罗茨鼓风机调速器工作原理_罗茨鼓风机

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罗茨鼓风机调速器工作原理：汽车空调鼓风机是如何调速的？

　　2020-04-23 汽车维护与修理

　　鼓风机的控制电路主要有2种形式：调速电阻式和调速控制器式。

　　如图1所示，通过改变鼓风机开关与调速电阻的接通方式可使鼓风机以4种不同的转速工作。当鼓风机开关处于0位时，鼓风机不工作；当鼓风机开关处于1位时，鼓风机的电路中串联了3个电阻，鼓风机低速运转；当鼓风机开关处于2位时，鼓风机的电路中串联了2个电阻，鼓风机中速运转；当鼓风机开关处于3位时，鼓风机的电路中只串联1个电阻，鼓风机中高速运转；当鼓风机开关处于4位时，鼓风机的电路中不串联电阻，鼓风机高速运转。由以上原理可知，若调速电阻损坏，鼓风机处于4位时可以正常工作，处于1、2、3位时至少有一位不工作。

　　调速电阻一般安装在蒸发器组件上，利用气流进行冷却，而为了避免电阻温度因鼓风机堵转而不断上升，需要在电路中添加温度保护开关（熔丝），以便在电阻温度过高时及时切断鼓风机电路。鼓风机开关装在空调控制面板上，设置不同的挡位供调速用，在设置时，鼓风机开关可以控制鼓风机电源，也可以控制鼓风机搭铁。这种控制方式的原理比较简单，成本较低，维修方便，但调节范围小，并且很多功率白白消耗在了调速电阻上。

　　如图2所示，空调控制单元通过端子B向调速控制器发送PWM（脉冲宽度调制器）占空比信号，以改变鼓风机的工作电压，从而改变鼓风机转速。PWM占空比信号越大，鼓风机转速越高，反之鼓风机转速越低。空调控制单元通过端子A接收鼓风机工作时的电压反馈信号，以反馈鼓风机的实际工作情况。采用PWM控制鼓风机转速，可以实现鼓风机转速的无级调节。在有些车型上还设有鼓风机高速继电器，空调控制单元通过控制端子C搭铁，使鼓风机高速运转，这样即使调速控制器损坏，鼓风机仍能高速运转。

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汽车鼓风机调速器工作原理：汽车空调鼓风机调速模块的制作方法

　　汽车空调鼓风机调速模块的制作方法

　　【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车空调鼓风机调速模块，包括用于驱动鼓风机的MOS开关管，所述MOS开关管的输入端与PWM信号控制电路相连，其中，所述MOS开关管的输入端还连接有过温保护电路，所述过温保护电路包括负温度系数热敏电阻器和电压比较器，所述电压比较器的负极输入端与参考电压端相连，所述电压比较器的正极输入端通过负温度系数热敏电阻器接地，所述电压比较器的输出端连接MOS开关管的栅极端。本实用新型提供的汽车空调鼓风机调速模块，在出现保护时，解除保护后，需要重启电源或者控制信号才使模块重新工作，具有节能、安全的特点，且电路简单，易于实现。

　　【专利说明】

　　汽车空调鼓风机调速模块

　　技术领域

　　[0001]本实用新型涉及一种调速模块，尤其涉及一种汽车空调鼓风机调速模块。

　　【背景技术】

　　[0002]现有的用于汽车空调鼓风机风量调节的调速模块，当模块出现过温或者堵转保护后，只要解除保护，调速模块就可以立即工作。因此，当出现过温以及堵转保护时，往往故障还没有解除确认，调速模块就开始工作，大大影响了电机的安全性;并且在异常情况下会导致调速模块反复启动，浪费电能。

　　【实用新型内容】

　　[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车空调鼓风机调速模块，在出现保护时，解除保护后，需要重启电源或者控制信号才使模块重新工作，具有节能、安全的特点，且电路简单，易于实现。

　　[0004]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种汽车空调鼓风机调速模块，包括用于驱动鼓风机的MOS开关管，所述MOS开关管的输入端与PffM信号控制电路相连，其中，所述MOS开关管的输入端还连接有过温保护电路，所述过温保护电路包括负温度系数热敏电阻器和电压比较器，所述电压比较器的负极输入端与参考电压端相连，所述电压比较器的正极输入端通过负温度系数热敏电阻器接地，所述电压比较器的输出端连接MOS开关管的栅极端。

　　[0005]上述的汽车空调鼓风机调速模块，其中，所述电压比较器的正极输入端与输出端之间连接有第一调节电阻，所述电压比较器的正极输入端与参考电压端之间连接有第二调节电阻，所述电压比较器的输出端和MOS开关管的栅极端之间连接有续流二极管。

　　[0006]上述的汽车空调鼓风机调速模块，其中，所述MOS开关管的输入端还连接有堵转保护电路。

　　[0007]本实用新型对比现有技术有如下的有益效果:本实用新型提供的汽车空调鼓风机调速模块，通过在MOS开关管的输入端并联连接过温保护电路，当模块温度变化时，热敏电阻器的阻值也随之变化，出现过温保护时，电压比较器拉低MOS管栅极的电压，关断MOS管的导通，只有温度下降后，重启电源或者控制信号，电压比较器重新比较，电路才能重新运作，具有节能、安全的特点。

