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汽车空调鼓风机控制电路_罗茨鼓风机

时间:21-04-19  来源:锦工罗茨风机原创

汽车空调鼓风机控制电路:一种汽车空调鼓风机控制电路的制作方法

  专利名称:一种汽车空调鼓风机控制电路的制作方法

  技术领域:

  本实用新型涉及ー种汽车空调鼓风机,尤其涉及一种汽车空调鼓风机控制电路。

  背景技术:

  目前,很多汽车空调鼓风机控制采用调速电阻器来控制鼓风机的转速。因为鼓风机转速是由通过其电流的大小来決定的,要调控鼓风机的转速,只需改变鼓风机的电流即可。而这样的通过改变电阻器的电阻来调控鼓风机的转速的方法实现虽简单,但不易撑控。

  实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车空调鼓风机控制电路。为达到上述目的,本实用新型的技术方案如下一种汽车空调鼓风机控制电路,所述鼓风机控制电路的输出端与功率MOS管相连,所述鼓风机控制电路的另一端与微控制器相连,所述功率MOS管与鼓风机相连,所述鼓风机与微控制器相连。优选的,所述的鼓风机控制电路包括鼓风机的电源信号FAN_PWR,电源信号FAN_PWR通过第一电阻Rl与第二运算放大器ΠΒ的正极相连,第二运算放大器ΠΒ的正极通过并接的第三电阻R3和第一电容Cl后接地,鼓风机的反馈信号FAN_FB通过第二电阻R2与第二运算放大器ΠΒ的负极相连,第二运算放大器ΠΒ的负极通过第二电容C2与电源地相连,第二运算放大器ΠΒ的输出信号通过并接的第四电阻R4和第四电容C4反馈到其负极输入端,第二运算放大器的输出端通过第五电阻RS连到CPU的米样信号ANI7,第五电阻RS的另一端通过第三电容C3接地;第二运算放大器UlB的输出端通过第二十二电阻R22与第一运算放大器UIA的正极相连,第一运算放大器UIA的负极通过电解电容El与地相连,CPU的控制信号V_C0N经过第六电阻R6与第一运算放大器UIA的负极相连,CPU的控制信号V_C0N通过第七电阻R7与电源地相连第一运算放大器ΠΑ的输出端通过第五积分电容CS连到其正极输入端,第一运算放大器的输出端通过第二十五电阻R2S与第一三极管TRl的集电极相连,第一三极管TRl的发射极与电源地相连,CPU的开关控制信号FAN_CUT通过第二十四电阻R24与第一三极管TRl的基极相连,电源信号VCC通过第二十三电阻R23与CPU控制信号FAN_CUT相连,第一三极管TRl的基极通过第六电容C6与电源地相连,鼓风机的控制信号FAN_CTR通过第二十六电阻R26与第一三极管TRl的集电极相连功率MOS管的漏极与鼓风机的负极相连,DC12V电源正极与鼓风机的的正极相连,DC12V电源负极与MOS管的源极相连鼓风机电路的控制信号FAN_CTR接MOS管的栅极,从鼓风机的负端引出反馈信号FAN_FIB接鼓风机电路的反馈信号输入端FAN_FIB,鼓风机的DC12V电源接鼓风机电路的电源信号输入端FAN_PWR。通过上述技术方案,本实用新型的有益效果是通过控制鼓风机电路的输出电压即可改变MOSFE下NI栅源之间的电流,从而可控制鼓风机的转速。

  为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型的模块图;图2是图I中鼓风机控制电路的具体线路图;图3是图I中功率MOS管具体线路图。·具体实施方式

