一種直流風(fēng)機的電流控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種直流風(fēng)機的電流控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直流無刷電機(BLDCM)作為一種典型的機電一體化產(chǎn)品，米用電子換相代替機械換相，既具備交流電機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，此外永磁材料的高磁能積、小尺寸和輕量化電機電磁轉(zhuǎn)矩波動小、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、動態(tài)響應(yīng)快、過載能力強、低損耗、高功率因數(shù)、高效率、節(jié)約能源、可靠性高等。由于直流無刷電機的優(yōu)良特性，各個領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用(如醫(yī)療器械、計算機硬件、各種機械的動力、各種儀表等)。
[0003]家用器中如冰箱、空調(diào)的壓縮機、風(fēng)機均用直流無刷電機逐步取代了以往的電機。由于整機設(shè)計需求，風(fēng)機電機的輸出功率變化范圍從十幾瓦到幾百瓦不等。設(shè)計人員不僅要考慮控制器輸出能達到相應(yīng)的負載需求，還要設(shè)計保護電路或保護功能以防止負載過大保護不及時而損壞控制器。以往一般的保護電路，靠主控MCU的ADC (Ana log-to-DigitalConverter，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，是指將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號的器件)采樣實現(xiàn)，這就很大程度上受制于采樣電路的分辨率以及控制程序的精確度。
[0004]直流風(fēng)機多采用直流無刷電機。在直流無刷電機的PWM(Pulse WidthModulat1n，脈沖寬度調(diào)制)芯片調(diào)速過程中，需要反復(fù)開通、關(guān)斷PffM波。反復(fù)開通關(guān)斷PWM芯片會引起電機產(chǎn)生噪聲，且傳感器信號傳輸線較多，容易引入干擾，易造成誤操作；反復(fù)開通關(guān)斷PWM波使得電機的可靠性降低，甚至影響整機的EMC (Electro MagneticCompatibility，電磁兼容性，是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力)效果。電機的功率在沒有控制時會隨著負載的加重而升高。當電機的輸出功率超過功率模塊的極限功率時會因為超過極限電流而燒毀。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，存在保護難度大、控制精度低和安全性差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，針對上述缺陷，提出一種直流風(fēng)機的電流控制方法及裝置，以實現(xiàn)通過對電機電流的控制進而達到控制電機輸入功率的目的。
[0007]本發(fā)明一方面提供一種直流風(fēng)機的電流控制方法，包括:分別獲取所述直流風(fēng)機中電機控制器的采樣電流和對應(yīng)的采樣電壓;基于所述采樣電流進行轉(zhuǎn)換，得到與所述直流風(fēng)機中電機的最大輸入功率對應(yīng)的電壓參考值;將所述采樣電壓與所述電壓參考值進行比較，且在所述電壓參考值小于所述采樣電壓時控制所述電機的輸入功率。
[0008]優(yōu)選地，分別獲取所述直流風(fēng)機中電機控制器的采樣電流和對應(yīng)的采樣電壓，包括:通過配置于所述電機控制器與相應(yīng)的控制芯片的第一端口之間的采樣電阻，采樣所述電機控制器的母線電流輸入到所述控制芯片的第一端口的輸入電流;通過內(nèi)置于所述控制芯片的處理器對所述輸入電流進行處理，得到用于計算電機輸入功率的采樣電流。
[0009]優(yōu)選地，分別獲取所述直流風(fēng)機中電機控制器的采樣電流和對應(yīng)的采樣電壓，還包括:通過配置于所述電機控制器與所述控制芯片的第二端口的分壓電阻，采樣所述電機控制器的母線電壓分壓至所述控制芯片的第二端口的采樣電壓;其中，所述采樣電阻和/或分壓電阻，被配置為能夠根據(jù)所述電機的機型匹配相應(yīng)阻值。
[0010]優(yōu)選地，基于所述采樣電流進行轉(zhuǎn)換，得到與所述直流風(fēng)機中電機的最大輸入功率對應(yīng)的電壓參考值，包括:基于所述采樣電流，通過所述控制芯片內(nèi)置的計算模塊，估算所述直流風(fēng)機中電機輸入功率的上限參考值;將所述上限參考值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓參考值，并以信號反饋的形式輸出。
