本實(shí)用新型涉及一種控制電路，特別涉及一種冷風(fēng)機(jī)控制電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)下，冷風(fēng)機(jī)一般是采用水冷加送冷風(fēng)的方式進(jìn)行制冷，其控制一般需要根據(jù)即時(shí)溫度，對(duì)冷風(fēng)機(jī)的擺動(dòng)以及水泵的壓力，結(jié)合水泵水箱水位等因素，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的控制，但由于功能多樣，其控制不夠精確，存在著噪音大，耗能高，功能單一的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型提供了一種冷風(fēng)機(jī)控制電路，其控制的冷風(fēng)機(jī)低噪音，高效率，功能多樣且工作安全。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種冷風(fēng)機(jī)控制電路，包括控制CPU芯片，控制CPU芯片分別通過電源適配器連接電源，通過充電電路模塊連接鉛酸電池，通過水泵驅(qū)動(dòng)電路模塊連接水泵，通過擺風(fēng)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊連接擺風(fēng)風(fēng)機(jī)，通過水位開關(guān)檢測(cè)電路模塊連接水位開關(guān)，通過按鍵顯示屏板接口連接顯示屏，通過三相無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接直流電機(jī)。

電源適配器通過穩(wěn)壓電路模塊連接電源。

控制CPU芯片連接有電壓測(cè)量電路模塊。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

1、采用24V直流無刷電機(jī)控制空間矢量，冷風(fēng)機(jī)低噪音，高效率，同比交流冷風(fēng)機(jī)省電30％，最大風(fēng)量7000m3/H。

2、自動(dòng)控制器系統(tǒng)分二路，一路可供冷風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵、擺風(fēng)工作，二路可同時(shí)給電池充電，交直流自動(dòng)切換，確保停電也能工作4小時(shí)(24V20AH電池)。

3、24V低電壓，工作安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的控制原理框圖；

圖2為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的穩(wěn)壓電路模塊的電路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的充電電路模塊的電路原理圖；

圖4為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的水泵驅(qū)動(dòng)電路模塊的電路原理圖；

圖5為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的擺風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊的電路原理圖；

圖6為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的水位開關(guān)檢測(cè)電路模塊的電路原理圖；

圖7為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的電壓測(cè)量電路模塊的電路原理圖；

圖8為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的按鍵顯示屏板接口的電路原理圖；

圖9為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的控制CPU芯片的電路原理圖；

圖10為本實(shí)用新型的一種冷風(fēng)機(jī)控制電路的主控芯片的通信電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

一種冷風(fēng)機(jī)控制電路，包括控制CPU芯片，控制CPU芯片分別通過電源適配器連接電源，通過充電電路模塊連接鉛酸電池，通過水泵驅(qū)動(dòng)電路模塊連接水泵，通過擺風(fēng)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊連接擺風(fēng)風(fēng)機(jī)，通過水位開關(guān)檢測(cè)電路模塊連接水位開關(guān)，通過按鍵顯示屏板接口連接顯示屏，通過三相無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接直流電機(jī)。

電源適配器通過穩(wěn)壓電路模塊連接電源。

控制CPU芯片連接有電壓測(cè)量電路模塊。

本實(shí)施例的穩(wěn)壓電路模塊如附圖2所示，其將電源適配器或電池輸入的電壓轉(zhuǎn)成11.48V，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記為“+12V”

U6為L(zhǎng)M2575-ADJ電源芯片，此LM2575系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的1A集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)部集成了一個(gè)固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路，可大大減小散熱片的體積，而在大多數(shù)情況下不需散熱片；內(nèi)部有完善 的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等；芯片可提供外部控制引腳。是傳統(tǒng)三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代產(chǎn)品。

最大輸入電壓：45V；

最大輸出電流：1A；

振蕩頻率：54kHz；

轉(zhuǎn)換效率：75％～88％；

工作溫度范圍：-40℃～+125℃；

R1，R2，L1，D1，D8，C1為L(zhǎng)M2575-ADJ芯片外圍的典型電路。通過調(diào)節(jié)R1，R2的電阻值，可改變輸出的電壓，輸出電壓＝1.23*(R1+R2)/R1；如圖2的電阻參數(shù)，算得輸出電壓為11.48V。

將U6穩(wěn)壓出來的電壓再次降壓到5V。

本實(shí)施例的充電電路模塊如附圖3所示，用電源適配器的給電池充電，當(dāng)停電時(shí)，轉(zhuǎn)為電池供電。

J4，J6分別為電源適配器正端、負(fù)端接口；J5，J6分別為電池正端、負(fù)端接口；在電源適配器供電時(shí)，繼電器處于斷開狀態(tài)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編號(hào)“PWM_充電”的為高電平時(shí)，T3三極管E腳與C腳導(dǎo)通，將Q8的MOS管B腳拉底，MOS管S、D斷開，無充電電流；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編號(hào)“PWM_充電”的為底電平時(shí)，T3三極管E腳與C腳斷開，T1三極管E腳與C腳導(dǎo)通，從而將T2三極管的B腳拉底，使T2三極管E腳與C腳導(dǎo)通，通過電阻R45拉高Q8的MOS管B腳，使MOS管S、D導(dǎo)通，從而電源適配器向電池充電；網(wǎng)絡(luò)編號(hào)“PWM_充電”由CPU芯片U3控制，采用芯片集成的PWM電路，輸出頻率為16KHz，跟據(jù)反饋AD值，計(jì)算成電流值，根據(jù)電流值的大小去調(diào)節(jié)占空比，實(shí)現(xiàn)恒流充電；

