CN101994718A - 风扇控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种风扇控制电路，包括电源接口连接电源供应器接收高低电平信号及连接锁存电路将高低电平信号输出，控制芯片连接锁存电路控制其导通或截止及连接风扇插座以输出不同占空比的PWM信号，锁存电路连接积分电路控制其将第一电源提供的电压积分后给控制电路以使其控制第二电源输出一恒定电压给插有风扇的风扇插座，若为4引脚风扇，控制芯片发送占空比变化的PWM信号给风扇插座以控制4引脚风扇的转速，若为3引脚的风扇，控制芯片输出随温度变化的PWM信号使得第一电源提供的电压通过积分电路给控制电路以使其控制所述第二电源输出一变化的电压给风扇插座以控制3引脚风扇的转速。本发明风扇控制电路可自动检测风扇的类型并控制风扇的转速。

Description

风扇控制电路
技术领域
本发明涉及一种风扇控制电路。
背景技术
随着计算机技术的不断发展，各种发热元件特别是中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)频率的不断提高，相应地其工作时所产生的热量也不断增多，为了及时将热量充分散发，一般会在中央处理器上增加风扇等散热装置。
现有两种常用的风扇，一种是3引脚风扇，它的3个引脚分别是接地引脚、电源引脚和感测引脚。另一种是4引脚风扇，它比3引脚风扇多出一个控制引脚。主机板上也对应4引脚风扇提供了一4端插座，插座的4个端分别为接地端、电源端、感测端和控制端，其既可以插接3引脚风扇也可以插接4引脚风扇。若4引脚风扇插入此插座之后，则在电源端会提供一恒定电压(如+12V)，在控制端由控制芯片提供变化的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号，4引脚风扇的转速会随着控制端提供的PWM信号的占空比的变化而变化。但如果将3引脚风扇插到此插座上时，则因为电源端仍提供恒定电压，由于3引脚风扇没有控制引脚，使得其转速始终不变，不能自动根据发热元件的温度变化而改变转速。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种风扇控制电路，可选择性控制不同型号风扇的转速。
一种风扇控制电路，包括一电源接口、第一至第三电源、一控制芯片、一锁存电路、一积分电路及一控制电路，所述电源接口用于连接一电源供应器以接收所述电源供应器输出的高电平信号或低电平信号及连接所述锁存电路以将所述高低信号提供给所述锁存电路，所述控制芯片连接所述锁存电路以控制所述锁存电路的导通或截止及连接所述风扇插座以输出不同占空比的PWM信号传送给所述风扇插座的控制端，所述锁存电路连接所述积分电路以控制所述积分电路将所述第一电源提供的电压通过积分后输出一积分电压信号，所述控制电路分别连接所述积分电路以接收所述积分电压信号及连接所述第二电源与所述风扇插座以根据所述积分电压信号控制所述第二电源输出一恒定电压给插有风扇的风扇插座的电压端，若所述风扇为4引脚风扇，所述控制芯片发送占空比变化的PWM信号给风扇插座的控制端以自动改变4引脚风扇的转速，若所述风扇为3引脚风扇，所述控制芯片输出随温度变化的PWM信号使得所述第一电源提供的电压通过所述积分电路积分后输出积分电压信号提供给所述控制电路，所述控制电路根据所述积分电压控制所述第二电源输出一变化的电压给风扇插座的电源端以控制所述3引脚风扇的转速。
本发明本发明风扇控制电路能自动检测到风扇的类型，并根据检测结果选择不同的控制方式控制风扇的转速，并且所述风扇控制电路结构简单、成本较低、工作稳定。
附图说明
图1是本发明风扇控制电路的较佳实施方式连接一风扇插座的方框图。
图2是图1的电路图。
具体实施方式
请参考图1，本发明风扇控制电路10用于自动检测插接于计算机主板的风扇插座108上的风扇(例如3引脚或4引脚的风扇)的类型，并根据风扇的类型控制风扇的转速，其较佳实施方式包括一电源接口60、一控制芯片70、第一电源80、第二电源90、一第三电源104、一锁存电路100、一积分电路102及一控制电路106。本实施方式中，所述控制芯片70为SuperI/O芯片，所述第一电源80为+5V电源，所述第二电源90为+12V电源，所述第三电源104为备用+5Vsb电源。