[0011]優(yōu)選地，將所述采樣電壓與所述電壓參考值進行比較，且在所述電壓參考值小于所述采樣電壓時控制所述電機的輸入功率，包括:通過所述控制芯片的第二端口，將所述采樣電壓與所述電壓參考值進行比較，得到相應(yīng)的比較結(jié)果；當所述比較結(jié)果為所述電壓參考值小于所述采樣電壓時，所述電機的輸入功率被配置為跟隨VSP變化直至所述電機控制器的占空比達到預(yù)設(shè)的最大值。
[0012]優(yōu)選地，所述處理器包括:相連的比較器和運算放大器;其中，所述比較器用于基于所述電機輸入功率的計算要求對所述輸入電流進行運算，所述運算放大器用于對所述比較器的運算結(jié)果進行放大以得到所述采樣電流;和/或，所述控制芯片為PWM芯片。
[0013]與上述方法相匹配，本發(fā)明另一方面提供一種直流風(fēng)機的電流控制裝置，包括:參數(shù)采樣單元，用于分別獲取所述直流風(fēng)機中電機控制器的采樣電流和對應(yīng)的采樣電壓;參考值獲取單元，用于基于所述采樣電流進行轉(zhuǎn)換，得到與所述直流風(fēng)機中電機的最大輸入功率對應(yīng)的電壓參考值;功率控制單元，用于將所述采樣電壓與所述電壓參考值進行比較，且在所述電壓參考值小于所述采樣電壓時控制所述電機的輸入功率。
[0014]優(yōu)選地，參數(shù)采樣單元，包括:輸入電流采樣模塊，用于通過配置于所述電機控制器與相應(yīng)的控制芯片的第一端口之間的采樣電阻，采樣所述電機控制器的母線電流輸入到所述控制芯片的第一端口的輸入電流;采樣電流獲取模塊，用于通過內(nèi)置于所述控制芯片的處理器對所述輸入電流進行處理，得到用于計算電機輸入功率的采樣電流。
[0015]優(yōu)選地，參數(shù)采樣單元，還包括:采樣電壓獲取模塊，用于通過配置于所述電機控制器與所述控制芯片的第二端口的分壓電阻，采樣所述電機控制器的母線電壓分壓至所述控制芯片的第二端口的采樣電壓;其中，所述采樣電阻和/或分壓電阻，被配置為能夠根據(jù)所述電機的機型匹配相應(yīng)阻值。
[0016]優(yōu)選地，參考值獲取單元，包括:功率估算模塊，用于基于所述采樣電流，通過所述控制芯片內(nèi)置的計算模塊，估算所述直流風(fēng)機中電機輸入功率的上限參考值;參考值轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述上限參考值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓參考值，并以信號反饋的形式輸出。
[0017]優(yōu)選地，功率控制單元，包括:電壓比較模塊，用于通過所述控制芯片的第二端口，將所述采樣電壓與所述電壓參考值進行比較，得到相應(yīng)的比較結(jié)果;功率控制模塊，用于當所述比較結(jié)果為所述電壓參考值小于所述采樣電壓時，所述電機的輸入功率被配置為跟隨VSP變化直至所述電機控制器的占空比達到預(yù)設(shè)的最大值。
[0018]優(yōu)選地，所述處理器包括:相連的比較器和運算放大器;其中，所述比較器用于基于所述電機輸入功率的計算要求對所述輸入電流進行運算，所述運算放大器用于對所述比較器的運算結(jié)果進行放大以得到所述采樣電流;和/或，所述控制芯片為PWM芯片。
[0019]本發(fā)明的方案，通過獲得用于計算電機輸入功率的母線電流;根據(jù)母線電流的大小在芯片內(nèi)部估算出控制器的極限輸入功率;通過外部分壓電阻的采樣電壓與芯片內(nèi)部的設(shè)定電壓對比而實現(xiàn)對電機電流的控制進而達到控制電機輸入功率的目的；電機電流的控制精度高，電機運行的安全性和可靠性也得到了保障。
[0020]進一步，本發(fā)明的方案，針對不同的負載，更改采樣電阻的分壓阻值的大小就，實現(xiàn)不同機型的匹配;有利于提高電機電流控制的通用性，并進一步增強電機運行的可靠性和安全性。
[0021 ]由此，本發(fā)明的方案解決通過采樣電阻的分壓實現(xiàn)對電機電流的控制，從而控制電機的輸入功率，提高電機的控制精度，減小電機的控制難度的問題，從而，克服現(xiàn)有技術(shù)中保護難度大、控制精度低和安全性差的缺陷，實現(xiàn)保護難度小、控制精度高和安全性好的有益效果。
[0022]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
[0023]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0024]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的控制。在附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明的直流風(fēng)機的電流控制方法的