　　【附图说明】

　　[0008]图1为本实用新型汽车空调鼓风机调速模块的电路原理图。

　　【具体实施方式】

　　[0009]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

　　[0010]图1为本实用新型汽车空调鼓风机调速模块的电路原理图。

　　[0011]请参见图1，本实用新型提供的汽车空调鼓风机调速模块，包括用于驱动鼓风机的MOS开关管，所述MOS开关管的输入端与PffM信号控制电路相连，其中，所述MOS开关管的输入端还连接有过温保护电路，所述过温保护电路包括负温度系数热敏电阻器NTCl和电压比较器U1B，所述电压比较器UlB的负极输入端与参考电压端VCC相连，所述电压比较器UlB的正极输入端通过负温度系数热敏电阻器NTCl接地，所述电压比较器UlB的输出端连接MOS开关管的栅极端。

　　[0012]本实用新型提供的汽车空调鼓风机调速模块，U1A、U1B、U1D为运放集成电路。C15滤波电容，R27、R28组成分压电路，提供比较电压参考点。NTCl负温度系数热敏电阻，和R25组成分压电路，与1?28上的电压进行比较。1?27、1?28、阶(:1、1?25、1?24、1]18组成温度保护电路，R24温度滞回。Rsense检电流电阻与R15、R16、R17、R12、R3、R2、R8、U1A、U1D组成过流和电机堵转保护电路，与RlO、Rl 1、Q3、R9组成保护锁定电路。PTOl信号控制电路将O?5V的HVM控制信号转换成线性信号，通过UlC的处理，输出相应的电压控制MOS的导通程度，从而起到调节鼓风机电流，控制风量的作用。

　　[0013]本实用新型提供的汽车空调鼓风机调速模块，所述电压比较器UlB的正极输入端与输出端之间连接有第一调节电阻R24，所述电压比较器UlB的正极输入端与参考电压端之间连接有第二调节电阻R25，所述电压比较器的输出端和MOS开关管的栅极端之间连接有续流二极管D8。当模块温度变化时，NTCl的阻值也随之变化，电压比较器UlB的5脚电压亦发生变化，通过与6脚电压的比较控制7脚的输出，拉低MOS管栅极的电压，关断MOS管的导通，从而实现温度保护，通过选择R24，R25的参数加大正反馈深度，实现重新上电开启，保护后，二极管D8—直开启，电路无法再次运作，只有温度下降后，重启电源或者控制信号，UlB重新比较，电路才能重新运作。

　　[0014]本实用新型提供的汽车空调鼓风机调速模块，其中，所述MOS开关管的输入端还连接有堵转保护电路。鼓风机堵转时，鼓风机相当于短路，MOS漏极电压升高，UlA运放3脚电压升高，通过UlA运放的运算输出的电压与运放12脚电压运算控制14脚的输出，从而控制MOS管栅极的控制信号，达到控制MOS导通程度的作用，实现堵转保护的功能，堵转后存在较小电流，直至温度保护。

　　[0015]虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

　　【主权项】

　　1.一种汽车空调鼓风机调速模块，包括用于驱动鼓风机的MOS开关管，所述MOS开关管的输入端与PWM信号控制电路相连，其特征在于，所述MOS开关管的输入端还连接有过温保护电路，所述过温保护电路包括负温度系数热敏电阻器和电压比较器，所述电压比较器的负极输入端与参考电压端相连，所述电压比较器的正极输入端通过负温度系数热敏电阻器接地，所述电压比较器的输出端连接MOS开关管的栅极端。2.如权利要求1所述的汽车空调鼓风机调速模块，其特征在于，所述电压比较器的正极输入端与输出端之间连接有第一调节电阻，所述电压比较器的正极输入端与参考电压端之间连接有第二调节电阻，所述电压比较器的输出端和MOS开关管的栅极端之间连接有续流二极管。3.如权利要求1所述的汽车空调鼓风机调速模块，其特征在于，所述MOS开关管的输入端还连接有堵转保护电路。

　　【文档编号】H02P29/028GKSQ

　　【公开日】2020年8月17日

　　【申请日】2020年3月23日

　　【发明人】李生高

　　【申请人】上海逸航汽车零部件有限公司

汽车鼓风机调速器工作原理：汽车鼓风机调节器工作原理是什么，为什么鼓风机关闭OFF，鼓风机输入还有电，但鼓风机不工作？

　　1.常规的汽车空调中鼓风机调速，采用串电阻的方式，利用回路中阻值的大小来调节电压，达到调节风机转速目的。一般低档位串的阻值大，中档位串的阻值小，高档位不串电阻。这种方式原理比较简单，零部件成本也低，维修方便。但调节范围小，且很多电源功率白白消耗在电阻上。

