具有温度预估的风扇PWM调速节能控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种具有温度预估的风扇PWM调速节能控制系统及控制方法，针对变频器功率单元温度与输出电流和开关频率相关的特性，根据变频器的载波频率和输出电流有效值，对功率单元温度及变化做出预估，从而提前对风扇进行调速。温度检测电路检测出功率单元的温度，输出模拟量给单片机，同时电流检测电路检测变频器输出电流，并输出模拟量给单片机。单片机根据温度模拟量和电流模拟量，计算并合成出实际需要输出的PWM波。PWM经驱动电路放大后驱动风扇，从而达到调速节能的目的。本发明直接通过温度反馈和电流前馈控制PWM对风扇进行调速，提高了风扇散热的动态响应以及静态稳定性。

主权项

一种具有温度预估的风扇PWM调速节能控制系统，其特征在于，系统组成包括：温度检测电路：包括温度传感器及其驱动电路，用于检测变频器功率单元温度，并输出温度模拟量；电流检测电路：包括电流互感器及信号偏置电路，用于检测变频器输出电流，并输出电流模拟量；单片机：用于接收处理温度检测电路输出的温度模拟量和电流检测电路输出的电流模拟量，根据载波频率、温度模拟量及电流模拟量计算并输出PWM波形；驱动电路：根据单片机输出的PWM波形，转换电压以驱动风扇；所述温度检测电路的结构为：温度传感器与第一电阻(R19)并联，再与第二电阻(R20)串联后接地(GND)，另一端接+5V，组成一个温度检测单元，第一电阻(R19)、第二电阻(R20)之间为温度信号输出端；多个温度检测单元的输出端相连合成温度模拟量信号，经电解电容(C5)接地(GND)并将温度模拟量信号输出给单片机；所述电流检测电路的结构为：信号偏置电路包含运算放大器(U2A)，电流互感器检出信号Iu或Iw经第一钳位二极管(D1)和第三电阻(R10)进入运算放大器(U2A)的反相输入端，第一钳位二极管(D1)的正端接‑15V，负端接+15V，同时有‑2.5V电压经第四电阻(R12)与运算放大器(U2A)的反相输入端相连，运算放大器(U2A)的输出端接第二钳位二极管(D3)中间点，第二钳位二极管(D3)的正端接运算放大器(U2A)的反相输入端，第二钳位二极管(D3)的负端经第五电阻(R13)与运算放大器(U2A)的反相输入端相连，运算放大器(U2A)的同相输入端通过第七电阻(R11)接地；第二钳位二极管(D3)的负端经第六电阻(R14)、第三钳位二极管(D4)接单片机，第三钳位二极管(D4)的正端接地(GND),负端接+5V，中间输出电流模拟量Iuu或Iww。