CN104141624A - 一种风扇无级调速电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风扇无级调速电路，包括：温度传感器（1）、信号调理电路（2）、A/D转换电路（3）、微控制器（4）、风扇（7）、推挽驱动电路（5）和场效应管调压电路（6）。温度传感器（1）安装在开关电源的散热器上，温度传感器（1）、信号调理电路（2）、A/D转换电路（3），微控制器（4）、推挽驱动电路（5）、场效应管调压电路和与风扇（7）依次相连。本电路根据检测的散热器温度，调整微控制器（4）输出的脉宽调制信号，达到无级调节风扇转速的目的。本电路新颖，节能高效，安全可靠，体积小巧，保证散热风扇调速电路在严酷环境下长期稳定正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种风扇调速电路，特别是一种风扇无级调速电路。
背景技术
传统的风扇，尤其是开关电源用散热风扇，一般采用的是三极管线性调压电路进行调速。当系统开机后，风扇加电，控制器采样散热器温度传感器的电压，通过D\A芯片输出相应的控制电压，线性调压调速电路根据控制电压，为风扇提供不同的工作电压，从而调整风扇转速。传统的风扇调速电路由温度传感器、采样信号调理电路、A\D转换电路、控制电路、三极管调压电路、风扇等元件组成。由于开关电源在工作时会产生大量热量，所以散热风扇一直处于工作状态，传统的三极管调压调速电路是线性调压电路，三极管工作在放大区，大量的能量消耗在三极管上，造成该电路效率极低，长期工作时，也极易造成过温从而导致三极管过温烧毁，影响系统的正常工作，而如果再为三极管加装散热器，又会影响系统整体体积和设计。所以采用传统风扇调速电路，不能满足系统在严酷环境下长期稳定工作的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种风扇无级调速电路，解决开关电源在严酷环境下散热风扇调速电路不能长期稳定工作的问题。
一种风扇无级调速电路，包括：温度传感器、信号调理电路、A\D转换电路、微控制器和风扇，还包括：推挽驱动电路和场效应管调压电路。所述场效应管调压电路，包括：场效应管Q1、二极管V1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管V2、三极管V3、三极管V4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8。电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C1的一端、二极管V1的阴极均与电感L1的一端相连，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电容C3的一端、电容C4的一端、稳压二极管D1的阴极与三极管V2的集电极相连，电容C3的另一端、电容C4的另一端、稳压二极管D1的阴极、电容C1的另一端与场效应管Q1的漏极相连，电感L1的另一端与电容C2的一端相连，二极管V1的阳极、电容C2的另一端与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极、电阻R7的一端、稳压二极管D2的阳极与电阻R5的一端相连，三极管V2的发射极、三极管V4的发射极与电阻R5的另一端相连，三极管V2的基极、三极管V4的基极、三极管V3的集电极与电阻R4的一端相连，三极管V3的基极、电容C5的一端、电阻R6的一端与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端、三极管V3的发射极、三极管V4的集电极、稳压二极管D2的阳极与电阻R7的另一端相连，电容C5的另一端与电阻R6的另一端相连，同时与脉宽调制信号端相连。
温度传感器安装在开关电源的散热器上，信号调理电路的电压输入接口与温度传感器的电压输出接口连接，A\D转换电路的电压输出接口与信号调理电路的电压输入接口连接，微控制器的SPI接口与A\D转换电路的SPI接口连接，推挽驱动电路的脉冲输入接口与微控制器的脉冲输出接口连接，场效应管调压电路的驱动脉冲输入接口与推挽驱动电路的驱动脉冲输出接口相连，风扇的正负极输入接口与场效应管调压电路的正负极输出接口相连。
