CN114857065A - 基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统。基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路包括三角波产生电路、热敏电阻控制电路和风扇控制电路，其中：所述三角波产生电路，包括第一端子，用于产生三角波信号；所述热敏电阻控制电路，包括第二端子和第三端子，所述第二端子与所述第一端子连接，用于接收所述三角波信号并产生方波信号；所述风扇控制电路，包括第四端子和第五端子，所述第四端子与所述第三端子连接，用于接收所述方波信号，并根据所述方波信号控制所述第四端子与所述第五端子之间的导通与关断，输出电压控制风扇。

Description

基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统

技术领域

本申请涉及智能终端领域，具体而言，涉及一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统。

背景技术

目前带有多路视频采集功能的智能终端，大多会超过10W的发热功率，因此，常会在智能终端种配备风扇主动散热，使智能终端可以更加稳定可靠的工作。对于带有硬盘存储功能的智能终端，出于成本控制，在市面上流通使用的多是消费级硬盘，而对于消费级硬盘，若工作温度超过65℃后，对硬盘的工作寿命和稳定性均会造成影响，因此，利用风扇进行主动散热，有利于延长智能终端和硬盘的寿命以及工作可靠性。

目前市面上通用的使用风扇进行散热的方案有：(1)在智能终端上电时，直接控制风扇开启，使风扇一直处于工作状态；(2)由软件控制风扇，在智能终端温度到达软件设定温度时，使风扇开启，在低于设定温度时，风扇关闭。

但是，若风扇长时间处于运行状态，会影响风扇的寿命，且风扇一直处于最大功率运行状态，噪声较大，影响客户使用体验；方案二中对风扇增加温度控制，但是风扇仍处于额定功率运行，仍会有噪声问题，且需要额外的软件逻辑控制，会增加处理复杂度。

因此，需要提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统，既能解决风扇的噪声问题，又能使控制电路简单易行。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请旨在提供一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统，根据环境温度和产品发热情况自动调节风扇转速，使风扇功率、寿命、产生的噪音和智能终端寿命达到平衡。

根据本申请的一方面，提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路，包括三角波产生电路、热敏电阻控制电路和风扇控制电路，其中：

所述三角波产生电路，包括第一端子，用于产生三角波信号；

所述热敏电阻控制电路，包括第二端子和第三端子，所述第二端子与所述第一端子连接，用于接收所述三角波信号并产生方波信号；

所述风扇控制电路，包括第四端子和第五端子，所述第四端子与所述第三端子连接，用于接收所述方波信号，并根据所述方波信号控制所述第四端子与所述第五端子之间的导通与关断，控制风扇。

根据一些实施例，所述热敏电阻控制电路包括比较器、热敏电阻、第十一电阻、第二电容和第六电阻，其中：

所述比较器包括输入负端、输入正端和输出端，所述输入负端连接所述第二端子，所述输出端连接所述第三端子；

所述第六电阻的一端连接第一供电电源端，另一端连接所述比较器的所述输出端；

所述第二电容的一端连接所述比较器的所述输入负端，另一端接地；

所述热敏电阻的一端连接第二供电电源端，另一端连接所述比较器的所述输入正端；

所述第十一电阻的一端连接所述比较器的所述输入正端，另一端接地。

根据一些实施例，所述风扇控制电路包括第一晶体管、第一PMOS管、第一电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第七电阻、第一电容、第五电容和第一二极管，其中：

