CN102042249A - 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，包括一控制芯片、一第一及一第二开关、一转换电路及一风扇连接器，第一开关的第一端与控制芯片相连，第一开关的第二端与转换电路相连，第一开关的第三端与风扇连接器的控制引脚相连，第二开关的第一端与风扇连接器的电源引脚相连，第二开关的第二端与转换电路相连，第二开关的第三端与一第一电源相连，当第一及第二开关的第一端与第二端相连时，控制芯片发出的控制信号经转换电路转换成电压信号后，输出给风扇连接器的电源引脚，当第一及第二开关的第一端与第三端相连时，控制芯片发出的控制信号输出给风扇连接器的控制引脚，第一电源输出电压给风扇连接器的电源引脚。本发明电脑风扇控制电路可控制不同类型风扇的转速。

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(PulseWidth 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 Output System，BIOS)中自主设置CPU和主机板的温度限制，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4引脚风扇可以通过PWM实现智能风扇功能，而3引脚风扇由于没有对应的引脚因此无法接收PWM信号，因此3引脚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机板纷纭芜杂，但是都存在一个共同的缺陷，只能支持3引脚或者4引脚风扇中的一种。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，由于主机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3引脚和4引脚风扇所需的控制电路集成在一起，使主机板能够控制3引脚和4引脚风扇的转速，那么诸如此类问题将不再发生。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种能够控制不同类型风扇转速的电脑风扇控制电路。
一种电脑风扇控制电路，包括一控制芯片、一第一开关、一转换电路、一第二开关及一风扇连接器，所述第一开关的第一端与所述控制芯片相连，所述第一开关的第二端与所述转换电路相连，所述第一开关的第三端与所述风扇连接器的控制引脚相连，所述第二开关的第一端与所述风扇连接器的电源引脚相连，所述第二开关的第二端与所述转换电路相连，所述第二开关的第三端与一第一电源相连，当所述第一及第二开关的第一端与第二端相连时，所述控制芯片发出的控制信号经所述转换电路转换成电压信号后，输出给所述风扇连接器的电源引脚，当所述第一及第二开关的第一端与第三端相连时，所述控制芯片发出的控制信号输出给所述风扇连接器的控制引脚，所述第一电源输出电压给所述风扇连接器的电源引脚。
本发明电脑风扇控制电路集成了不同类型风扇的控制线路，并通过所述第一及第二开关来根据风扇的类型选择合适的控制方式，以对风扇的转速进行准确的控制。
附图说明
图1是本发明电脑风扇控制电路较佳实施方式的原理框图。
图2是图1的电路图。
具体实施方式
请参考图1，本发明电脑风扇控制电路的较佳实施方式包括一控制芯片10、一第一开关20、一转换电路30、一第二开关40、一风扇连接器50及一分压保护电路60。所述转换电路30通过所述第一开关20与所述控制芯片10相连，并通过所述第二开关40与所述风扇连接器50相连。所述第一开关20与所述风扇连接器50相连。所述风扇连接器50通过所述分压保护电路60与所述控制芯片10相连。在本实施方式中，所述控制芯片10为一S1O(SuperInput/Output，超级输入输出)芯片。
