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羅茨鼓風(fēng)機調(diào)速器工作原理：汽車空調(diào)鼓風(fēng)機是如何調(diào)速的？

　　2020-04-23 汽車維護與修理

　　鼓風(fēng)機的控制電路主要有2種形式：調(diào)速電阻式和調(diào)速控制器式。

　　如圖1所示，通過改變鼓風(fēng)機開關(guān)與調(diào)速電阻的接通方式可使鼓風(fēng)機以4種不同的轉(zhuǎn)速工作。當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)處于0位時，鼓風(fēng)機不工作；當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)處于1位時，鼓風(fēng)機的電路中串聯(lián)了3個電阻，鼓風(fēng)機低速運轉(zhuǎn)；當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)處于2位時，鼓風(fēng)機的電路中串聯(lián)了2個電阻，鼓風(fēng)機中速運轉(zhuǎn)；當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)處于3位時，鼓風(fēng)機的電路中只串聯(lián)1個電阻，鼓風(fēng)機中高速運轉(zhuǎn)；當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)處于4位時，鼓風(fēng)機的電路中不串聯(lián)電阻，鼓風(fēng)機高速運轉(zhuǎn)。由以上原理可知，若調(diào)速電阻損壞，鼓風(fēng)機處于4位時可以正常工作，處于1、2、3位時至少有一位不工作。

　　調(diào)速電阻一般安裝在蒸發(fā)器組件上，利用氣流進行冷卻，而為了避免電阻溫度因鼓風(fēng)機堵轉(zhuǎn)而不斷上升，需要在電路中添加溫度保護開關(guān)（熔絲），以便在電阻溫度過高時及時切斷鼓風(fēng)機電路。鼓風(fēng)機開關(guān)裝在空調(diào)控制面板上，設(shè)置不同的擋位供調(diào)速用，在設(shè)置時，鼓風(fēng)機開關(guān)可以控制鼓風(fēng)機電源，也可以控制鼓風(fēng)機搭鐵。這種控制方式的原理比較簡單，成本較低，維修方便，但調(diào)節(jié)范圍小，并且很多功率白白消耗在了調(diào)速電阻上。

　　如圖2所示，空調(diào)控制單元通過端子B向調(diào)速控制器發(fā)送PWM（脈沖寬度調(diào)制器）占空比信號，以改變鼓風(fēng)機的工作電壓，從而改變鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速。PWM占空比信號越大，鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速越高，反之鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速越低。空調(diào)控制單元通過端子A接收鼓風(fēng)機工作時的電壓反饋信號，以反饋鼓風(fēng)機的實際工作情況。采用PWM控制鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)。在有些車型上還設(shè)有鼓風(fēng)機高速繼電器，空調(diào)控制單元通過控制端子C搭鐵，使鼓風(fēng)機高速運轉(zhuǎn)，這樣即使調(diào)速控制器損壞，鼓風(fēng)機仍能高速運轉(zhuǎn)。

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汽車鼓風(fēng)機調(diào)速器工作原理：汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊的制作方法

　　汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊的制作方法

　　【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，包括用于驅(qū)動鼓風(fēng)機的MOS開關(guān)管，所述MOS開關(guān)管的輸入端與PWM信號控制電路相連，其中，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有過溫保護電路，所述過溫保護電路包括負溫度系數(shù)熱敏電阻器和電壓比較器，所述電壓比較器的負極輸入端與參考電壓端相連，所述電壓比較器的正極輸入端通過負溫度系數(shù)熱敏電阻器接地，所述電壓比較器的輸出端連接MOS開關(guān)管的柵極端。本實用新型提供的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，在出現(xiàn)保護時，解除保護后，需要重啟電源或者控制信號才使模塊重新工作，具有節(jié)能、安全的特點，且電路簡單，易于實現(xiàn)。

　　【專利說明】

　　汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　[0001]本實用新型涉及一種調(diào)速模塊，尤其涉及一種汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]現(xiàn)有的用于汽車空調(diào)鼓風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)的調(diào)速模塊，當(dāng)模塊出現(xiàn)過溫或者堵轉(zhuǎn)保護后，只要解除保護，調(diào)速模塊就可以立即工作。因此，當(dāng)出現(xiàn)過溫以及堵轉(zhuǎn)保護時，往往故障還沒有解除確認，調(diào)速模塊就開始工作，大大影響了電機的安全性;并且在異常情況下會導(dǎo)致調(diào)速模塊反復(fù)啟動，浪費電能。

　　【實用新型內(nèi)容】

　　[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，在出現(xiàn)保護時，解除保護后，需要重啟電源或者控制信號才使模塊重新工作，具有節(jié)能、安全的特點，且電路簡單，易于實現(xiàn)。