所述电源接口60用于连接一电源供应器110以接收所述电源供应器110输出的高电平信号或低电平信号及连接所述锁存电路100以将所述高低信号提供给所述锁存电路100，所述控制芯片70连接所述锁存电路100以控制所述锁存电路100的导通或截止及连接所述风扇插座108以输出不同占空比的PWM信号传送给所述风扇插座108的控制端CTL，所述锁存电路100连接所述积分电路102以控制所述积分电路102将所述第一电源80提供的电压通过积分后输出一积分电压信号，所述控制电路106分别连接所述积分电路102以接收所述积分电压信号及连接所述第二电源90与所述风扇插座108以根据所述积分电压信号控制所述第二电源90输出一恒定电压给插有风扇的风扇插座108的电压端VCC。
请参考图2，所述锁存电路100包括一三极管Q1、场效应管Q2-Q5、电阻R1-R5、电容C1-C2及一二极管D1。所述三极管Q1的基极经所述电阻R1连接所述电源接口60，其发射极连接所述控制芯片70、所述场效应管Q5的源极及所述风扇插座108的控制端CTL，所述三极管Q1的集电极连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接所述场效应管Q2的栅极、经所述电容C1接地、经所述电阻R2连接所述场效应管Q3的漏极及场效应管Q4的栅极，所述场效应管Q2的源极接地，其漏极连接所述场效应管Q3的栅极及经所述电阻R3连接所述第三电源104，所述场效应管Q3的源极接地，其漏极经所述电阻R4连接所述第一电源80，所述场效应管Q4的源极接地，其漏极经所述电容C2接地、连接所述场效应管Q5的栅极及经所述电阻R5连接所述电源接口60，所述场效应管Q5的漏极连接所述积分电路102。
所述积分电路102包括电阻R6、R7及一电容C3。所述场效应管Q5的漏极经所述电阻R6连接所述第一电源80、经所述电阻R7连接所述控制电路106及经所述电容C3接地。
所述控制电路106包括一放大器U1、一场效应管Q6、电阻R8、R9及一电容C4。所述放大器U1的反相输入端连接于所述电阻R7与所述电容C3之间的节点，所述放大器U1的同相输入端经所述电阻R8接地，所述放大器U1的输出端OUT连接所述场效应管Q6的栅极，所述场效应管Q6的源极连接所述第二电源90，其漏极分别连接所述风扇插座108的电压端VCC及经所述电容C4接地，所述电阻R9串接在所述放大器U1的同相输入端与所述场效应管Q6的漏极之间。为了进一步节省成本，所述电容C4可以删除。
下面说明所述风扇控制电路10的工作原理：
当一风扇插入所述风扇插座108中，若所述风扇为4引脚风扇，所述电源接口60从所述电源供应器110接收一低电平(如0V)信号，所述三极管Q1的基极接收低电平信号导通，所述场效应管Q2的栅极接收所述三极管Q1集电极输出的高电平信号导通，所述场效应管Q3的栅极接收所述场效应管Q2漏极输出的低电平信号截止，所述场效应管Q4的栅极接收所述第一电源80的电压导通，所述场效应管Q5的栅极接收所述场效应管Q4的漏极输出的低电平信号截止，第一电源80提供的电压通过电阻R7及电容C3积分后输出一积分电压提供给放大器U1的反相输入端，放大器U1的输出端OUT输出低电平(如0V)，所述场效应管Q6导通，从而第二电源90输出一恒定电压(如11.8V)给风扇插座108的电压端VCC。
开机后，所述电源接口60从所述电源供应器110接收一高电平信号，由于所述电阻R2将所述场效应管Q2与Q4的栅极的电平信号锁存在高电平，所以所述场效应管Q5的栅极仍然为低电平信号截止，第二电源90输出一恒定电压(如11.8V)给风扇插座108的电压端VCC，所述控制芯片70发送占空比变化的PWM信号给风扇插座108的控制端CTL以自动改变4引脚风扇的转速。
当一风扇插入所述风扇插座108中，若所述风扇为3引脚风扇，所述电源接口60从所述电源供应器110接收一低电平(如0V)信号，由于3引脚风扇没有控制引脚，所以所述三极管Q1的发射极相当于接地或悬空，此时所述场效应管Q2的栅极接收所述三极管Q1集电极输出的低电平信号截止，所述场效应管Q3的栅极接收所述场效应管Q2漏极输出的高电平信号导通，所述场效应管Q4的栅极接收所述场效应管Q3漏极输出的低电平信号截止，所述场效应管Q5的栅极接收所述电源接口60输出的高电平信号导通，所述控制芯片70输出随温度变化的PWM信号使得所述第一电源80提供的电压通过所述积分电路102积分后输出积分电压信号提供给所述控制电路106，所述控制电路106根据所述积分电压控制所述第二电源90输出一变化的电压给所述风扇插座108的电源端VCC以控制所述3引脚风扇的转速。