當(dāng)電源適配器沒電時(shí)，轉(zhuǎn)由電池供電，此時(shí)繼電器吸合，降低電池供電的壓降；D19二極管，起到在適配器轉(zhuǎn)到電池供電，在繼電器還沒吸合時(shí)，起到過渡作用。

本實(shí)施例的水泵驅(qū)動(dòng)電路模塊如附圖4所示，水泵為直流水泵，供與直流電就工作，不供電，就停止。

J9為水泵接口；控制MOS管Q9的通與斷，實(shí)現(xiàn)水泵工作與停止；采樣電阻R80，將電流轉(zhuǎn)成電壓，通過由CPU芯片U3控制檢測(cè)電壓值，當(dāng)過流時(shí)，報(bào)錯(cuò)并關(guān)閉水泵。

本實(shí)施例的擺風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊如附圖5所示，擺風(fēng)電機(jī)為交流電機(jī)，所以需要將直流電轉(zhuǎn)成交流電。

J11為擺風(fēng)電機(jī)接口。MOS管U4，U5構(gòu)成H橋電路，Left_L為底時(shí)，U4B，U5A截止， Q7導(dǎo)通使的U4A導(dǎo)通；此時(shí)，Right_L為高時(shí)，U5B截止；Right_L為底時(shí)，U5B導(dǎo)通，這樣J11的1腳為正，2腳為負(fù)，擺風(fēng)電機(jī)供電；

Left_L為高時(shí)，U5A導(dǎo)通，Q7截止，通過下拉電阻R71將U4A拉截止，同時(shí)Q15也處于截止?fàn)顟B(tài)，從而U5B也處于截止?fàn)顟B(tài)；此時(shí)，Right_L為高時(shí)，U4B截止；Right_L為底時(shí)，U4B導(dǎo)通，這樣J11的2腳為正，1腳為負(fù)，擺風(fēng)電機(jī)供電；

這樣定時(shí)控制Left_L和Right_L的電平，可實(shí)現(xiàn)J11兩腳下的電平反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)直流變成交流輸出。

本實(shí)施例的水位開關(guān)檢測(cè)電路模塊如附圖6所示，J8為水位開關(guān)接口，缺水時(shí)，水位開關(guān)斷開，網(wǎng)絡(luò)編號(hào)“水位開關(guān)”高電平；反之，水位開關(guān)短路，網(wǎng)絡(luò)編號(hào)“水位開關(guān)”底電平；缺水時(shí)，水泵禁止工作，防止無水時(shí)，水泵長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱從面燒壞水泵。

本實(shí)施例的電壓測(cè)量電路模塊如附圖7所示，電源適配器或電池供的電，經(jīng)過R26，R27分壓，分壓降到5V以內(nèi)，這樣才能給CPU芯片U3的AD轉(zhuǎn)換電路及程序算法，測(cè)得供電的電壓，電池供電時(shí)，電壓不會(huì)高于28V，所以通過測(cè)量供電的電壓，判別電源適配器還是電池供電，然后再做相應(yīng)的控制動(dòng)作。

本實(shí)施例的按鍵顯示屏板接口如附圖8所示，J3為按鍵顯示屏板接口，按鍵顯示屏板使用了TM1639芯片。

TM1639是帶鍵盤掃描接口的LED(發(fā)光二極管顯示器)驅(qū)動(dòng)控制專用電路，內(nèi)部集成有MCU數(shù)字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED高壓驅(qū)動(dòng)、鍵盤掃描等電路。串行接口(CLK，STB，DIO)。

HW為紅外接收頭的信號(hào)輸出腳；

Speak為蜂鳴器控制腳；

本實(shí)施例的控制CPU芯片如附圖9所示，J7為芯片防真接口；U3為CPU芯片，型號(hào)為：HR7P169。芯片主要資料如下：

(1)，內(nèi)核：

HR7P RISC CPU內(nèi)核

79條精簡(jiǎn)指令

系統(tǒng)時(shí)鐘工作頻率最高為16MHz

指令周期為2個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期

復(fù)位向量位于0000H，默認(rèn)中斷向量位于0004H

支持中斷處理，支持中斷優(yōu)先級(jí)和中斷向量表

支持硬件乘法/除法器

(2)，存儲(chǔ)資源

8K Words FLASH程序存儲(chǔ)器

8級(jí)程序堆棧

4K Bytes FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

1K Bytes SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

程序存儲(chǔ)器支持直接尋址、相對(duì)尋址和查表讀操作

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器支持直接尋址、GPR特殊尋址和間接尋址

(3)，I/O端口

最多支持17個(gè)I/O

支持2個(gè)外部端口中斷PINT(PINT0～PINT1為輸入端)