工作时温度传感器将温度信号转变为电压信号，信号调理电路将其输出的电压信号转变为A\D转换电路能接受的输入电压信号，A\D转换电路将电压信号转换为微控制器能够处理的数字信号，微控制器根据输入的数字信号，输出相应的风扇调速脉冲。推挽驱动电路将微控制器输出的调速脉冲转变为场效应管调压电路的驱动控制信号，来控制场效应管的开通和关断。场效应管调压电路根据驱动控制信号工作在开关状态，以调整输出电压。
风扇无级调速电路在工作时，系统上电，安装在散热器上的温度传感器根据所测得的温度输出相应的电压信号，信号调理电路将此电压信号进行滤波、电平转换处理，输入到A\D转换电路，A\D转换电路根据参考电压得到的电压信号转换为数字信号，微控制器通过通讯接口，得到该数字信号，通过内部计算，微控制器得到散热器温度，当温度处于高温区时，即60℃-80℃，微控制器将输出大占空比的固定频率脉冲信号，以保证风扇得到与占空比对应的高工作电压，提高散热风扇转速。推挽驱动电路接收微控制器发出的脉冲调宽信号后输出驱动信号，控制场效应管的开通和关断。场效应管工作在开关状态，根据推挽驱动电路产生的脉冲调宽信号，场效应管调压电路产生相应大小的电压信号，从而控制散热风扇的转速。
本电路新颖，节能高效，安全可靠，体积小巧，可以保证散热风扇调速电路在严酷环境下长期稳定正常工作，可以运用到各类开关电源中。
附图说明
图1 一种风扇无级调速电路系统图；
图2 场效应管调压电路图；
1.温度传感器 2.信号调理电路 3.A\D转换电路 4.微控制器 5.推挽驱动电路 6.场效应管调压电路 7.风扇。
具体实施方式
一种风扇7无级调速电路，包括：温度传感器1、信号调理电路2、A\D转换电路3、微控制器4和风扇7，还包括：推挽驱动电路5和场效应管调压电路6。所述场效应管调压电路6，包括：场效应管Q1、二极管V1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管V2、三极管V3、三极管V4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8。电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C1的一端、二极管V1的阴极均与电感L1的一端相连，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电容C3的一端、电容C4的一端、稳压二极管D1的阴极与三极管V2的集电极相连，电容C3的另一端、电容C4的另一端、稳压二极管D1的阴极、电容C1的另一端与场效应管Q1的漏极相连，电感L1的另一端与电容C2的一端相连，二极管V1的阳极、电容C2的另一端与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极、电阻R7的一端、稳压二极管D2的阳极与电阻R5的一端相连，三极管V2的发射极、三极管V4的发射极与电阻R5的另一端相连，三极管V2的基极、三极管V4的基极、三极管V3的集电极与电阻R4的一端相连，三极管V3的基极、电容C5的一端、电阻R6的一端与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端、三极管V3的发射极、三极管V4的集电极、稳压二极管D2的阳极与电阻R7的另一端相连，电容C5的另一端与电阻R6的另一端相连，同时与脉宽调制信号端相连。
温度传感器1安装在开关电源的散热器上，信号调理电路2的电压输入接口与温度传感器1的电压输出接口连接，A\D转换电路3的电压输出接口与信号调理电路2的电压输入接口连接，微控制器4的SPI接口与A\D转换电路3的SPI接口连接，推挽驱动电路5的脉冲输入接口与微控制器4的脉冲输出接口连接，场效应管调压电路6的驱动脉冲输入接口与推挽驱动电路5的驱动脉冲输出接口相连，风扇7的正负极输入接口与场效应管调压电路6的正负极输出接口相连。
工作时温度传感器1将温度信号转变为电压信号，信号调理电路2将其输出的电压信号转变为A\D转换电路3能接受的输入电压信号，A\D转换电路3将电压信号转换为微控制器4能够处理的数字信号，微控制器4根据输入的数字信号，输出相应的风扇7调速脉冲。推挽驱动电路5将微控制器4输出的调速脉冲转变为场效应管调压电路6的驱动控制信号，来控制场效应管的开通和关断。场效应管调压电路6根据驱动控制信号工作在开关状态，以调整输出电压。
