CN1648680A - 用于检测冷却风扇故障的装置和方法 - Google Patents

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    • F04D27/008—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
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Abstract

一种用于检测冷却风扇故障的装置，包括：电子开关，其连接到冷却风扇的负(－)电源输入端并打开/关闭冷却风扇；电流检测器，其连接到电子开关，并且检测冷却风扇的电流值；模拟滤波器，用于滤波检测到的电流值；和控制器，用于将经滤波的电流值转换为数字电流值，并且基于经转换的数字电流值以及预设的上阈值和下阈值，确定冷却风扇是否正常工作。

Description

用于检测冷却风扇故障的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种冷却风扇，并且更具体地，涉及用于检测冷却风扇故障的装置和方法。
背景技术
冷却风扇是用于释放诸如半导体的电子元件在工作时产生的热的器件。通常，诸如铝板的散热器附着到发热器件以从外部释放发热器件产生的热，以据此获得冷却效果，并且在该情况中，仅通过散热器获得足够的冷却效果是困难的，作为辅助单元，额外地安装了冷却风扇，以获得所需的冷却效果。
尽管冷却风扇增加了发热器件的散热，但是，如果由于灰尘或者异物的引入、电源异常或者电源失效造成风扇停止，则可能发生热失控现象，由于温度的上升引起对器件的损害。因此，需要用于感知该冷却风扇故障并将其通知给用户的器件。
通过参考图1，现将描述根据传统技术的具有检测故障功能的冷却风扇的示意性结构。
图1示出了根据传统技术的具有检测故障功能的冷却风扇的结构。
如图1所示，传统的具有检测故障功能的冷却风扇包括：正的和负的电源输入端10，用于向冷却风扇提供DC电源；冷却风扇20，用于散发半导体由电源供电而产生的热，并且输出故障检测信号；和控制器30，用于基于输出的故障检测信号，向用户通知冷却风扇20的故障。
通过如上文所述而构建的检测故障的功能，该冷却风扇的优点在于，冷却风扇由自身确定故障，并且基于确定结果输出故障检测信号，而且，该冷却风扇易于安装并且结构简单。
然而，由于具有检测故障功能的冷却风扇在结构以及输出信号的电平和方向上根据制造商而有所不同，因此其不能够应用到不同的产品中，此外，由于其是昂贵的，因此其与低成本的产品不能较好的匹配。
因此，为了解决该问题，单独地构建了用于检测冷却风扇是否正常工作的故障检测电路，以形成低成本的产品，现将通过参考图2来描述该电路。
图2示出了根据传统技术用于检测冷却风扇故障的装置的结构。
如图2所示，用于检测冷却风扇故障的装置包括：正(+)和负(-)电源输入端10，用于向冷却风扇提供DC电源；冷却风扇20，用于散发半导体由电源供电而产生的热；触发器端40，根据施加到冷却风扇20的负(-)电源输入端的电压来驱动该触发器端40；电子开关50，其由触发器端40开关；和控制器30，用于基于开关的输出电压，向用户通知冷却风扇20的故障。
现将详细描述根据传统技术用于检测冷却风扇故障的装置的工作原理。
首先，当冷却风扇20正常工作时，用于检测冷却风扇故障的传统装置根据施加到冷却风扇20的负(-)电源输入端12的电压，防止驱动触发器端40，由此电子开关50关闭，并且电压值“0”输出到外部端(VOUT)。因此，控制器30根据输出电压值“0”确定冷却风扇20正常工作。
同时，当冷却风扇20停止时，用于检测冷却风扇故障的传统装置根据施加到冷却风扇20的负(-)电源输入端12的电压，驱动触发器端40，由此电子开关50打开，并且与VCC相同的电压值输出到外部端(VOUT)。因此，控制器30根据输出的电压值VCC确定冷却风扇20异常工作并且据此通知用户。
如上文所述，通过根据施加到负(-)电源输入端的电压控制触发器端，用于检测冷却风扇故障的传统装置的优点在于，其可以低成本地实现，并且不论制造商如何，其可以总是具有相同的结构。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供用于检测冷却风扇故障的装置和方法，其能够基于从冷却风扇的负(-)输入端检测到的电流值同预设的上阈值和下阈值的比较结果，确定冷却风扇是否正常工作，由此该冷却风扇可以应用到由不同制造商制造的所有产品中。
为了获得这些和其他的优点，并根据本发明的目的，如此处体现并广泛描述的，提供了用于检测冷却风扇故障的装置，其包括：电子开关，其连接到冷却风扇的负(-)电源输入端并打开/关闭冷却风扇；电流检测器，其连接到电子开关，并且检测冷却风扇的电流值；模拟滤波器，用于滤波检测到的电流值；和控制器，用于将经滤波的电流值转换为数字电流值，并且基于经转换的数字电流值以及预设的上阈值和下阈值，确定冷却风扇是否正常工作。
为了实现该目的，还提供了用于检测冷却风扇故障的方法，其包括：检测冷却风扇的电流值并且将其转换为数字电流值；将经转换的数字电流值同上阈值进行比较；当经转换的数字电流值小于上阈值时，将数字电流值同下阈值进行比较；以及当经转换的数字电流值大于下阈值时，正常驱动冷却风扇。
