低成本BLDC风扇马达模组及风扇的制作方法

低成本bldc风扇马达模组及风扇
技术领域
1.本实用新型涉及bldc直流无刷技术领域，尤其涉及一种低成本bldc风扇马达模组及风扇。


背景技术：

2.随着环保节能政策的落实，原来交流风扇由于原理机制本身就注定了能量损耗太多，不符合未来社会发展趋势，升级为直流变频方案是目前市场上已知的最优方向。但从交流变为直流变频对于产品本身需要额外增加的成本很大，对于企业压力太大，也难以普及产品升级换代。
3.市面上的风扇主要是采用ac-dc模组+bldc driver和bldc motor模组，或者ac-dc和bldc driver模组+bldc motor模组的技术方案。即一个适配器或者开关电源板，带一个控制板来控制bldc驱动板去推动直流电机按照期望的转速工作。
4.市面上的ac-dc模组加上bldc driver和bldc motor模组。首先这个缺点是需要做成2个部件，生产组装需要装配两次，其次2个部件很多都是两家供应商各自提供，因此开发周期长，难度大，成本高。即使同一家供应商来提供这两个部件，成本同样较高，再者，原交流机整机模具设计时很多都没有留着ac-dc+bldc driver的位置，因此这个方案很多产品基本上都要修改模具，通用性不够强。
5.市面上的ac-dc和bldc driver模组+bldc motor模组的技术方案，同理是2个部件，成本同样高，一样组装需要多装配一次，同理原整机的模具也很多没有留着这些位置。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低成本bldc风扇马达模组及风扇，以兼容不同厂家不同产品风扇，降低成本。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种低成本bldc风扇马达模组，包括bldc马达，还包括集成于bldc马达上的ac-dc电路和bldc驱动电路，ac-dc电路包括保险丝f1、电源芯片u1、整流桥堆bd1、变压器t1、滤波电容ec1，bldc驱动电路包括驱动芯片u2和霍尔芯片u3，其中，整流桥堆bd1的输入端通过保险丝f1外接220v交流ac，滤波电容ec1并联于整流桥堆bd1的输出端，整流桥堆bd1将220v交流ac转为直流电压dc310v给变压器t1的原边绕组；变压器t1的反馈绕组给电源芯片u1供电，变压器t1的副边绕组输出18v给驱动芯片u2供电；驱动芯片u2连接bldc马达，输出dc5v给霍尔芯片u3供电并检测霍尔芯片u3的霍尔信号。
8.进一步地，ac-dc电路还包括电阻r1、电阻r2、电阻rs1、电阻rs2、滤波电容ec2，整流桥堆bd1的输出端正极通过相串联的电阻r1、电阻r2连接电源芯片u1的vdd脚；电源芯片u1的cs脚通过相并联的电阻rs1、电阻rs2接地，电源芯片u1的vdd脚通过滤波电容ec2接地。
9.进一步地，ac-dc电路还包括电阻r3、电容c1、二极管d1，二极管d1的正极接变压器t1的原边绕组的负极端，二极管d1的负极通过相并联的电阻r3、电容c1接变压器t1的原边
绕组的正极端。
10.进一步地，ac-dc电路还包括二极管d3、电阻r7、电容c3，电阻r7、电容c3串联后与二极管d3相并联，二极管d3的正极与变压器t1的副边绕组的正极端连接。
11.进一步地，ac-dc电路还包括电容c4、滤波电容ec3、电阻r8、整流二极管zd1，电容c4、滤波电容ec3、电阻r8、整流二极管zd1并联于变压器t1的副边绕组两端，整流二极管zd1正极接变压器t1的副边绕组的负极端。
12.进一步地，ac-dc电路还包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、二极管d2、电容c2，其中，变压器t1的反馈绕组的正极端通过依次相串联的电阻r4、二极管d2、电容c2接地，并通过电阻r6接电源芯片u1的vs脚；电源芯片u1的vs脚通过电阻r5接地，电源芯片u1的vdd脚通过电容c2接地。
