CN202157983U - 风扇延时控制电路 - Google Patents
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Abstract
一种风扇延时控制电路,用于控制一电子设备内的风扇,所述风扇延时控制电路包括风扇连接器、转速控制模块、电源供应模块以及、风扇电源及第一监控电源,当所述电子设备的系统电源未断电时,所述电源供应模块通过所述风扇电源给所述风扇供电,当所述电子设备的系统电源断电时,所述电源供应模块对所述第一监控电源的电压进行升压之后为所述风扇供电;所述转速控制模块包括方波发生电路及第一缓冲器,所述方波发生电路用于在所述电子设备的系统断电时产生连续的方波信号,所述风扇连接器经由所述第一缓冲器接收所述连续的方波信号并根据所述连续的方波信号来控制所述风扇的转速。所述风扇延时控制电路能有效避免电源的浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风扇控制电路,尤其涉及一种风扇延时控制电路。
背景技术
一些电子设备,如计算机、服务器等,通常在其内部设有风扇,以对所述电子设备进行散热。然而,这些电子设备在断电以后,其内部的风扇也会由于失去电源供应而停止转动,此时这些电子设备内部残余的热量只能通过被动散热来释放。在周围环境温度较高的情况下,这将造成电子设备内部温度在关机后的一段时间内仍然较高,从而缩短计算机系统的使用寿命。
目前出现了一种风扇延时电路,其能使电子设备关机后,利用电子设备的备用电源使风扇继续运转。然而,现有的风扇延时电路只能使风扇在延时的情况下全速运转,而造成电源的浪费以及风扇寿命的缩短。
实用新型内容
有鉴于此,有必要提供一种在电子设备关机后,仍然能根据设定来控制风扇转速的风扇延时控制电路。
一种风扇延时控制电路,用于控制一电子设备内的风扇,所述风扇延时控制电路包括电性连接至所述风扇的风扇连接器、电性连接至所述风扇连接器的转速控制模块,电性连接至所述风扇连接器的电源供应模块以及均电性连接至所述电源供应模块的风扇电源及第一监控电源,当所述电子设备的系统电源未断电时,所述电源供应模块通过所述风扇电源给所述风扇供电,当所述电子设备的系统电源断电时,所述电源供应模块对所述第一监控电源的电压进行升压之后为所述风扇供电;所述转速控制模块包括方波发生电路及第一缓冲器,所述方波发生电路经由所述第一缓冲器电性连接至所述风扇连接器,所述方波发生电路用于在所述电子设备的系统断电时产生连续的方波信号,所述风扇连接器经由所述第一缓冲器接收所述连续的方波信号并根据所述连续的方波信号来控制所述风扇的转速。
优选地,所述风扇电源为所述电子设备内部的+12V电源,所述第一监控电源为所述电子设备内部的+5V备用电源。
优选地,所述转速控制模块还包括电子开关,所述电子开关用于在电脑系统断电时控制所述第一缓冲器工作,以及在电脑系统未断电时控制所述第一缓冲器不工作。
优选地,所述电子开关为P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管,所述第一缓冲器包括电源端,所述风扇延时控制电路还包括第二监控电源;所述P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极电性连接至所述第一缓冲器的电源端,栅极电性连接至所述风扇电源,源极电性连接至所述第二监控电源。
优选地,所述方波发生电路包括比较器、上拉电阻、充放电电阻及充放电电容,所述比较器包括正输入端、负输入端、输出端以及电源端,所述上拉电阻电性连接至所述第二监控电源与所述比较器的输出端之间;所述充放电电阻一端电性连接至所述比较器的负输入端,另一端电性连接至所述上拉电阻与所述比较器的输出端之间;所述充放电电容一端电性连接至所述充放电电阻与所述比较器的输出端之间,另一端接地;所述比较器的电源端还电性连接至所述第二监控电源;所述第一缓冲器的输入端电性连接至该比较器的输出端与所述上拉电阻之间,该第一缓冲器的输出端电性连接至所述风扇连接器。
优选地,所述方波发生电路还包括反馈电阻、第一分压电阻及第二分压电阻,所述反馈电阻一端电性连接至所述上拉电阻与所述比较器的输出端之间,另一端电性连接至所述正输入端;所述第一分压电阻一端电性连接至所述电源端,另一端电性连接至所述反馈电阻与所述正输入端之间;所述第二分压电阻一端电性连接至所述反馈电阻与所述正输入端之间,另一端接地。
优选地,所述第二监控电源为所述电子设备内部的+3.3V备用电源。
优选地,所述风扇延时控制电路还包括电性连接至所述电源供应模块的电源控制模块,所述电源控制模块用于感测所述电子设备内的温度并对应控制所述电源供应模块,当电子设备内的温度低于一预定值时,所述电源控制模块控制所述电源供应模块停止给所述风扇连接器供电。
优选地,所述风扇连接器包括感测端,所述风扇延时控制电路还包括转速检测模块,所述转速检测模块电性连接至所述风扇连接器的感测端以感测所述风扇的转速。
