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羅茨鼓風機調速器工作原理：汽車空調鼓風機是如何調速的？

　　2020-04-23 汽車維護與修理

　　鼓風機的控制電路主要有2種形式：調速電阻式和調速控制器式。

　　如圖1所示，通過改變鼓風機開關與調速電阻的接通方式可使鼓風機以4種不同的轉速工作。當鼓風機開關處于0位時，鼓風機不工作；當鼓風機開關處于1位時，鼓風機的電路中串聯(lián)了3個電阻，鼓風機低速運轉；當鼓風機開關處于2位時，鼓風機的電路中串聯(lián)了2個電阻，鼓風機中速運轉；當鼓風機開關處于3位時，鼓風機的電路中只串聯(lián)1個電阻，鼓風機中高速運轉；當鼓風機開關處于4位時，鼓風機的電路中不串聯(lián)電阻，鼓風機高速運轉。由以上原理可知，若調速電阻損壞，鼓風機處于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機堵轉而不斷上升，需要在電路中添加溫度保護開關（熔絲），以便在電阻溫度過高時及時切斷鼓風機電路。鼓風機開關裝在空調控制面板上，設置不同的擋位供調速用，在設置時，鼓風機開關可以控制鼓風機電源，也可以控制鼓風機搭鐵。這種控制方式的原理比較簡單，成本較低，維修方便，但調節(jié)范圍小，并且很多功率白白消耗在了調速電阻上。

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

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汽車鼓風機調速器工作原理：汽車空調鼓風機調速模塊的制作方法

　　汽車空調鼓風機調速模塊的制作方法

　　【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車空調鼓風機調速模塊，包括用于驅動鼓風機的MOS開關管，所述MOS開關管的輸入端與PWM信號控制電路相連，其中，所述MOS開關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開關管的柵極端。本實用新型提供的汽車空調鼓風機調速模塊，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】

　　汽車空調鼓風機調速模塊

　　技術領域

　　[0001]本實用新型涉及一種調速模塊，尤其涉及一種汽車空調鼓風機調速模塊。

　　【背景技術】

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

　　【實用新型內容】

　　[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種汽車空調鼓風機調速模塊，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問題而采用的技術方案是提供一種汽車空調鼓風機調速模塊，包括用于驅動鼓風機的MOS開關管，所述MOS開關管的輸入端與PffM信號控制電路相連，其中，所述MOS開關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開關管的柵極端。

　　[0005]上述的汽車空調鼓風機調速模塊，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節(jié)電阻，所述電壓比較器的輸出端和MOS開關管的柵極端之間連接有續(xù)流二極管。

　　[0006]上述的汽車空調鼓風機調速模塊，其中，所述MOS開關管的輸入端還連接有堵轉保護電路。

　　[0007]本實用新型對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果:本實用新型提供的汽車空調鼓風機調速模塊，通過在MOS開關管的輸入端并聯(lián)連接過溫保護電路，當模塊溫度變化時，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，關斷MOS管的導通，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鼓風機調速模塊的電路原理圖。

　　【具體實施方式】

　　[0009]下面結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鼓風機調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鼓風機調速模塊，包括用于驅動鼓風機的MOS開關管，所述MOS開關管的輸入端與PffM信號控制電路相連，其中，所述MOS開關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開關管的柵極端。

　　[0012]本實用新型提供的汽車空調鼓風機調速模塊，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控制信號轉換成線性信號，通過UlC的處理，輸出相應的電壓控制MOS的導通程度，從而起到調節(jié)鼓風機電流，控制風量的作用。

　　[0013]本實用新型提供的汽車空調鼓風機調速模塊，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節(jié)電阻R25，所述電壓比較器的輸出端和MOS開關管的柵極端之間連接有續(xù)流二極管D8。當模塊溫度變化時，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，關斷MOS管的導通，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鼓風機調速模塊，其中，所述MOS開關管的輸入端還連接有堵轉保護電路。鼓風機堵轉時，鼓風機相當于短路，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導通程度的作用，實現(xiàn)堵轉保護的功能，堵轉后存在較小電流，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，任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本實用新型的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。

　　【主權項】

　　1.一種汽車空調鼓風機調速模塊，包括用于驅動鼓風機的MOS開關管，所述MOS開關管的輸入端與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開關管的柵極端。2.如權利要求1所述的汽車空調鼓風機調速模塊，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節(jié)電阻，所述電壓比較器的輸出端和MOS開關管的柵極端之間連接有續(xù)流二極管。3.如權利要求1所述的汽車空調鼓風機調速模塊，其特征在于，所述MOS開關管的輸入端還連接有堵轉保護電路。

　　【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

汽車鼓風機調速器工作原理：汽車鼓風機調節(jié)器工作原理是什么，為什么鼓風機關閉OFF，鼓風機輸入還有電，但鼓風機不工作？

　　1.常規(guī)的汽車空調中鼓風機調速，采用串電阻的方式，利用回路中阻值的大小來調節(jié)電壓，達到調節(jié)風機轉速目的。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.新型的汽車空調中鼓風機調速多采用調速模塊，通過PWM控制功率管（三極管）的功率輸出變化，調整風機轉速。尤其在自動空調系統(tǒng)中，目前普遍采用空調控制單元（內含DSP芯片），空調工作時，DSP根據(jù)程序設置和車內反饋信號發(fā)指令調節(jié)PWM（脈寬調制器）的占空比，經(jīng)光耦隔離轉換，用功率場效應管（MOSFET）作為主開關元件，通過改變開關元件的導通方式及通斷比來改變輸出電壓的大小，從而調節(jié)風機轉速。該電路主要由pwm脈沖波的產(chǎn)生，光耦隔離，驅動以及主開關元件等幾部分組成。

　　以下是單片機控制的直流PWM調速裝置的原理：

　　近年來，直流電動機的結構和控制方式都發(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)，采用全控型的開關功率元件進行脈寬調制(pulse width modulation,簡稱pwm)已成為直流電動機新的調速方式。這種調速方法具有開關頻率高、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。采用全控型的開關功率元件進行脈寬調制(pulse width modulation,簡稱pwm)已成為直流電動機新的調速方式。這種調速方法具有開關頻率高、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調速原理

　　pwm調速方法通常采用功率場效應管作為主開關元件，通過改變開關元件的導通方式及通斷比來

　　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。

　　當開關管mosfet的柵極輸入高電平時，開關管導通，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?，開關管的動作重復前面的工作。這樣，對應著輸入的電平高低，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速的目的。

　　可以采用以下方法改變占空比αt的值。

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

　　(2) 調寬調頻法: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速時改變了控制脈沖的周期(或頻率)，當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換的作用，因為單片機輸出的是ttl電平(0~5v)，而驅動部分采用的是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管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet)作為主開關元件，mosfet是一種多電子導電的單極型電壓控制器件，具有開關速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、驅動電路簡單、驅動功率小、安全工作區(qū)寬、無二次擊穿問題等顯著優(yōu)點。目前功率場效應管的指標已經(jīng)達到耐壓600v，電流70a，工作頻率100khz的水平，在開關電源、中小型功率的電機調速中得到廣泛的應用。

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

　　原標題：現(xiàn)在空調鼓風機調速器就是場效應管控制的，看看他的原理，該怎么檢修！

　　絕緣柵型場效應管(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管結構示意圖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。)

　　與結型場效應管相同，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管結構和符號如上圖所示，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，柵極和襯底各相當于一個極板，中間是絕緣層，形成電容。

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

　　1、工作原理

　?、贃?源電壓UGS的控制作用

　　作用下，漏極電流ID越大。

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