13.进一步地，bldc驱动电路包括电阻r9、电阻r13、电阻r14、电容c5，驱动芯片u2的pwm脚和minsp脚分别通过电阻r9和电阻r13接地，电阻r14的两端分别接霍尔芯片u3的vcc脚和霍尔信号输出脚，霍尔芯片u3的vcc脚通过电容c5接地。
14.相应地，本实用新型实施例还提供了一种风扇，包括可调滑阻rvsp，还包括上述的低成本bldc风扇马达模组，可调滑阻rvsp两端分别连接驱动芯片u2的minsp脚和vout脚，实现bldc调速。
15.进一步地，bldc驱动电路还包括电阻r15，驱动芯片u2的vout脚通过电阻r15连接可调滑阻rvsp的一端。
16.本实用新型的有益效果为：本实用新型将ac-dc、bldc driver集成到电机内，只需保障电机可以安装在原产品风扇电机位置即可，能够兼容不同厂家不同产品风扇，没有额外造成生产成本增加；本实用新型极大的降低了风扇整体系统成本的同时精简了风扇整机安装生产流程和配件，也在一定程度缩减了人力物力成本；本实用新型直接选用旋钮来控制档位，既能实现无级调速又进一步精简了成本。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的低成本bldc风扇马达模组的电路图。
18.图2是本实用新型实施例的风扇的原理图。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
20.请参照图1，本实用新型实施例的低成本bldc风扇马达模组包括bldc马达、ac-dc电路和bldc驱动电路。
21.ac-dc电路包括保险丝f1、电源芯片u1、整流桥堆bd1、变压器t1、滤波电容ec1，bldc驱动电路包括驱动芯片u2和霍尔芯片u3，其中，整流桥堆bd1的输入端通过保险丝f1外接220v交流ac，滤波电容ec1并联于整流桥堆bd1的输出端，整流桥堆bd1将220v交流ac转为直流电压dc310v给变压器t1的原边绕组；变压器t1的反馈绕组给电源芯片u1供电，变压器t1的副边绕组输出18v给驱动芯片u2供电。
22.驱动芯片u2连接bldc马达，输出dc5v给霍尔芯片u3供电并检测霍尔芯片u3的霍尔
信号。驱动芯片u2的out1和out2脚接bldc马达的两端。
23.作为一种实施方式，ac-dc电路还包括电阻r1、电阻r2、电阻rs1、电阻rs2、滤波电容ec2，整流桥堆bd1的输出端正极通过相串联的电阻r1、电阻r2连接电源芯片u1的vdd脚；电源芯片u1的cs脚通过相并联的电阻rs1、电阻rs2接地，电源芯片u1的vdd脚通过滤波电容ec2接地。
24.作为一种实施方式，ac-dc电路还包括电阻r3、电容c1、二极管d1，二极管d1的正极接变压器t1的原边绕组的负极端，二极管d1的负极通过相并联的电阻r3、电容c1接变压器t1的原边绕组的正极端。
25.作为一种实施方式，ac-dc电路还包括二极管d3、电阻r7、电容c3，电阻r7、电容c3串联后与二极管d3相并联，二极管d3的正极与变压器t1的副边绕组的正极端连接。
26.作为一种实施方式，ac-dc电路还包括电容c4、滤波电容ec3、电阻r8、整流二极管zd1，电容c4、滤波电容ec3、电阻r8、整流二极管zd1并联于变压器t1的副边绕组两端，整流二极管zd1正极接变压器t1的副边绕组的负极端。
27.作为一种实施方式，ac-dc电路还包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、二极管d2、电容c2，其中，变压器t1的反馈绕组的正极端通过依次相串联的电阻r4、二极管d2、电容c2接地，并通过电阻r6接电源芯片u1的vs脚；电源芯片u1的vs脚通过电阻r5接地，电源芯片u1的vdd脚通过电容c2接地。