  为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进ー步阐述本实用新型。由图I可见,本实用新型一种汽车空调鼓风机控制电路,所述鼓风机控制电路的输出端与功率MOS管相连,所述鼓风机控制电路的另一端与微控制器相连,所述功率MOS管与鼓风机相连,所述鼓风机与微控制器相连。所述微控制器读取鼓风机当前的工作状态,并通过鼓风机电路控制鼓风机的运转。鼓风机控制电路包括反馈运算电路,对鼓风机电源、反馈信号进行差分比例运算;微控制器控制信号输入电路,鼓风机控制信号输出电路,对微控制器的控制信号进行积分运算;鼓风机开关电路,控制鼓风机的开断。由图2可见,所述的鼓风机控制电路包括鼓风机的电源信号FAN_PWR,电源信号FAN_PWR通过第一电阻Rl与第二运算放大器ΠΒ的正极相连,第二运算放大器ΠΒ的正极通过并接的第三电阻R3和第一电容Cl后接地,鼓风机的反馈信号FAN_FIB通过第二电阻R2与第二运算放大器ΠΒ的负极相连,第二运算放大器ΠΒ的负极通过第二电容C2与电源地相连,第二运算放大器ΠΒ的输出信号通过并接的第四电阻R4和第四电容C4反馈到其负极输入端,第二运算放大器的输出端通过第五电阻R5连到CPU的采样信号ANI7,第五电阻R5的另一端通过第三电容C3接地第二运算放大器ΠΒ的输出端通过第二十二电阻R22与第一运算放大器ΠΑ的正极相连,第一运算放大器ΠΑ的负极通过电解电容El与地相连,CPU的控制信号V_C0N经过第六电阻R6与第一运算放大器UIA的负极相连,CPU的控制信号V_C0N通过第七电阻R7与电源地相连第一运算放大器UIA的输出端通过第五积分电容C5连到其正极输入端,第一运算放大器的输出端通过第二十五电阻R25与第一三极管TRl的集电极相连,第一三极管TRl的发射极与电源地相连,CPU的开关控制信号FAN_CUT通过第二十四电阻R24与第一三极管TRl的基极相连,电源信号VCC通过第二十二电阻R23与CPU控制信号FAN_CUT相连,第一三极管TRl的基极通过第六电容C6与电源地相连,鼓风机的控制信号FAN_CTR通过第二十六电阻R26与第一三极管TRl的集电极相连由图3可见,调速模块功率MOS管的漏极与鼓风机的负极相连,DC12V电源正极与鼓风机的的正极相连,DC12V电源负极与MOS管的源极相连。鼓风机电路的控制信号FAN_CTR接MOS管的栅极,从鼓风机的负端引出反馈信号FAN_F/B接鼓风机电路的反馈信号输入端FAN_FIB,鼓风机的DC12V电源接鼓风机电路的电源信号输入端FAN_PWR。[0018]由MOS管的特性可知,流过漏源的电流iD与栅源间的电压Ufc成一定的函数关系iD=f (Ugs) /Uds当 Ugs为零或很小吋,MOS管中不会有电流,管子处在截止状态;当Ugs > Utn(Utn为MOS管的导通电压)后,在Uds比较小时,iD与Uds(漏源之间的电压)成近似线性关系,因此可把漏极和源极之间看成是ー个可由Ugs进行控制的电阻,Ugs越大,曲线越陆,等效电阻越小。当Ugs > Utn,在Uds比较大时,iD仅决定于Ues,而与Uds几乎无关,D、S之间可以看为ー个受Ues控制的电流源。所以通过控制鼓风机电路的输出电压Ues即可改变MOSFE-Nl栅源之间的电流,从而可控制鼓风机的转速。本实用新型的目的是控制鼓风机转速,FAN_PWR和FAN_F/B为鼓风机两端的电压信号,代表鼓风机的工作电压,经比例运算电路后得到的电压值作为鼓风机的采样电压送到微控制器,微控制器将该电压与设定的控制电压进行比较后去控制鼓风机的转速(电压),使鼓风机的实际电压与设定的控制电压相等鼓风机打开关闭则通过微控制器控制FAN_CUT信号实现。在图2中FAN_PWR为鼓风机电源FAN_F/B为鼓风机反馈信号ANI7为CPU的采样信号V_C0N为鼓风机电路的控制信号FAN_CUT为开关控制信号FAN_CTR为鼓风机控制信号本实用新型充份考虑到了各种干扰杂波存在的情况,有效的抑制了各种干扰和高频杂波,保证了电路的稳定工作。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

  权利要求1.一种汽车空调鼓风机控制电路,其特征在于所述鼓风机控制电路的输出端与功率MOS管相连,所述鼓风机控制电路的另一端与微控制器相连,所述功率MOS管与鼓风机相连,所述鼓风机与微控制器相连。

