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CN102201701A - 控制电路、电机装置及使用该电机装置的风扇 - Google Patents

控制电路、电机装置及使用该电机装置的风扇 Download PDF

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CN102201701A CN2010101687234A CN201010168723A CN102201701A CN 102201701 A CN102201701 A CN 102201701A CN 2010101687234 A CN2010101687234 A CN 2010101687234A CN 201010168723 A CN201010168723 A CN 201010168723A CN 102201701 A CN102201701 A CN 102201701A
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Abstract

本发明实施例涉及电源技术，公开控制电路、电机装置及使用该电机装置的风扇；所述控制电路包括：转换单元，用于将交流电源转换为直流电源；储能单元，用于对所述转换单元输出的直流电源进行储能后输出，以向负载供电；过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低所述转换单元所输出电压的电位至低于所述过压门限值；开关单元，连接于所述转换单元与储能单元之间，在所述储能单元的电源输出端的电位低于所述过压门限值时导通以连通所述转换单元与储能单元，超出所述过压门限值时截止以断开所述转换单元与储能单元。本发明实施例可以提高电路可靠性，降低电路成本。

Description

控制电路、电机装置及使用该电机装置的风扇
技术领域
本发明涉及电源技术，尤其涉及电源的过压保护技术。
背景技术
现有技术中一种由市电交流电供电、直流电机驱动的风扇，其控制电路包括一电容器对市电交流电源降压、一整流器将经降压的交流电源整流为直流电源后向直流电机供电。在供电过程中，当负载很小、或降压电容器的电容值很高时，整流器所输出电压的电位升高，可能会损坏由该直流电源供电的电子器件。
本发明旨在提供一种可对上述直流电源进行过压保护的控制电路。
发明内容
本发明实施例提供一种控制电路，包括转换单元，用于将交流电源转换为直流电源；储能单元，用于对所述转换单元输出的直流电源进行储能后输出，以向负载供电；过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定过压门限值时，降低所述转换单元所输出电压的电位至低于所述过压门限值；开关单元，连接于所述转换单元与储能单元之间，在所述储能单元所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通以连通所述转换单元与储能单元，超出所述过压门限值时截止以断开所述转换单元与储能单元。
可选的，所述过压保护单元包括：检测单元，用于对所述储能单元所输出电压的电位进行检测，输出表示该电位是否超过所述过压门限值的检测信号；开关装置，连接于所述转换单元的电源输出端与地电平之间，在所述检测信号表示电位超出过压门限值时导通，表示电位低于所述过压门限值时截止。
可选的，所述开关单元为一个晶体二极管，其阳极与所述转换单元的电源输出端连接。
可选的，所述控制电路还包括降压单元，用于在所述转换单元对所述交流电源进行整流前，先对交流电源进行降压。
可选的，所述储能单元为一电容器。
本发明实施例还提供使用上述控制电路的电机装置、以及具有该电机装置的风扇。
本发明所举实施例具有以下有益效果：由于保证储能单元所输出的电压保持稳定，因此能够实现电源的过压保护，从而提高电路的可靠性，此外，直流电源所供电的电子器件可以选用耐压等级较低的元件，能够进一步降低成本。进一步的，可以采用电容容量大小可调的降压电容装置进行降压并完成调速，具有电路简单、成本较低的优点。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明一实施例的控制电路的结构图；
图2是本发明另一实施例的控制电路的结构图；
图3是本发明实施例中降压电容装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
