附件交流截波器於吊扇之控制技術

本技術主要以具PWM功能之義隆電子EM78P458單晶片來實現遙控吊扇之遙控器及無段調速控制器之研製,主要電路架構為以交流截波器(AC Chopper)控制方法對吊扇作無段調速控制。

在吊扇轉速控制應用上,一般均使用單相交流感應馬達(Induction Motor),然而單相感應馬達應用於吊扇轉速控制上,往往於低轉速時會因馬達不平衡而有噪音的困擾,所以將採取AC截波器之控制策略,如此將可改善吊扇於低轉速時所帶噪音之問題,並且可以達到無段調速之功能。利用此技術,整個遙控吊扇轉速控制系統將可達到商品化所需之低成本及固定體積下所需之要求。

傳統之吊扇調速系統,大致有以下幾種方式來實現。

一.  利用自偶變壓器之觀念於牆壁上來控制,如此可做到無段調速之功能,但其體積太大,一般均在印度等之國家來使用。

二.  以馬達上不同繞組來實現有段調速之功能,一般均以三種速度為主,此方法馬達繞線方式較為複雜,且會因馬達繞組不平衡而產生噪音之困擾,此種方法於台灣最為常見。

三.  以不同電容降壓來達到調速之功能,如此馬達上之電壓將會改變,藉以達到改變速度之效果。

四.  triac來調整電壓之相位,藉以控制馬達之轉速,此方式亦會有異音出現,且不能於低速中運轉。

以上市面上所用之四種方法不是體積過大,無法做到無段調速或是有噪音之問題。而且吊扇種類眾多故馬達種類亦非常的多樣化,而降壓電容與馬達之種類有極大之相關性,故本技術將以AC chopper之型式利用改變之工作週期D來做無段調速之功能,此種方式即可避免與馬達之相關性。其方塊圖如圖八所示。

圖八、  本技術之無段調速示意圖

本技術希望將輸入之弦波電壓,利用高頻來切換成不同工作週期之弦波電壓,藉已使馬達上電壓即平均電壓有所改變,藉已改變馬達之轉速,其電路如圖九所示。

圖九、  調速吊扇系統電路拓樸架構

雙向開關MOSFET之驅動電路方面,此線路兩個驅動器均必須隔離驅動,因考慮成本故無法以光耦合器來實現,故擬考慮低成本的脈波變壓器(pulse transformer)來實現。然而因必須改變工作週期D藉以改變馬達速度,pulse transformer如何適用於不同工作週期,將是重要課題之一。本技術以charge-pump驅動線路結合push transformer之方式來解決此問題。此外,本專題以無線遙控來實現,分為兩種不同型式。一以紅外線(IR),另一以無線電(RF)來實現,遙控器部分亦以義隆電子配合LCD來實現。