控制脉冲产生电路、直流无刷电机转速的调节系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种控制脉冲产生电路，用于直流无刷电机转速的调节，包括：温度信号处理单元将检测到的环境温度信号转化为与环境温度成近似线性关系的电流信号；ＰＷＭ信号处理单元接收ＰＷＭ输入信号和所述电流信号，将ＰＷＭ信号转化为既与ＰＷＭ输入信号的占空比相关、又与环境温度相关的直流电压信号；三角波发生单元产生三角波信号；控制脉冲输出单元将直流电压信号与三角波信号相比较，产生一占空比与ＰＷＭ输入信号的占空比和环境温度信号均相关的控制脉冲信号。本发明专利技术还公开了一种直流无刷电机转速的调节系统及方法。采用本发明专利技术实施例，能够实现同时利用环境温度和ＰＷＭ信号对直流无刷电机进行调速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机控制
，特别是涉及一种控制脉冲产生电路、直流无刷电 机转速的调节系统及方法。
技术介绍
可调速单相直流无刷电机，具有节能、噪声低等优点，在冷却风扇等
得到 了广泛的研究与应用。现有技术中，对于直流无刷电机的调速可以分为以下两种。一是采用温度敏感器件，具体为将温度信号转换成电压信号，与三角波比较输出 宽度不同的方波，来实现对直流无刷电机调速，进而控制冷却风扇运转的目的。温度高时， 输出的方波占空比大，电机的转速高，风扇运转快；温度低时，方波的占空比小，电机的转速 低，风扇运转慢；从而实现节能及降低噪声的目的。二是采用脉冲信号，具体为直接采用PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制) 信号调节直流无刷电机的转速，进而控制冷却风扇运转。所述电机的转速与输入的PWM信 号的占空比成固定的近似线性关系。现有技术的两种调速方法都能实现对直流无刷电机的调速。但是，对温度范围要 求很严格的应用场合，例如计算机的CPU (Central Processing Unit,中央处理单元)，其冷 却风扇要求具有如图1所示的调速功能。具体为1、冷却风扇具有最小占空比设置功能。当PWM信号的输入占空比小于Dm%时，无 论温度高低，冷却风扇的转速恒定为转速Rm。2、当温度小于Tl且输入占空比大于Dm%时，电机转速随输入占空比的增加而增 加。如图1所示，电机转速由Rm增加到Rml，与温度无关。3、当温度位于Tl至T2区间内、且输入占空比大于Dm%时，电机转速随着温度及输 入占空比的变化而变化。当温度一定时，电机转速随输入占空比的增加而增加；当输入占空 比一定时，电机转速随温度的增加而增加；反之亦然。4、当温度大于T2时，转速仅随输入占空比的增加而增加，与温度无关。当输入占 空比为100%时，转速达到最大值Rm2。但是，现有技术的两种调速方法，要么只能实现利用温敏电阻对电机调速，要么只 能实现利用PWM信号调节电机转速，不能同时使用温敏电阻和PWM信号实现电机调速，不满 足具有图1所示的调速功能要求的冷却风扇的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种控制脉冲产生电路、直流无刷电机转速的 调节系统及方法，能够实现同时利用环境温度和PWM信号对直流无刷电机进行调速。本专利技术实施例提供一种控制脉冲产生电路，所述控制脉冲产生电路用于直流无刷 电机转速的调节，包括温度信号处理单元、PWM信号处理单元、三角波发生单元、以及控制脉冲输出单元；所述温度信号处理单元，用于将检测到的环境温度信号转化为与环境温度成近似 线性关系的电流信号；所述PWM信号处理单元，用于接收PWM输入信号和所述电流信号，将所述PWM信号 转化为既与PWM输入信号的占空比相关、又与所述环境温度相关的直流电压信号；所述三角波发生单元，用于产生三角波信号；所述控制脉冲输出单元，用于将所述直流电压信号与三角波信号相比较，产生一 占空比与所述PWM输入信号的占空比和环境温度信号均相关的控制脉冲信号。优选地，所述温度信号处理单元包括第一电阻、温敏电阻、第一比较器、第六一晶 体管、第七一晶体管、第一电流源、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五 晶体管。