CN104533823A - 一种直流风扇温控转速控制装置 - Google Patents

一种直流风扇温控转速控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种直流风扇温控转速控制装置，包括顺次连接稳定电压参考源输入电路、温度感应比较电路、电压跟随器电路、减法器电路和风扇供电电路，稳定电压参考源输入电路输出端接电阻R776的一端，电阻R776的另一端接热敏电阻RT1的一端，电阻R776的另一端还接电压跟随器电路，热敏电阻RT1的一端接地；减法器电路的反相端接电压跟随器电路的输出端，减法器电路的同相端接输入电压VD12V_FAN，减法器电路的输出端接风扇供电电路。本发明的直流风扇温控转速控制装置采用热敏电阻检测实时环境温度，从而调整其输出电压的大小，进而达到调整直流风扇转速的大小，本发明是通过调整直流风扇工作电压大小来调整直流风扇的转速。

Description

一种直流风扇温控转速控制装置
技术领域
本发明涉及风扇速度控制领域，更具体地，涉及一种简易直流风扇温控转速控制装置。
背景技术
在电源应用系统中，风扇使用场合很多，而一般对风扇的转速是不加以控制，这样使得风扇在任何情况下都是全速转动，即便是环境温度很低时风扇转速也不变。这种风扇持续保持全速转动，会使风扇的使用寿命大大缩短；而且较低环境温度下，风扇全速转动会带来很大的噪音，这对于要求低噪音的场合是不利的。
为了克服上述问题，改善风扇的转速，在实践中比较成熟的方法是利用温度控制风扇的转速，一般都是通过设置专门的温度感应电路（温控电路）及对比电路实现，这种方式会增加电路的负担或者使得电路设置更加复杂，增加电路的成本。
发明内容
为了克服上述风扇调速方式存在的问题，本发明首先提出一种直流风扇温控转速控制装置，该装置在电路复杂度、成本降低的同时，也能延长直流风扇的使用寿命，降低噪声。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种直流风扇温控转速控制装置，包括顺次连接稳定电压参考源输入电路、温度感应比较电路、电压跟随器电路、减法器电路和风扇供电电路，稳定电压参考源输入电路的输入电压为VD12V_FAN，输出参考电压Vref；
所述温度感应比较电路包括电阻R776和热敏电阻RT1，所述稳定电压参考源输入电路输出端接电阻R776的一端，电阻R776的另一端接热敏电阻RT1的一端，电阻R776的另一端还接电压跟随器电路，热敏电阻RT1的一端接地；
所述减法器电路的反相端接电压跟随器电路的输出端，减法器电路的同相端接输入电压VD12V_FAN，减法器电路的输出端接风扇供电电路。
本发明中的热敏电阻RT1通过环境温度变化，使热敏电阻RT1其两端电压感应变化，比较热敏电阻RT1端电压与稳定参考电压Vref，得到一个随着环境温度升高而输出电压降低的反比例关系，然后用一个固定电压减去这一输出电压，减出来的电压给直流风扇提供工作电压。这时直流风扇工作电压是一个随环境温度改变而变化的直流电压。当系统处于低温环境下时，风扇的转速慢，噪音变小，当系统处于高温环境下时，直流风扇的转速变快，起到了在高温环境下快速降低系统环温的目的。该直流风扇温控转速控制装置在改善现有直流风扇在任何环境下都高速高噪音的问题的同时，延长直流风扇的使用寿命
在本直流风扇温控转速控制装置中采用电阻R776和热敏电阻RT1来实现环境温度的检测，最终实现直流风扇的转速随环境温度的变化而对应变化。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的直流风扇温控转速控制装置采用热敏电阻检测实时环境温度，从而调整其输出电压的大小，进而达到调整直流风扇转速的大小，本发明是通过调整直流风扇工作电压大小来调整直流风扇的转速。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
如图1，一种直流风扇温控转速控制装置，包括顺次连接稳定电压参考源输入电路1、温度感应比较电路2、电压跟随器电路3、减法器电路4和风扇供电电路5，稳定电压参考源输入电路1的输入电压为VD12V_FAN，输出参考电压Vref；
温度感应比较电路2包括电阻R776和热敏电阻RT1，稳定电压参考源输入电路1输出端接电阻R776的一端，电阻R776的另一端接热敏电阻RT1的一端，电阻R776的另一端还接电压跟随器电路3，热敏电阻RT1的一端接地；
减法器电路4的反相端接电压跟随器电路3的输出端，减法器电路4的同相端接输入电压VD12V_FAN，减法器电路4的输出端接风扇供电电路5。
本发明是根据热敏电阻具有的物理特性：热敏电阻阻值随环境温度的变化而呈反比例变化，因此热敏电阻两端的直流电压也呈反比列变化，用一个恒定的直流电压减去这个反比例变化的电压，就可以得到一个有变化范围的直流电压，而直流风扇的转速受控于此变化的电压，风扇的转速与风扇的工作电压呈正比例关系，因此直流风扇的转速也随环境温度变化而变化。
如图2，稳定电压参考源输入电路1包括三极管Q18、电阻R873、电阻R874、电阻R875、电阻R876、电阻R769、电容C92、电容C91、电容EC39、电容EC41和输入电压VD12V_FAN；其中电容EC39、电容EC41并联成稳压电容，稳压电容用来减少VD12V_FAN的电压波动；电阻R873、电阻R874、电阻R875和电阻R876串联成串联电阻组；
