用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路制造技术

本发明专利技术关于一种用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路包括有反转启动电路，正反转控制时钟，正反转切换开关电路，正反转指令判定电路，功率驱动电路，换方向软切换电路，选通电路以及逻辑控制电路。此驱动控制电路实现了单相无刷直流风扇电机正反方向双方向自由运转，规避了设备和仪器长时间工作后某些固定位置灰尘的积累，实现了电子设备和仪器的自动清洁。同时相较于传统的三相无传感器型无刷直流风扇电机正反转控制方案成本更低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种正反转驱动控制电路，特别是涉及一种用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路。
技术介绍
无刷直流电机目前已经被广泛应用于各种电子设备的散热风扇电机中。正常情况下，只要控制风扇电机正向转动达到一定的转速便能达到散热效果。但是一旦电机长时间固定正方向运转后，会在电子设备和仪器的某些角落积累大量灰尘。例如在台式电脑中，通常会有采用三相直流无刷散热电风扇或单相直流无刷散热电风扇。以三相直流无刷散热电风扇为例，图8给出采用无传感器型的三相无刷直流风扇电机70的结构示意图，其结构上是全对称的，且硅钢片71也是对称结构，无论该三相无刷直流风扇电机70正方向还是反方向，其启动力矩都是相等，因此能通过强制带动的方式实现正反转两个方向的正常转动。图9是该三相无刷直流风扇电机70的正反转驱动控制电路，该正反转驱动控制电路包含一三相无传感器型逻辑电路72、一无传感器检测模块73与一半桥电路单元74，如图9所示，该半桥电路单元74具有三对半桥电路，每一对半桥电路是由两个金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)(或者双极性结型晶体管(BipolarJunctionTransistor,BJT)以及两个二极管所组成，半桥电路单元74中的六个金氧半场效晶体管都受该三相无传感器型逻辑电路72控制，每一对半桥电路分别构成驱动相U、V和W，用于驱动三相无刷直流风扇电机70。三相无传感器型逻辑电路72主要由端子DR输入的信号DR、端子ST输入的信号ST、端子PWM输入的信号PWM以及无传感器检测模块控制，其中信号PWM(PulseWidthModulation)为脉宽调制信号。信号DR以逻辑高低模式控制电机的转动方向；信号ST控制三相无传感器型无刷直流风扇电机的正反转启动；信号PWM通过变占空比控制风扇电机转动速度；无传感器检测模块73检测电机的反向电动势过零等信号，并提供电机换相信号。图10给出了驱动相U、V和W的换相逻辑。一个驱动周期由三相六步构成：信号DR为逻辑高电平(H)时，三个驱动相U、V和W按照UV→UW→VW→VU→WU→WV周期性换相驱动；信号DR为逻辑低电平(L)时，三个驱动相U、V和W按照UW→UV→WV→WU→VU→VW周期性换相驱动。前述中，由于三相无刷直流风扇电机70在结构上是全对称的，无论正方向还是反方向启动能力都是一样的，且都通过强制带动的方式实现正反转两个方向的启动，因此驱动散热风扇电机既能正转又能控制其反转，使其在正转与反转时具有自动除尘功能。至于单相直流无刷散热风扇，图11给出了既有的单相无刷直流风扇电机90结构示意图，其硅钢片91为有利于单相直流无刷风扇电机转子产生正向推力，将硅钢片中每一极柱(pole)的两侧设计成非对称结构，确保电机正转启动有足够大的转力，克服静摩擦力正向转动。然而，由于单相无刷直流风扇电机90的结构不对称，静摩擦阻力阻止单相风扇电机无法实现反转启动及反向转动，如果采用单相无刷直流风扇电机90的风扇都只能沿某一固定方向运转，长时间后必会在机箱的某些固定位置积累大量灰尘，降低散热能力。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路，通过此驱动控制电路可以让单相无刷直流风扇电机方便的正反方向自由运转，规避了设备和仪器长时间工作后某些固定位置灰尘的积累，实现了电子设备和仪器的自动清洁。为达成前述目的，本专利技术揭露一种用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路，所述正反转驱动控制电路包含：一指令判定电路，根据一正反转指令判定所述单相无刷直流风扇电机正反转，并输出一判定结果；一控制时钟与一启动电路，分别电连接所述指令判定电路，且根据所述判定结果，所述控制时钟与所述启动电路共同产生至少一控制信号；一正反转切换开关电路，接收所述至少一控制信号与至少一第一位置传感器信号，并根据所述至少一控制信号以处理所述至少一第一位置传感器信号，进而输出至少一第二位置传感器信号；一逻辑控制电路，接收所述至少一控制信号与所述至少一第二位置传感器信号；一选通电路，通过所述逻辑控制电路控制所述选通电路，以将一换方向软切换电路与一PWM信号处理后输出至所述逻辑控制电路；及一功率驱动电路，通过所述逻辑控制电路控制所述功率驱动电路，以通过至少一输出端子驱动所述单相无刷直流风扇电机运转。