　　[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，包括用于驅(qū)動鼓風(fēng)機的MOS開關(guān)管，所述MOS開關(guān)管的輸入端與PffM信號控制電路相連，其中，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有過溫保護電路，所述過溫保護電路包括負溫度系數(shù)熱敏電阻器和電壓比較器，所述電壓比較器的負極輸入端與參考電壓端相連，所述電壓比較器的正極輸入端通過負溫度系數(shù)熱敏電阻器接地，所述電壓比較器的輸出端連接MOS開關(guān)管的柵極端。

　　[0005]上述的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，其中，所述電壓比較器的正極輸入端與輸出端之間連接有第一調(diào)節(jié)電阻，所述電壓比較器的正極輸入端與參考電壓端之間連接有第二調(diào)節(jié)電阻，所述電壓比較器的輸出端和MOS開關(guān)管的柵極端之間連接有續(xù)流二極管。

　　[0006]上述的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，其中，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有堵轉(zhuǎn)保護電路。

　　[0007]本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實用新型提供的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，通過在MOS開關(guān)管的輸入端并聯(lián)連接過溫保護電路，當(dāng)模塊溫度變化時，熱敏電阻器的阻值也隨之變化，出現(xiàn)過溫保護時，電壓比較器拉低MOS管柵極的電壓，關(guān)斷MOS管的導(dǎo)通，只有溫度下降后，重啟電源或者控制信號，電壓比較器重新比較，電路才能重新運作，具有節(jié)能、安全的特點。

　　【附圖說明】

　　[0008]圖1為本實用新型汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊的電路原理圖。

　　【具體實施方式】

　　[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。

　　[0010]圖1為本實用新型汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊的電路原理圖。

　　[0011]請參見圖1，本實用新型提供的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，包括用于驅(qū)動鼓風(fēng)機的MOS開關(guān)管，所述MOS開關(guān)管的輸入端與PffM信號控制電路相連，其中，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有過溫保護電路，所述過溫保護電路包括負溫度系數(shù)熱敏電阻器NTCl和電壓比較器U1B，所述電壓比較器UlB的負極輸入端與參考電壓端VCC相連，所述電壓比較器UlB的正極輸入端通過負溫度系數(shù)熱敏電阻器NTCl接地，所述電壓比較器UlB的輸出端連接MOS開關(guān)管的柵極端。

　　[0012]本實用新型提供的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，U1A、U1B、U1D為運放集成電路。C15濾波電容，R27、R28組成分壓電路，提供比較電壓參考點。NTCl負溫度系數(shù)熱敏電阻，和R25組成分壓電路，與1?28上的電壓進行比較。1?27、1?28、階(:1、1?25、1?24、1]18組成溫度保護電路，R24溫度滯回。Rsense檢電流電阻與R15、R16、R17、R12、R3、R2、R8、U1A、U1D組成過流和電機堵轉(zhuǎn)保護電路，與RlO、Rl 1、Q3、R9組成保護鎖定電路。PTOl信號控制電路將O?5V的HVM控制信號轉(zhuǎn)換成線性信號，通過UlC的處理，輸出相應(yīng)的電壓控制MOS的導(dǎo)通程度，從而起到調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機電流，控制風(fēng)量的作用。

　　[0013]本實用新型提供的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，所述電壓比較器UlB的正極輸入端與輸出端之間連接有第一調(diào)節(jié)電阻R24，所述電壓比較器UlB的正極輸入端與參考電壓端之間連接有第二調(diào)節(jié)電阻R25，所述電壓比較器的輸出端和MOS開關(guān)管的柵極端之間連接有續(xù)流二極管D8。當(dāng)模塊溫度變化時，NTCl的阻值也隨之變化，電壓比較器UlB的5腳電壓亦發(fā)生變化，通過與6腳電壓的比較控制7腳的輸出，拉低MOS管柵極的電壓，關(guān)斷MOS管的導(dǎo)通，從而實現(xiàn)溫度保護，通過選擇R24，R25的參數(shù)加大正反饋深度，實現(xiàn)重新上電開啟，保護后，二極管D8—直開啟，電路無法再次運作，只有溫度下降后，重啟電源或者控制信號，UlB重新比較，電路才能重新運作。

　　[0014]本實用新型提供的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，其中，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有堵轉(zhuǎn)保護電路。鼓風(fēng)機堵轉(zhuǎn)時，鼓風(fēng)機相當(dāng)于短路，MOS漏極電壓升高，UlA運放3腳電壓升高，通過UlA運放的運算輸出的電壓與運放12腳電壓運算控制14腳的輸出，從而控制MOS管柵極的控制信號，達到控制MOS導(dǎo)通程度的作用，實現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護的功能，堵轉(zhuǎn)后存在較小電流，直至溫度保護。