请继续参考图2，所述第一开关20及第二开关40均包括一第一端1、一第二端2及一第三端3。所述转换电路30包括一积分电路32、一运算放大器U1及一电子开关Q1，所述积分电路32包括一电阻R1及一电容C1。所述风扇连接器50包括一接地引脚1、一电源引脚2、一侦测引脚3及一控制引脚4。所述分压保护电路60包括一二极管D1及三个电阻R7-R9。所述第一开关20的第一端1与所述控制芯片10相连，以接收所述控制芯片10输出的脉冲宽度调制信号PWM。所述第一开关20的第二端2通过所述电阻R1与所述运算放大器U1的反相输入端相连，并依次通过所述电阻R1及所述电容C1接地。所述第一开关20的第三端3通过一电阻R5与一第一电源VCC1相连，并通过一电阻R6与所述风扇连接器50的控制引脚4相连。所述运算放大器U1的同相输入端通过一电阻R3接地。所述电子开关Q1的第一端与所述运算放大器U1的输出端相连，并通过一电阻R2与一第二电源VCC2相连。所述电子开关Q1的第二端与所述第二电源VCC2相连。所述电子开关Q1的第三端通过一电阻R4与所述运算放大器U1的同相输入端相连，并与所述第二开关40的第二端2相连。所述第二开关40的第一端1与所述风扇连接器50的电源引脚2相连，所述第二开关40的第三端3与所述第二电源VCC2相连。所述二极管D1的阳极与所述风扇连接器50的侦测引脚3相连，并通过所述电阻R7与所述第二电源VCC2相连，还通过所述电阻R8与所述控制芯片10相连，且依次通过所述电阻R8及R9接地。所述二极管D1的阴极与所述第二电源VCC2相连。所述风扇连接器50的接地引脚1接地。
在本实施方式中，所述电脑风扇控制电路设于一电脑主机板上，所述第一开关20及第二开关40均为设于所述主机板上的跳线；所述电子开关Q1为PMOS场效应管，其第一、第二及第三端分别对应于PMOS场效应管的栅极、源极及漏极；所述二极管D1为一稳压二极管。在其他实施方式中，所述第一开关20、所述第二开关40及所述电子开关Q1均可为其他形式的开关。
当一3引脚风扇接入所述主机板时，所述风扇连接器50的控制引脚4被闲置，将所述第一开关20及第二开关40的第一端1与第二端2连接起来后，所述转换电路30接收所述控制芯片10发出的脉冲宽度调制信号PWM，所述3引脚风扇的转速变化与所述电子开关Q1的第三端电压的变化成正比。当所述控制芯片10发出的脉冲宽度调制信号PWM的占空比增加时，所述积分电路32将离散的脉冲宽度调制信号PWM转化为连续的模拟信号的电压值增大，所述模拟信号经所述运算放大器U1的反相输入端输入，再由所述运算放大器U1的输出端输出给所述电子开关Q1的第一端时，电压值减小。此时，所述电子开关Q1的第一端和第二端之间的电压差变大，所述场效应管Q1导通程度变大，所述第二电源VCC2通过所述电子开关Q1输入到所述风扇连接器50侦测引脚3的电压变大，所述3引脚风扇的转速增加。反之，当所述控制芯片10发出的脉冲宽度调制信号PWM的占空比减少时，所述3引脚风扇的转速减小。
当一4引脚风扇接入所述主机板时，将所述第一开关20及第二开关40的第一端1与第三端3连接起来，所述控制芯片10发出的脉冲宽度调制信号PWM的经所述电阻R5上拉到所述第一电源VCC1，增强了所述脉冲宽度调制信号PWM从所述控制芯片10传输到所述风扇连接器50的驱动能力，再经所述电阻R6输入所述风扇连接器50的控制引脚4，所述第二电源VCC2输出的电压输入所述风扇连接器50的电源引脚2，所述4引脚风扇的转速变化与所述脉冲宽度调制信号PWM的占空比成正比。由于所述4引脚风扇内部已经集成了脉冲宽度调制信号控制线路，这里不再赘述。在本实施方式中，所述第一电源VCC1的电压值为5V，所述第二电源VCC2的电压值为12V。
当接入所述主机板的3引脚风扇或4引脚风扇工作时，所述风扇连接器50的侦测引脚3输出的风扇实际转速信号经所述分压保护电路60输出给所述控制芯片10，以便所述控制芯片10对风扇的转速进行调整。所述分压保护电路60中的二极管D1利用其单向导通性来实现电压钳位功能，当所述二极管D1的阳极因短路等意外情况而电压过大时，所述二极管D1导通，过大的电压泄漏到所述第二电源VCC2，从而有效地防止了因电压过大而导致的损坏风扇或所述控制芯片10的状况。所述风扇实际转速信号经所述电阻R7上拉到所述第二电源VCC2，增强了所述风扇实际转速信号从所述风扇连接器50传输到所述控制芯片10的驱动能力，再经所述电阻R8、R9分压后，所述风扇实际转速信号满足了所述控制芯片10的电压需求。
本发明电脑风扇控制电路集成了不同类型风扇的控制线路，并通过所述第一开关20及第二开关40来根据风扇的类型选择合适的控制方式，以对风扇的转速进行准确地控制。

Claims (9)