参阅图1，本发明一实施例提供的控制电路100包括：转换单元120，用于将交流电源102转换为直流电源；储能单元140，用于对转换单元120输出的直流电源进行储能后输出，以向负载104供电；过压保护单元160，用于在储能单元140所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低转换单元120所输出电压的电位至低于所述过压门限值；开关单元180，连接于转换单元120与储能单元140之间，在储能单元140所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通，以连通转换单元120与储能单元140，在储能单元140所输出电压的电位超出所述过压门限值时截止，以断开转换单元120与储能单元140。
图2示出本发明另一实施例的控制电路204，例如可用于控制直流无刷电机。控制电路204由交流电源206供电。直流无刷电机例如可以是单相直流无刷电机，包括定子和转子，定子上装设有绕组208，转子与定子成磁耦合关系。控制电路204包括降压单元220、转换单元240、储能单元210、驱动单元260、低压电源产生单元280、过压保护单元230及开关单元250：
降压单元220例如可以包括降压电容装置222。参考图3，降压电容装置222包括两个端子分别与交流电源206和转换单元240连接、选择单元226及n个电容228，n为大于1的整数。选择单元226用于选择n个电容中的部分或全部电容处于有效工作状态，可以是能够分别控制n个电容接通与否的开关装置，例如可以是分别与n个电容串联的n个开关元件，每个开关元件与所串联的电容形成一个开关电容组，n个开关电容组并联于两个端子。开关元件导通时，与之对应的电容在电路中被接通，即该电容处于有效工作状态，开关元件断开时，与之对应的电容在电路中被断开，因此，控制n个开关元件的导通或断开，即可以分别控制n个电容各自是否在电路中被接通，从而控制降压电容装置222的电容值。可以理解的，除了上述实例外，降压电容装置也可以采用其他方式实现，例如可以是能够控制n个电容具有不同接通方式的独立元件等。降压单元进一步可以包括电阻器与降压电容装置222并联，用于在关断交流电源206后泄放降压电容装置222的电荷。本发明实施例中，通过控制降压电容装置222具有不同的电容值，可以使储能单元240输出的直流电源具有不同的电压值，进而使电机转子具有不同的转速。具体地，当降压电容装置中的n个电容的电容值互不相同时，通过电容的不同组合，最多可提供2n-1种电机转速。
转换单元240用于将经降压单元220降压后的交流电源转换为直流电源。优选的，转换单元为桥式整流电路，当然，转换单元也可采用全波整流电路等其他方式实现。
储能单元210用于对转换单元240输出的直流电源进行储能后输出，以向直流无刷电机供电。本实施例中，储能单元210为一电容器，对转换单元240输出的直流电源进行滤波储能，当然，本发明并不仅限于此。
低压电源产生单元280用于从储能单元210输出的高压直流电源产生一稳定的低压直流电源。低压电源产生单元例如可以由电阻和齐纳二极管组成，该电阻的一端与电容器210的正端连接，另一端与齐纳二极管的阴极连接，齐纳二极管的阳极和电容器210的负端均接地；进一步的，低压电源产生单元可以还包括与齐纳二极管并联的滤波电容，从而在齐纳二极管的阴极输出经滤波的稳定低压直流电源。
驱动单元260用于进行所述直流无刷电机的换向，包括位置检测单元262、控制单元264和换向单元266。位置检测单元262例如可以是霍尔传感器，可由上述的低压直流电源供电，用于感知所述直流无刷电机的转子的位置，输出相应的位置信号。控制单元264可由上述的低压直流电源供电，用于响应霍尔传感器输出的位置信号，输出相应的换向控制信号，控制单元264可以由电阻、开关元件等组成的开关电路实现，当然也可由微控制器实现。换向单元266用于响应控制单元264输出的换向控制信号，控制定子绕组的电流方向，以进行直流无刷电机的换向；换向单元266可以由可使直流无刷电机换向的任何电路实现，例如可以是桥式换向电路等。
过压保护单元230，用于对储能单元210输出的直流电源进行过压保护，以避免过压损坏由该直流电源供电的电子器件。过压保护单元280例如可以包括检测单元282和开关装置286，检测单元282用于检测储能单元210所输出电压的电位，输出表示该电位是否超过预定的过压门限值的检测信号；开关装置286连接于转换单元240的电源输出端与地电平之间，响应所述检测信号，在所述检测信号表示电位超出过压门限值时导通，从而拉低转换单元240所输出电压的电位，在所述检测信号表示电位低于所述过压门限值时截止，使转换单元240正常输出整流后电压。本领域技术人员能够明了，上述检测单元和开关装置可以通过本领域的常规技术手段设计实现，例如可以由电阻和开关元件等组成的开关电路实现，此处不再赘述。
