一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法，该补偿算法包括：步骤（1），测量计算风扇两端电压U：通过AD采样负载两端电压Uad3和取样电阻两端电压Uad2测量出数据，则得出风扇两端电压U=Uad3‑Uad2，步骤（2），测量计算通过风扇的电流I：I=(Uad2‑Uad1)/取样电阻，步骤（3），计算电感在直流下的电阻值Rdc：在驱动波形的基础上，叠加一个直流偏置信号，在信号作用周期内，进行U和I累积，计算U/I，得出Rdc，步骤（4），计算反电动势：通过Bemf=U‑IRdc计算公式，计算得出反电动势的值；步骤（5），针对所述步骤（4）计算得出的反电动势进行恒反电动势控制。本发明专利技术采用检测反电动势来间接测量位移，使测量反电动势等于给定反电动势，来达到恒定风扇位移的效果。

An algorithm of fan air volume compensation based on constant back EMF control

The invention discloses a fan air volume compensation algorithm based on back EMF constant control, including the steps of: (1) compensation algorithm, measurement and calculation of voltage at both ends of the fan U: by AD sampling voltage and the voltage Uad2 Uad3 sampling measurement data, the fan voltage U=Uad3 (Uad2, steps 2), measured by current I:I= fan (Uad2 / Uad1) sampling resistance, step (3), calculation of resistance and inductance in the DC value of the Rdc: Based on the driving waveform, a DC bias signal in the signal cycle, U and I accumulation, calculation of U/I, the Rdc, step (4), calculate the back EMF by Bemf=U IRdc calculation formula, calculated the EMF value; step (5), according to the steps of (4) calculated the back EMF constant inverse power Momentum control. The invention adopts the detection of the back electromotive force to indirectly measure the displacement, so as to achieve the effect of constant fan displacement by measuring the back electromotive force equal to a given back electromotive force.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子冷却散热
，特别涉及到一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法。
技术介绍
常规风扇因为是转动的结构，一般使用霍尔传感器检测转速，然后进行转速控制来控制风量。而非常规风扇并不是转动的，因为非常规风扇是由线圈,铁心以及膜片组成,驱动方式是输出一定频率的正弦半波电流，通过线圈产生磁场,不断的吸放膜片从而使它震动,产生风量，膜片的震动位移决定风量大小。非常规风扇是通过震动的方式出风，所以并不能使用常规的方式进行风量的控制，非常规风扇风量的大小取决于膜片震动的位移，是需要通过控制震动位移来控制住风量的。因为在电磁线圈结构中，膜片的震动会产生反电动势，并且和震动的位移相关，反电动势又和驱动电流成正相关，所以只要通过改变驱动电流的大小就可以控制住反电动势的值。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法，通过补偿测量反电动势使其等于给定反电动势，来达到恒定风扇位移的效果。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法，其特征在于该补偿算法包括以下步骤：步骤（1），测量计算风扇两端电压U：通过AD采样负载两端电压Uad3和取样电阻两端电压Uad2测量出数据，则得出风扇两端电压U=Uad3-Uad2，步骤（2），测量计算通过风扇的电流I：I=(Uad2-Uad1)/取样电阻，步骤（3），计算电感在直流下的电阻值Rdc：在驱动波形的基础上，叠加一个直流偏置信号，然后在信号作用周期内，进行U和I累积，最后计算U/I，得出Rdc，步骤（4），计算反电动势Bemf：通过Bemf=U-IRdc计算公式，计算得出反电动势的值；步骤（5），针对所述步骤（4）计算得出的反电动势进行恒反电动势控制。