一种调频调速接口电路、风机、风机调速系统及调速方法

摘要

本发明实施例公开了一种调频调速接口电路、风机、风机调速系统及调速方法，该调频调速接口电路连接在用户输入装置和微控制单元之间，用户输入装置通过调频调速接口电路对微控制单元进行调速数值的输入，调频调速接口电路包括接口和上拉电阻，接口包括与用户输入装置连接的输入接口，以及与微控制单元连接的输出接口；上拉电阻的一端与输入接口和一电路电源连接，另一端与输出接口连接，用于将来自用户输入装置的脉冲信号从输出接口传输至微控制单元，以使得微控制单元根据脉冲信号的频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。本发明实施例可以规避温度的影响，实现高精度的风机调速，保证风机的输出速度符合用户要求的目标速度。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电气技术领域，尤其涉及一种调频调速接口电路、风机、风机调速系统及调速方法。

背景技术

众所周知，某些生产工艺过程需要在一定风压、风量下进行，因此风机设备在除尘、通风、鼓风等方面得到广泛应用。风机主要是通过电动机驱动叶轮运转来实现通风、鼓风功能的。

到目前为止，调速接口电路，在风机应用行业，是必不可少的重要部分。现有技术中，通用的调速接口电路一般为调压调速接口电路和调占空比调速接口电路，风机内部的微控制单元通过检测占空比或者电平的变化的方式来调整速度的输出。然而上述通用的调速方式都存在无法满足用户对调速的高精度要求的缺陷，而且通用的调速方式一般会通过数字光耦进行隔离，当温度变化时，调速接口电路中的数字光耦的上升沿和下降沿会发生变化，导致用户的相同输入值在不同温度下表现出来的速度不一样，最终影响风机的输出速度与用户的目标速度不一致。

发明内容

本发明实施例提供一种调频调速接口电路、风机、风机调速系统及调速方法，以规避温度的影响，实现高精度的风机调速。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种调频调速接口电路，连接在用户输入装置和微控制单元之间，所述用户输入装置通过所述调频调速接口电路对所述微控制单元进行调速数值的输入，所述调频调速接口电路包括接口和上拉电阻，所述接口包括与所述用户输入装置连接的输入接口，以及与所述微控制单元连接的输出接口；

所述上拉电阻的一端与所述输入接口和一电路电源连接，另一端与所述输出接口连接，用于将来自用户输入装置的脉冲信号从所述输出接口传输至微控制单元，以使得所述微控制单元根据所述脉冲信号的频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。

第二方面，本发明实施例提供一种风机，包括微控制单元，还包括上述第一方面所述的调频调速接口电路；

所述调频调速接口电路与所述微控制单元连接，用于处理来自用户输入装置的脉冲信号，并将处理后的脉冲信号传输至微控制单元；

所述微控制单元，用于确定处理后的脉冲信号的频率，并根据所述频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。

第三方面，本发明实施例提供一种风机调速系统，包括用户输入装置，还包括上述第二方面所述的风机。

第四方面，本发明实施例提供一种风机调速方法，采用上述第三方面提供的风机调速系统执行，所述方法包括：

用户输入装置获取输入的调速数值，并形成与所述调速数值对应的脉冲信号；

所述调频调速接口电路处理所述脉冲信号，并将处理后的脉冲信号传输至微控制单元；

所述微控制单元确定处理后的脉冲信号的频率，并根据所述频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。

本发明实施例提供的一种调频调速接口电路、风机、风机调速系统及调速方法，通过提供脉冲信号频率的检测点，使得微控制单元能够在该检测点检测到脉冲信号的频率，匹配与该频率对应的调速数值，调整风机的转速，不仅规避了温度的影响，使得在整个风机调速过程中，在不同温度下都能表现出良好的调速精度，实现高精度的风机调速，还能够保证风机的输出速度符合用户要求的目标速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种调频调速接口电路的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种风机的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种风机调速系统的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种风机调速方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种调频调速接口电路的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供调频调速接口电路，通过采用脉冲信号的不同频率变化来设定转速，提供脉冲信号频率的检测点，使得微控制单元能够在该检测点检测到脉冲信号的频率，匹配与该频率对应的调速数值，调整风机的转速，解决了在不同温度下风机调速精度不稳定的问题。

所述调频调速接口电路，连接在用户输入装置和微控制单元之间，所述用户输入装置通过所述调频调速接口电路对所述微控制单元进行调速数值的输入，所述调频调速接口电路包括接口和上拉电阻，所述接口包括与所述用户输入装置连接的输入接口，以及与所述微控制单元连接的输出接口；

所述上拉电阻12的一端与所述输入接口11和一电路电源连接，另一端与所述输出接口13连接，用于将来自用户输入装置的脉冲信号从所述输出接口13传输至微控制单元，以使得所述微控制单元根据所述脉冲信号的频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。

需要说明的是，用户输入装置与调频调速接口电路之间通过有线的通信方式进行连接。其中，用户输入装置指的是提供给用户使用的输入设备，用户通过该输入设备可以将原始数据通过调频调速接口输入到风机系统，以实现与风机系统中的微控制单元进行信息交换。一般的输入设备包括：键盘、鼠标、手写输入板或语音输入装置等。

在一种实施方式中，优选的，调频调速接口电路的电源输入端处设置有数字光耦14，在调频调速接口电路中，该数字光耦14的输入端串联一个限流电阻15，与输入接口连接，而输出端与调频调速接口电路的控制回路连接，起隔离作用，使得被隔离的这两部分电路之间没有电的直接连接，防止因有电的连接而引起的干扰，尤其针对低压的控制电路与外部高压电路之间。此外，数字光耦14还用于将所述脉冲信号转换成符合微控制单元电压要求的脉冲信号。