28.作为一种实施方式，bldc驱动电路包括电阻r9、电阻r13、电阻r14、电容c5，驱动芯片u2的pwm脚和minsp脚分别通过电阻r9和电阻r13接地，电阻r14的两端分别接霍尔芯片u3的vcc脚和霍尔信号输出脚，霍尔芯片u3的vcc脚通过电容c5接地。
29.请参照图2，本实用新型实施例的风扇包括可调滑阻rvsp、低成本bldc风扇马达模组。可调滑阻rvsp两端分别连接驱动芯片u2的minsp脚和vout脚，实现bldc调速。bldc驱动电路还包括电阻r15，驱动芯片u2的vout脚通过电阻r15连接可调滑阻rvsp的一端。
30.本实用新型的ac-dc电路的原理为：
31.交流ac220v输入经过f1保险丝电阻后经过bd1桥堆整流经过ec1滤波成直流电压dc310v，通过r1,r2给电源芯片u1一个启动电压，使u1工作起来，u1马上开始输出电压调节信号，控制u1的5,6,7,8脚通断，使变压器1,2脚基于dc310v基础形成变化电流，根据变压器原理，在4,5脚上会得到一个感应电压v45通过r4,d2，再ec2,c2滤波形成稳定电压供u1后续持续工作，在6,10脚得到另一组感应电压v610。u1通过1脚vs脚检测v45经过r6,r5分压后的反馈电压vvs，得到当前u1系统的输入电压，经过u1芯片内部的一系列计算，可以通过控制u1内部mos的通断工作，使v45维持稳定在一个精准电压上，此时根据变压器原理，计算好变压器匝数比，v610同样可以处于一个稳定精准的要求电压值，本实用新型要求v610=18v。当18v系统有负载变化即会造成18v电压的变化，而能量变化又会造成v45的电压出现变化，此时u1即可根据vvs的反馈电压来动态快速的调节内部mos通断使输出变化维持住v45的稳定，即维持住18v的稳定，从而实现ac-dc的转换过程，期间u1芯片内部mos的所有电流通过4脚cs经过rs1,rs2到地，u1通过检测vcs的电压得到通过整个系统的电流，从而可以实现过流，过载，短路保护。
32.本实用新型的bldc驱动电路的原理为：
33.dc18v给芯片u2的2脚vdd供电，u2通过5脚vout输出dc5v给霍尔芯片u3供电，u3的
out脚通过r14上拉dc5v使之能正确输出霍尔信号。u2通过6脚检测u3的霍尔信号，根据u2的3脚pwm通过r9接地，所以u2应该工作在最小档位，u2通过4脚检测输入电压来计算最小档位，当minsp的输入电压低于0.2dc5v时，u2不输出，out1,out2不输出，电机不运转，当minsp的输入电压高于0.6dc5v时，u2输出最小值，电机缓慢运行，当minsp的输入电压在0.2dc5v~0.6dc5v之间时，u2根据minsp电压输出不同的比例，out1，out2输出不同比例的占空比，从而电机工作在不同比例的转速，只需要通过调节minsp引脚的电压，即可实现电机调速。要实现该功能，即dc5v通过r15, rvsp，r13来实现，图1中，本实用新型的r15为31k，r13为47k，rvsp为0~100k可调滑阻，根据欧姆定律，vminsp=vout*r13/(r13+rvsp+r15)，因此当rvsp为0ω时，vminsp=0.6vout，即电机工作在最大转速，当rvsp=100kω时，vminsp=0.26vout，电机工作在比较低的档位，期间通过调节rvsp，当rvsp阻值越大，转速越小，阻值越小，转速越大，因此本实用新型实现通过外接一个可调滑阻即可实现bldc调速，很方便成本又低的实现从交流产品升级为直流变频产品。
34.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。