涉及直流电机技术领域，尤其是涉及一种可低功耗待机的直流无刷风机。

背景技术

无刷直流电机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。无刷直流电机常用于风机使用，在停转电机时，会产生6-15mA的电流，由于主控芯片时刻检测启动信号，所以主控芯片在风机停转时仍会产生较小的电流。针对风机待机时产生功耗，现有技术中的芯片集成了低功耗功能，通过代码让芯片进入休眠状态，实现低功耗。但是，这种芯片内部集成低功耗电路，芯片的体积大，且该芯片的价格高昂。因此，针对上述将低功耗电力集成于芯片内部导致芯片价格高昂、体积大的问题，已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可低功耗待机的直流无刷风机，通过低功耗开关电路控制单片机的电源，使得直流无刷风机在待机状态下整机功耗降低，满足节能减排的需求，同时解决了上述现有技术中传统的集成低功耗电路的芯片价格贵、体积大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种可低功耗待机的直流无刷风机，包括：低功耗开关电路，包括两个电路连接的运算放大器U6A、U6B，所述低功耗开关电路接收并根据PWM信号控制低功耗开关电路的输出电压的通断；单片机U1，与低功耗开关电路线路连接，接收PWM信号并输出控制风机运行的控制信号；H桥，H桥的输入端连接于所述单片机的输出接口上，根据单片机U1输出的控制信号驱动风机的定子线包，产生交变磁场，驱动风机运转。

本发明采用上述技术方案，低功耗开关电路连接单片机U1的电源端，控制单片机U1的电源通断，单片机U1输出控制信号至H桥中用于控制风机运转，当低功耗开关电路中没有PWM信号输入时，低功耗开关电路断开其电压输出，使得单片机U1断开电源，处于待机状态，此时风机整机功耗电流低至3-4mA，断电后的单片机U1起到了良好的减少功耗的效果。

上述的可低功耗待机的直流无刷风机，还包括霍尔传感器U2，所述霍尔传感器U2感应转子位置，将检测信号反馈至单片机U1中。

上述的可低功耗待机的直流无刷风机，还包括降压IC，将风机的输入电压降为提供单片机U1和霍尔传感器U2供电的电压。风机的输入电压通常为12/24V，通过降压IC降到5V，给单片机U1及霍尔传感器U2供电。

上述的可低功耗待机的直流无刷风机，单片机U1的HLP、HRP输出信号通过第一电平转换模块转换后的输出信号HLPM、HRPM分别输入H桥中。单片机U1只能输出5V电平，直流无刷风机为12V/14V供电，当通过H桥直接驱动风机运转时H桥中的PMOS管的栅极与漏极电压Vdg电平存在压差，PMOS管会一直导通，通过第一电平转换模块可使得H桥输出控制直流无刷风机运转时其中的PMOS管的Vdg电压稳定。

上述的可低功耗待机的直流无刷风机，单片机U1接收PWM信号的输入端连接有由三极管Q4及电阻R19、电阻R20及电阻R12构成的第二电平转换模块。通过第二电平转换模块，控制PWM信号输入稳定电平至单片机U1中。

上述的可低功耗待机的直流无刷风机，所述H桥包括集成有NMOS管和PMOS管的第一MOS集成模块和第二MOS集成模块。

本发明取得的有益效果是：通过低功耗开关电路实现风机电路中其他芯片的通断电，从而降低风机在待机状态时电路的功耗电流；具体地，在风机得到启动信号时，低功耗开关电路运行并输出电压，给单片机U1及霍尔传感器U2供电，当风机得到停止信号时，低功耗开关电路运行并关断电压输出，断开单片机U1及霍尔传感器U2的电源，风机整机功耗电流为3-4mA，与传统的风机相比，现有技术中的风机的电机电流约为11mA。