　　[0015]雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實用新型的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。

　　【主權(quán)項】

　　1.一種汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，包括用于驅(qū)動鼓風(fēng)機的MOS開關(guān)管，所述MOS開關(guān)管的輸入端與PWM信號控制電路相連，其特征在于，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有過溫保護電路，所述過溫保護電路包括負溫度系數(shù)熱敏電阻器和電壓比較器，所述電壓比較器的負極輸入端與參考電壓端相連，所述電壓比較器的正極輸入端通過負溫度系數(shù)熱敏電阻器接地，所述電壓比較器的輸出端連接MOS開關(guān)管的柵極端。2.如權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，其特征在于，所述電壓比較器的正極輸入端與輸出端之間連接有第一調(diào)節(jié)電阻，所述電壓比較器的正極輸入端與參考電壓端之間連接有第二調(diào)節(jié)電阻，所述電壓比較器的輸出端和MOS開關(guān)管的柵極端之間連接有續(xù)流二極管。3.如權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速模塊，其特征在于，所述MOS開關(guān)管的輸入端還連接有堵轉(zhuǎn)保護電路。

　　【文檔編號】H02P29/028GKSQ

　　【公開日】2020年8月17日

　　【申請日】2020年3月23日

　　【發(fā)明人】李生高

　　【申請人】上海逸航汽車零部件有限公司

汽車鼓風(fēng)機調(diào)速器工作原理：汽車鼓風(fēng)機調(diào)節(jié)器工作原理是什么，為什么鼓風(fēng)機關(guān)閉OFF，鼓風(fēng)機輸入還有電，但鼓風(fēng)機不工作？

　　1.常規(guī)的汽車空調(diào)中鼓風(fēng)機調(diào)速，采用串電阻的方式，利用回路中阻值的大小來調(diào)節(jié)電壓，達到調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速目的。一般低檔位串的阻值大，中檔位串的阻值小，高檔位不串電阻。這種方式原理比較簡單，零部件成本也低，維修方便。但調(diào)節(jié)范圍小，且很多電源功率白白消耗在電阻上。

　　2.新型的汽車空調(diào)中鼓風(fēng)機調(diào)速多采用調(diào)速模塊，通過PWM控制功率管（三極管）的功率輸出變化，調(diào)整風(fēng)機轉(zhuǎn)速。尤其在自動空調(diào)系統(tǒng)中，目前普遍采用空調(diào)控制單元（內(nèi)含DSP芯片），空調(diào)工作時，DSP根據(jù)程序設(shè)置和車內(nèi)反饋信號發(fā)指令調(diào)節(jié)PWM（脈寬調(diào)制器）的占空比，經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)換，用功率場效應(yīng)管（MOSFET）作為主開關(guān)元件，通過改變開關(guān)元件的導(dǎo)通方式及通斷比來改變輸出電壓的大小，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。該電路主要由pwm脈沖波的產(chǎn)生，光耦隔離，驅(qū)動以及主開關(guān)元件等幾部分組成。

　　以下是單片機控制的直流PWM調(diào)速裝置的原理：

　　近年來，直流電動機的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。隨著計算機進入控制領(lǐng)域以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn)，采用全控型的開關(guān)功率元件進行脈寬調(diào)制(pulse width modulation,簡稱pwm)已成為直流電動機新的調(diào)速方式。這種調(diào)速方法具有開關(guān)頻率高、低速運行穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良、效率高等優(yōu)點，更重要的是這種調(diào)速方式很容易在單片機控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，因此具有很好的發(fā)展前景。采用全控型的開關(guān)功率元件進行脈寬調(diào)制(pulse width modulation,簡稱pwm)已成為直流電動機新的調(diào)速方式。這種調(diào)速方法具有開關(guān)頻率高、低速運行穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良、效率高等優(yōu)點，更重要的是這種調(diào)速方式很容易在單片機控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，因此具有很好的發(fā)展前景。

　　pwm調(diào)速原理

　　pwm調(diào)速方法通常采用功率場效應(yīng)管作為主開關(guān)元件，通過改變開關(guān)元件的導(dǎo)通方式及通斷比來

　　改變輸出電壓的大小與極性，如圖1所示。gd1與gd2是隔離放大的驅(qū)動元件，可以采用光電耦合隔離或變壓器隔離。vt1和vt2是主開關(guān)元件(圖1中是以mosfet為代表)，vd1和vd2是兩個續(xù)流二極管，la是濾波電感。