1.一种电脑风扇控制电路，包括一控制芯片、一第一开关、一转换电路、一第二开关及一风扇连接器，所述第一开关的第一端与所述控制芯片相连，所述第一开关的第二端与所述转换电路相连，所述第一开关的第三端与所述风扇连接器的控制引脚相连，所述第二开关的第一端与所述风扇连接器的电源引脚相连，所述第二开关的第二端与所述转换电路相连，所述第二开关的第三端与一第一电源相连，当所述第一及第二开关的第一端与第二端相连时，所述控制芯片发出的控制信号经所述转换电路转换成电压信号后，输出给所述风扇连接器的电源引脚，当所述第一及第二开关的第一端与第三端相连时，所述控制芯片发出的控制信号输出给所述风扇连接器的控制引脚，所述第一电源输出电压给所述风扇连接器的电源引脚。
2.如权利要求1所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述转换电路包括一积分电路、一运算放大器及一电子开关，所述运算放大器的同相输入端通过一第一电阻接地，所述运算放大器的反相输入端通过所述积分电路与所述第一开关的第二引脚相连，所述运算放大器的输出端与所述电子开关的第一端相连，所述电子开关的第二端与所述第一电源相连，并通过一第二电阻与所述电子开关的第一端相连，所述电子开关的第三端与所述第二开关的第二端相连，并通过一第三电阻与所述运算放大器的同相输入端相连，当所述第一及第二开关的第一端与第二端相连时，所述控制芯片发出的控制信号经所述积分电路转换成模拟信号，所述模拟信号经所述运算放大器放大后输出给所述电子开关，以控制所述电子开关的导通程度，进而将所述第一电源输出的电压通过所述电子开关输出给所述风扇连接器的电源引脚。
3.如权利要求2所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述积分电路包括一第四电阻及一电容，所述第四电阻的一端与所述第一开关的第二端相连，以接收所述控制信号，所述第四电阻的另一端通过所述电容接地，并与所述运算放大器的反相输入端相连。
4.如权利要求2所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述电子开关为一PMOS场效应管，所述电子开关的第一端、第二端及第三端分别为所述PMOS场效应管的栅极、源极及漏极。
5.如权利要求1所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述风扇连接器的接地引脚接地，侦测引脚通过一分压保护电路与所述控制芯片相连，以将风扇的实际转速输出给所述控制芯片。
6.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述分压保护电路包括一二极管，所述二极管的阳极与所述风扇连接器的侦测引脚相连，并通过一第一电阻与所述第一电源相连，还通过一第二电阻与所述控制芯片相连，且依次通过所述第二电阻及一第三电阻接地，所述二极管的阴极与所述第一电源相连。
7.如权利要求6所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述二极管为一稳压二极管。
8.如权利要求1所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述控制芯片为一超级输入输出芯片，所述控制信号为一脉冲宽度调制信号。
9.如权利要求1所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述第一及第二开关均为跳线。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Hongfutai precision electronics (Yantai) Co., Ltd.

Assignor: Hung Fujin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd.|Hon Hai Precision Industry Co

Contract record no.: 2010990000394

Denomination of invention: Computer fan control circuit and control method

License type: Exclusive License

Open date: 20110504

Record date: 20100618

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

Free format text: FORMER OWNER: HONGFUJIN PRECISE INDUSTRY (SHENZHEN) CO., LTD.

Effective date: 20141029

Owner name: JIANGSU ELECTRIC POWER COMPANY XIANGSHUI POWER SUP

Free format text: FORMER OWNER: HONGFUJIN PRECISE INDUSTRY CO., LTD.

Effective date: 20141029

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Chen Qun

Inventor after: Pan Haitao

Inventor after: Pan Haiying

Inventor before: Ou Guangfeng

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: OU GUANGFENG TO: CHEN QUN PAN HAITAO PAN HAIYING

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 518109 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE TO: 100031 XICHENG, BEIJING

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20141029

Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing

Applicant after: State Grid Corporation of China

Applicant after: Jiangsu Electric Power Company

Applicant after: Xiangshui County Power Supply Company of Jiangsu Electric Power Company

Applicant after: XIANGSHUI XINGYUAN ELECTRICAL INDUSTRIAL CO., LTD.

Address before: 518109 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Longhua Town Industrial Zone tabulaeformis tenth East Ring Road No. 2 two

Applicant before: Hongfujin Precise Industry (Shenzhen) Co., Ltd.

Applicant before: Hon Hai Precision Industry Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141203

Termination date: 20151012

EXPY Termination of patent right or utility model