风扇7无级调速电路在工作时，系统上电，安装在散热器上的温度传感器1根据所测得的温度输出相应的电压信号，信号调理电路2将此电压信号进行滤波、电平转换处理，输入到A\D转换电路3，A\D转换电路3根据参考电压将得到的电压信号转换为数字信号，微控制器4通过SPI通讯接口，得到该数字信号，通过内部计算，微控制器4得到散热器温度，当温度处于高温区时，即60℃-80℃，微控制器4将输出大占空比的固定频率脉冲信号，以保证风扇7得到较高的工作电压，提高散热风扇7转速。推挽驱动电路5接收微控制器4发出的脉冲调宽信号，通过推挽电路，输出驱动信号，控制场效应管的开通和关断。场效应管调压电路6根据推挽驱动电路5产生的脉冲调宽信号，可以产生相应大小的电压信号，从而合理的控制散热风扇的转速。
Claims (1)
1.一种风扇无级调速电路，包括：温度传感器（1）、信号调理电路（2）、A\D转换电路（3）、微控制器（4）和风扇（7），其特征在于还包括：推挽驱动电路（5）和场效应管调压电路（6）；所述场效应管调压电路（6），包括：场效应管Q1、二极管V1、稳压二极管D1、稳压二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管V2、三极管V3、三极管V4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8；电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C1的一端、二极管V1的阴极均与电感L1的一端相连，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电容C3的一端、电容C4的一端、稳压二极管D1的阴极均与三极管V2的集电极相连，电容C3的另一端、电容C4的另一端、稳压二极管D1的阴极、电容C1的另一端均与场效应管Q1的漏极相连，电感L1的另一端与电容C2的一端相连，二极管V1的阳极、电容C2的另一端均与场效应管Q1的漏极相连，场效应管Q1的栅极、电阻R7的一端、稳压二极管D2的阳极均与电阻R5的一端相连，三极管V2的发射极、三极管V4的发射极均与电阻R5的另一端相连，三极管V2的基极、三极管V4的基极、三极管V3的集电极均与电阻R4的一端相连，三极管V3的基极、电容C5的一端、电阻R6的一端均与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端、三极管V3的发射极、三极管V4的集电极、稳压二极管D2的阳极均与电阻R7的另一端相连，电容C5的另一端与电阻R6的另一端相连，同时与脉宽调制信号端相连；
温度传感器（1）安装在开关电源的散热器上，信号调理电路（2）的电压输入接口与温度传感器（1）的电压输出接口连接，A\D转换电路（3）的电压输出接口与信号调理电路（2）的电压输入接口连接，微控制器（4）的SPI接口与A\D转换电路（3）的SPI接口连接，推挽驱动电路（5）的脉冲输入接口与微控制器（4）的脉冲输出接口连接，场效应管调压电路（6）的驱动脉冲输入接口与推挽驱动电路（5）的驱动脉冲输出接口相连，风扇（7）的正负极输入接口与场效应管调压电路（6）的正负极输出接口相连；
工作时温度传感器（1）将温度信号转变为电压信号，信号调理电路（2）将其输出的电压信号转变为A\D转换电路（3）能接受的输入电压信号，A\D转换电路（3）将电压信号转换为微控制器（4）能够处理的数字信号，微控制器（4）根据输入的数字信号，输出相应的风扇（7）调速脉冲；推挽驱动电路（5）将微控制器（4）输出的调速脉冲转变为场效应管调压电路（6）的驱动控制信号，来控制场效应管的开通和关断；场效应管调压电路（6）根据驱动控制信号工作在开关状态，以调整输出电压；
风扇（7）无级调速电路在工作时，系统上电，安装在散热器上的温度传感器（1）根据所测得的温度输出相应的电压信号，信号调理电路（2）将此电压信号进行滤波、电平转换处理，输入到A\D转换电路（3），A\D转换电路（3）根据参考电压得到的电压信号转换为数字信号，微控制器（4）通过通讯接口得到散热器温度；当温度处于高温区时，即60℃-80℃，微控制器（4）将输出大占空比的固定频率脉冲信号，以保证风扇（7）得到与占空比对应的高工作电压，提高散热风扇（7）转速；推挽驱动电路（5）接收微控制器（4）发出的脉冲调宽信号后输出驱动信号，控制场效应管的开通和关断；场效应管工作在开关状态，根据推挽驱动电路（5）产生的脉冲调宽信号，场效应管调压电路（6）产生相应大小的电压信号，从而控制散热风扇（7）的转速。
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