CN101477391B - 电脑风扇控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种电脑风扇控制电路，包括具有第一、第二和第三针脚的电源连接器、连接4Pin或3Pin风扇的风扇连接器、放大器及具有第一、第二、第三端的控制器，电源连接器的第一针脚接收输入输出控制芯片产生的控制信号并连接第一电源，第二针脚连接风扇连接器，第三针脚连接第一电源，并通过一积分电路连接放大器的输入端，放大器的输出端接至控制器的第一端，控制器的第二端连接第二电源，第三端连接风扇连接器，并通过串联的两分压电阻接地，两分压电阻的连接节点接至放大器的输入端，电源连接器的第一针脚可与第二或第三针脚短接，控制信号根据电源连接器的第一针脚与第二或第三针脚的短接情况，控制风扇转速。所述电脑风扇控制电路结构简单。

Description

电脑风扇控制电路
技术领域
本发明涉及一种电脑风扇控制电路。
背景技术
随着电脑技术的飞速发展，电脑系统通常要进行大量的运算处理，任务繁忙时所产生的热量也逐渐增加，单凭散热孔和散热片无法解决散热问题，在主动散热设备上，性价比较高的风冷技术一直是电脑系统最常采用的散热方式，然而风扇虽然经济实用，却也存在很多缺陷：随着转速的增加，风扇在高速运转中产生的噪音也逐渐增大；长时间的高速运转，不但会缩短风扇使用寿命，而且风扇本身也会产生很大热量。
如果风扇能在系统繁忙时高速运转，在系统运转平缓时降低转速甚至停止，就可以得到最合理的使用，不但提高了风扇的使用寿命，而且能减少不必要的热量产生。现有的一种智能风扇(Smart Fan)技术正是为实现风扇的合理使用而研发的，它利用Intel的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)规范，根据输入输出控制芯片(Super I/O，SIO)控制PWM的占空比来控制风扇的转速。由于PWM变化的依据是中央处理器内部的二极管读取的温度数据，其精确程度超过热敏电阻，所以依据PWM的脉冲宽度的占空比调整风扇转速，其控制精度也很高。
通过智能风扇技术，用户可以在基本输入输出系统(Basic Input OutputSystem，BIOS)中自主设置CPU和主板的温度限制，当风扇通过PWM脉冲判断温度超过所设限制，就会自动运转，并可根据所产生的热量大小调控转速；相反，当温度未超过设定的限制，风扇则会适当休息。
但是，现有的风扇中只有4Pin风扇可以通过PWM实现智能风扇功能，而3Pin风扇由于没有对应的引脚因此无法接收PWM信号，因此3Pin风扇仍需利用改变其工作电压大小来控制转速。
目前市场上支持智能风扇的主板纷纭芜杂，但是都存在一个共同的缺陷，只能支持3Pin或者4Pin风扇中的一种。这样对客户而言，对风扇的选择给他们带来不便，同样对于制造商而言，由于主板对风扇类型的局限性，对风扇连接器的选择也提出了不同要求，增加了元件采购难度。如果能把3Pin和4Pin风扇所需控制线路集成，使主板能够自动切换风扇类型并对其转速进行控制，那么诸如此类问题将不再发生。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种电脑风扇控制电路，以根据需要切换风扇类型，并控制不同类型风扇的转速。
一种电脑风扇控制电路，包括一具有第一、第二和第三针脚的电源连接器、一用于连接4Pin或3Pin风扇的风扇连接器、一运算放大器及一具有第一、第二和第三端的控制器，所述风扇连接器包括第一、第二、第三和第四针脚，所述电源连接器的第一针脚用于接收由电脑的输入输出控制芯片所产生的一控制信号并连接于一第一电源，所述电源连接器的第二针脚连接所述风扇连接器的第四针脚，所述电源连接器的第三针脚连接所述第一电源，并通过一积分电路连接所述运算放大器的反向输入端，所述运算放大器的输出端接至所述控制器的第一端，控制器的第二端连接一第二电源，第三端连接所述风扇连接器的第二针脚，并通过串联连接的两分压电阻接地，所述两分压电阻的连接节点接至放大器的正向输入端，所述风扇连接器的第三针脚连接所述电脑的输入输出控制芯片，所述风扇连接器的第一针脚接地，根据风扇连接器连接的风扇类型，将所述电源连接器的第一针脚选择性地与第二或第三针脚短接，当所述风扇连接器连接3Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第三针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第二针脚断开，所述积分电路将所述控制信号由数字信号变为模拟信号，经所述运算放大器的放大后输出至所述控制器，通过改变所述控制器第三端输出的电流来控制所述风扇连接器第二针脚的电压进而控制3Pin风扇的转速，当所述风扇连接器连接4Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第二针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第三针脚断开，所述输入输出控制芯片通过改变所述控制信号的占空比并将所述占空比直接发送给所述风扇连接器的第四针脚进而控制4Pin风扇的转速。