结合附图，通过下面的本发明的消息描述，本发明前面的和其他的目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。
附图说明
附图说明了本发明的实施例，并且同描述一起用于解释本发明的原理，该附图被包括用以提供对本发明的进一步的理解，并且其构成了本说明书的一部分。
在附图中：
图1示出了根据传统技术的具有检测故障功能的冷却风扇的结构。
图2示出了根据传统技术用于检测冷却风扇故障的装置的结构。
图3示出了根据本发明用于检测冷却风扇故障的装置的结构。
图4是根据本发明用于检测冷却风扇故障的方法的流程图。
具体实施方式
通过参考附图，现将描述根据本发明的优选实施例的用于检测冷却风扇故障的装置和方法，其能够基于从冷却风扇的负(-)输入端检测到的电流值同预设的上阈值和下阈值的比较结果，确定冷却风扇是否正常工作，由此该冷却风扇可以应用到由不同制造商制造的所有产品中。
图3示出了根据本发明用于检测冷却风扇故障的装置的结构。
如图3所示，用于检测冷却风扇故障的装置包括：正(+)和负(-)电源输入端10，用于向冷却风扇提供DC电源；冷却风扇20，用于散发半导体由电源供电而产生的热；飞轮二极管(freewheeling diode)40，用于消除冷却风扇20的励磁电流；电子开关50，其连接到负(-)电源输入端并打开/关闭冷却风扇20；电流检测器60，其连接到电子开关50，并且检测施加到冷却风扇20的电流值；模拟滤波器70，用于滤波检测到的电流值；和控制器30，用于将经滤波的电流值转换为数字电流值，并且基于经转换的数字电流值以及预设的上阈值和下阈值，确定冷却风扇20是否正常工作。
控制器30包括：A/D转换器31，用于将经滤波的电流值转换为数字电流值；和存储器32，用于存储预设的上阈值和下阈值。
现将详细描述根据本发明用于检测冷却风扇故障的装置。
首先，在电子开关50打开时，当通过正(+)电源输入端11和负(-)电源输入端12接收到DC电流时，驱动冷却风扇20，并且在电子开关50关闭时，通过连接在正(+)电源输入端11和负(-)电源输入端12之间的飞轮二极管50，消除了冷却风扇20的励磁电流。
电流检测器60连接到负(-)电源输入端12，检测施加到冷却风扇20的电流值并且向模拟滤波器70输出检测到的电流值。
模拟滤波器70滤波接收到的电流值并且随即输出经滤波的电流值。
A/D转换器31将经滤波的电流值转换为数字电流值并且输出经转换的电流信号。然后，控制器30基于数字电流值确定冷却风扇20是否正常工作。
现将通过参考图4，详细描述根据本发明确定冷却风扇是否正常工作的过程。
图4是根据本发明用于检测冷却风扇故障的方法的流程图。
如图4所示，用于检测冷却风扇故障的方法包括：检测施加到冷却风扇的电流值并且将其转换为数字电流值(步骤S41)；将经转换的数字电流值同上阈值进行比较(步骤S42)；当经转换的数字电流值小于上阈值时，将数字电流值同下阈值进行比较(步骤S43)；和，当经转换的数字电流值大于下阈值时，正常驱动冷却风扇(步骤S44)。此处，当经转换的数字电流值大于上阈值或者小于下阈值时，向用户通知冷却风扇故障(步骤S45)。
现将如下详细描述用于检测冷却风扇故障的方法。
首先，A/D转换器31将由模拟滤波器70滤波的电流值转换为数字电流值并且输出经转换的数字电流信号(步骤S41)。然后，控制器30基于数字电流值以及上阈值和下阈值确定冷却风扇20是否正常工作。
上阈值和下阈值是预先设定的，并且存储在存储器32中。上阈值表示在冷却风扇20异常工作时检测到的电流阈值，而下阈值表示未连接冷却风扇20时检测到的电流阈值。
控制器30将经转换的数字电流值同上阈值进行比较(步骤S42)。即，当经转换的数字电流值小于上阈值时，控制器30将数字电流值同下阈值进行比较，并且当数字电流值大于上阈值时，控制器30确定冷却风扇20异常工作，并且据此通知用户(步骤S45)。
然后，控制器30将数字电流值同下阈值进行比较(步骤S43)。当数字电流值大于下阈值时，控制器30确定冷却风扇20没有问题并且正常驱动冷却风扇20。同时，当经转换的数字电流值小于下阈值时，控制器30确定冷却风扇20未连接，并且通知用户冷却风扇20异常工作(步骤S45)。
结果，控制器30在经转换的数字电流值大于上阈值或者小于下阈值时识别故障、停止和连接失效，并且据此通知用户，使得用户能够采取适当的措施使冷却风扇20正常工作。
如到目为止所描述的，根据本发明的用于检测冷却风扇故障的装置和方法具有如下优点。
即，例如，使从冷却风扇的负(-)电源输入端检测到的电流值同预设的上阈值和下阈值进行比较，基于比较结果确定冷却风扇的故障。这样，表示冷却风扇故障的参数变化是灵活的，冷却风扇可以应用到不同制造商生产的每个产品中。
尽管在不偏离本发明的精神和基本特征的前提下可以在几种形式中体现本发明，但是应该理解，除非进行了具体说明，上文所述的实施例并不受限于前文描述中的任何细节，而是应在附属权利要求限定的其精神和范围中广泛地构建实施例，并且因此，在权利要求的界限该界限的等效物内进行的所有变化和修改是由附属权利要求所涵盖的。

