CN104948489B - 温度控制开关电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度控制开关电路，用于根据环境温度控制散热风扇的工作状态实现对环境温度的调节，包括：三端稳压模块；温度感应模块；分压模块；开关模块，包括电子开关、偏压电阻及正反馈电阻，所述偏压电阻一端连接电子开关的高压端、另一端连接电子开关的控制端，正反馈电阻一端连接所述电子开关的低压端、另一端连接三端稳压模块的参考端，三端稳压模块的阳极接地，电子开关的控制端连接所述三端稳压模块的阴极；所述三端稳压模块截止时所述电子开关截止，所述风扇不工作；所述三端稳压模块导通时所述电子开关导通，控制所述风扇工作，对环境进行散热降温。上述温度控制开关电路，不需要设置集成芯片来实现温度控制的功能，成本较低。

Description

温度控制开关电路

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，特别是涉及一种温度控制开关电路。

背景技术

在许多需要对温度进行控制的环境中，当实际温度高于允许温度时，需要启动风扇进行散热降温。传统的温度控制电路中需要设置集成芯片来实现温度控制风扇转速的功能，成本较高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种成本低的温度控制开关电路。

一种温度控制开关电路，用于根据环境温度控制散热风扇的工作状态实现对环境温度的调节，包括：三端稳压模块，包括参考端、阳极和阴极，所述参考端的电压大于开启电压时、所述三端稳压模块的阴极和阳极之间导通，所述参考端的电压小于所述开启电压时、所述三端稳压模块的阴极和阳极之间截止；温度感应模块，与所述温度控制开关电路的电源输入端连接；所述温度感应模块上的压降随所述环境温度的升高而降低；分压模块，与所述温度感应模块串联并接地，所述分压模块连接于温度感应模块的一端并与三端稳压模块的参考端连接；开关模块，包括电子开关、偏压电阻及正反馈电阻，所述偏压电阻一端连接电子开关的高压端、另一端连接电子开关的控制端，所述正反馈电阻一端连接所述电子开关的低压端、另一端连接所述三端稳压模块的参考端，所述三端稳压模块的阳极接地，所述电子开关的控制端连接所述三端稳压模块的阴极，所述电子开关是P沟道MOS管或PNP型三极管；所述三端稳压模块截止时所述电子开关截止，所述风扇不工作；所述三端稳压模块导通时所述电子开关导通，控制所述风扇工作，对环境进行散热降温。

在其中一个实施例中，所述三端稳压模块为三端稳压管。

在其中一个实施例中，所述三端稳压管的型号为AZ431，所述开启电压为2.5伏特。

在其中一个实施例中，所述温度感应模块为一负温度系数热敏电阻。

在其中一个实施例中，所述负温度系数热敏电阻的型号为TSM1A103J34D3RZ。

在其中一个实施例中，还包括分流模块，所述分流模块一端与所述电子开关的低压端连接，另一端接地。

在其中一个实施例中，所述分流模块为一分流电阻。

在其中一个实施例中，所述分压模块为第一分压电阻。

在其中一个实施例中，所述开关模块还包括第二分压电阻，所述第二分压电阻一端连接于所述电子开关的控制端，另一端连接于所述三端稳压模块的阴极。

上述温度控制开关电路，温度感应模块上的压降随环境温度的升高而降低，从而使得分压模块的电压随之发生变化。当环境温度升高时，温度感应模块的压降逐渐降低，使得三端稳压模块的参考端的电压逐渐升高。当三端稳压模块的参考端的电压大于开启电压时，三端稳压模块的阴极和阳极之间导通并控制开关模块中的电子开关导通，从而启动风扇对环境进行散热降温。当环境温度减低时，温度感应模块的压降逐渐升高，使得三端稳压模块的参考端的电压逐渐降低。当三端稳压模块的参考端的电压小于开启电压时，三端稳压模块的阴极和阳极之间截止，并控制开关模块中的电子开关截止，从而关闭风扇。上述温度控制开关电路，不需要设置集成芯片来实现温度控制的功能，成本较低。

附图说明

图1为一实施例中温度控制开关电路的原理框图；

图2为一实施例中温度控制开关电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，提供了一种温度控制开关电路，用于根据环境温度控制散热风扇的工作状态从而实现对环境温度的调节。一种温度控制开关电路包括温度感应模块110、分压模块120、三端稳压模块130、开关模块140、以及分流模块150。

温度感应模块110与温度控制开关电路的电源输入端VCC连接。温度感应模块110用于对环境温度进行感应，其压降会随着环境温度的升高而减低。即，当环境温度升高时，温度感应模块110上的压降降低；当环境温度降低时，温度感应模块110上的压降升高。在本实施例中，温度感应模块110为一负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻的电阻值随环境温度的升高而降低，使得温度感应模块110上的压降随环境温度的升高而降低。