  2.根据权利要求I所述的ー种汽车空调鼓风机控制电路,其特征在于所述的鼓风机控制电路包括鼓风机的电源信号(FAN_PWR),电源信号(FAN_PWR)通过第一电阻(Rl)与第ニ运算放大器(UIB)的正极相连,第二运算放大器(UIB)的正极通过并接的第三电阻(R3)和第一电容(Cl)后接地,鼓风机的反馈信号(FANFB)通过第二电阻(R2)与第二运算放大器(UIB)的负极相连,第二运算放大器(UIB)的负极通过第二电容(C2)与电源地相连,第ニ运算放大器(ΠΒ)的输出信号通过并接的第四电阻(R4)和第四电容(C4)反馈到其负极 输入端,第二运算放大器的输出端通过第五电阻(RS)连到CPU的采样信号(ANI7),第五电阻(RS)的另一端通过第三电容(C3)接地;第二运算放大器(UlB)的输出端通过第二十二电阻(R22)与第一运算放大器(UIA)的正极相连,第一运算放大器(UIA)的负极通过电解电容(El)与地相连,CPU的控制信号(V_C0N)经过第六电阻(R6)与第一运算放大器(UIA)的负极相连,CPU的控制信号(V_C0N)通过第七电阻(R7)与电源地相连第一运算放大器(UIA)的输出端通过第五积分电容(CS)连到其正极输入端,第一运算放大器的输出端通过第二十五电阻(R2S)与第一三极管(TRl)的集电极相连,第一三极管(TRl)的发射极与电源地相连,CPU的开关控制信号(FAN_CUT)通过第二十四电阻(R24)与第一三极管(TRl)的基极相连,电源信号(VCC)通过第二十三电阻(R23)与CPU控制信号(FAN_CUT)相连,第一三极管(TRl)的基极通过第六电容(C6)与电源地相连,鼓风机的控制信号(FAN_CTR)通过第二十六电阻(R26)与第一三极管(TRl)的集电极相连功率MOS管的漏极与鼓风机的负极相连,DC12V电源正极与鼓风机的正极相连,DC12V电源负极与MOS管的源极相连,鼓风机电路的控制信号(FAN_CTR)接MOS管的栅极,从鼓风机的负端引出反馈信号(FAN_FIB)接鼓风机电路的反馈信号输入端(FAN_FIB),鼓风机的DC12V电源接鼓风机电路的电源信号输入端(FAN_PWR)。

  专利摘要本实用新型涉及一种汽车空调鼓风机控制电路,所述鼓风机控制电路的输出端与功率MOS管相连,所述鼓风机控制电路的另一端与微控制器相连,所述功率MOS管与鼓风机相连,所述鼓风机与微控制器相连。本实用新型通过控制鼓风机电路的输出电压即可改变MOSFET-N1栅源之间的电流,从而可控制鼓风机的转速。

  文档编号F04D27/00GKSQ

  公开日2012年9月26日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日

  发明者张晶, 徐伟, 文玉远, 王文忠 申请人:上海福太隆汽车电子科技有限公司

汽车空调鼓风机控制电路:大众迈腾B7L自动空调鼓风机控制电路分析

  一、电路特点

  图1为迈腾B7L 1.8TSI轿车自动空调鼓风机控制电路。新鲜空气鼓风机控制单元J126上有2个插接器,分别为T2ge与T6be。

  1.T2ge为2针插接器,连接新鲜空气鼓风机V2,其中T2ge/1为正极,T2ge/2为负极。

  2.T6be为6针插接器,各针脚连线功能归纳如下。

  (1) T6be/ 1与空调控制单元J255相连接,蓝/白色线,鼓风机控制单元J126通过此线向J255反馈鼓风机的工作情况,称为反馈信号线。

  (2) T6be/2也与空调控制单元J255相连接,黑/白色线,J255通过此线向J126发送风机调速信号,称为调速信号线。

  ( 3) T6be/3与搭铁线相连接,搭铁点为车辆右侧A柱。

  (4) T6be/4通过保险SC38与蓄电池正极B+相连接,为J126提供常电源。

  (5) T6be/5 、T6be/6两针为空。

  二、工作原理

  1.调速控制原理。迈腾B7L轿车自动空调鼓风机开关共有7个挡位,1挡风速最慢,7挡风速最快。当按动空调控制面板的风机转速键给控制单元J255输入风机挡位信号时,J255即通过调速信号线(图中黑/白色线)向J126发送调速信号,调速信号加在晶体三极管基一射极之间,如图2所示。通过改变基一射极电压Ube即可改变基极电流Ib,根据三极管的电流放大原理,Ib的微小变化会使集电极电流Ic发生较大的变化(Ic=(β1b,β为电流放大系数,数值一般为50~100)。鼓风机串联在三极管的集电极上,通过控制集电极电流Ic即可控制通过鼓风机的电流,从而控制其转速。

  2.反馈控制原理。J255给J126发送调速信号,J126控制鼓风机的转速。实际中,鼓风机能否按照设定的目标工作?答案是不一定。比如J126的电源线没电、搭铁不良或调速信号线断路等等都会导致鼓风机不工作,而此时电脑J255根本无法感知,这是比较危险的。

  补充:当空调制冷系统工作时,倘若鼓风机不转,热空气无法送到蒸发器,蒸发器会结冰,此时进入蒸发器的液态制冷剂无法汽化直接以液态形式进入空调压缩机,将造成压缩机的液击损坏。因此,当鼓风机停转时,必须立即停止制冷系统的工作。