Claims (12)

1.一种用于检测冷却风扇故障的装置，包括：
电子开关，其连接到冷却风扇的负(-)电源输入端并打开/关闭冷却风扇；
电流检测器，其连接到电子开关，并且检测冷却风扇的电流值；
模拟滤波器，用于对检测到的电流值进行滤波；和
控制器，用于将经滤波的电流值转换为数字电流值，并且基于经转换的数字电流值以及预设的上阈值和下阈值，确定冷却风扇是否正常工作。
2.权利要求1的装置，进一步包括：
飞轮二极管，其连接在冷却风扇的正(+)电源输入端和负(-)电源输入端之间，并且消除冷却风扇的励磁电流。
3.权利要求1的装置，其中控制器包括A/D转换器，用于将经滤波的电流值转换为数字电流值。
4.权利要求3的装置，其中控制器包括存储器，用于存储上阈值和下阈值。
5.权利要求4的装置，其中上阈值是基于未操作冷却风扇时检测到的电流值而预先设定的。
6.权利要求4的装置，其中下阈值是基于冷却风扇未连接到电源时检测到的电流值而预先设定的。
7.一种用于检测冷却风扇故障的方法，包括：
检测施加到冷却风扇的电流值并且将其转换为数字电流值；
将经转换的数字电流值同上阈值进行比较；
当经转换的数字电流值小于上阈值时，将数字电流值同下阈值进行比较；和
当经转换的数字电流值大于下阈值时，正常驱动冷却风扇。
8.权利要求7的方法，进一步包括：
根据冷却风扇测量上阈值和下阈值，并且存储该测量值。
9.权利要求8的方法，其中上阈值是基于未操作冷却风扇时检测到的电流值而预先设定的。
10.权利要求8的方法，其中下阈值是基于冷却风扇未连接至电源时检测到的电流值而预先设定的。
11.权利要求7的方法，进一步包括：
当经转换的数字电流信号大于上阈值时通知用户冷却风扇异常工作。
12.权利要求7的方法，进一步包括：
当经转换的数字电流信号小于下阈值时通知用户冷却风扇异常工作。
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