风扇运行控制电路.doc

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1、文件编号：INVT0_013_0012_CBB_01风扇运行控制拟制：华时间：2010-04-15批准：安时间：2010-04-15文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般应用介绍风扇运行控制电路为实现风扇运行和停止的单元电路。目前公司常用风扇为24V供电风扇，风扇控制信号由变频器控制板发出，通过光耦隔离后驱动风扇24V供电的通断。1公司目前典型应用介绍图1图1为电梯一体机7.5~15KW风扇运行控制电路，所用风扇为0.25A/24V,2PCS,分别接CN3和CN4。FAN低电平有效，高电平无效。当FA

2、N为低电平时，光耦PC2导通，MOSFET管Q2驱动门极为高电平，Q2导通后，风扇开始供电并运转。器件功能：v限流电阻R38，当FAN为低电平时，限制流过PC2原边电流，以防止PC2因过流损坏；v光耦PC2使得5V电源与24V电源电气隔离，同时起信号传输作用；vR77，C1主要作用为防静电和抗干扰。v续流二极管D4，在Q2关断瞬间，延续风扇线包电流，防止Q2过压损坏；v稳压二极管Z4，防止Q2的栅极与源极压降大于Ugs;vR37、R39为分压电阻，使得24V分压后的电压等于Ugs。vC6为去干扰信号滤

3、波电容，防止Q2误导通。2参数计算3.1隔离光耦PC2的选取：由于此光耦在电路中工作频率很低，故可采用低速的光耦，适用的光耦有：TLP521、PS2501等。低速光耦具有价格低、电流传输比大的优点。本电路选用PS2501，查看PS2501的资料，该光耦的传输比为200%～400%，原边管压降约为1.2V、反向耐压最大为6V。3.2R77，R38，C1的选取：R77，C1主要作用为防静电和抗干扰。由于在传输比比较高的情况下,或者次边电阻很大时,原边很小的电流就可以使负边动作.有时用手接近原边次边管子就会

4、导通，在光耦原边二极管并电阻电容可以提供一个电流泄放通路，一旦线路上出现静电、噪声等干扰，可以通过并联的电阻、电容进行泻放，不会对二极管有冲击。R77一般取2K，C1一般取1nF。为保证光耦正常导通，原边电流不能太小，需满足mA。此处原边二极管电流为=7.5mA。3.3Q2,Z4及R37、R39、C6的选取：本电路中风扇额定电流为0.5A，Q2选公司常用NMOS,规格为IRFR120N（100V/9.4A）。按其开通工作电压UGS=20V计算，取风扇运转时Q2的Vgs=16V左右，依据分压关系：选R3

5、7=10KΩ，R39=20KΩ可满足要求；电阻损坏后一般为开路，为保证R39损坏时Q2仍正常工作，把Vgs稳压在12V，选用12V的稳压管Z4。C6为去干扰信号滤波电容，本电路中开关管Q2开关频率非常低，RC滤波时间可选择比较大，以实现较好的滤波效果。此处选择RC滤波时间T=R37*C6=100us。3.4续流二极管D4的选取：由于流过继电器线包的电流为0.5A，续流二极管的正向电流只要大于此值即可，此处采用快恢复二极管ESIJ，其正向电流为1A。4器件清单序号料号名称型号数量位号13-24-90-2

6、02片状电阻;1/10W-2KΩ±1%-06032KΩ±F-06031R7723-24-90-511片状电阻;1/10W-510Ω±1%-0603510Ω±F-06031R3832-15-11-501单路光耦;CTR200-400﹪;GW4(SOP4)PS2501L-1-L1PC243-24-90-103片状电阻;1/10W-10KΩ±1%-060310KΩ±F-06031R3753-24-90-203片状电阻;1/10W-20KΩ±1%-060320KΩ±F-06031R3963-08-97-103

7、片状电容;10nF±10%-50V-0603-X7RC1608X7R1H103KT1C673-56-21-412稳压二极管;12V/0.225W/SOT-23BZX84C12LT1G1Z483-56-31-001快恢复二极管;ES1J/600V/1A/DO-214ACES1J1D492-31-11-120NMOS管;100V/9.4A/TO-252AAIRFR120N1Q25实验测试及设计注意事项5.1波形测试风扇启动时电流波形（示波器正常模式显示）风扇启动时电流波形（示波器高分辨模式显示）图2图3从

8、上面测试波形可以看出，风扇启动时的电流峰值能达到正常运行时的2倍以上。风扇正常运行时电流波形图4从上面测试波形可以看出，风扇运行时电流存在较大纹波，纹波频率为543Hz。存在的较大纹波会导致风扇供电的24V电源也会存在较大波动。变频器中24V在给风扇供电的同时也需要给控制板输出端子等供电。为避免风扇运行干扰24V电源，可设计成两路24V输出。如下图所示：图54.2风扇启动限流设计4.2.1原理分析：风扇在启动时电流较大，峰值可达正常运行时的两倍以上。如果