其中，所述第一电阻和温敏电阻串联在电压源和地之间，构成分压电阻；所述第一 电阻和温敏电阻的公共端接所述第一比较器的负输入端，所述第一比较器的正输入端接基 准电压，所述第一比较器的输出端接所述第七一晶体管的集电极；所述第七一晶体管的基极与集电极短接，所述第七一晶体管的基极与所述第六一 晶体管的基极短接，所述第七一晶体管的发射极与第六一晶体管的发射极接地；所述第六一晶体管的集电极接第一电流源的负极和所述第一晶体管的集电极和 基极；所述第一电流源的正端接工作电源；所述第一晶体管的基极、第二晶体管的基极、第三晶体管的基极接在一起，所述第 一晶体管的发射极、第二晶体管的发射极、第三晶体管的发射极共同接地；所述第二晶体管的集电极接所述第五晶体管的集电极；所述第五晶体管的基极与 集电极短接，所述第五晶体管的基极与所述第四晶体管的基极短接，所述第五晶体管的发 射极和第四晶体管的发射极一起接工作电源；所述第四晶体管的集电极为所述温度信号处理单元的第一输出端，所述第三晶体 管的集电极为所述温度信号处理单元的第二输出端，均用于输出电流信号至所述PWM信号 处理单元。优选地，所述PWM信号处理单元包括第二电流源、可控开关、第二电阻、以及第一 电容；所述第二电流源的正极接工作电源，第二电流源的负极接可控开关的常闭端；所 述第二电流源的负极接所述温度信号处理单元的第二输出端；所述可控开关的控制端接收所述PWM输入信号，所述可控开关的常开端经第二电 阻接地，所述可控开关的常开端接所述温度信号处理单元的第一输出端；所述第一电容并联在所述第二电阻两端；所述可控开关的常开端为所述PWM信号处理单元的电压信号输出端。优选地，所述三角波发生单元包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二比较 器、第三电流源、第四电流源、第八晶体管、第九晶体管、第三电容；所述第九电阻一端接工作电源，另一端依次通过第十电阻、第十一电阻接地；所述第九电阻和第十电阻的公共端接所述第二比较器的负输入端；所述第十电阻与第十一电阻的公共端接所述第八晶体管的集电极；所述第八晶体管的基极与所述第九晶体管的基极短接，所述第八晶体管的发射极 与所述第九晶体管的发射极接地；所述第三电流源的正极接工作电源，负极接所述第四电流源的正极和第二比较器 的正输入端；所述第四电流源的负极接所述第九晶体管的集电极；所述第二比较器的输出端接所述第八晶体管的基极与第九晶体管的基极；所述第三电容接在第三电流源的负极和地之间；所述第三电流源的负极与第三电容的连接端为所述三角波发生单元的输出端。优选地，所述控制脉冲产生电路还包括最小占空比设置单元，用于产生最小占空 比设置电压信号，输出至所述控制脉冲输出单元的第二负输入端；所述控制脉冲输出单元，用于将所述直流电压信号、最小占空比设置电压信号、以 及三角波信号相比较，产生一占空比与所述PWM输入信号的占空比和环境温度信号均成线 性关系的控制脉冲信号。优选地，所述最小占空比设置单元包括第十二电阻和第十三电阻；所述第十二电阻一端接工作电源，另一端经所述第十三电阻接地；所述第十二电阻和第十三电阻的公共端为所述最小占空比设置单元的输出端。优选地，所述控制脉冲输出单元包括第五电流源、第六电流源、第七电流源、第八 电流源、第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、第十五 晶体管、第十六晶体管、第十七晶体管；所述第五电流源的正极、第六电流源的正极、第七电流源的正极、第八电流源的正 极接工作电源；所述第五电流源的负极接所述第十晶体管的发射极和所述第十五晶体管的基 极；所述第六电流源的负极接所述第十一晶体管的发射极，第十二晶体管的发射极和 第十三晶体管的基极；所述第七电流源的负极接所述第十三晶体管的发射极和所述第十五晶体管的发 射极；所述第八电流源的负极接所述第十七晶体管的集电极；所述第十三晶体管的集电极接所述第十四晶体管的集电极；所述第十四晶体管的 集电极和基极短接，所述第十四晶体管的基极和所述第十六晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制脉冲产生电路，其特征在于，所述控制脉冲产生电路用于直流无刷电机转速的调节，包括：温度信号处理单元、ＰＷＭ信号处理单元、三角波发生单元、以及控制脉冲输出单元；所述温度信号处理单元，用于将检测到的环境温度信号转化为与环境温度成近似线性关系的电流信号；所述ＰＷＭ信号处理单元，用于接收ＰＷＭ输入信号和所述电流信号，将所述ＰＷＭ信号转化为既与ＰＷＭ输入信号的占空比相关、又与所述环境温度相关的直流电压信号；所述三角波发生单元，用于产生三角波信号；所述控制脉冲输出单元，用于将所述直流电压信号与三角波信号相比较，产生一占空比与所述ＰＷＭ输入信号的占空比和环境温度信号均相关的控制脉冲信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志红，黄绪江，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]