所述第五电阻的一端连接所述第四端子，另一端连接所述第一晶体管的基极；

所述第七电阻与所述第一晶体管的基极和发射极并联；

所述第六电容与所述第七电阻并联；

所述第四电阻的一端连接所述第一晶体管的集电极，另一端连接所述第一PMOS管的栅极；

所述第一电阻与所述第一PMOS管的栅极与源极并联；

所述第一PMOS管的源极连接第三供电电源端，漏极连接所述第五端子；

所述第一电容的一端所述第五端子，另一端接地；

所述第五电容与所述第一电容并联；

所述第一二极管的负极连接所述第五端子，正极接地。

根据一些实施例，在环境温度低于第一阈值的情况下，所述热敏电阻的阻值高于第一阻值，所述输入正端的电压值低于所述三角波信号的最小值，则所述第三端子输出低电平；

在环境温度高于所述第一阈值的情况下，所述热敏电阻的阻值低于所述第一阻值，所述输入正端的电压值高于所述三角波形信号的最小值，则所述第三端子输出方波信号。

根据一些实施例，在所述第三端子输出低电平的情况下，所述第一晶体管关断，所述第一PMOS管关断，所述第五端子不输出电压；

在所述第三端子输出方波信号的情况下，在所述方波信号为高电平时，所述第一晶体管导通，所述第一PMOS管导通，所述第五端子输出电压。

根据一些实施例，所述方波信号包括不同占空比的高电平信号与低电平信号，所述高电平信号的占空比越大，所述第五端子输出电压越高；

所述高电平信号的占空比越小，所述第五端子输出电压越低。

根据一些实施例，所述第一晶体管为NPN管。

根据本申请的另一方面，提出一种基于热敏电阻控制的终端系统，包括：

风扇，用于给所述终端系统降温；

如前文中任一项所述的控制电路，所述第五端子连接风扇的输入端子，用于根据环境温度，向风扇供电并控制风扇的转速。

根据一些实施例，在环境温度低于第一阈值的情况下，所述第五端子不输出电压，不向所述风扇供电；

在环境温度高于所述第一阈值的情况下，所述第五端子输出电压，向所述风扇供电。

根据一些实施例，所述方波信号包括不同占空比的高电平信号与低电平信号，所述高电平信号的占空比越大，所述第五端子输出电压越高，所述风扇转速越快；

所述高电平信号的占空比越小，所述第五端子输出电压越低，所述风扇转速越慢。

通过提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统，利用热敏电阻的温度特性，根据智能终端设备的不同温度，对风扇的转速进行控制，温度越高，风扇的供电电压越高，转速越快，风量越大，温度低于设置值时，风扇不打开，使风扇转速与整体环境和发热达到平衡。

通过提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统，简化电路结构，且不依赖于软件逻辑控制，根据环境温度和智能终端设备发热情况自动调节风扇转速，达到风扇功率、寿命、产生噪音和智能终端设备整体寿命的平衡。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，而不是对本申请的限制。

图1示出一示例性实施例的基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路示意图；

图2示出一示例性实施例的热敏电阻的阻值与温度的关系图；

图3示出一示例性实施例的热敏电阻的阻值与温度的关系曲线图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。

下面描述本申请的装置实施例，其可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，可参照本申请方法实施例。

图1示出一示例性实施例的基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路示意图。

如图1所示，基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路包括三角波产生电路101，热敏电阻控制电路103和风扇控制电路105；三角波产生电路101通过第一端子1011与热敏电阻控制电路103第二端子1031连接，将三角波产生电路101产生的三角波形传输至热敏电阻控制电路103，用于与热敏电阻侧电压进行对比，产生方波；热敏电阻控制电路103通过第三端子1032与风扇控制电路105的第四端子1051连接，将热敏电阻控制电路103产生的方波传输至风扇控制电路105；风扇控制电路105的第五端子1052连接风扇的第二端口2，用于控制风扇107。

根据示例实施例，三角波产生电路101包括比较器U1A、第二电阻R2、第十电阻R10、第九电阻R9、第三电阻R3、第十三电阻R13和第四电容C4，其中：比较器U1A包括输入负端IN-，输入正端IN+和输出端OUTA，比较器U1A的输入负端IN-连接三角波产生电路101的第一端子1011；第九电阻R9并联在比较器U1A的输入正端IN+和输出端OUTA之间；第三电阻R3一端连接供电电源，另一端连接比较器U1A的输出端OUTA；第十三电阻R13一端连接比较器U1A的输出端OUTA，另一端连接三角波产生电路101的第一端子1011；第四电容C4的一端连接三角波产生电路101的第一端子1011，另一端接地；第二电阻R2的一端接供电电源，另一端连接比较器U1A的输入正端IN+；第十电阻R10的一端连接比较器U1A的输入正端IN+，另一端接地。

