CN103439998A

CN103439998A - 设备舱散热控制装置

Info

Publication number: CN103439998A
Application number: CN2013102771201A
Authority: CN
Inventors: 林洋; 欧阳松; 胡永红; 魏德林; 许宝立; 李瑞夫
Original assignee: China Academy of Launch Vehicle Technology CALT; Beijing Institute of Space Launch Technology
Current assignee: China Academy of Launch Vehicle Technology CALT; Beijing Institute of Space Launch Technology
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2013-12-11

Abstract

一种设备舱散热控制装置，包括电源电路、转速检测报警电路、温度检测电路和驱动电路，其中所述电源电路为各个电路供电；转速检测报警电路采集风扇的转速脉冲信号，当风扇转速降到一定限度时，转速检测报警电输出报警信号；温度检测电路检测设备舱中的温度，当温度高于温度上限值时，输出风扇工作控制信号；温度低于下限值时，输出风扇停机控制信号；温度在上、下限值之间时，保持原来动作不变；驱动电路根据温度检测电路输出的控制信号来控制散热风扇的动作。本发明的控制器具有成本低廉，温度阈值设置灵活，功能可靠，报警及时等优点，达到了确保散热风扇可靠工作，为设备舱散热的目的。

Description

设备舱散热控制装置

技术领域

本发明涉及一种散热控制装置，尤其是涉及一种对设备舱散热进行控制和监测的装置，可用于特种车等各种车辆。

背景技术

一些特种车设备舱内经常安装有电源、发电机组等发热设备，这些设备工作时，会在设备舱内积聚大量热量，导致设备舱温度升高，过高的温度会影响舱内设备的正常运行，甚至导致设备故障。为解决该问题，设备舱一般配置散热风扇，设备工作时，散热风扇开始运转，将舱内热量排出。但该工作模式的缺点为在较低的外界温度环境下，散热风扇仍然运转，不仅会将设备不需要的冷空气吸入设备，还会影响散热风扇的使用寿命，且当散热风扇发生故障不运转时，无法及时发现，导致舱内温度升高，影响舱内设备的正常运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种设备舱散热控制装置，由电源电路、转速检测报警电路、温度检测电路、驱动电路等四部分组成。本发明从设置温度阈值回滞区间、温度上下限值可调、风扇转速信号检测方法等方面入手，使控制器具有成本低廉，温度阈值设置灵活，功能可靠，报警及时等优点，达到了确保散热风扇可靠工作，为设备舱散热的目的。本发明具有成本低廉、性能可靠、报警及时等优点，可起到根据设备舱的温度控制散热风扇是否工作，并对工作中的风扇运转情况进行监测，风扇故障可报警，实现设备舱的散热风扇智能控制的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种设备舱散热控制装置，包括电源电路、转速检测报警电路、温度检测电路和驱动电路，其特征是：电源电路为转速检测报警电路、温度检测报警电路及驱动电路供电；转速检测报警电路采集风扇的转速脉冲信号，当风扇转速降到一定限度时，转速检测报警电输出报警信号；温度检测电路检测设备舱中的温度，当温度高于温度上限值时，输出风扇工作控制信号；温度低于下限值时，输出风扇停机控制信号；温度在上、下限值之间时，保持原来动作不变；驱动电路根据温度检测电路输出的控制信号来控制散热风扇的动作。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述转速检测报警电路包括发光二级管，当风扇转速降到一定限度时，转速检测报警电路中的发光二级管点亮以发出报警信号表示风扇转速故障。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述转速检测报警电路包括光耦隔离电路，施密特触发器，脉冲检出电路，发光二极管；所述光耦隔离电路用于将采集到所述转速脉冲信号进行隔离，生成施密特触发器的输入信号；所述施密特触发器将所述输入信号整形为表示转速的规则的脉冲信号；所述脉冲检出电路检测脉冲信号，当检测到脉冲信号的脉冲宽度大于或等于报警设定值时，所述发光二极管发光，发出报警信号，当检测到脉冲信号的脉冲宽度小于报警设定值时，所述发光二极管不发光。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述转速检测报警电路还包括第一开关，当风扇不需要工作时，所述第一开关断开，所述转速检测报警电路不报警。、

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述施密特触发器由第一定时器构成。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述脉冲检出电路由第二定时器、三极管、电阻和电容构成。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中电源电路将24V的直流电源隔离变换为5V电源，然后为所述转速检测报警电路、温度检测报警电路及驱动电路供电。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述温度检测电路包括第一和第二热敏电阻、第三定时器、第一和第二温度范围调整电位器，所述第一热敏电阻和第一电位器用于检测温度的所述下限值，所述第二热敏电阻和第而电位器用于检测预设的温度的所述上限值。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述温度检测电路还包括发光二极管，当检测的温度低于所述下限值时，所述发光二极管不发光；当检测的温度高于所述上限值时，所述发光二极管发光。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述定时器为NE555定时器。

根据上述技术方案的设备舱散热控制装置，其中所述驱动电路包括继电器和续流二极管。

有益效果：

本发明采用定时器为核心芯片，实现转速及温度的检测、输出报警及控制信号功能，电路简单，成本低廉；采用DC/DC电源模块、光耦及继电器等隔离器件，实现控制器电路与外界的完全隔离，不易受外界电磁环境的干扰；采用RC电路实现设定转速报警阈值功能，用双NTC热敏电阻测量温度并实现温度阈值回滞区间功能，设定阈值精度高，检测、控制及报警功能可靠性高。