支持4個(gè)外部按鍵中斷KINT(KIN0～KIN3為輸入端)

支持獨(dú)立的可配置內(nèi)部弱上/下拉輸入端口

支持7個(gè)獨(dú)立的可配置大電流驅(qū)動(dòng)能力端口

支持獨(dú)立的可配置開漏輸出端口

(4)，外設(shè)

8位定時(shí)器T8N

-定時(shí)器模式(系統(tǒng)時(shí)鐘)/計(jì)數(shù)器模式(外部計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入)

-支持可配置預(yù)分頻器

-支持中斷產(chǎn)生

8位時(shí)基定時(shí)器T8P1/T8P2/T8P3

-定時(shí)器模式(系統(tǒng)時(shí)鐘)

-支持可配置預(yù)分頻器及可配置后分頻器

-支持3組帶死區(qū)互補(bǔ)輸出的增強(qiáng)型脈寬調(diào)制(EPWM)輸出擴(kuò)展功能

-支持外部端口關(guān)斷EPWM輸出

-支持模擬比較器輸出關(guān)斷EPWM輸出

-支持EPWM自動(dòng)重啟

-支持中斷產(chǎn)生

一路高速異步收發(fā)器UART

-支持異步全雙工收發(fā)

-支持8位/9位數(shù)據(jù)格式

-約定數(shù)據(jù)從最低位開始接收/發(fā)送

-支持中斷產(chǎn)生

一路I2C總線

-只支持從動(dòng)模式

-支持標(biāo)準(zhǔn)I2C總線協(xié)議，最高傳輸速率400Kbit/s

-支持7位尋址方式

-約定數(shù)據(jù)從最高位開始接收/發(fā)送

-支持中斷產(chǎn)生

模擬比較器ACP及可編程脈沖發(fā)生器PPG

-支持5個(gè)模擬比較器，支持中斷產(chǎn)生

-支持比較器偏置電壓調(diào)整

-支持故障檢測(cè)比較器輸出關(guān)閉或調(diào)整PPG

-支持定時(shí)器調(diào)整PPG的占空比

-支持PPG沿啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換

一個(gè)高精度參考電壓源

-支持VREF2.6V輸出

-支持兩路參考電壓VREF1和VREF2，分別可配置為8檔，范圍為0.6V～2.6V

-出廠前，在常溫下已經(jīng)校準(zhǔn)在±2％以內(nèi)

運(yùn)算放大器OP模塊

-支持零點(diǎn)電壓檢測(cè)

-支持偏置電壓調(diào)整

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC

-支持12位數(shù)字轉(zhuǎn)換精度

-支持15通道模擬輸入端

-支持可選擇參考源

-支持內(nèi)部參考電壓程序校準(zhǔn)修正，校準(zhǔn)精度在±2％以內(nèi)(常溫25℃)

-支持中斷產(chǎn)生

(5)，復(fù)位及時(shí)鐘

內(nèi)嵌上電復(fù)位電路POR

內(nèi)嵌掉電復(fù)位電路BOR

支持外部復(fù)位N_MRST

支持獨(dú)立硬件看門狗定時(shí)器

支持指令RST復(fù)位

支持外部HS/XT振蕩時(shí)鐘源

支持內(nèi)部高頻16MHz RC振蕩時(shí)鐘源

-出廠前校準(zhǔn)精度為±2％(常溫25℃)

本實(shí)施例的三相無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊的主控芯片為Active-Semi(技領(lǐng)半導(dǎo)體)PAC5220。

本實(shí)施例的電機(jī)的控制模式為FOC(Field Oriental Control，磁場(chǎng)定向控制)，又稱“矢量控制”，是通過控制變頻器輸出電壓的幅值和頻率控制三相電機(jī)的一種變頻驅(qū)動(dòng)控制方法。

基本思想是通過測(cè)量和控制電機(jī)的定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)電機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而將三相交流電機(jī)等效為直流電機(jī)控制。

實(shí)現(xiàn)步驟：通過坐標(biāo)變換，將三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為兩相旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系，從而使三相交流耦合的定子電流轉(zhuǎn)換為相互正交，獨(dú)立解耦的轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁分量，從而到達(dá)類似于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通過控制轉(zhuǎn)矩電流直接控制轉(zhuǎn)矩的目的。

兩主控芯片的通信如附圖10所示：

U3(CPU芯片HR7P169)與U1(電機(jī)驅(qū)動(dòng)主控芯片PAC5220)，兩者通過串口通信，中間串5.1歐姆電阻。通信波特率為9600。主要控制流程，U3收到按鍵操作后，如需要電機(jī)動(dòng)作，則通過串口向U1發(fā)送電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的所有參數(shù)，U1收到后，做出相應(yīng)的處理后，返回電機(jī)運(yùn)行的參數(shù)給U1。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。