一种电脑风扇控制电路，包括一具有第一、第二和第三针脚的电源连接器、一用于连接4Pin或3Pin风扇的风扇连接器、一放大电路及一具有第一、第二和第三端的控制器，所述风扇连接器包括第一、第二、第三和第四针脚，所述电源连接器的第一针脚用于接收由电脑的输入输出控制芯片所产生的一控制信号并连接于一第一电源，所述电源连接器的第二针脚连接所述风扇连接器的第四针脚，所述电源连接器的第三针脚连接所述第一电源，并通过一积分电路连接所述放大电路的输入端，所述控制器的第一端连接所述放大电路的输出端及一第二电源，第二端连接所述第二电源，第三端连接所述风扇连接器的第二针脚，并通过串联连接的两分压电阻接地，所述两分压电阻的连接节点接至所述放大电路，所述风扇连接器的第三针脚连接所述电脑的输入输出控制芯片，所述风扇连接器的第一针脚接地，根据风扇连接器连接的风扇类型，将所述电源连接器的第一针脚选择性地与第二或第三针脚短接，当所述风扇连接器连接3Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第三针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第二针脚断开，所述积分电路将所述控制信号由数字信号变为模拟信号，经所述放大电路的放大后输出至所述控制器，通过改变所述控制器第三端的输出电流来控制所述风扇连接器第二针脚的电压进而控制3Pin风扇的转速，当所述风扇连接器连接4Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第二针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第三针脚断开，所述输入输出控制芯片通过改变所述控制信号的占空比并将所述占空比直接发送给所述风扇连接器的第四针脚进而控制4Pin风扇的转速。
所述电脑风扇控制电路通过所述电源连接器接收控制信号，所述电源连接器根据风扇连接器连接的风扇类型，将所述控制信号经合适的线路传送给风扇连接器，实现了对4Pin或3Pin风扇转速的控制，且所述电脑风扇控制电路使用了较少的元件，结构简单。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1是本发明电脑风扇控制电路较佳实施方式的电路图。
图2是本发明电脑风扇控制电路另一实施方式中放大电路的电路图。
具体实施方式
请参考图1，本发明风扇控制电路的较佳实施方式包括：一电源连接器10、一作为放大电路的运算放大器U、一作为控制器的三极管T及一风扇连接器20。
所述电源连接器10包括针脚a、b、c，所述针脚a用于接收一控制信号PWM(脉冲宽度调制信号)，其通过一电阻R1与一5V电源相连，本实施方式中，所述控制信号PWM由输入输出控制芯片产生；所述电源连接器10的针脚a可通过一跳帽选择性的与针脚b或c短接；所述运算放大器U的反向输入端通过串联连接的一积分电阻R2及一电阻R3连接所述5V电源，并通过一积分电容C1接地，所述积分电阻R2及电阻R3的连接节点接至所述电源连接器10的针脚b，所述运算放大器U的电源端连接一12V电源，接地端接地；所述三极管T的基极通过一限流电阻R4与所述运算放大器U的输出端相连，发射极与所述12V电源连接，集电极通过一滤波电容C2接地，并通过串联连接的两分压电阻R5、R6接地，所述分压电阻R5、R6的连接节点接至所述运算放大器U的正向输入端，所述三极管T的基极和发射极之间连接一电阻R7；所述风扇连接器20用于连接3Pin风扇或4Pin风扇，其包括针脚1、2、3、4，3Pin风扇通过所述针脚1、2、3连接所述风扇连接器20，4Pin风扇通过针脚1、2、3、4连接所述风扇连接器20，所述风扇连接器20的针脚1接地，针脚2接至所述三极管T的集电极，针脚3接至所述输入输出控制芯片，用于测试3Pin或4Pin风扇的转速，针脚4通过一限流电阻R8连接所述电源连接器10的针脚c。
