CN103309420B - 延时启动电路及具有该延时启动电路的风扇装置 - Google Patents

延时启动电路及具有该延时启动电路的风扇装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种延时启动电路及具有该延时启动电路的风扇装置。所述延时启动电路包括信号转换电路、第一开关、第二开关及延时芯片，所述信号转换电路接收一驱动信号，并将该驱动信号转换为一控制信号，所述第一开关同时与风扇及延时芯片电性连接，以选择性的将控制信号传送至风扇或延时芯片，所述第二开关电性连接于延时芯片与风扇之间，所述延时芯片用于对控制信号进行延时处理，并将经延时处理后的控制信号通过第二开关传送至风扇。所述延时启动电路可有效地降低终端设备的电源装置的功耗，减少终端设备的设计成本。

Description

延时启动电路及具有该延时启动电路的风扇装置
技术领域
本发明涉及一种延时启动电路，尤其涉及一种用于风扇装置的延时启动电路。
背景技术
为解决散热问题，服务器内通常配置多个风扇。常用的风扇在启动瞬间一般会产生一浪涌电流，该浪涌电流往往比风扇实际工作所需的电流大很多。例如，一个具有5个风扇的服务器开机后，上述5个风扇将同时启动，其启动瞬间的功耗可能超过100瓦。如此，必然造成电源装置电能的浪费，同时为满足风扇的最大功耗，就需要选择配置较好的电源装置，增加了服务器的设计成本。
发明内容
鉴于以上情况，有必要提供一种可减少风扇启动时的瞬间功率的延时启动电路。
另，还有必要提供一种具有上述延时启动电路的风扇装置。
一种延时启动电路，用于启动一受控装置，所述延时启动电路包括信号转换电路、第一开关、第二开关及延时芯片，所述信号转换电路接收一驱动信号，并将该驱动信号转换为一控制信号，所述第一开关同时与所述受控装置及延时芯片电性连接，以选择性的将控制信号传送至受控装置或延时芯片，所述第二开关电性连接于延时芯片与受控装置之间，所述延时芯片用于对控制信号进行延时处理，并将经延时处理后的控制信号通过第二开关传送至受控装置。
一种风扇装置，其包括风扇、连接器及连接线缆及延时启动电路，所述连接器连接于连接线缆的一端，用于从外部获取驱动信号，所述延时启动电路与连接线缆电性连接，用于接收驱动信号，并将该驱动信号转换为一控制信号，所述延时电路还用于对控制信号进行延时处理，并将经延时处理后的控制信号传送至风扇以驱动风扇转动。
上述延时启动电路通过信号转换电路对驱动信号进行转换，并通过延时芯片进行延时，以使风扇延时一段时间后开始转动。如此，终端设备内部的不同的风扇可不必在终端设备开机后同时转动，降低了终端设备的电源装置的功耗。同时，在配置电源装置时，无需使用功率较高的电源装置，减少了终端设备的设计成本。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施方式的风扇装置的立体图；
图2为图1所示的延时启动电路的电压调整电路的电路图；
图3为图1所示的延时启动电路的信号转换电路的电路图；
图4为图1所示的延时启动电路的主电路图。
主要元件符号说明
风扇装置 100
风扇 10
连接器 20
连接线缆 30
控制板 40
延时启动电路 50
电压调整电路 51
第一电阻 R1
第二电阻 R2
信号转换电路 52
第三电阻 R3
第一晶体管 Q1
第四电阻 R4
第二晶体管 Q2
第五电阻 R5
基极 B1、 B2
射极 E1、E2
集电极 C1、C2
第一开关 53
第一不动端 S1
第二不动端 S3
动端 S2
第六电阻 R6
延时芯片 U1
信号输入引脚 SENSE
电平设置引脚 MR
时间设定引脚 CT
电源引脚 VDD
接地引脚 GND
信号输出引脚 RESET
第七电阻 R7
第八电阻 R8
第九电阻 R9
第十电阻 R10
第十一电阻 R11
第十二电阻 R12
第一电容 C1
第二电容 C2
第三电容 C3
第二开关 54
不动端 K1
动端 K2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的较佳实施方式提供一种风扇装置100，其应用于一终端设备（图未示），如服务器。该风扇装置100包括风扇10、连接器20、连接线缆30、控制板40及延时启动电路50。该控制板40固定于风扇10上，该延时启动电路50设置于控制板40上。
该连接器20连接于连接线缆30的一端，用于插接在终端设备的主板上，以从主板上获取风扇10工作所需的信号，如12V的电压、风扇转速检测信号、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)驱动信号。
该连接线缆30同时连接于控制板40和风扇10上，以向风扇10传送工作所需的信号。其中，12V的电压与PWM驱动信号经连接线缆30传送至控制板40上的延时启动电路50，风扇转速检测信号经连接线缆30直接传送至风扇10的内部。
请结合参与图2-图4，该延时启动电路50用于对PWM驱动信号进行转换及延时，以控制风扇10的启动时间。该延时启动电路50包括电压调整电路51、信号转换电路52、第一开关53、第二开关54、延时芯片U1及延时芯片U1的外设电路（图未标）。