  鉴于此,在J126内部设置了一个反馈控制模块,在J255与J126之间增加了一条反馈信号线(蓝/白色线)。当鼓风机正常工作时,J126向J255反馈一个正常信号,而当出现某种故障使鼓风机不工作时,J126向电脑J255发送异常信号,当这种异常信号持续一定时间后,电脑J255便记录故障码,同时停止空调制冷系统的工作,以免因鼓风机不工作而造成压缩机损坏,这是设计反馈信号的核心价值所在。

汽车空调鼓风机控制电路:汽车空调鼓风机控制介绍

  鼓风机有两种控制方式:

  方式一,通过控制空调继电器来控制空调开关,这样可以使空调的开启与鼓风机同步工作;

  方式二,在不使用冷气时,可独立使用暖风装置,因鼓风机受开关直接控制。

  鼓风机转速控制由鼓风机转速控制开关电路和水温控制开关电路构成。鼓风机转速控制开关包括:自动空调放大器、鼓风机电阻器和功率晶体管。功率晶体管根据来自空调器放大器的BLW端子的鼓风机驱动信号,改变流至鼓风机电机的电流,从而改变鼓风机转速。功率晶体管有一个熔点为114℃的温控保险丝,以保护晶体管不致因过热而损坏。水温控制开关电路是由水温传感器感知发动机冷却液温度,进行发动机预热控制。

  (汽車维修技术网

  鼓风机转速控制运行过程如下:

  1鼓风机转速的自动控制

  鼓风机转速的自动控制过程与温度控制相似,是根据TAO值自动控制鼓风机转速。AUTO(自动)开关位于暖风装置控制板上。当这个开关接通时,自动空调器放大器根据TAO的电流控制鼓风机转速。

  1)低速运转

  AUTO开关位于暖风装置控制板上。当这个开关接通时,安装在器放大器内的微电脑接通TR1,起动暖风装置。这使电流从蓄电池流至暖风装置继电器,然后流至鼓风机电机,再流至鼓风机电阻器,后接地。这样,就使鼓风机电机低速运转。同时AUTO(自动)和Lo(低速)指示灯亮。

  (2)中速运转

  当AUTO开关接通时,与低速控制时一样,起动暖风装置继电器。安装在自动空调器放大器内的微电脑(ECU),将从TAO值计算所得的鼓风机驱动信号,经BW端子输出至功率晶体管。于是,电流从蓄电池流至暖风装置继电器,然后至鼓风机电机,再流至功率晶体管和鼓风机电阻后接地。这样,就使鼓风机电机以相应于鼓风机驱动信号的转速运转。同时AUTO(自动)指示灯点亮,Lo(低)、M1(中1)、M2(中2)、Hi(高)指示灯也根据情况可能发亮。

  从功率晶体管进入自动空调器放大器的VM端子的,是反映鼓风机实际转速的信号。微电脑(ECU)参考这个信号校正鼓风机驱动信号。

  (3)特高速度运转。

  当AUTO开关接通时,允许安装在自动空调器放大器内的微电脑(ECU)接通TRl和TR2,驱动暖风装置继电器和鼓风机继电器。于是,电流从蓄电池流至暖风装置继电器,然后至鼓风机电机,再至鼓风机风扇继电器后至接地。这样,就使鼓风机电机以特高速度运转。同时,AUTO和Hi指示灯亮。

汽车空调鼓风机控制电路:汽车空调鼓风机控制电路的制作方法

  本发明涉及汽车空调技术领域,尤其涉及一种PWM控制车用空调鼓风机调速模块优化技术。

  背景技术:

  目前,在已知技术中,与发明技术效果相近似的技术材料有:CN.1、CN.5;前者主要描述的是如何解决车用空调鼓风机调速模块的散热性能不好,并针对该问题提出的解决方案,后者描述的是针对调速模块本体的技术描述;两者都在控制层面缺少专利技术,影响客户驾乘体验。

  整车开发技术要求越来越高,尤其是影响客户驾乘体验的空调和NVH领域,噪音和可靠性要求不断提高,指导开发设计要求的标准也在大幅提升。伴随销售车型配置逐渐提升,采用调速模块控制的车用空调成为通用设计,如何针对VLCL和PWM控制的调速模块应用就是产品开发部门需要掌握的技术。特别是针对应用PWM控制的调速模块控制失效产生整车和系统异响问题分析验证提出的优化设计,然而目前并没有很好的解决开发过程中针对应用PWM控制的调速模块控制失效产生整车和系统异响问题分析验证提出的优化设计。