开关单元250，连接于转换单元240与储能单元210之间，在储能单元210所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通，以连通转换单元240与储能单元210，在储能单元210所输出电压的电位超出所述过压门限值时截止，以断开转换单元240与储能单元210。本实施例中，开关单元250为一个二极管，其阳极与转换单元240的电源输出端连接，阴极与电容器210的正端连接。可以理解的，本发明并不限于此。
本实施例的过压保护原理如下：
检测单元282检测储能单元210所输出电压的电位，若检测到该电位超出预定的过压门限值，会触发开关装置286导通，转换单元240所输出电压的电位被拉低，此时储能单元210所输出电压的电位高于转换单元240所输出电压的电位，开关单元250将转换单元240与储能单元210断开，由储能单元210所储存的能量向负载供电，随着能量消耗，储能单元210所输出电压的电位下降，检测单元282检测到储能单元210所输出电压的电位低于过压门限值时，会触发开关装置286截止，从而使转换单元240正常输出整流后的直流电压，此时转换单元240所输出电压的电位高于储能单元210所输出电压的电位，开关单元250将转换单元240与储能单元210连通，由转换单元240经储能单元210向负载正常供电，上述过程可以保证储能单元所输出的电压(即负载的供电电源)保持稳定，实现过压保护。
本发明实施例中，转换单元240、储能单元210、驱动单元260、过压保护单元230、开关单元250、以及低压电源产生单元280可集成在一块印刷电路板上，降压单元220为与所述电路板有电连接关系的独立实体。
本发明所举实施例具有以下有益效果：由于保证储能单元所输出的电压保持稳定，因此能够实现电源的过压保护，从而提高电路的可靠性，此外，直流电源所供电的电子器件可以选用耐压等级较低的元件，能够进一步降低成本。进一步的，可以采用电容容量大小可调的降压电容装置进行降压并完成调速，具有电路简单、成本较低的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种控制电路，其特征在于，包括：
转换单元，用于将交流电源转换为直流电源；
储能单元，用于对所述转换单元输出的直流电源进行储能后输出，以向负载供电；
过压保护单元，用于在所述储能单元所输出电压的电位超出预定的过压门限值时，降低所述转换单元所输出电压的电位至低于所述过压门限值；
开关单元，连接于所述转换单元与储能单元之间，在所述储能单元所输出电压的电位低于所述过压门限值时导通以连通所述转换单元与储能单元，超出所述过压门限值时截止以断开所述转换单元与储能单元。
2.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，所述过压保护单元包括：
检测单元，用于对所述储能单元所输出电压的电位进行检测，输出表示该电位是否超过所述过压门限值的检测信号；
开关装置，连接于所述转换单元的电源输出端与地电平之间，在所述检测信号表示电位超出过压门限值时导通，表示电位低于所述过压门限值时截止。
3.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，所述开关单元为一个晶体二极管，其阳极与所述转换单元的电源输出端连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括降压单元，用于在所述转换单元对所述交流电源进行整流前，先对交流电源进行降压。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述降压单元为电容降压单元。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述电容降压单元包括选择单元及至少两个电容，所述选择单元用于选择所述至少两个电容中的部分或全部电容处于有效工作状态。
7.根据权利要求1或2或3所述的控制电路，其特征在于，所述储能单元为一电容器。
8.根据权利要求1或2或3所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括低压电源产生单元，用于从所述储能单元输出的直流电源产生一低压直流电源。
9.根据权利要求5所述的电机装置，其特征在于，所述转换单元、储能单元、过压保护单元、开关单元集成在一块印刷电路板上，所述降压单元为与所述电路板有电连接关系的独立实体。
10.一种电机装置，其特征在于，包括电机和用于控制所述直流无刷电机的控制电路，所述控制电路具有权利要求1至9任一项所述的控制电路的特征。
11.如权利要求10所述的电机装置，其特征在于，所述电机为直流无刷电机。
12.一种风扇，其特征在于，所述风扇具有如权利要求10所述的电机装置。
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