该电压调整电路51用于将12V的电压调整为3.3V的电压，以驱动信号转换电路52和延时芯片U1。该电压调整电路51包括第一电阻R1及第二电阻R2，该第一电阻R1和第二电阻R2串联于12V的电压与地之间。经过第一电阻R1和第二电阻R2的分压后，该第一电阻R1和第二电阻R2之间输出3.3V的电压VCC。
该信号转换电路52用于将PWM驱动信号转换成一组控制信号Ctrl，在本实施例中，该控制信号Ctrl为方波。具体地，该信号转换电路52包括第三电阻R3、第一晶体管Q1、第四电阻R4、第二晶体管Q2及第五电阻R5。该第一晶体管Q1包括基极B1、射极E1及集电极C1。该PWM驱动信号通过第三电阻R3进入基极B1，该射极E1接地，该集电极C1通过第四电阻R4与3.3V的电压VCC电性连接。该第二晶体管Q2包括基极B2、射极E2及集电极C2。该基极B2与第一晶体管Q1的集电极C1电性连接，该射极E2接地，该集电极C2通过第五电阻R5与3.3V的电压VCC电性连接。同时，该集电极C2用于输出所述控制信号Ctrl。当PWM驱动信号处于高电平时，该第一晶体管Q1导通，第二晶体管Q2截止，故集电极C2输出的控制信号Ctrl也为高电平，当PWM驱动信号处于低电平时，该第一晶体管Q1截止，第二晶体管Q2导通，故集电极C2输出的控制信号Ctrl也为低电平。如此，该PWM驱动信号即被转换为方波的控制信Ctrl号。同时，由于设置该信号转换电路52，可以避免终端设备开机时PWM驱动信号的浪涌电流直接进入延时芯片U1，而损坏延时芯片U1。
在本实施例中，该第一开关53为单刀双掷开关，其包括第一不动端S1、第二不动端S3及动端S2。该第一不动端S1通过一第六电阻R6与风扇10电性连接，该第二不动端S3与延时芯片U1的外设电路电性连接，该动端S2与第二晶体管Q2的集电极C2电性连接，以接收控制信号Ctrl。该动端S2可选择地与第一不动端S1或第二不动端S3电性连接，以将控制信号Ctrl通过第一不动端S1传送至风扇10，或将控制信号Ctrl通过第二不动端S2传送至延时芯片U1的外设电路。
该延时芯片U1用于延迟第一开关53输出的控制信号Ctrl，该延时芯片U1包括信号输入引脚SENSE、电平设置引脚MR、时间设定引脚CT、电源引脚VDD、接地引脚GND及信号输出引脚RESET。该延时芯片U1的外设电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3。
该第七电阻R7和第八电阻R8串联于第一开关53的第二不动端S3与地之间。该信号输入引脚SENSE电性连接于第七电阻R7和第八电阻R8之间，并通过第二电容C2接地，控制信号Ctrl通过该信号输入引脚SENSE进入延时芯片U1。该第十电阻R10和第三电容C3串联于3.3V的电压VCC与地之间，该电平设置引脚MR通过第九电阻R9电性连接于第十电阻R10和第三电容C3之间。该时间设定引脚CT通过第一电容C1接地。该电源引脚VDD通过第十一电阻R11与3.3V的电压VCC电性连接。该信号输出引脚RESET通过第十二电阻R12与电源引脚VDD电性连接，同时电性连接于第十电阻R10和第三电容C3之间，该信号输出引脚RESET用于输出经延时后的控制信号Ctrl。通过调整第一电容C1的电容值，可调整控制信号Ctrl的延时时间。在本实施例中，该第一电容C1的电容值为18nF，依据该延时芯片U1的延时时间计算标准，该控制信号Ctrl的延时时间T=C1/175+0.0005=0.103S，即从延时芯片U1的信号输入引脚SENSE接收到控制信号Ctrl到信号输出引脚RESET输出控制信号Ctrl的时间约为100mS。
该第二开关54为单刀单掷开关，其包括不动端K1及动端K2。该不动端K1与延时芯片U1的信号输出引脚RESET电性连接，以接收延时后的控制信号Ctrl。该动端K2与风扇10电性连接，当该动端K2与不动端K1电性连接时，延时后的控制信号Ctrl可通过该第二开关54进入风扇10。
下面进一步说明该风扇装置100的工作原理：
在终端设备开机前，操作者可根据电源装置的功率选择是否延时启动风扇10及风扇10延时启动的数量。当无需延时启动风扇10时，将第一开关53的动端S2与第一不动端S1电性连接，并使第二开关54的不动端K1及动端K断开。此时，控制信号Ctrl通过第一不动端S1直接传送至风扇10，以控制风扇10转动。同时，由于该第二开关54的的不动端K1及动端K断开，使得控制信号Ctrl不会进入延时芯片U1而避免干扰延时芯片U1。
当需要延时启动风扇10时，将第一开关53的动端S2与第二不动端S3电性连接，并使第二开关54的不动端K1与动端K电性连接。此时，延时芯片U1的信号输入引脚SENSE接收由第二不动端S3传送的控制信号Ctrl，延时芯片U1对该控制信号Ctrl进行延时后，通过信号输出引脚RESET输出。经过延时后的控制信号Ctrl通过第二开关54传送至风扇10。如此，该风扇10将延时一段时间后才转动。显然，通过延时启动一定数量的风扇10，可降低终端设备开机时电源装置的功耗。
可以理解，本发明的延时启动电路50还可以用于延时启动服务器内其它的受控装置，如网卡、显卡等各种通信卡。
本发明的风扇装置100通过延时启动电路50对主板传送的PWM驱动信号进行转换及延时，进而驱动风扇10延时一段时间后开始转动。如此，不同的风扇10可不必在终端设备开机后同时转动，降低了终端设备的电源装置的功耗。同时，在配置电源装置时，无需使用功率较高的电源装置，减少了终端设备的设计成本。