附图说明

图1是特种车设备舱散热控制装置原理框图；

图2是特种车设备舱散热控制装置电路图。

其中各附图标记含义如下：

1：电源电路

2：转速检测报警电路

3：温度检测电路

4：驱动电路

具体实施方式

参考图1，特种车设备舱散热控制装置由电源电路、转速检测报警电路、温度检测电路、驱动电路等四部分组成。其中电源电路将24V直流电源隔离变换为5V电源，为转速检测报警电路、温度检测报警电路及驱动电路供电。转速检测报警电路采集风扇的转速脉冲信号，当风扇转速降到一定限度时，转速检测报警电输出报警信号；温度检测电路检测设备舱中的温度，当温度高于温度上限值时，输出风扇工作控制信号；温度低于下限值时，输出风扇停机控制信号；温度在上、下限值之间时，保持原来动作不变；驱动电路根据温度检测电路输出的控制信号来控制散热风扇的动作。

本发明特种车设备舱散热控制装置的具体电路图结构如图2所示。下面结合附图详细说明一下各个电路：

（1）电源电路

DC/DC电源模块将24V直流电源隔离变换为5V电源，为转速检测报警电路、温度检测报警电路及驱动电路供电；C1、C2、C3、C4为滤波电容，G1为变压器。输出的5V电压用VCC来表示。

（2）转速检测报警电路

转速脉冲信号P经过光耦U1隔离后，作为第一级555定时器U2构成的施密特触发器的输入信号，将转速信号整形为规则脉冲信号；第二级NE555定时器U3与PNP型三极管Q1、R3、C6构成失落脉冲检出电路。R3、C6参数取值使单稳输出脉宽tw大于转速报警设定值的周期。当转速正常时，频率较高，周期较短，使得U3的管脚6不能被充电至2/3VCC，所以U3管脚3始终为高电平，发光二极管LED1不亮，表示转速正常。当风扇转速降到一定限度，脉冲间隔拉大，周期加长，可使U3管脚6充电至2/3VCC，U3管脚3变为低电平，发光二极管LED1亮，表示风扇转速故障，发出报警信号。当风扇不需工作时，开关K1断开，该电路不报警。其中R1为限流电阻，R2为上拉电阻，R4为限流电阻。

（3）温度检测电路及驱动电路

温度检测电路由NTC热敏电阻Rt1、Rt2、NE555定时器U4、温度范围调整电位器RP1、RP2组成。热敏电阻Rt1、RP1检测下限温度，Rt2、RP2检测上限温度。当温度下降，使定时器U4的管脚2电位低于1/3VCC，U4管脚3输出高电平，继电器K1线圈断电，断开风扇电源，发光二极管LED2灯灭；当温度升高时，U4管脚6电位高于2/3VCC，U4管脚3输出低电平，继电器K1线圈上电，LED2灯亮，接通风扇电源；温度高于下限温度，低于上限温度时，即U4管脚2电位高于1/3VCC，管脚6电位低于2/3VCC时，管脚3输出保持原状态不变，形成回滞区间，避免风扇在温度限值处频繁通断。另外在图2中，R5为限流电阻，D1为继电器K1控制线圈续流二极管。

当然本系统也可以使用其他常用的timer IC来代替NE555定时器。

以上所述的实施例，只是本发明的优选的具体实施方式的一种，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种设备舱散热控制装置，包括电源电路、转速检测报警电路、温度检测电路和驱动电路，其特征是：

电源电路为转速检测报警电路、温度检测报警电路及驱动电路供电；

转速检测报警电路采集风扇的转速脉冲信号，当风扇转速降到一定限度时，转速检测报警电输出报警信号；

温度检测电路检测设备舱中的温度，当温度高于温度上限值时，输出风扇工作控制信号；温度低于下限值时，输出风扇停机控制信号；温度在上、下限值之间时，保持原来动作不变；

驱动电路根据温度检测电路输出的控制信号来控制散热风扇的动作。

2.根据权利要求1所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述转速检测报警电路包括发光二级管，当风扇转速降到一定限度时，转速检测报警电路中的发光二级管点亮以发出报警信号表示风扇转速故障。

3.根据权利要求1或2所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述转速检测报警电路包括光耦隔离电路，施密特触发器，脉冲检出电路，发光二极管；所述光耦隔离电路用于将采集到所述转速脉冲信号进行隔离，生成施密特触发器的输入信号；所述施密特触发器将所述输入信号整形为表示转速的规则的脉冲信号；所述脉冲检出电路检测脉冲信号，当检测到脉冲信号的脉冲宽度大于或等于报警设定值时，所述发光二极管发光，发出报警信号，当检测到脉冲信号的脉冲宽度小于报警设定值时，所述发光二极管不发光。

4.根据权利要求3所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述转速检测报警电路还包括第一开关，当风扇不需要工作时，所述第一开关断开，所述转速检测报警电路不报警。

5.根据权利要求3所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述施密特触发器由第一定时器构成。

6.根据权利要求3或5所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述脉冲检出电路由第二定时器、三极管、电阻和电容构成。

7.根据权利要求1所述的设备舱散热控制装置，其特征是：电源电路将24V的直流电源隔离变换为5V电源，然后为所述转速检测报警电路、温度检测报警电路及驱动电路供电。

8.根据权利要求1所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述温度检测电路包括第一和第二热敏电阻、第三定时器、第一和第二温度范围调整电位器，所述第一热敏电阻和第一电位器用于检测温度的所述下限值，所述第二热敏电阻和第而电位器用于检测预设的温度的所述上限值。

9.根据权利要求8所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述温度检测电路还包括发光二极管，当检测的温度低于所述下限值时，所述发光二极管不发光；当检测的温度高于所述上限值时，所述发光二极管发光。

10.根据权利要求5-6、8-9中任意一个所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述定时器为NE555定时器。

11.根据权利要求1或7所述的设备舱散热控制装置，其特征是：所述驱动电路包括继电器和续流二极管。