TC652在電動車風(fēng)扇控制技術(shù)的應(yīng)用

(長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢 430212)

0 引 言

近年來，交通出行的機動化和小汽車大規(guī)?；瘞砹撕芏嗟某鞘薪煌▎栴}，如交通擁堵、停車難、尾氣污染和能源的短缺。電動車因舒適、便捷而逐漸成為消費者日常中短途出行的重要交通工具之一。然而電動車引起的火災(zāi)也呈逐年上升趨勢，并造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計，我國80%以上的電動車火災(zāi)發(fā)生在充電過程中，其中大部分火災(zāi)原因在于充電器或電子元件過熱。目前大多數(shù)車主都將電動自行車停在車庫或樓梯間利用夜間時間充電。由于車庫和樓梯間相對封閉且灰塵較大，導(dǎo)致充電器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢甚至堵轉(zhuǎn)。在風(fēng)扇故障時使用充電器是存在安全隱患的，如果充電器長時間在沒有風(fēng)扇的環(huán)境下工作，充電器的壽命會嚴重縮短。試驗證明，一個被拆除風(fēng)扇的充電器，20℃的環(huán)境下，在進行第12次充電試驗時，充電2 h發(fā)生爆炸，試驗電路連接的D20空氣開關(guān)動作，說明有短路現(xiàn)象發(fā)生，爆炸時充電器的內(nèi)部溫度達到130℃[1]。因此探究電動車充電器風(fēng)扇控制系統(tǒng)對安全充電具有一定的意義。

1 風(fēng)扇控制技術(shù)研究

1.1 直接驅(qū)動

小功率風(fēng)扇的驅(qū)動有兩種方式：三極管構(gòu)成的驅(qū)動電路和專用驅(qū)動模塊。其中驅(qū)動模塊適用于多個電扇同時驅(qū)動的情況，三極管構(gòu)成的驅(qū)動電路適合單個風(fēng)扇。直接驅(qū)動風(fēng)扇電路簡單，但不能實時依據(jù)環(huán)境溫度控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能效果。

1.2 PWM控制

LM298與控制器可實現(xiàn)對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制[4]。其原理如圖1所示，利用控制器收集風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號、溫度信號輸出PWM信號，再經(jīng)過驅(qū)動模塊LM298進行電流放大來控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇測速模塊的原理是風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時通過紅外線管產(chǎn)生脈沖，紅外線發(fā)射管和接收管需要配對使用，在測速時分別安放在風(fēng)扇兩側(cè)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)動過程中，紅外發(fā)射管和接收管之間區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)遮擋和相對，則接收管產(chǎn)生微弱的高低電平脈沖信號，再經(jīng)過比較器LM393增強脈沖信號強度，便于控制器處理此信號?？刂破鲀?nèi)部對脈沖信號進行計時和計數(shù)，計算出在一定時間內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的次數(shù)，再依據(jù)風(fēng)扇的扇葉數(shù)量計算出風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。該方法對紅外發(fā)射和接收管安裝位置要求嚴格，且需要額外的溫度信息采集模塊。

圖1 控制器輸出PWM控制原理圖

1.3 數(shù)字式風(fēng)扇控制器

TC652 是MICROCHIP 公司研發(fā)的產(chǎn)品，一種具有溫度傳感器、風(fēng)扇故障檢測及超溫報警的數(shù)字式風(fēng)扇控制器。該控制器解決了過去將溫度傳感器安裝在器件上或散熱器上而測不準的問題。其內(nèi)部主要包括溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、溫度設(shè)定及微調(diào)電路、占空比邏輯控制電路、比較器和風(fēng)扇檢測邏輯電路等。溫度信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后獲得的溫度數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)部寄存器中。該寄存器有一個預(yù)先定義好的起點溫度，還有6個初始溫度(tL、t1、t2、t3、t4、tH)，t1-t4被平均分布在所規(guī)定的控溫范圍內(nèi)(tL-tH)內(nèi)，TC652輸出的PWM的占空比調(diào)節(jié)范圍為40%-100%。

圖2 TC652 芯片引腳圖

2 風(fēng)扇控制電路的搭建與實現(xiàn)

2.1 風(fēng)扇控制電路原理

圖3 TC652驅(qū)動風(fēng)扇電路

圖4 繼電器線圈控制電路

2.2 風(fēng)扇控制電路的實現(xiàn)與結(jié)果

圖5 繼電器控制電路三極管輸出波形

3 結(jié) 語