输入电压VD12V_FAN通过电阻R769接稳压电容的一端，稳压电容的另一端接地；输入电压VD12V_FAN还通过电阻R769接串联电阻组的一端，串联电阻组的另一端接地；输入电压VD12V_FAN还通过电阻R769接三极管Q18的集电极，三极管Q18的发射极通过电容C92接地，三极管Q18的基极通过电容C91接地，三极管Q18的基极还接在电阻R874和电阻R875；三极管Q18的发射极输出参考电压Vref。
电压跟随器电路3包括运算放大器U78A，参考电压Vref经分压后电压Vt接入运算放大器U78A的同相端，运算放大器U78A的反相端接地，运算放大器U78A的输出端接减法器电路4的反相端。
风扇供电电路5包括三极管Q16、Q17，三极管Q16、Q17组成图腾电路，减法器电路4的输出端通过图腾电路接入直流风扇。
上述稳定电压参考源输入电路1输出电压作为温度感应比较电路2的参考电压Vref，参考电压经过电阻R776和热敏电阻RT1分压，分压后得到的电压Vt加到运算放大器U78A的同相端，电压跟随器电路3的输出电压变化大小跟随其输入电压变化，而电电压跟随器电路3输入电压变化是随着热敏电阻RT1两端的电压的变化而变化，热敏电阻RT1两端电压的变化又与环境温度的变化相关，即当环境温度变低时，热敏电阻RT1两端的电压就变大，那么电压跟随器电路3的输出电压Voc就变大，当环境温度变高时，热敏电阻RT1两端的电压就变小，那么电压跟随器电路3的输出电压Voc就变小。
电压跟随器电路3的输出电压Voc加到减法器电路4（U78B）的反相端，U78B与VD12V_FAN、U78B、R870、R868、R869、R871构成增益为1的减法器电路3，减法器电路3输出电压为Vfan(Vfan=VD12V_FAN-Voc)，经过由三极管Q16、Q17组成的图腾电路，放大输出电流后加到直流风扇的正负端，为直流风扇提供工作电压。
由于Voc电压的大小随环境温度的变化而改变，所以直流风扇两端电压Vfan大小也随环境温度的变化而改变，即当环境与常温比较温度升高时，Voc变小，直流风扇两端电压Vfan变大，直流风扇转速就变大，风扇转得就快，带走的环境的热量就多，就起到降温的作用；而当环境与常温比较温度降低时，Voc变大，直流风扇两端电压Vfan变小，直流风扇转速就变小，风扇转得就慢，直流风扇发出的噪音就变低，起到了低温降噪的效果。
本发明采用热敏电阻特有的物理特性实现了直流风扇电压的调整，相较于现有的风扇转速调整方式具有成本低，电路结构简单，以实现的特点。一般地调节直流风扇转速大小的方式是采用有PWM方波调整方式以及改变直流风扇工作电压大小的方式来实现，相比较传统的PWM控制模式，本发明的装置在没有PWM方波信号的情况下采用调整直流风扇工作电压大小的方式达到调整直流风扇的转速大小的效果，显得更加灵活，稳定电压参考源输入电路1输出的参考电压Vref可以根据直流风扇规格来设置，体现自由度更强。
在具体的实施过程中，直流风扇具有三种调速状态，在常温下直流风扇为一种转速，低温下时，直流风扇转速变慢，而高温下，直流风扇以高速转动。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种直流风扇温控转速控制装置，其特征在于，包括顺次连接稳定电压参考源输入电路（1）、温度感应比较电路（2）、电压跟随器电路（3）、减法器电路（4）和风扇供电电路（5），稳定电压参考源输入电路（1）的输入电压为VD12V_FAN，输出参考电压Vref；
所述温度感应比较电路（2）包括电阻R776和热敏电阻RT1，所述稳定电压参考源输入电路（1）输出端接电阻R776的一端，电阻R776的另一端接热敏电阻RT1的一端，电阻R776的另一端还接电压跟随器电路（3），热敏电阻RT1的一端接地；
所述减法器电路（4）的反相端接电压跟随器电路（3）的输出端，减法器电路（4）的同相端接输入电压VD12V_FAN，减法器电路（4）的输出端接风扇供电电路（5）。
2.根据权利要求1所述的直流风扇温控转速控制装置，其特征在于，所述稳定电压参考源输入电路（1）包括三极管Q18、电阻R873、电阻R874、电阻R875、电阻R876、电阻R769、电容C92、电容C91、电容EC39、电容EC41和输入电压VD12V_FAN；其中电容EC39、电容EC41并联成稳压电容，电阻R873、电阻R874、电阻R875和电阻R876串联成串联电阻组；
输入电压VD12V_FAN通过电阻R769接稳压电容的一端，稳压电容的另一端接地；输入电压VD12V_FAN还通过电阻R769接串联电阻组的一端，串联电阻组的另一端接地；输入电压VD12V_FAN还通过电阻R769接三极管Q18的集电极，三极管Q18的发射极通过电容C92接地，三极管Q18的基极通过电容C91接地，三极管Q18的基极还接在电阻R874和电阻R875；三极管Q18的发射极输出参考电压Vref。
3.根据权利要求1或2所述的直流风扇温控转速控制装置，其特征在于，所述电压跟随器电路（3）包括运算放大器U78A，所述参考电压Vref经分压后电压Vt接入运算放大器U78A的同相端，运算放大器U78A的反相端接地，运算放大器U78A的输出端接减法器电路（4）的反相端。
4.根据权利要求3所述的直流风扇温控转速控制装置，其特征在于，所述风扇供电电路（5）包括三极管Q16、Q17，三极管Q16、Q17组成图腾电路，减法器电路（4）的输出端通过图腾电路接入直流风扇。
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