[实用新型]一种用于汽车发动机冷却风扇的PWM调速模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种调速装置，具体涉及一种用于汽车发动机冷却风扇的PWM调速模块。

背景技术

冷却风扇是汽车发动机的重要组成部分，是保障发动机持续可靠工作、充分发挥发动机性能、延长发动机使用寿命的重要部件。现有的冷却风扇调速技术主要有机械型、液压液力型、离合型、电磁离合型和电机驱动型多种方案，而汽车电子化控制已经成为不可逆转发展的趋势。

目前的大部分生产厂家的控制方案主要采用定制ASIC与MCU的方案，ASIC方案集成度高，控制外围电路简单，但目前还没有通用的集成芯片，一般需要提供定制服务，只有少数半导体大的半导体生产厂家如ON、ST才能提供这类服务，而且定制成本昂贵，周期长，功能唯一，不利于产品的开发改进；MCU方案采用数字软件智能化控制，功能强大，非常适合于产品的开发改进，但需要提供线性稳压电源及较为复杂的外围电路，成本较高，而且需要软件编程，增加了产品开发的难度。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种电路简单、便于开发，制造成本低，且满足调速要求的汽车发动机冷却风扇的PWM调速模块。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种用于汽车发动机冷却风扇的PWM调速模块，包括对输入的低频PWM信号进行调制解调处理的控制信号处理单元、及对控制信号处理单元输出的信号进行驱动放大的驱动放大单元，所述控制信号处理单元包括调制波生成单元、载波生成单元，驱动放大单元包括PWM生成及放大单元，调制波生成单元、载波生成单元的输出端连接PWM生成及放大单元的输入端。

所述调速模块还包括温度采样单元、电源监测单元以及对温度采样单元、电源监测单元获取的信号进行滤波处理的采样处理单元，所述温度采样单元、电源监测单元、采样处理单元的输出端分别与控制信号处理单元的第二输入端、第三输入端、第四输入端连接。温度采样单元对汽车冷却风扇电机的温度进行实时检测，并将检测到的结果传输给控制信号处理单元，由控制信号处理单元进行处理；电源监测单元对冷却风扇电机的电源电压进行实时检测，并将其检测的结果传送给控制信号处理单元；在温度采样单元、电源监测单元所采取的信号由采样处理单元对其进行滤波处理，再传输给控制信号处理单元，从而给冷却风扇电机创造一个稳定、可靠的安全运行环境，延长电机的使用寿命。

所述调速模块还包括对输入电源进行EMI处理的输入电源滤波器，经输入电源滤波器处理后的输入电源作为汽车发动机冷却风扇电机的供电电源，另外汽车发动机冷却风扇的电机并联一蓄流二极管，蓄流二极管的正端与驱动放大单元的输出端连接、负端与输入电源滤波器的输出端连接，输入电源滤波器能够滤除由输入电源中进来的各种干扰信号。

所述蓄流二极管为快恢复管，旨在减少电机反电动势的电压冲击影响。

所述驱动放大单元的输出端、及其与蓄流二极管连结点之间串接一N型场效应晶体管，其场效应晶体管的漏极连接蓄流二极管的正端、栅极与驱动放大单元的输出端连接、源极串接一采样电阻并接地，所述场效应晶体管的漏极与源极之间寄生了一个反并联的蓄流二极管；场效应晶体管起到开关的作用，在场效应晶体管导通后，采样电阻对冷却风扇电机的电流进行检测，同样采样电阻检测的信号也要经过采样处理单元进行调理滤波。

所述调制波生成单元包括串接在低频PWM信号输入端的第一电阻R1、并接在低频PWM信号输入端的第一电容C1，其第一电容的另一端接地，所述第一电阻R1、第一电容C1构成一阶RC滤波器，一阶RC滤波器将输入的低频PWM信号解耦成比较稳定直流信号，其幅值A_m由输入信号占空比D_in及其电平A_in决定：其关系为：A_m＝A_in·D_in。

所述载波生成单元包括第一运放U1A、第二运放U1B、第三运放U1D，第一运放U1A的同相输入端连接有分压器，第一运放U1A的反相输入端、输出端连接第二运放U1B的反相输入端，第二运放U1B的反相输入端与第三运放U1D的正相输入端连接，第二运放U1B的正相输入端串接有第五电阻R5、第三电阻R3并与第三运放U1D的反相输入端连接，第二运放U1B的正相输入端还并接有第六电阻R6、第二电容C2并与第三运放U1D的反相输入端连接，第二运放U1B的输出端连接在第五电阻R5、第三电阻R3之间，第三运放U1D的输出端连接PWM生成及放大单元的输入端。