分压模块120与温度感应模块110串联并接地。分压模块120与温度感应模块110连接的一端还与三端稳压模块130的参考端连接。分压模块120的电压会随温度感应模块110的电压的减小而增大。在本实施例中，分压模块120为一分压电阻。

三端稳压模块130的参考端连接于分压模块120与温度感应模块110之间，阴极连接于开关模块140，阳极接地。三端稳压模块130的参考端的电压大于开启电压时，三端稳压模块130的阴极和阳极之间导通。当三端稳压模块130的参考端的电压小于开启电压时，三端稳压模块130的阴极和阳极之间截止。在本实施例中，三端稳压模块130为一三端稳压管。具体地，三端稳压管的型号为AZ431，其开启电压值为2.5V。在其他的实施例中，也可以根据实际情况进行设定。

开关模块140用于直接控制风扇200的开启和关闭。开关模块140包括偏压电阻142、正反馈电阻144以及电子开关146。偏压电阻142的一端连接于电子开关146的高压端，另一端连接于电子开关146的控制端。正反馈电阻144一端连接电子开关146的低压端，另一端连接于三端稳压模块130的参考端。电子开关146的控制端连接于三端稳压模块130的阴极。电子开关146的高压端与电源输入端VCC连接。电子开关146的低压端与风扇200的正极连接，风扇200的负极接地。在本实施例中，电子开关146为P沟道MOS管或PNP型三极管。

上述温度控制开关电路的工作原理如下：

当环境温度逐渐升高时，温度感应模块110上的压降随温度的升高而逐渐降低，使得三端稳压模块120的参考端的电压逐渐升高。当三端稳压模块130的参考端的电压大于开启电压时（环境温度达到风扇200的开启温度T1），三端稳压模块130的阴极和阳极之间导通，从而控制电子开关146导通，风扇200工作，对环境进行散热降温。在电子开关146导通的瞬间，电源输入端VCC输入的电流经过电子开关146、正反馈电阻144以及分压模块120形成回路，使得分压模块120上的电压进一步增大，确保三端稳压模块130的阳极和阴极之间的导通，并最后确保电子开关146的导通，避免了温度小范围震荡导致电子开关146不停的开闭震荡，增加不必要的功耗。

当风扇200运行一段时间后，环境温度降低，温度感应模块110上的压降逐渐升高，使得三端稳压模块130的参考端的电压逐渐降低。当三端稳压模块130的参考端的电压小于开启电压时（环境温度降低到风扇200的关闭温度T2），三端稳压模块130的阴极和阳极之间截止，并控制开关模块140中的电子开关146截止，风扇200停止工作。电子开关146截止的瞬间，电源输入端VCC输入的电流经过电子开关146以及正反馈电阻144、分压模块120形成的回路断开，使得三端稳压模块130的控制端的电压进一步降低，确保三端稳压模块130的阴极和阳极之间截止，并最终确保电子开关146的截止，关闭风扇200。在本实施例中，风扇200的开启温度T1高于风扇200的关闭温度T2，二者的温度差值的大小与正反馈电阻144的电阻值成反比。

上述温度控制开关电路，温度感应模块110上的压降随环境温度的升高而降低，从而使得分压模块120的电压随之发生变化。当环境温度升高时，温度感应模块110的压降逐渐降低，使得三端稳压模块130的参考端的电压逐渐升高。当三端稳压模块130的参考端的电压大于开启电压时，三端稳压模块130的阴极和阳极之间导通并控制开关模块140中的电子开关146导通，从而启动风扇200对环境进行散热降温。当环境温度减低时，温度感应模块110的压降逐渐升高，使得三端稳压模块130的参考端的电压逐渐降低。当三端稳压模块130的参考端的电压小于开启电压时，三端稳压模块130的阴极和阳极之间截止，并控制开关模块140中的电子开关146截止，关闭风扇200。上述温度控制开关电路，电路简单且不需要设置集成芯片来实现温度控制的功能，成本较低。

在另一实施例中，上述温度控制开关电路中的开关模块140还包括一分压电阻。分压电阻一端连接于电子开关146的控制端，另一端连接于三端稳压模块130的阴极。上述温度控制开关电路还包括分流模块150。分流模块150一端连接于电子开关146的低压端，另一端接地。分流模块150与风扇200并联。在一实施例中，分流模块150为一分流电阻。

如图2所示，为一实施例中温度控制开关电路的电路原理图。

在本实施例中，温度感应模块110为一负温度系数热敏电阻R1，分压模块120为分压电阻R2，三端稳压模块130为三端稳压管D1。开关模块140由偏压电阻R3、分压电阻R4、正反馈电阻R5以及P沟道MOS管Q1组成。即电子开关146为P沟道MOS管Q1。电子开关146的高压端为P沟道MOS管Q1的源极，低压端为P沟道MOS管Q1的漏极，控制端为P沟道MOS管Q1的栅极。分流模块150为分流电阻R6。