　　當(dāng)開關(guān)管mosfet的柵極輸入高電平時，開關(guān)管導(dǎo)通，直流電動機電樞繞組兩端有電壓ud，t1(s)后。柵極輸入變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管截止，電動機電樞兩端電壓為0。t2(s)后，柵極輸出重新變?yōu)楦唠娖剑_關(guān)管的動作重復(fù)前面的工作。這樣，對應(yīng)著輸入的電平高低，直流電動機電樞繞組兩端的電壓波形如圖2所示。電動機電樞繞組兩端的電壓平均值u0為:

　　u0=×ud=×ud=αt×ud

　　(αt:占空比，0≤αt≤1)

　　在pwm調(diào)速系統(tǒng)中占空比αt是一個重要參數(shù)，在電源電壓ud不變的情況下，電樞端電壓的平均值取決于占空比αt的大小，改變αt的值可以改變電樞端電壓的平均值從而達到調(diào)速的目的。

　　可以采用以下方法改變占空比αt的值。

　　(1) 定寬調(diào)頻法:保持t1不變，只改變t2，這樣使周期(或頻率)也隨之改變。

　　(2) 調(diào)寬調(diào)頻法:保持t2不變，只改變t1，這樣使周期(或頻率)也隨之改變。

　　(3) 定頻調(diào)寬法:保持周期t(或頻率)不變，同時改變t1和t2。

　　前兩種方法由于在調(diào)速時改變了控制脈沖的周期(或頻率)，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將會引起振蕩，因此常采用定頻調(diào)寬法來改變占空比從而改變直流電動機電樞兩端電壓。

　　光耦部分起到隔離和電平轉(zhuǎn)換的作用，因為單片機輸出的是ttl電平(0~5v)，而驅(qū)動部分采用的是ir2103，它的電源要求是10v~20v，電路中采用了12v電源，所以要求的輸入電平在0~12v之間。在此選用高速光耦6n136芯片。因為6n136的絕緣電壓是2500v(最小值);具有可兼容的ttl電路;邏輯低電平和邏輯高電平的傳輸延遲時間都是0.5μs(帶寬2mhz);供電電壓是－0.5v~15v，其耐壓和速度都符合電路的要求。

　　對于中小功率的電動機通常采用功率場效應(yīng)管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet)作為主開關(guān)元件，mosfet是一種多電子導(dǎo)電的單極型電壓控制器件，具有開關(guān)速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、驅(qū)動電路簡單、驅(qū)動功率小、安全工作區(qū)寬、無二次擊穿問題等顯著優(yōu)點。目前功率場效應(yīng)管的指標(biāo)已經(jīng)達到耐壓600v，電流70a，工作頻率100khz的水平，在開關(guān)電源、中小型功率的電機調(diào)速中得到廣泛的應(yīng)用。

汽車鼓風(fēng)機調(diào)速器工作原理：現(xiàn)在空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速器就是場效應(yīng)管控制的，看看他的原理，該怎么檢修！

　　原標(biāo)題：現(xiàn)在空調(diào)鼓風(fēng)機調(diào)速器就是場效應(yīng)管控制的，看看他的原理，該怎么檢修！

　　絕緣柵型場效應(yīng)管(Insulated Gate Field Effect Transistor，IGFET)的柵極與源極、柵極與漏極之間均采用SiO2絕緣層隔離，因此而得名。又因為柵極為金屬鋁，故又稱為MOS(Metal-Oxide-Semicondutor)管。

　　a. N溝道增強型MOS管結(jié)構(gòu)示意圖b. 符號

　　(符號中的箭頭表示從P區(qū)（襯底）指向N區(qū)（N溝道），虛線表示增強型。)

　　與結(jié)型場效應(yīng)管相同，MOS管也有N溝道和P溝道兩類，但每一類又分為增強型和耗盡型兩種。因此MOS管分為四種類型：N溝道增強型、N溝道耗盡型管、P溝道增強型管和P溝道耗盡型管。(凡柵-源電壓UGS為零時漏極電流也為零的管子，均屬于增強型管；凡柵-源電壓UGS為零漏極電流部位零的管子均屬于耗盡型管。)

　　一、N溝道增強型MOS管

　　N溝道增強型MOS管結(jié)構(gòu)和符號如上圖所示，它一塊低摻雜的P型硅片為襯底，利用擴散工藝制作兩上高摻雜的N+區(qū)，并引出兩個電極，分別為源極s和漏極d，半導(dǎo)體之上制作一層SiO2絕緣層，再在SiO2之上制作一層金屬鋁，引出電極，作為柵極g。通常襯底與源極接在一起使用。這樣，柵極和襯底各相當(dāng)于一個極板，中間是絕緣層，形成電容。

　　當(dāng)柵-源電壓變化時，將改變襯底靠近絕緣層處感應(yīng)電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。

　　1、工作原理

　　①柵-源電壓UGS的控制作用

　　作用下，漏極電流ID越大。

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