所述电脑风扇控制电路工作之前，通过所述跳帽，使所述电源连接器10的针脚a默认与c短接，如果电脑风扇为3Pin风扇，则重设所述跳帽，使所述电源连接器10的针脚a与b短接，否则，不对所述跳帽进行重设。
若为3Pin风扇，电脑开机后，随着中央处理器内部的二极管读取的温度数据的变化，输入输出控制芯片通过所述电源连接器10的针脚a、b，发送相对应的控制信号PWM，经积分电阻R2、积分电容C1组成的RC积分电路，将所述控制信号PWM由离散的数字信号转换为电压连续的模拟信号后，再由运算放大器U将信号放大，经限流电阻R4转换为所述三极管T的基极电流，通过电流的变化，改变三极管T的静态工作点，从而控制三极管T的集电极的输出电流，通过所述风扇连接器的针脚2，即所述3Pin风扇的第二针脚，改变3Pin风扇的转速，实现智能风扇功能。
若为4Pin风扇，所述5V电源通过电阻R3、积分电阻R2输出一固定电压给所述运算放大器U的反向输入端，运算放大器U的输出端输出稳定的电压，因所述三极管T的集电极与发射极的压降较小，所述12V电压通过三极管T及风扇连接器20的针脚2为4Pin风扇提供工作电压，随着中央处理器内部的二极管读取的温度数据的变化，输入输出控制芯片通过所述电源连接器10的针脚a、c，及所述限流电阻R8直接发送相对应的控制信号PWM给所述风扇连接器的针脚4，即所述4Pin风扇的第四针脚，输入输出控制芯片自动改变控制信号PWM的占空比，以此改变4Pin风扇的转速，实现智能风扇功能。由于4Pin风扇内部已经集成脉冲宽度调制信号控制线路，这里不再赘述。
请参照图2，作为其它实施方式，所述运算放大器也可由相互连接的一PNP型三极管Q1及一NPN型三极管Q2代替，来作为放大电路，实现放大功能，所述三极管T作为控制器，可由一P沟道MOS型场效应管Q3代替。其中PNP型三极管Q1的基极连接所述积分电容C1及积分电阻R2的连接节点，发射极通过一电阻R10连接所述12V电源，集电极接地；所述NPN型三极管Q2的基极连接所述PNP型三极管Q1的发射极，集电极通过另一电阻R12连接所述12V电源，发射极作为通过所述分压电阻R6接地。所述P沟道MOS型场效应管Q3的栅极直接与所述NPN型三极管Q2的集电极相连，漏极接至所述风扇连接器20的针脚2，并通过所述分压电阻R5连接所述NPN型三极管Q2的的发射极，源极接至所述12V电源。若为3Pin风扇，所述电脑风扇控制电路通过改变所述P沟道MOS型场效应管Q3的沟道宽度来改变其漏极的输出电流，以控制3Pin风扇的转速，若为4Pin风扇，直接由输入输出控制芯片自动改变控制信号PWM的占空比，来控制4Pin风扇的转速。

Claims (9)

1.一种电脑风扇控制电路，包括一具有第一、第二和第三针脚的电源连接器、一用于连接4Pin或3Pin风扇的风扇连接器、一运算放大器及一具有第一、第二和第三端的控制器，所述风扇连接器包括第一、第二、第三和第四针脚，所述电源连接器的第一针脚用于接收由电脑的输入输出控制芯片所产生的一控制信号并连接于一第一电源，所述电源连接器的第二针脚连接所述风扇连接器的第四针脚，所述电源连接器的第三针脚连接所述第一电源，并通过一积分电路连接所述运算放大器的反向输入端，所述运算放大器的输出端接至所述控制器的第一端，控制器的第二端连接一第二电源，第三端连接所述风扇连接器的第二针脚，并通过串联连接的两分压电阻接地，所述两分压电阻的连接节点接至放大器的正向输入端，所述风扇连接器的第三针脚连接所述电脑的输入输出控制芯片，所述风扇连接器的第一针脚接地，根据风扇连接器连接的风扇类型，将所述电源连接器的第一针脚选择性地与第二或第三针脚短接，当所述风扇连接器连接3Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第三针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第二针脚断开，所述积分电路将所述控制信号由数字信号变为模拟信号，经所述运算放大器的放大后输出至所述控制器，通过改变所述控制器第三端输出的电流来控制所述风扇连接器第二针脚的电压进而控制3Pin风扇的转速，当所述风扇连接器连接4Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第二针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第三针脚断开，所述输入输出控制芯片通过改变所述控制信号的占空比并将所述占空比直接发送给所述风扇连接器的第四针脚进而控制4Pin风扇的转速。