所述的风扇延时控制电路通过所述方波发生电路在电脑系统断电后产生一连续的方波信号,以代替现有的脉冲宽度调制信号来设置所述风扇的转速,使得所述风扇在电脑系统关机后仍然能够以合理的转速进行工作,而无需全速运转。因此,有效地节约了电能,并且延长了风扇的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型风扇延时控制电路的较佳实施方式的方框图。
图2为图1所示风扇延时控制电路的转速控制模块的电路图。
主要元件符号说明
风扇延时控制电路 | 100 |
风扇连接器 | 10 |
电源供应模块 | 20 |
电源控制模块 | 30 |
转速控制模块 | 40 |
方波发生电路 | 41 |
电子开关 | 43 |
转速检测模块 | 50 |
风扇 | 200 |
第一缓冲器 | U1 |
第二缓冲器 | U2 |
比较器 | U3 |
上拉电阻 | R1 |
充放电电阻 | R2 |
反馈电阻 | R3 |
第一分压电阻 | R4 |
第二分压电阻 | R5 |
充放电电容 | C1 |
第一监控电源 | V-s1 |
第二监控电源 | V-s2 |
风扇电源 | V-c1 |
电源 | V-c2 |
电源端 | P1、VCC、pin11、pin21 |
控制端 | P2 |
感测端 | P3 |
接地端 | P4、GND、pin13、pin23 |
第一正输入端 | IN1+ |
第一负输入端 | IN1- |
第一输出端 | OUT1 |
第二正输入端 | IN2+ |
第二负输入端 | IN2- |
第二输出端 | OUT2 |
输入端 | pin12、pin22 |
输出端 | pin14、pin24 |
脉冲宽度调制信号 | PWM |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
请参阅图1,本实用新型风扇延时控制电路100用于控制一电子设备内的风扇200在所述电子设备的系统关机后仍然持续转动一段时间,以排除电子设备内部的残余热量。本实用新型较佳实施方式的风扇延时控制电路包括风扇连接器10、电源供应模块20、电源控制模块30、转速控制模块40以及转速检测模块50。所述电子设备可以为电脑系统以及服务器等。在本实施方式中,所述电子设备为一电脑系统。
所述风扇连接器10与所述风扇200相连。所述风扇连接器10包括电源端P1、控制端P2、感测端P3及接地端P4。所述风扇连接器10的电源端P1用于给所述风扇200供电,控制端P2用于控制所述风扇200的转速,感测端P3用于感测所述风扇200的转速,接地端P4接地。
所述电源供应模块20的第一端S1与风扇电源V-c1相连,第二端S2与位于所述电脑系统的主板上的第一监控电源V-s1相连,第三端S3与所述风扇连接器10的电源端P1相连以将所述风扇电源V-c1的电源提供给所述风扇连接器10。本实施方式中,所述风扇电源V-c1为所述电脑系统内主板所提供的+12V电源,所述第一监控电源V-s1为所述电脑系统内主板所提供的+5V_SB电源(+5V备用电源)。
所述电源控制模块30与所述电源供应模块20的第四端S4相连,用于感测所述电脑系统内部的温度并控制所述电源供应模块20。当电脑系统内部的温度低于一预定值时,所述电源控制模块30控制所述电源供应模块20停止给所述风扇连接器10供电。
所述转速控制模块40与所述风扇连接器10的控制端P2相连,以发送对应的控制信号至所述风扇连接器10,进而控制所述风扇200的转速。
所述转速检测模块50与所述风扇连接器10的感测端P3相连,以感测所述风扇200的转速。
下面对本实用新型风扇延时控制电路的工作过程进行说明。
当所述电脑系统的电源未断电时,所述风扇电源V-c1由所述电脑系统内主板提供。此时所述电源供应模块20通过所述风扇电源V-c1给所述风扇200供电。
当所述电脑系统的电源断电时,所述电脑系统内主板无法提供所述风扇电源V-c1,而主板所提供的+5V_SB电源小于风扇200的工作电压12V,所以此时由所述电源供应模块20将所述第一监控电源V-s1的电压升高到12V之后再为所述风扇200供电。
所述电源控制模块30感测所述电脑系统内的温度,并将温度转化为一电压值。所述电源控制模块30还用于比较所述电压值及一预设电压值的大小,并对应控制所述电源供应模块20。当所述电压值低于预设电压值时,即说明电脑系统内的温度低于预定值,表明此时所述电脑系统内的残余热量已被排除,所述电源控制模块30则控制所述电源供应模块20停止给所述风扇连接器10供电,从而关闭所述风扇200以节省电能。当所述电压值不小于预设电压值时,即说明电脑系统内的温度高于预定值,所述电源控制模块30则控制所述电源供应模块20继续给所述风扇连接器10供电。