根据示例实施例，三角波产生电路101产生三角波传输至热敏电阻控制电路103。

根据示例实施例，热敏电阻控制电路103包括比较器U1B、热敏电阻R12、第十一电阻R11、第二电容C2、第六电阻R6；其中，比较器U1B包括输入负端IN-，输入正端IN+和输出端OUTB，输入负端IN-连接热敏电阻控制电路103第二端子1031，输出端OUTB连接热敏电阻控制电路103的第三端子1032；第六电阻R6的一端连接供电电源，另一端连接比较器U1B输出端OUTB；第二电容C2的一端连接比较器U1B的输入负端IN-，另一端接地；热敏电阻R12的一端连接供电电源，另一端连接比较器U1B的输入正端IN+；第十一电阻R11的一端连接比较器U1B的输入正端IN+，另一端接地。

根据示例实施例，热敏电阻R12设置在靠近热源的地方。

根据示例实施例，图2示出一示例性实施例的热敏电阻的阻值与温度的关系图。如图2所示，随着温度升高，热敏电阻的阻值降低。

图3示出一示例性实施例的热敏电阻的阻值与温度的关系曲线图。如图3所示，随着温度升高，热敏电阻的阻值降低。

根据示例实施例，三角波产生电路101产生三角波传输至热敏电阻控制电路103的比较器U1B的输入负端IN-，输入正端IN+与输入负端IN-进行电压比较。

根据示例实施例，在温度较低时，热敏电阻R12的阻值较大，则热敏电阻R12与第十一电阻R11串联电路的中点，即输入正端IN+处电压较低，若低于三角波电压的最低值，则比较器U1B的输出端OUTB一直输出低电平，即热敏电阻控制电路103的第三端子1032处为低电平。

根据示例实施例，在温度升高时，热敏电阻R12的阻值减小，则热敏电阻R12与第十一电阻R11串联电路的中点，即输入正端IN+处电压增大，与三角波电压对比后，高于三角波的最低值，产生不同占空比的方波，即热敏电阻控制电路103的第三端子1032处输出方波。

根据示例实施例，风扇控制电路105包括第一晶体管N1、第一PMOS管Q1、第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电容C6、第七电阻R7、第一电容C1、第五电容C5、第一二极管D1；其中：第五电阻R5的一端连接风扇控制电路105的第四端子1051，另一端连接第一晶体管N1的基极；第七电阻R7与第一晶体管N1的基极和发射极并联；第六电容C6与第七电阻R7并联；第四电阻R4的一端连接第一晶体管N1的集电极，另一端连接第一PMOS管Q1的栅极；第一电阻R1与第一PMOS管的栅极与源极并联；第一PMOS管Q1的源极连接供电电源端，漏极连接风扇控制电路105的第五端子1052；第一电容C1的一端连接风扇控制电路105的第五端子1052，另一端接地；第五电容C5与第一电容C1并联；第一二极管的负极连接风扇控制电路105的第五端子1052，正极接地。

根据示例实施例，第一晶体管N1为NPN型晶体管。

根据示例实施例，当环境温度较低，热敏电阻控制电路103的第三端子1032处输出低电平，则风扇控制电路105的第四端子1051接收到低电平，则第一晶体管N1的基极为低电平，则第一晶体管N1关断，第一PMOS管Q1的栅极为高电平,第一PMOS管Q1关断，风扇控制电路105的第五端子1052不输出电压，不向风扇供电，则风扇停转。

根据示例实施例，当环境温度升高，热敏电阻控制电路103的第三端子1032处输出方波，控制第一晶体管N1的通断。当输出高电平时，第一晶体管N1导通，则第一PMOS管Q1导通，风扇控制电路105的第五端子1052输出电压驱动风扇；输出低电平时，第一晶体管N1关断，第一PMOS管Q1关断，风扇控制电路105的第五端子1052不输出电压。根据不同的占空比，使风扇控制电路105的第五端子1052输出不同的电压值驱动风扇，且风扇的转速由电压决定，即由输出方波的占空比决定。

根据示例实施例，温度越高，热敏电阻R12的阻值越低，比较器U1B的输出端OUTB的占空比越高，第一晶体管N1和第一PMOS管Q1导通的时间越长，风扇的电压越高，风扇转速越快，散热效果越好，从而降低温度，温度降低后，热敏电阻R12的阻值增加，比较器U1B的占空比下降，第一晶体管N1和第一PMOS管Q1的导通时间减少，风扇转速降低，最终达到一个相对平衡的状态。

根据示例实施例，本申请提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统，利用热敏电阻的温度特性，根据智能终端设备的不同温度，对风扇的转速进行控制，温度越高，风扇的供电电压越高，转速越快，风量越大，温度低于设置值时，风扇不打开，使风扇转速与整体环境和发热达到平衡。