附图说明

图1是本发明实施例的低功耗开关电路的电路原理图；

图2是本发明实施例的单片机的接线电路原理图；

图3是本发明实施例的霍尔传感器的电路原理图；

图4是本发明实施例的降压IC的电路原理图；

图5本发明实施例的第一电平转换模块的电路结构示意图；

图6是本发明实施例的H桥中第一MOS集成模块的电路结构示意图；

图7是本发明实施例的H桥中第二MOS集成模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参照图1至图7所示，一种可低功耗待机的直流无刷风机，包括：

低功耗开关电路，包括两个电路连接的运算放大器U6A、U6B，所述低功耗开关电路接收并根据PWM信号控制低功耗开关电路的输出电压的通断；

单片机U1，与低功耗开关电路线路连接，接收PWM信号并输出控制风机运行的控制信号；

H桥，H桥的输入端连接于所述单片机的输出接口上，根据单片机U1输出的控制信号驱动风机的定子线包，产生交变磁场，驱动风机运转。

本直流无刷风机还包括霍尔传感器U2及降压IC，霍尔传感器U2感应转子位置，将检测信号反馈至单片机U1中。降压IC，将风机的输入电压降为提供单片机U1和霍尔传感器U2供电的电压。本发明的风机在得到启动信号时，低功耗开关电路运行并输出电压，给单片机U1及霍尔传感器U2供电；在风机得到停止信号时，低功耗开关电路运行并关断电压输出，断开单片机U1及霍尔传感器U2电源，此时风机整机的功耗电流仅为3-4mA。具体地，当PWM信号低于10％时，通过运算放大器，运算放大器U6A的正输入端电压低于负输入端，U6A输出负电压，输出为0V，运算放大器U6B跟随输出低电压。当PWM信号高于10％时，通过运算放大器，运算放大器U6A正输入端高于负输入端，运算放大器U6A输出正电压，输出为直流5V，运算放大器U6B跟随输出直流DC5V。

本实施例中，运算放大器U6A作为比较器，当PWM信号从运算放大器U6A的正端输入时，滤波成直流电压与运算放大器U6A的负端比较，当正输入端电压高于负输入端电压时，运算放大器U6A输出高电平，当正输入端电压低于负输入端电压时，运算放大器U6A输出低电平，运算放大器U6B作为运算放大器U6A的跟随器，当运算放大器U6A输出高电平，运算放大器U6B输出高电平，当运算放大器U6A输出低电平，运算放大器U6B输出低电平。

单片机U1的HLP、HRP输出信号通过第一电平转换模块转换后的输出信号HLPM、HRPM分别输入H桥中。

单片机U1接收PWM信号的输入端连接有由三极管Q4及电阻R19、电阻R20及电阻R12构成的第二电平转换模块。

H桥包括集成有NMOS管和PMOS管的第一MOS集成模块U3和第二MOS集成模块U4。其中第一、第二MOS集成模块U3、U4分别由NMOS管及PMOS管封装组成。

单片机U1的供电电压为3-6V，风机的输入电压为12/24V，通过降压IC将风机的输入电压降到5V，并将该5V直流电输入至单片机U1、霍尔传感器U2及低功耗开关电路中。

单片机U1通过检测霍尔传感器U2的信号，判断当前转子位置；单片机U1通过改变第一MOS集成模块U3和第二MOS集成模块U4的导通时序，导通定子线包形成变化的磁场，通过第一MOS集成模块U3及第二MOS集成模块U4组成的H桥驱动定子线包产生变化磁场，驱动风机运转；单片机U1通过读取PWM脉冲信号，可改变第一、第二MOS集成模块U3、U4的输出功率，调整风机转速；单片机U1可输出转子转速信号FG，用于读取风机转速；单片机U1可读取线包电流大小，控制单片机U1的输出电流，保护风机不烧毁。

参照图1至图7所示，HLP、HRP为单片机U1的IO输出，HLPM、HRPM分别为通过第一电平转换模块电平转化后的输出信号；Port端输入的为风机供电电压12/24V；PWM脉冲信号为风机的外部控制电路对风机输出的控制信号，用于控制风机转速。

本实施例中，单片机U1包括但不限于G7134模块。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。