电子风扇专用无刷直流电机关键技术的研究

摘要：为了解决客车、城市公交车在实际使用中发动机不同温度状况下的散热问题，有效地保证发动机的正常使用温度，车载电子风扇是最佳选择。指出了电子风扇专用无刷直流电机控制电路的一些注意事项，结合具体实验，优化电路中元器件的参数，很好地保证电机稳定正常运行。
关键词：电子风扇；无刷直流电机；电机控制；元器件参数

0 引言
电子风扇是一款针对汽车发动机散热而设计的全自动分阶控制产品，适用于各种型号的客车、城市公交车的发动机散热系统。本产品很好地解决了客车、城市公交车在实际使用中发动机不同温度状况下的散热问题，有效地保证发动机的正常使用温度控制，有效防止车辆在运行过程中由于发动机温度过高而导致的自燃、烧发动机、高能耗等问题，是车载电子风扇的最佳选择。

1 总体控制方案
本文研究的电子风扇采用的是三相异步无刷直流电机，其相对于有刷电机有如下优点：
(1)可以根据冷却水的温度自动调节风扇转速，起到节能效果；
(2)采用无刷控制，延长电机的使用寿命；
(3)电子换相代替机械换相，减少机械磨损等能量损耗；
(4)转速高，空载转速达5 000 r／min，负载转速达3 500 r／min。
车载电子风扇产品如图1所示。

本产品无刷直流电机的控制采用的是Motorota公司的第二代无刷直流电机专用集成芯片MC33035，外接功率开关器件后，可用来控制三相异步无刷直流电机。配合MC33039电子测速做F／V转换，引入测速反馈后，还可以构成闭环速度调节控制器。
图2为三相异步无刷直流电机典型的控制电路图。

MC33039通过MC33035的管脚8的6．25 V基准电压供电，用来产生需要的反馈电压，而不需要使用昂贵的转速计。MC33035也用霍尔效应传感器信号检测转子位置。霍尔效应传感器信号的每次正极或负极转换都会引起MC33039产生一个输出脉冲，这个脉冲的幅度、延迟时间由外部电阻R1和电容C1确定。MC33039管脚5的输出脉冲序列通过MC33035的误差信号放大器积分，产生一个和马达速率成正比的直流电压。这个和速率成正比的电压设定了MC33035马达控制器管脚13的一体电感PWM基准电平，并闭合成了反馈回路。MC33035输出驱动一个TMOS功率MOSFET三相电桥。
基于专用集成电路的驱动控制系统，使得控制电路体积减小很多，而且可靠性也提高。但是，在做三相异步无刷直流电机的控制器这个项目时，调试过程中发现了几个比较重要的事项。

2 功率开关器件的选取
功率开关器件主要由MOSFET，IGBT或者功率模块(IPM)等全控型电子功率开关组成。
本文设计的电机控制器，工作电压为28 V(公交车发一体成型电感动机电压)，最高转速为3 000 r／min，工作温度为70℃左右。在低电压、低频率和较高温度的工作环境下，选用电感滤波器MOSFET功率管，开关损耗很小，安全工作区宽，几乎不存在二次击穿问题，漏极电流为负温度特性，输入阻抗大，是电压控制型自关断首选器件。
经过调试设计，最终选择IRF4905和IRF1010，这两个器件的开关特性很好，上升下降时间都在ns级之内，而且导通电阻很小，IRF4905为0．02 Ω，IRF1010为0．01 Ω。

3 电源输入中、大电容滤波
电机高速运转时，电流约为12 A，电流很大，由于车用蓄电池还用于汽车点火，而且电机和MOSFET驱动电路中大电流电感开关次数较多，可能在开启和关闭时引起浪涌电压，加上线损、电机不稳定等一系列的因素造成的纹波电压比较大，所以如果运用数据手册中的电容值时，发现电容发热量比较大，因此有必要加大电容的容量。经过调试设计，最终选取两个2 200μF／50 V和两个104钽电容并联，如图3所示。

另外由于采样电阻发热比较大，布PCB板时尽量让电解电容远离发热元件，远离采样电阻，防止电解电容过早地干涸，延长电解电容的使用时间。

4 霍尔传感器的选择
注意MC33035中文数据手册中，霍尔传感器的电源供电是利用MC33035第8脚：典型电压值为6．25 V来供电。所以6．25 V必须是所选霍尔传感器的正常供电电压。

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【求助】LLC变压器绕制问题请教 最近想做LLC电源，到原厂找了个样板，想把原厂的样板做出来。


原厂的变压器参数给了些，但是绕制变压器的时候还是有无从下手的感觉，想请教下各位。


下面把原厂的参数贴出

无功功率的影响和谐波的危害1)无功功率的，会导致电流增大和视在功率，从而使发电机、变压器电气设备容量和导线容量。电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大。(2)无功功率的，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗，这

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