如前所述指令判定电路为一正反转指令判定电路，所述控制时钟为一正反转控制时钟，所述启动电路为一反转启动电路，该正反转指令判定电路的输出端子电连接该反转启动电路和所述正反转控制时钟；所述反转启动电路在所述单相无刷直流风扇电机反转启动及运转时，会带动所述单相无刷直流风扇电机先正向运转一定角度或者正向运转一定时间，再切回反转转动；所述正反转控制时钟的两个输入端子电连接所述反转启动电路的输出端子和所述正反转指令判定电路的输出端子，其输出端子电连接所述正反转切换开关电路的输入端子和所述逻辑控制电路的输入端子；所述正反转切换开关电路的输入端子电连接至少一第一位置传感器信号以及所述正反转控制时钟的输出端子；所述逻辑控制电路的输入端子电连接所述正反转切换开关电路的输出端子。如前所述功率驱动电路为一线性放大器，将所述正反转切换开关电路和所述逻辑控制电路处理后的所述至少一第二传感器信号的差值线性放大直接驱动所述单相无刷直流风扇电机。如前所述功率驱动电路为一驱动开关，通过所述正反转切换开关电路和所述逻辑控制电路对所述至少一第二传感器信号处理后，产生开关控制信号，直接驱动其四个开关，再通过所述四个开关直接驱动驱动所述单相无刷直流风扇电机。如前所述正反转指令是直接在正反转指令控制端子施加逻辑高低电平信号，通过所述逻辑高低电平信号的时间长短控制正反转时间。如前所述正反转指令是在正反转指令控制端子外接电容，通过所述电容容值控制反转时间。如前所述正反转指令是在正反转指令控制端子外接电阻，通过所述电阻阻值控制反转时间。如前所述正反转指令是在正反转指令控制端子通过多个电阻对参考电压分压以控制反转或正转时间长短，所述参考电压可以是基准电压或者电路电源电压。如前所述正反转切换开关电路为由四个相同的开关组成，且四个相同的所述开关为N型场效应管或N型场效应管和P型场效应管所构成。如前所述换方向软切换电路在换方向软切换时间范围内可以采用驱动占空比渐变或定占空比模式控制其输出端子驱动占空比，以抑制电机转动方向切换时产生的尖峰电流。当前各种电子设备的单相无刷直流风扇电机，硅钢片结构是有利于单相直流无刷风扇电机转子产生正向转动推力，确保风扇电机正向启动有足够大推力，克服静摩擦力正向转动，因此正向转动时能够正常启动；但当单相无刷直流风扇电机反转启动时，由于单相风扇电机结构上的不对称，尤其是硅钢片结构的不对称性，导致单相无刷直流风扇电机无法实现反转启动及反向转动。因此本专利技术的有益效果是：解决了传统的带传感器的单相无刷直流风扇电机不能正常反转启动及运转的技术问题，实现了单相无刷直流风扇电机正反方向双方向自由运转，规避了设备和仪器长时间工作后某些固定位置灰尘的积累，实现了电子设备和仪器的自动清洁。同时相较于传统的三相无传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路，其特征在于，所述正反转驱动控制电路包含：一指令判定电路，根据一正反转指令判定所述单相无刷直流风扇电机正反转，并输出一判定结果；一控制时钟与一启动电路，分别电连接所述指令判定电路，且根据所述判定结果，所述控制时钟与所述启动电路共同产生至少一控制信号；一正反转切换开关电路，接收所述至少一控制信号与至少一第一位置传感器信号，并根据所述至少一控制信号以处理所述至少一第一位置传感器信号，进而输出至少一第二位置传感器信号；一逻辑控制电路，接收所述至少一控制信号与所述至少一第二位置传感器信号；一选通电路，通过所述逻辑控制电路控制所述选通电路，以将一换方向软切换电路与一PWM信号处理后输出至所述逻辑控制电路；及一功率驱动电路，通过所述逻辑控制电路控制所述功率驱动电路，以通过至少一输出端子驱动所述单相无刷直流风扇电机运转。

【技术特征摘要】
1.一种用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路，其特征在于，所述正反转驱动控制电路包含：一指令判定电路，根据一正反转指令判定所述单相无刷直流风扇电机正反转，并输出一判定结果；一控制时钟与一启动电路，分别电连接所述指令判定电路，且根据所述判定结果，所述控制时钟与所述启动电路共同产生至少一控制信号；一正反转切换开关电路，接收所述至少一控制信号与至少一第一位置传感器信号，并根据所述至少一控制信号以处理所述至少一第一位置传感器信号，进而输出至少一第二位置传感器信号；一逻辑控制电路，接收所述至少一控制信号与所述至少一第二位置传感器信号；一选通电路，通过所述逻辑控制电路控制所述选通电路，以将一换方向软切换电路与一PWM信号处理后输出至所述逻辑控制电路；及一功率驱动电路，通过所述逻辑控制电路控制所述功率驱动电路，以通过至少一输出端子驱动所述单相无刷直流风扇电机运转。2.根据权利要求1所述的用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路，其特征在于：所述指令判定电路为一正反转指令判定电路，所述控制时钟为一正反转控制时钟，所述启动电路为一反转启动电路，所述正反转指令判定电路的输出端子电连接所述反转启动电路和所述正反转控制时钟；所述反转启动电路在所述单相无刷直流风扇电机反转启动及运转时，会带动所述单相无刷直流风扇电机先正向运转一定角度或者正向运转一定时间，再切回反转转动；所述正反转控制时钟的两个输入端子电连接所述反转启动电路的输出端子和所述正反转指令判定电路的输出端子，其输出端子电连接所述正反转切换开关电路的输入端子和所述逻辑控制电路的输入端子；所述正反转切换开关电路的输入端子电连接至少一第一位置传感器信号以及所述正反转控制时钟的输出端子；及所述逻辑控制电路的输入端子电连接所述正反转切换开关电路的输出端子。3.根据权利要求1或2所述的用于单相无刷直流风扇电机的正反转驱动控制电路，其特征在于，所述功率驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙江，
申请(专利权)人：德信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71