2.如权利要求1所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：当所述风扇连接器连接4Pin风扇时，选用其第一至第四针脚，当风扇连接器连接3Pin风扇时，选用其第一至第三针脚。
3.如权利要求2所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述控制器为一PNP型三极管，其第一、第二、第三端分别为所述三极管的基极、发射极、集电极，所述控制信号为一脉冲宽度调制信号，其通过改变所述PNP型三极管基极的电流来改变其集电极的输出电流。
4.如权利要求1所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述控制器为一P沟道MOS型场效应管，其第一、第二、第三端分别为所述P沟道MOS型场效应管的栅极、源极、漏极，所述控制信号为一脉冲宽度调制信号，其通过改变所述P沟道MOS型场效应管的沟道宽度来改变其漏极的输出电流。
5.一种电脑风扇控制电路，包括一具有第一、第二和第三针脚的电源连接器、一用于连接4Pin或3Pin风扇的风扇连接器、一放大电路及一具有第一、第二和第三端的控制器，所述风扇连接器包括第一、第二、第三和第四针脚，所述电源连接器的第一针脚用于接收由电脑的输入输出控制芯片所产生的一控制信号并连接于一第一电源，所述电源连接器的第二针脚连接所述风扇连接器的第四针脚，所述电源连接器的第三针脚连接所述第一电源，并通过一积分电路连接所述放大电路的输入端，所述控制器的第一端连接所述放大电路的输出端及一第二电源，第二端连接所述第二电源，第三端连接所述风扇连接器的第二针脚，并通过串联连接的两分压电阻接地，所述两分压电阻的连接节点接至所述放大电路，所述风扇连接器的第三针脚连接所述电脑的输入输出控制芯片，所述风扇连接器的第一针脚接地，根据风扇连接器连接的风扇类型，将所述电源连接器的第一针脚选择性地与第二或第三针脚短接，当所述风扇连接器连接3Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第三针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第二针脚断开，所述积分电路将所述控制信号由数字信号变为模拟信号，经所述放大电路的放大后输出至所述控制器，通过改变所述控制器第三端的输出电流来控制所述风扇连接器第二针脚的电压进而控制3Pin风扇的转速，当所述风扇连接器连接4Pin风扇时，所述电源连接器的第一针脚与第二针脚短接，同时所述电源连接器的第一针脚与第三针脚断开，所述输入输出控制芯片通过改变所述控制信号的占空比并将所述占空比直接发送给所述风扇连接器的第四针脚进而控制4Pin风扇的转速。
6.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：当所述风扇连接器连接4Pin风扇时，选用其第一至第四针脚，当风扇连接器连接3Pin风扇时，选用其第一至第三针脚。
7.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述放大电路包括一PNP型三极管和一NPN型三极管，所述PNP型三极管的基极及NPN型三极管的集电极分别作为所述放大电路的输入、输出端，所述PNP型三极管的集电极接地，发射极连接所述NPN型三极管的基极，其连接节点接至所述第二电源，所述NPN型三极管的发射极接至所述两分压电阻的连接节点。
8.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述控制器为一PNP型三极管，其第一、第二、第三端分别为三极管的基极、发射极、集电极，所述控制信号为一脉冲宽度调制信号，其通过改变所述控制器的基极的电流来改变所述控制器的集电极的输出电流。
9.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述控制器为一P沟道MOS型场效应管，其第一、第二、第三端分别为所述P沟道MOS型场效应管的栅极、源极、漏极，所述控制信号为一脉冲宽度调制信号，其通过改变所述P沟道MOS型场效应管的沟道宽度来改变所述P沟道MOS型场效应管漏极的输出电流。
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