请参阅图2,所述转速控制模块40包括方波发生电路41、第一缓冲器U1、第二缓冲器U2以及电子开关43。所述方波发生电路41用于在电脑系统断电后,产生一连续的方波信号至第一缓冲器U1,所述风扇连接器10经由该第一缓冲器U1接收该连续的方波信号以控制所述风扇200的转速。所述第二缓冲器U2用于在电脑系统未断电时接收一脉冲宽度调制信号PWM,所述风扇连接器10经由该第二缓冲器U2接收该脉冲宽度调制信号PWM以控制风扇200的转速。所述电子开关43用于在电脑系统断电时控制所述第一缓冲器U1工作,以及在电脑系统未断电时控制所述第一缓冲器U1不工作。
具体地,所述方波发生电路41包括比较器U3、上拉电阻R1、充放电电阻R2、充放电电容C1、反馈电阻R3、第一分压电阻R4以及第二分压电阻R5。所述比较器U3采用Motorola公司生产的型号为LM393的双比较器。所述LM393比较器包括第一正输入端IN1+、第一负输入端IN1-、第一输出端OUT1、第二正输入端IN2+、第二负输入端IN2-、第二输出端OUT2、电源端VCC及接地端GND。所述上拉电阻R1一端电性连接至一第二监控电源V-s2,另一端电性连接至所述第二输出端OUT2,上拉电阻R1与第二输出端OUT2间形成节点A。所述充放电电阻R2一端电性连接至所述第二负输入端IN2-,另一端电性连接至所述节点A。所述充放电电容C1一端电性连接至所述充放电电阻R2与第二输出端OUT2之间,另一端接地。所述反馈电阻R3一端电性连接至所述节点A,另一端电性连接至所述第二正输入端IN2+,反馈电阻R3与第二正输入端IN2+之间形成节点B。所述第一分压电阻R4电性连接至所述电源端VCC与所述节点B之间。所述第二分压电阻R5一端电性连接至所述节点B,另一端接地。所述电源端VCC还电性连接至所述第二监控电源V-s2。在本较佳实施方式中,所述第二监控电源V-s2为电脑系统主板上的+3.3V_SB电源(+3.3V备用电源)。
所述方波发生电路41在工作时,若所述LM393比较器的第二正输入端IN2+上的电压值高于第二负输入端IN2-上的电压值,则所述第二输出端OUT2输出高电平;若所述第二正输入端IN2+上的电压值低于第二负输入端IN2-上的电压值,则所述第二输出端OUT2输出低电平。所述充放电电阻R2、充放电电容C1及第二输出端OUT2之间形成一充放电电路,通过对所述充放电电容C1的充电与放电可以改变所述第二负输入端IN2-上的电压值的大小,使得所述第二负输入端IN2-上的电压值交替地高于及低于所述第二正输入端IN2+上的电压值,从而在第二输出端OUT2上输出连续的方波。
所述反馈电阻R3、第一分压电阻R4以及第二分压电阻R5构成分压电路,用于设置所述LM393比较器阈值电压,即所述第二正输入端IN2+上的阈值电压。所述反馈电阻R3用于引入反馈,使得第二输出端OUT2上输出高电平时的阈值电压与其上输出低电平时的阈值电压不同。合理选择所述充放电电阻R2、反馈电阻R3、第一分压电阻R4以及第二分压电阻R5的阻值以及充放电电容C1的容值,以使所述第二输出端OUT2上输出合适占空比的方波,从而来控制所述风扇200的转速。
所述第一缓冲器U1包括电源端pin11、输入端pin12、接地端pin13及输出端pin14。所述电子开关43为一P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)。所述电源端pin11电性连接至所述P沟道MOSFET的漏极D;所述输入端pin12电性连接至所述节点A;所述接地端pin13接地;所述输出端pin14电性连接至所述风扇200的控制端P2。所述P沟道MOSFET的栅极G电性连接至所述风扇电源V-c1,源极S电性连接至所述第二监控电源V-s2。
所述第二缓冲器U2包括电源端pin21、输入端pin22、接地端pin23及输出端pin24。所述电源端pin21电性连接至一电源V-c2;所述输入端pin22接收一脉冲宽度调制信号PWM;所述接地端pin23接地;所述输出端pin24电性连接至所述风扇200的控制端P2。所述电源V-c2为所述电脑系统主板上+3.3V电源。其中,所述脉冲宽度调制信号PWM来自于所述电脑系统主板上的I/O控制芯片,所述I/O控制芯片根据电脑系统内的温度输出具有对应占空比的脉冲宽度调制信号PWM,从而对应控制所述风扇200的转速。
当所述电脑系统电源未断电时,所述P沟道MOSFET的栅极D电压为+12V的风扇电源V-c1,源极S电压为+3.3V的第二监控电源V-s2,所述P沟道MOSFET截止,所述第一缓冲器U1不工作。此时所述转速控制模块40通过所述电源V-c2、脉冲宽度调制信号PWM及第二缓冲器U2控制所述风扇200的转速。所述I/O控制芯片根据温度输出具有对应占空比的脉冲宽度调制信号PWM,从而对应控制风扇200的转速已属于PC领域公知常识,在此不再赘述。
