智能风机控制器.pdf

第一章 绪论 1.1 课题背景 目前对于电器产品中冷却风扇的要求越来越高， 电机作为冷却风扇的驱动源 既要高效节能，又要静音。传统上广泛使用的是交流电机（如：罩极式电机、电 容式启动电机等） ，虽然其结构简单，成本低。但其所固有的体积大，效率低等 缺点，已越来越不适应家电产品小型化和高效化的要求。因此，效率高、体积小 的直流无刷电机在冷却风扇系统中得到了应用。 但是， 目前在使用无刷风扇电机 作为冷却风扇驱动源的系统中， 电动机的转速是恒定的， 而不是根据热负荷的大 小相应的调整电机转速，因而造成了电能的无用消耗 [1] 。投影仪、大功率电源、 数据通讯交换机和路由器等设备的散热是一个值得考虑的问题。 这些应用功耗极 大，使设计人员在设计时要用风扇来冷却电子元件。 如果吹向元器件的气流等于 或小于每分钟六到七立方英尺即可满足冷却要求。 那么直流无刷风扇是一个不错 的选择目前已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中， 而且体积越来 越小，像模拟 /数字转换器（ ADC ）、脉冲宽度调制（ PWM ）等。单片机在检测 和控制系统中得到了广泛的应用。温度检测、电机转速控制等方面，都有单片机 的应用。温度控制集成电路的迅速发展，也使温度检测技术越来越智能化了，这 促使了冷却散热电子产品技术有了长足的发展。 1.2 研究的目的和意义 随着电子技术的飞速发展， 当今的电子设备如不考虑热设计， 通常会产生过 热现象。强迫空气冷却作为比较经济方便的冷却手段在电子设备热设计中得到了 普遍应用。而运用强迫空气冷却电子设备的首要任务是选择合适的风扇来提供足 够的冷却空气。 大多数风扇的使用寿命都在几千小时左右， 多数功率设备都存在 负荷变化的特点， 在停止工作或负荷较轻时可能并不需要风扇， 而仅靠散热片的 被动散热就能满足散热需求； 是否满足散热需求的标准就是温度， 在工作温度高 于一定程度时， 风机开始工作， 提供主动散热效果； 而工作温度低于一定程度时， 风扇停止工作或减速进行， 仅靠被动散热。 这样可以有效的延长风机的使用寿命。 1.3 国内外现状 近年来，国际上的新型电风扇层出不穷，在向节能型、多功能、多品种发展 的过程中，又采用了电子定时、遥控、微机控制和传感技术等新技术。我国的电 风扇制造厂也在向前发展。 节能技术在电风扇制造和使用中的应用， 包括优化风叶设计。 合理匹配高效 的扇头电动机及优化调速方案等。如日本三洋公司生产的 EF-F31MZ 型电风扇， 采用外转子式无刷直流电动机，节电 30 ％，体积减少 1/3。日本土屋制造所的无 - 1 - 刷直流电机风扇，采用集成电路控制，节电 50％，噪声可降低 20％至 30 ％左右 [2] 。 目前，温度传感器正向着单片集成化，智能化，网络化和单片系统化的方向 发展。值得重视的是目前配置有温度传感器的新型专用集成电路也已问世了。 例 如美国 MAXIM 公司必威体育精装版研制的 MAX1299 型 5 通道 12 位 ADC 芯片，片内集成 了精密温度传感器，在 -40~+85 度范围内的温度精度可达正负一度 [3] 。集风扇控 制，温