所述步骤（5）中恒反电动势控制的方法为：假定风扇给定反电势为Bemf_Target，风扇实际测量计算得到的反电势为Bemf_Estimate，则有反电势误差计算公式：BemfError=Bemf_Target-Bemf_Estimate，此计算是实时的，所以一旦当BemfError>0时，则增加驱动电流，当BemfError<0时，则降低驱动电流，最终使BemfError趋向于0，使步骤（4）计算得出的风扇的反电动势的值等于风扇给定反电势。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用了检测反电动势的方式来间接测量位移，然后通过恒定反电动势控制技术来恒定位移，本专利技术针对检测计算的反电动势进行恒反电动势控制，这个恒反电动势控制过程是实时的，这样风扇运行过程中只要反电动势发生了变化，就可以修正回来，从而达到恒定膜片位移的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的Uad采样结构图。图2为本专利技术的恒反电动势控制框图。图3为本专利技术的驱动电流波形及偏置信号图。具体实施方式下面结合具体实施举例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1、图2和图3所示，本实施例基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法，该补偿算法包括以下步骤：步骤（1），测量计算风扇两端电压U：通过Uad采样负载两端电压Uad3和取样电阻两端电压Uad2测量出数据，则得出风扇两端电压U=Uad3-Uad2，步骤（2），测量计算通过风扇的电流I：I=(Uad2-Uad1)/取样电阻，因为是感性负载，如果在风扇运行状态下直接使用U/I计算，那会包含感抗成分，从而使Rdc不够准确，步骤（3），计算电感在直流下的电阻值Rdc：在驱动波形的基础上，叠加一个直流偏置信号，如图3所示，是风扇上的驱动波形，为整个作用周期中的一个单元（整个作用周期包括若干相同的单元），其中在0~T1时间段内为正弦部分，在T1~T时间段内为直流偏置部分，一个半波正弦规律的电流信号，正弦部分和直流偏置部分各占50%，提供0.1A的直流偏置信号用于测量Rdc，并且作用于所有周期，信号频率88HZ，然后在直流偏置部分信号作用周期内，进行U和I累积，最后计算U/I，得出Rdc，步骤（4），计算反电动势Bemf：通过Bemf=U-IRdc计算公式，计算得出反电动势的值，步骤（5），针对所述步骤（4）计算得出的反电动势进行恒反电动势控制。作为优选，本实施例所述步骤（5）中恒反电动势控制的方法为：假定风扇给定反电势为Bemf_Target，风扇实际测量计算得到的反电势为Bemf_Estimate，则有反电势误差计算公式：BemfError=Bemf_Target-Bemf_Estimate，此计算是实时的，所以一旦当BemfError>0时，则增加驱动电流，当BemfError<0时，则降低驱动电流，最终使BemfError趋向于0，使步骤（4）计算得出的风扇的反电动势的值等于风扇给定反电势。本实施例的应用实例为：假设设置一风扇的给定反电势为Bemf_Target=900，启动电流为180（电流的调节精度是8位，即一共255档），此时的Bemf_Estimate=715，BemfError=Bemf_Target-Bemf_Estimate=185>0，因为误差大于0，所以要增加电流，电流调节是一个周期增加1档，即电流=180+1=181，经过10个周期后，电流=190，此时的Bemf_Estimate=744，BemfError=900-744=156>0，继续增加电流，直到电流=245，Bemf_Estimate=900，BemfError=0，电流停止增加，位移也稳定住了，完成恒反电势控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法，其特征在于该补偿算法包括以下步骤：步骤（1），测量计算风扇两端电压U：通过AD采样负载两端电压Uad3和取样电阻两端电压Uad2测量出数据，则得出风扇两端电压U= Uad3‑Uad2，步骤（2），测量计算通过风扇的电流I：I=(Uad2‑Uad1)/取样电阻，步骤（3），计算电感在直流下的电阻值Rdc：在驱动波形的基础上，叠加一个直流偏置信号，然后在信号作用周期内，进行U和I累积，最后计算U/I，得出Rdc，步骤（4），计算反电动势：通过Bemf=U‑IRdc计算公式，计算得出反电动势的值；步骤（5），针对所述步骤（4）计算得出的反电动势进行恒反电动势控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于恒定反电动势控制的风扇风量补偿算法，其特征在于该补偿算法包括以下步骤：步骤（1），测量计算风扇两端电压U：通过AD采样负载两端电压Uad3和取样电阻两端电压Uad2测量出数据，则得出风扇两端电压U=Uad3-Uad2，步骤（2），测量计算通过风扇的电流I：I=(Uad2-Uad1)/取样电阻，步骤（3），计算电感在直流下的电阻值Rdc：在驱动波形的基础上，叠加一个直流偏置信号，然后在信号作用周期内，进行U和I累积，最后计算U/I，得出Rdc，步骤（4），计算反电动势：通过Bemf=U-IRdc计算公式，计算得出反电动势的值；步骤（5），针对所述步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，蔡俊恺，
申请(专利权)人：爱美达上海热能系统有限公司，爱美达深圳热能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31