当所述电脑系统电源断电时,所述P沟道MOSFET的栅极D电压为0V,源极S电压为+3.3V的第二监控电源V-s2,所述P沟道MOSFET导通,所述第一缓冲器U1得电开始工作。所述方波发生电路41输出的连续的方波信号经由所述第一缓冲器U1输出至所述风扇200的控制端P2,以此控制风扇200的转速。
所述的风扇延时控制电路100通过所述方波发生电路41在电脑系统断电后产生一连续的方波信号,以代替所述脉冲宽度调制信号PWM,来设置所述风扇200的转速,使得所述风扇200在电脑系统关机后仍然能够以合理的转速进行工作,而无需全速运转。因此,有效地节约了电能,并且延长了风扇200的使用寿命。
Claims (9)
1.一种风扇延时控制电路,用于控制一电子设备内的风扇,所述风扇延时控制电路包括电性连接至所述风扇的风扇连接器、电性连接至所述风扇连接器的电源供应模块以及均电性连接至所述电源供应模块的风扇电源及第一监控电源,当所述电子设备的系统电源未断电时,所述电源供应模块通过所述风扇电源给所述风扇供电,当所述电子设备的系统电源断电时,所述电源供应模块对所述第一监控电源的电压进行升压之后为所述风扇供电;其特征在于:所述风扇延时控制电路还包括转速控制模块,所述转速控制模块包括方波发生电路及第一缓冲器,所述方波发生电路经由所述第一缓冲器电性连接至所述风扇连接器,所述方波发生电路用于在所述电子设备的系统断电时产生连续的方波信号,所述风扇连接器经由所述第一缓冲器接收所述连续的方波信号并根据所述连续的方波信号来控制所述风扇的转速。
2.如权利要求1所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述风扇电源为所述电子设备内部的+12V电源,所述第一监控电源为所述电子设备内部的+5V备用电源。
3.如权利要求1所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述转速控制模块还包括电子开关,所述电子开关用于在电脑系统断电时控制所述第一缓冲器工作,以及在电脑系统未断电时控制所述第一缓冲器不工作。
4.如权利要求3所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述电子开关为P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管,所述第一缓冲器包括电源端,所述风扇延时控制电路还包括第二监控电源;所述P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极电性连接至所述第一缓冲器的电源端,栅极电性连接至所述风扇电源,源极电性连接至所述第二监控电源。
5.如权利要求4所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述方波发生电路包括比较器、上拉电阻、充放电电阻及充放电电容,所述比较器包括正输入端、负输入端、输出端以及电源端,所述上拉电阻电性连接至所述第二监控电源与所述比较器的输出端之间;所述充放电电阻一端电性连接至所述比较器的负输入端,另一端电性连接至所述上拉电阻与所述比较器的输出端之间;所述充放电电容一端电性连接至所述充放电电阻与所述比较器的输出端之间,另一端接地;所述比较器的电源端还电性连接至所述第二监控电源;所述第一缓冲器的输入端电性连接至该比较器的输出端与所述上拉电阻之间,该第一缓冲器的输出端电性连接至所述风扇连接器。
6.如权利要求5所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述方波发生电路还包括反馈电阻、第一分压电阻及第二分压电阻,所述反馈电阻一端电性连接至所述上拉电阻与所述比较器的输出端之间,另一端电性连接至所述正输入端;所述第一分压电阻一端电性连接至所述电源端,另一端电性连接至所述反馈电阻与所述正输入端之间;所述第二分压电阻一端电性连接至所述反馈电阻与所述正输入端之间,另一端接地。
7.如权利要求4至6任一项所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述第二监控电源为所述电子设备内部的+3.3V备用电源。
8.如权利要求1所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述风扇延时控制电路还包括电性连接至所述电源供应模块的电源控制模块,所述电源控制模块用于感测所述电子设备内的温度并对应控制所述电源供应模块,当电子设备内的温度低于一预定值时,所述电源控制模块控制所述电源供应模块停止给所述风扇连接器供电。
9.如权利要求1所述的风扇延时控制电路,其特征在于:所述风扇连接器包括感测端,所述风扇延时控制电路还包括转速检测模块,所述转速检测模块电性连接至所述风扇连接器的感测端以感测所述风扇的转速。
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