Claims (3)

1.一种延时启动电路，用于启动一受控装置，其特征在于：所述延时启动电路包括信号转换电路、第一开关、第二开关及延时芯片，所述信号转换电路接收一驱动信号，并将该驱动信号转换为一控制信号，所述第一开关同时与所述受控装置及延时芯片电性连接，以选择性的将控制信号传送至受控装置或延时芯片，所述第二开关电性连接于延时芯片与受控装置之间，所述延时芯片用于对控制信号进行延时处理，并将经延时处理后的控制信号通过第二开关传送至受控装置，所述信号转换电路包括第一晶体管及第二晶体管，所述第一晶体管包括基极、射极及集电极，所述第二晶体管包括基极、射极及集电极，所述第一晶体管的基极接收驱动信号，第一晶体管的射极接地，第一晶体管的集电极与第二晶体管的基极电性连接，第二晶体管的射极接地，第二晶体管的集电极输出所述控制信号。
2.如权利要求1所述的延时启动电路，其特征在于：所述第一开关包括第一不动端、第二不动端及动端，所述第一不动端与风扇电性连接，所述第二不动端与延时芯片电性连接，所述动端与第二晶体管的集电极电性连接，并选择性地与第一不动端或第二不动端电性连接。
3.如权利要求2所述的延时启动电路，其特征在于：所述延时芯片包括信号输入引脚及信号输出引脚，所述信号输入与第一开关的第二不动端电性连接，所述信号输出引脚与第二开关电性连接。
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