开机后，所述电源接口60从所述电源供应器110接收一高电平信号，由于所述电阻R2将所述场效应管Q2与Q4的栅极的电平信号锁存在低电平，所以所述场效应管Q5的栅极仍然为高电平信号导通，所述控制芯片70输出随温度变化的离散的数字PWM信号的占空比为10％时，所述第一电源80提供的电压通过所述电阻R7及电容C3积分后输出线性平滑的积分电压信号较小(如1.7伏特)，然后输入至所述放大器U1的反相输入端，所述放大器U1的输出端OUT输出的电压较大(如11.2伏特)，则所述场效应管Q6的栅极和源极之间的电压差较小，所述场效应管Q6导通程度较小，则所述第二电源90通过所述场效应管Q6后输出给风扇的电压较小(如5.8伏特)，从而使得风扇保持低速运转。若所述控制芯片70输出的离散的数字PWM信号的占空比较大(如80％)，所述第一电源80提供的电压通过所述电阻R7及电容C3积分后输出线性平滑的积分电压信号也较大(如10.2伏特)，然后输入至所述放大器U1的反相输入端，所述放大器U1的输出端OUT输出的电压与PWM信号的占空比为10％时相比较小(如10.1伏特)，则所述场效应管Q6的栅极和源极之间的电压差较大，所述场效应管Q6导通程度较大，则所述第二电源90通过所述场效应管Q6后输出给风扇的电压较高(如11.3伏特)，从而使得风扇保持高速运转。
本发明风扇控制电路10能自动检测到风扇的类型，并根据检测结果选择不同的控制方式控制风扇的转速，并且所述风扇控制电路结构简单、成本较低、工作稳定。

Claims (7)

1.一种风扇控制电路，包括一电源接口、第一至第三电源、一控制芯片、一锁存电路、一积分电路及一控制电路，所述电源接口用于连接一电源供应器以接收所述电源供应器输出的高电平信号或低电平信号及连接所述锁存电路以将所述高低信号提供给所述锁存电路，所述控制芯片连接所述锁存电路以控制所述锁存电路的导通或截止及连接所述风扇插座以输出不同占空比的PWM信号传送给所述风扇插座的控制端，所述锁存电路连接所述积分电路以控制所述积分电路将所述第一电源提供的电压通过积分后输出一积分电压信号，所述控制电路分别连接所述积分电路以接收所述积分电压信号及连接所述第二电源与所述风扇插座以根据所述积分电压信号控制所述第二电源输出一恒定电压给插有风扇的风扇插座的电压端，若所述风扇为4引脚风扇，所述控制芯片发送占空比变化的PWM信号给风扇插座的控制端以自动改变4引脚风扇的转速，若所述风扇为3引脚风扇，所述控制芯片输出随温度变化的PWM信号使得所述第一电源提供的电压通过所述积分电路积分后输出积分电压信号提供给所述控制电路，所述控制电路根据所述积分电压控制所述第二电源输出一变化的电压给风扇插座的电源端以控制所述3引脚风扇的转速。
2.如权利要求1所述的风扇控制电路，其特征在于：所述锁存电路包括一三极管、第一至第第四场效应管、第一至第五电阻、第一及第二电容及一二极管，所述三极管的基极经所述第一电阻连接所述电源接口，其发射极连接所述控制芯片、所述第四场效应管的源极及所述风扇插座的控制端，所述三极管的集电极连接所述二极管的阳极，所述二极管的阴极连接所述第一场效应管的栅极、经所述第一电容接地、经所述第二电阻连接所述第二场效应管的漏极及第三场效应管的栅极，所述第一场效应管的源极接地，其漏极连接所述第二场效应管的栅极及经所述第三电阻连接所述第三电源，所述第二场效应管的源极接地，其漏极经所述第四电阻连接所述第一电源，所述第三场效应管的源极接地，其漏极经所述第二电容接地、连接所述第四场效应管的栅极及经所述第五电阻连接所述电源接口，所述第四场效应管的漏极连接所述积分电路。
3.如权利要求2所述的风扇控制电路，其特征在于：所述积分电路包括第六及第七电阻及一第三电容，所述第四场效应管的漏极经所述第六电阻连接所述第一电源、经所述第七电阻连接所述控制电路及经所述第三电容接地。
4.如权利要求3所述的风扇控制电路，其特征在于：所述控制电路包括一放大器、一第五场效应管、第八及第九电阻，所述放大器的反相输入端连接于所述第七电阻与所述第三电容之间的节点，所述放大器的同相输入端经所述第八电阻接地，所述放大器的输出端连接所述第五场效应管的栅极，所述第五场效应管的源极连接所述第二电源，其漏极连接所述风扇插座的电压端，所述第九电阻串接在所述放大器的同相输入端与所述第五场效应管的漏极之间。
5.如权利要求4所述的风扇控制电路，其特征在于：所述控制电路还包括一第四电容，所述第四电容串接在所述第五场效应管的漏极与地之间。
6.如权利要求1所述的风扇控制电路，其特征在于：所述第一电源为+5V电源，所述第二电源为+12V电源，所述第三电源为备用+5V电源。
7.如权利要求1所述的风扇控制电路，其特征在于：所述控制芯片为一Super I/O芯片。
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