在本实施例中，负温度系数热敏电阻R1的型号为TSM1A103J34D3RZ，其电阻随环境温度的升高而降低。负温度热敏电阻R1的一端连接于电源输入端VCC，另一端串联分压电阻R2后接地。三端稳压管D1的参考端连接于分压电阻R2与负温度系数热敏电阻R1之间。三端稳压管D1的阳极接地，阴极连接于分压电阻R4。偏压电阻R3一端与P沟道MOS管Q1的源极连接，另一端串联分压电阻R4后与三端稳压管D1的阴极连接。P沟道MOS管Q1的栅极连接于偏压电阻R3和分压电阻R4之间，源极连接于电源输入端VCC，漏极分别与正反馈电阻R5、分流电阻R6以及风扇200的正极连接。正反馈电阻R5的另一端连接于三端稳压管D1的参考端。分流电阻R6的另一端与风扇200的负极连接后接地。

在本实施例中，当环境温度升高时，负温度系数热敏电阻R1的电阻随环境温度的升高而降低，其压降也随之降低。分压电阻R2上的电压升高，三端稳压管D1的参考端的电压升高。当环境温度达到风扇200的开启温度T1时，三端稳压管D1的参考端的电压大于2.5V，即三端稳压管D1的开启电压，三端稳压管D1的阴极和阳极之间导通，从而控制P沟道MOS管Q1导通，风扇200运转工作。P沟道MOS管Q1导通后，电源输入端VCC输入的电流经过P沟道MOS管Q1、正反馈电阻R5以及分压电阻R2形成回路。三端稳压管D1的参考端的电压进一步升高，确保三端稳压管D1的阴极和阳极之间导通，最后确保P沟道MOS管Q1导通，避免了温度小范围震荡导致P沟道MOS管Q1不停地开闭震荡，带来不必要的功耗。

当风扇200运行后，环境温度逐渐减低，负温度系数热敏电阻R1的电阻随环境温度的降低而增大，其两端的电压升高。分压电阻R2两端的电压降低，三端稳压管D1的参考端的电压降低。当环境温度达到风扇200的关闭温度T2时，三端稳压管D1的参考端的电压小于2.5V，三端稳压管D1的阴极和阳极之间截止，P沟道MOS管截止，风扇200停止工作。P沟道MOS管Q1截止后，电源输入端VCC输入的电流经过P沟道MOS管Q1、反馈电阻R5以及分压电阻R2形成的回路断开。三端稳压管D1的参考端的电压进一步降低，确保三端稳压管D1的阴极和阳极之间截止，最后确保P沟道MOS管Q1截止。

在本实施例中，风扇200的开启温度T1高于风扇200的关闭温度T2，二者的温度差值的大小与正反馈电阻R5的电阻值成反比。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种温度控制开关电路，用于根据环境温度控制散热风扇的工作状态实现对环境温度的调节，其特征在于，包括：

三端稳压模块，包括参考端、阳极和阴极，所述参考端的电压大于开启电压时，所述环境温度达到所述风扇的开启温度，所述三端稳压模块的阴极和阳极之间导通，所述参考端的电压小于所述开启电压时，所述环境温度降低至所述风扇的关闭温度，所述三端稳压模块的阴极和阳极之间截止；

温度感应模块，与所述温度控制开关电路的电源输入端连接；所述温度感应模块上的压降随所述环境温度的升高而降低；

分压模块，与所述温度感应模块串联并接地，所述分压模块连接于温度感应模块的一端并与三端稳压模块的参考端连接；

开关模块，包括电子开关、偏压电阻及正反馈电阻，所述偏压电阻一端连接电子开关的高压端、另一端连接电子开关的控制端，所述正反馈电阻一端连接所述电子开关的低压端、另一端连接所述三端稳压模块的参考端，所述三端稳压模块的阳极接地，所述电子开关的控制端连接所述三端稳压模块的阴极，所述电子开关是P沟道MOS管或PNP型三极管；所述三端稳压模块截止时所述电子开关截止，所述风扇不工作；所述三端稳压模块导通时所述电子开关导通，控制所述风扇工作，对环境进行散热降温；所述开启温度和所述关闭温度的温度差值的大小与所述正反馈电阻的电阻值成反比。

2.根据权利要求1所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述三端稳压模块为三端稳压管。

3.根据权利要求2所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述三端稳压管的型号为AZ431，所述开启电压为2.5伏特。

4.根据权利要求1所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述温度感应模块为一负温度系数热敏电阻。

5.根据权利要求4所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述负温度系数热敏电阻的型号为TSM1A103J34D3RZ。

6.根据权利要求1所述的温度控制开关电路，其特征在于，还包括分流模块，所述分流模块一端与所述电子开关的低压端连接，另一端接地。

7.根据权利要求6所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述分流模块为一分流电阻。

8.根据权利要求1所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述分压模块为第一分压电阻。

9.根据权利要求1所述的温度控制开关电路，其特征在于，所述开关模块还包括第二分压电阻，所述第二分压电阻一端连接于所述电子开关的控制端，另一端连接于所述三端稳压模块的阴极。