具体的，数字光耦的输入端连接一个发光器(红外线发光二极管LED)，输出端连接一个受光器(光敏半导体管)，当输入端有电信号时，发光器发出光线，受光器在接收到光信号之后导通，产生光电流，从输出端流出。数字光耦的发光器包括两个输入引脚(阳极和阴极)，一输入引脚(阳极)与输入接口连接，另一输入引脚(阴极)接地；受光器也包括两个输出引脚(集电极和发射极)，一输出引脚(集电极)与一电路电源以及上拉电阻连接，另一输出引脚(发射极)串联电阻接地。其中，数字光耦的输入引脚(阳极)和输出引脚(发射极)使用不同的地，利用隔离，可以避免相互之间的干扰。上拉电阻的作用是限制所在支路电流的大小，并提高所述微控制单元的I/O口的驱动能力。连接在数字光耦的输出端的电路电源采用3.3VDC，使得数字光耦的输出信号为符合微控制单元电压要求的电平信号。

需要说明的是，在本实施例中，调频调速接口电路还配置有其他电子元件及其配合电路，比如带阻三极管、三极管、电容和电阻等，作用是消除误差，提高响应速度，该电路设计在现有技术中已多有实现，也不是本方案设计的重点，在此不做深入的阐述。

本发明实施例提供的一种调频调速接口电路，通过提供脉冲信号频率的检测点，使得微控制单元能够在该检测点检测到脉冲信号的频率，匹配与该频率对应的调速数值，调整风机的转速，不仅规避了温度的影响，使得在整个风机调速过程中，在不同温度下都能表现出良好的调速精度，实现高精度的风机调速，还能够保证风机的输出速度符合用户要求的目标速度。

实施例二

请参阅图2，本发明实施例提供一种风机，包括微控制单元22，还包括上述实施例一提供的调频调速接口电路21；

所述调频调速接口电路21与所述微控制单元22连接，用于处理来自用户输入装置的脉冲信号，并将处理后的脉冲信号传输至微控制单元22；

所述微控制单元22，用于确定处理后的脉冲信号的频率，并根据所述频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。

在上述技术方案的基础上，优选的，本实施例提供的风机还包括电机。

微控制单元与电机连接，在微控制单元根据脉冲信号的频率得到用户要求的调速数值后，微控制单元将生成控制指令，以控制电机的工作达到用户的要求。

本发明实施例提供的风机，通过采用脉冲信号的不同频率变化来设定转速，提供脉冲信号频率的检测点，使得微控制单元能够在该检测点检测到脉冲信号的频率，匹配与该频率对应的调速数值，调整风机的转速，不仅规避了温度的影响，使得在整个风机调速过程中，在不同温度下都能表现出良好的调速精度，实现高精度的风机调速，还能够保证风机的输出速度符合用户要求的目标速度。

实施例三

请参阅图3，本发明实施例提供一种风机调速系统，包括用户输入装置31，还包括上述实施例二提供的风机32。

优选的，所述风机调速系统还包括外部供电电源；

所述外部供电电源与所述风机调速系统连接，用于为整个系统提供电能。

需要说明的是，所述外部供电电源可以是供电稳定220V家用交流电或直流电池组，具体根据实际需求而定。

本发明实施例提供的风机调速系统，通过采用脉冲信号的不同频率变化来设定转速，通过提供脉冲信号频率的检测点，使得微控制单元能够在该检测点检测到脉冲信号的频率，匹配与该频率对应的调速数值，调整风机的转速，不仅规避了温度的影响，使得在整个风机调速过程中，在不同温度下都能表现出良好的调速精度，实现高精度的风机调速，还能够保证风机的输出速度符合用户要求的目标速度。

实施例四

请参阅图4，为本发明实施例四提供的一种风机调速方法的流程示意图。该方法由本发明实施例所提供的风机调速系统执行，步骤如下：

S401、用户输入装置获取输入的调速数值，并形成与所述调速数值对应的脉冲信号。

需要说明的是，用户输入的调速数值的范围为10kHz～100kHz。

S402、所述调频调速接口电路处理所述脉冲信号，并将处理后的脉冲信号传输至微控制单元。

需要说明的是，调频调速电路对脉冲信号的处理是指数字光耦的隔离与电平转换，处理后脉冲信号的电压被上拉到3.3V，符合MCU的工作电压，但其频率和脉宽信息不变。

S403、所述微控制单元确定处理后的脉冲信号的频率，并根据所述频率，匹配对应的调速数值，以调整风机的转速。

需要说明的是，风机系统中的存储器存储有预先设置的频率与调速数值对照表。当用户通过用户输入装置输入调速数值时，最终提供给微控制单元接收的是一种不同频率的经过处理后的脉冲信号，微控制单元通过调用该频率与调速数值对照表，可以确定与处理后的脉冲信号的频率匹配的调速数值。

本发明实施例提供的风机调速方法，通过采用脉冲信号的不同频率变化来设定转速，提供脉冲信号频率的检测点，使得微控制单元能够在该检测点检测到脉冲信号的频率，匹配与该频率对应的调速数值，调整风机的转速，能够达到规避温度对数字光耦造成影响的目的，使得在整个风机调速过程中，在不同温度下都能表现出良好的调速精度，实现高精度的风机调速，还能够保证风机的输出速度符合用户要求的目标速度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。