  目前,空调鼓风机控制原理是空调控制面板通过AD转换将整车蓄电池12V电源调节为2V-3V PWM电压信号输出至调速模块栅极(G极),调速模块通过集电极(D极)放大将0V~12V的电压输出至鼓风机电机负端,实现鼓风机不同电压即档位的控制,其中鼓风机电机正极接整车30电(常电)。通常AD转换之后的方波电压存在几百毫伏的波动,波动电压输出至调速模块后会被放大输出,导致鼓风机电机负端电压不稳定,该特性对感性负载影响偏大,会导致电机运转的波动,引起扇叶气流变化,该变化会导致气流在空调风道内气压不停升高或降低引起共振现象产生异响。如果采用VLCL控制的调速模块即不存在该问题,因为VLCL控制调速模块自带控制模块,可以稳定输出电压,但是成本偏高,在开发成本低的紧凑级别车型上应用偏少。

  技术实现要素:

  本发明所要解决的技术问题是实现一种在实现鼓风机控制的同时可以避免控制延迟和鼓风机电机振动异响问题的车用空调鼓风机控制电路。

  为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:汽车空调鼓风机控制电路,汽车空调控制系统设有用于控制空调的MCU,所述MCU的开关信号输出端口连接继电器输入端,空调的鼓风机电源正极经继电器输出端连接电源,所述MCU的调速控制端经二级滤波电路和控制调速模块连接鼓风机的电源负极。

  所述控制调速模块为MOS管。

  所述二级滤波电路的输出端连接MOS管G端,所述MOS管S端接地,所述MOS管D端连接鼓风机的电源负极。

  所述二级滤波电路为RC滤波电路。

  所述MCU的调速控制端输出2V-3V之间的方波信号,所述控制调速模块输出0V-12V的调速电压。

  电阻R2与电容C1并联后与电容C2串联,所构成的电路再与电阻R3并联后连接鼓风机的电源负极,所述MCU的调速控制端经电阻R1连接电阻R2、电阻R3和电容C1。

  所述R1=2.2KΩ、R2=100KΩ、R3=100KΩ、C1=1nf、C2=1uf。

  本发明可以很好的解决传统不带控制模块的PWM控制调整模块因放大电压波动导致的电机运转噪音,满足整车NVH性能要求。特点是在解决问题的同时不用更换主要总成部件,避免设计变更导致成本周期的巨大变化。

  附图说明

  下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明:

  图1为空调鼓风机控制原理图;

  图2为旋钮装配剖视图(二级滤波电路示意图)。

  具体实施方式

  本发明是将PWM控制调速模块的滤波电路前置,电路设计实现在空调控制面板部件内,并通过验证控制二级滤波输出电压波动在10毫伏范围内,测试鼓风机反馈波动在300毫伏能够达到明显降低噪音的效果,且能够控制调节鼓风机相应延迟的问题;因滤波电容过大会导致开启和调节控制电压输出滞后,控制延迟,空调鼓风机风量调节不及时的新问题出现。

  如图1所示,汽车空调鼓风机控制电路主要原理是MOS管的工作原理,实现鼓风机开关功能是需要控制调速模块MOS管在饱和区工作,实现鼓风机调速功能需要控制调速模块MOS管工作在放大区域,一般MCU控制contro l信号为2V~3V之间的方波输出至调速模块的G极,实现调速模块D极0V~12V的输出达到鼓风机端电压不同实现风量控制功能;在此原理中很容易疏忽MCU对contro l信号的滤波处理,或者无法有效实现滤波处理,本发明说明的是该原理配合图2描述的二级滤波电路可以完成空调鼓风机风速、响应时间、NVH方面的系统设计。

  如图2所示,MCU对调速模块G端信号的有效二级滤波电路图,其中R1=2.2KΩ、R2=100KΩ、R3=100KΩ、C1=1nf、C2=1uf;此原理RC滤波电路中如果再将二级滤波电容增大至4.7uf会导致控制延迟超过500毫秒,出现控制响应滞后问题引起用户抱怨,如果将二级滤波电动减小至0.1uf会导致控制信号滤波无效,输出300mV左右的文波信号,经调速模块放大在鼓风机负端的波纹电压波动会增大至2V~3V范围,导致感性负载鼓风机电机具有明显共振并产生异响同样导致用户抱怨问题。

  结合图1、2在空调控制面板MCU的contro l信号和PWM控制调速模块G之间设计二级滤波电路并按照文件描述参数设计开发原理,在实现鼓风机控制的同时可以避免控制延迟和鼓风机电机振动异响问题出现。。

  上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

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