根据示例实施例，本申请提出一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路及终端系统，简化电路结构，且不依赖于软件逻辑控制，根据环境温度和智能终端设备发热情况自动调节风扇转速，达到风扇功率、寿命、产生噪音和智能终端设备整体寿命的平衡。

应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本申请示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种基于热敏电阻控制的智能风扇控制电路，其特征在于，包括三角波产生电路、热敏电阻控制电路和风扇控制电路，其中：

所述三角波产生电路，包括第一端子，用于产生三角波信号；

所述热敏电阻控制电路，包括第二端子和第三端子，所述第二端子与所述第一端子连接，用于接收所述三角波信号并产生方波信号；

所述风扇控制电路，包括第四端子和第五端子，所述第四端子与所述第三端子连接，用于接收所述方波信号，并根据所述方波信号控制所述第四端子与所述第五端子之间的导通与关断，输出电压控制风扇。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述热敏电阻控制电路包括比较器、热敏电阻、第十一电阻、第二电容和第六电阻，其中：

所述比较器包括输入负端、输入正端和输出端，所述输入负端连接所述第二端子，所述输出端连接所述第三端子；

所述第六电阻的一端连接第一供电电源端，另一端连接所述比较器的所述输出端；

所述第二电容的一端连接所述比较器的所述输入负端，另一端接地；

所述热敏电阻的一端连接第二供电电源端，另一端连接所述比较器的所述输入正端；

所述第十一电阻的一端连接所述比较器的所述输入正端，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述风扇控制电路包括第一晶体管、第一PMOS管、第一电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容、第七电阻、第一电容、第五电容和第一二极管，其中：

所述第五电阻的一端连接所述第四端子，另一端连接所述第一晶体管的基极；

所述第七电阻与所述第一晶体管的基极和发射极并联；

所述第六电容与所述第七电阻并联；

所述第四电阻的一端连接所述第一晶体管的集电极，另一端连接所述第一PMOS管的栅极；

所述第一电阻与所述第一PMOS管的栅极与源极并联；

所述第一PMOS管的源极连接第三供电电源端，漏极连接所述第五端子；

所述第一电容的一端所述第五端子，另一端接地；

所述第五电容与所述第一电容并联；

所述第一二极管的负极连接所述第五端子，正极接地。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于：

在环境温度低于第一阈值的情况下，所述热敏电阻的阻值高于第一阻值，所述输入正端的电压值低于所述三角波信号的最小值，则所述第三端子输出低电平；

在环境温度高于所述第一阈值的情况下，所述热敏电阻的阻值低于所述第一阻值，所述输入正端的电压值高于所述三角波形信号的最小值，则所述第三端子输出方波信号。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：

在所述第三端子输出低电平的情况下，所述第一晶体管关断，所述第一PMOS管关断，所述第五端子不输出电压；

在所述第三端子输出方波信号的情况下，在所述方波信号为高电平时，所述第一晶体管导通，所述第一PMOS管导通，所述第五端子输出电压。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的控制电路，其特征在于：

所述方波信号包括不同占空比的高电平信号与低电平信号，所述高电平信号的占空比越大，所述第五端子输出电压越高；

所述高电平信号的占空比越小，所述第五端子输出电压越低。

7.根据权利要求3-5中任一项所述的控制电路，其特征在于，所述第一晶体管为NPN管。

8.一种基于热敏电阻控制的终端系统，其特征在于，包括：

风扇，用于给所述终端系统降温；

如权利要求1-7中任一项所述的控制电路，所述第五端子连接风扇的输入端子，用于根据环境温度，向风扇供电并控制风扇的转速。

9.根据权利要求8所述的终端系统，其特征在于：

在环境温度低于第一阈值的情况下，所述第五端子不输出电压，不向所述风扇供电；

在环境温度高于所述第一阈值的情况下，所述第五端子输出电压，向所述风扇供电。

10.根据权利要求8所述的终端系统，其特征在于：

所述方波信号包括不同占空比的高电平信号与低电平信号，所述高电平信号的占空比越大，所述第五端子输出电压越高，所述风扇转速越快；

所述高电平信号的占空比越小，所述第五端子输出电压越低，所述风扇转速越慢。

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