　　2.新型的汽车空调中鼓风机调速多采用调速模块，通过PWM控制功率管（三极管）的功率输出变化，调整风机转速。尤其在自动空调系统中，目前普遍采用空调控制单元（内含DSP芯片），空调工作时，DSP根据程序设置和车内反馈信号发指令调节PWM（脉宽调制器）的占空比，经光耦隔离转换，用功率场效应管（MOSFET）作为主开关元件，通过改变开关元件的导通方式及通断比来改变输出电压的大小，从而调节风机转速。该电路主要由pwm脉冲波的产生，光耦隔离，驱动以及主开关元件等几部分组成。

　　以下是单片机控制的直流PWM调速装置的原理：

　　近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulse width modulation,简称pwm)已成为直流电动机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，更重要的是这种调速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulse width modulation,简称pwm)已成为直流电动机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，更重要的是这种调速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。

　　pwm调速原理

　　pwm调速方法通常采用功率场效应管作为主开关元件，通过改变开关元件的导通方式及通断比来

　　改变输出电压的大小与极性，如图1所示。gd1与gd2是隔离放大的驱动元件，可以采用光电耦合隔离或变压器隔离。vt1和vt2是主开关元件(图1中是以mosfet为代表)，vd1和vd2是两个续流二极管，la是滤波电感。

　　当开关管mosfet的栅极输入高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端有电压ud，t1(s)后。栅极输入变为低电平，开关管截止，电动机电枢两端电压为0。t2(s)后，栅极输出重新变为高电平，开关管的动作重复前面的工作。这样，对应着输入的电平高低，直流电动机电枢绕组两端的电压波形如图2所示。电动机电枢绕组两端的电压平均值u0为:

　　u0=×ud=×ud=αt×ud

　　(αt:占空比，0≤αt≤1)

　　在pwm调速系统中占空比αt是一个重要参数，在电源电压ud不变的情况下，电枢端电压的平均值取决于占空比αt的大小，改变αt的值可以改变电枢端电压的平均值从而达到调速的目的。

　　可以采用以下方法改变占空比αt的值。

　　(1) 定宽调频法:保持t1不变，只改变t2，这样使周期(或频率)也随之改变。

　　(2) 调宽调频法:保持t2不变，只改变t1，这样使周期(或频率)也随之改变。

　　(3) 定频调宽法:保持周期t(或频率)不变，同时改变t1和t2。

　　前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率)，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起振荡，因此常采用定频调宽法来改变占空比从而改变直流电动机电枢两端电压。

　　光耦部分起到隔离和电平转换的作用，因为单片机输出的是ttl电平(0~5v)，而驱动部分采用的是ir2103，它的电源要求是10v~20v，电路中采用了12v电源，所以要求的输入电平在0~12v之间。在此选用高速光耦6n136芯片。因为6n136的绝缘电压是2500v(最小值);具有可兼容的ttl电路;逻辑低电平和逻辑高电平的传输延迟时间都是0.5μs(带宽2mhz);供电电压是－0.5v~15v，其耐压和速度都符合电路的要求。

　　对于中小功率的电动机通常采用功率场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet)作为主开关元件，mosfet是一种多电子导电的单极型电压控制器件，具有开关速度快、高频特性好、热稳定性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等显著优点。目前功率场效应管的指标已经达到耐压600v，电流70a，工作频率100khz的水平，在开关电源、中小型功率的电机调速中得到广泛的应用。

汽车鼓风机调速器工作原理：现在空调鼓风机调速器就是场效应管控制的，看看他的原理，该怎么检修！

　　原标题：现在空调鼓风机调速器就是场效应管控制的，看看他的原理，该怎么检修！

　　绝缘栅型场效应管(Insulated Gate Field Effect Transistor，IGFET)的栅极与源极、栅极与漏极之间均采用SiO2绝缘层隔离，因此而得名。又因为栅极为金属铝，故又称为MOS(Metal-Oxide-Semicondutor)管。

　　a. N沟道增强型MOS管结构示意图b. 符号

　　(符号中的箭头表示从P区（衬底）指向N区（N沟道），虚线表示增强型。)

　　与结型场效应管相同，MOS管也有N沟道和P沟道两类，但每一类又分为增强型和耗尽型两种。因此MOS管分为四种类型：N沟道增强型、N沟道耗尽型管、P沟道增强型管和P沟道耗尽型管。(凡栅-源电压UGS为零时漏极电流也为零的管子，均属于增强型管；凡栅-源电压UGS为零漏极电流部位零的管子均属于耗尽型管。)

　　一、N沟道增强型MOS管

　　N沟道增强型MOS管结构和符号如上图所示，它一块低掺杂的P型硅片为衬底，利用扩散工艺制作两上高掺杂的N+区，并引出两个电极，分别为源极s和漏极d，半导体之上制作一层SiO2绝缘层，再在SiO2之上制作一层金属铝，引出电极，作为栅极g。通常衬底与源极接在一起使用。这样，栅极和衬底各相当于一个极板，中间是绝缘层，形成电容。

　　当栅-源电压变化时，将改变衬底靠近绝缘层处感应电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

　　1、工作原理

　　①栅-源电压UGS的控制作用

　　作用下，漏极电流ID越大。

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