CN203149423U - 缓冲温控电路及散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电子电路技术，提供了一种缓冲温控电路及散热器，与风扇连接并控制所述风扇工作，包括：控制端接收低电平以触发导通的开关模块，所述开关模块输入端与直流电源连接、输出端与所述风扇电连接；低温检测模块，其输出端输出第一电压与温度成反比；根据所述第一电压的大小导通或关闭的续流模块；高温检测模块，其输出端输出第二电压与温度成正比；阳极与所述续流模块和所述开关模块的控制端连接、阴极接地以及门极与所述高温检测模块连接的可控硅。利用可控硅的导通特性设置风扇的启动温度比停止温度高，避免了只设置一个控制温度临界值会导致风扇频繁的关闭和启动，使得风扇的使用寿命得到提高，而且节省了控制芯片的AD口、IO口资源。

Description

缓冲温控电路及散热器

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种缓冲温控电路及散热器。

背景技术

目前，市场上现有的温控技术有两种：一种为软件控制，使用MCU（Microprogrammed Control Unit，微程序控制器）的一个AD口或两个IO口，通过软件进行高低电平识别，从而控制风扇的启动或停止。此种控制方式会占用MCU的一个AD口或两个IO口，而在MCU的应用中，这些资源都比较宝贵，并且往往都被其他功能占用，造成不够用的局面。

另一种是传统的温控电路，存在如下缺点：只有一个控制温度临界值，产品高于这个温度，风扇启动，低于这个温度，风扇停止。而如果温度刚好在控制的临界值，则风扇会转转停停，或处于长期低速运转的状态，影响风扇的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种缓冲温控电路，旨在解决使用控制芯片控制会占用资源，而传统的温控电路只有一个控制温度临界值会导致温控风扇的使用寿命下降的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种缓冲温控电路，与风扇连接并控制所述风扇工作，所述缓冲温控电路包括：

控制端接收低电平以触发导通的开关模块，所述开关模块输入端与直流电源连接、输出端与所述风扇电连接；

低温检测模块，其输出端输出第一电压与温度成反比；

与所述低温检测模块连接，根据所述第一电压的大小导通或关闭的续流模块；

高温检测模块，其输出端输出第二电压与温度成正比；

阳极与所述续流模块和所述开关模块的控制端连接、阴极接地以及门极与所述高温检测模块连接的可控硅。

在优选的实施例中，所述低温检测模块包括分压电阻R1、负温度系数的热敏电阻R2以及与所述热敏电阻R2并联的滤波电容C1，所述分压电阻R1的第一端与一电源连接、第二端作为所述低温检测模块的输出端输出所述第一电压并经所述热敏电阻R2接地。

在优选的实施例中，所述高温检测模块包括负温度系数的热敏电阻R3、分压电阻R4和与所述分压电阻R4并联的滤波电容C2，所述热敏电阻R3的第一端与一电源连接、第二端作为所述高温检测模块的输出端输出所述第二电压并经所述分压电阻R4接地。

在优选的实施例中，所述续流模块包括以高电平触发导通的可控开关Q1、以高电平触发导通的可控开关Q2以及以低电平触发导通的可控开关Q3，其中，

所述可控开关Q1的控制端与所述低温检测模块的输出端连接、输入端经一分压电阻R5与一电源连接，所述可控开关Q1的输出端接地；

所述可控开关Q2的控制端与所述可控开关Q1的输入端连接并通过一分压电阻R6接地、输入端经一限流电阻R7与所述可控开关Q3的控制端连接，所述可控开关Q2的输出端接地；

所述可控开关Q3的输入端经一限流电阻R8与所述直流电源连接并经一电阻R9与其控制端连接、所述可控开关Q3的输出端作为所述续流模块的输出端与所述可控硅的阳极连接。

在优选的实施例中，所述开关模块包括以低电平触发导通的可控开关Q4、分压电阻R10以及分压电阻R11，其中，

所述可控开关Q4的输入端与所述直流电源连接、输出端与所述风扇电连接、控制端经所述分压电阻R10与所述可控硅的阳极连接，所述分压电阻R11连接在所述可控开关Q4的输入端和控制端之间。

在优选的实施例中，所述缓冲温控电路还包括稳压器、滤波电容C3、电感器L1以及两个滤波电容C4，其中，

所述稳压器的输入端与所述开关模块的输出端连接，所述稳压器的输出端经所述电感器L1与所述风扇连接，所述稳压器的接地端接地且通过所述滤波电容C3与其输入端连接，所述两个滤波电容C4并联后的一端与所述述电感器L1未与所述稳压器连接的一端连接、另一端接地。

在优选的实施例中，所述可控开关Q4为PNP型三极管或P型MOS管，其中，

所述可控开关Q4为PNP型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为PNP型三极管的发射极、集电极、基极；所述可控开关Q4为P型MOS管，其输入端、输出端、控制端依次为P型MOS管的源极、漏极、栅极。

在优选的实施例中，所述可控开关Q1为NPN型三极管或N型MOS管，所述可控开关Q2为NPN型三极管或N型MOS管，所述可控开关Q3为PNP型三极管或P型MOS管，其中，

所述可控开关Q1和可控开关Q2为NPN型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为NPN型三极管的集电极、发射极、基极；所述可控开关Q1和可控开关Q2为N型MOS管时，其输入端、输出端、控制端依次为N型MOS管的漏极、源极、栅极；所述可控开关Q3为PNP型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为PNP型三极管的发射极、集电极、基极；所述可控开关Q3为P型MOS管，其输入端、输出端、控制端依次为P型MOS管的源极、漏极、栅极。

本发明实施例的另一目的在于提供一种散热器，包括风扇，还包括上述的缓冲温控电路。

上述缓冲温控电路利用可控硅的导通特性设置风扇的启动温度比停止温度高，避免了只设置一个控制温度临界值会导致风扇频繁的关闭和启动，使得风扇的使用寿命得到提高，而且节省了控制芯片的AD口、IO口资源。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的缓冲温控电路的模块图；

图2是本实用新型一实施例提供的缓冲温控电路的电路原理图；

图3是本实用新型另一实施例提供的缓冲温控电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，为一种缓冲温控电路的模块图，缓冲温控电路100与风扇200连接并控制风扇200工作，缓冲温控电路100包括开关模块110、低温检测模块120、续流模块130、高温检测模块140以及可控硅K3。

开关模块110的控制端接收低电平以触发导通，开关模块110输入端与直流电源vcc1连接、输出端与风扇200电连接；低温检测模块120的输出端输出第一电压与温度成反比；续流模块130的低温检测模块120连接，根据第一电压的大小导通或关闭；高温检测模块140的输出端输出第二电压与温度成正比；可控硅K3的阳极与续流模块130和开关模块110的控制端连接、可控硅K3的阴极接地以及门极与高温检测模块140连接。

上述缓冲温控电路100利用可控硅K3未通电前，需要同时满足有导通电压和导通电流时才导通，而一旦通电后，只需维持导通电流则可以持续导通的特性，设置低温检测模块120导通续流模块130的第一电压对应的需要关闭风扇200的停止温度，比高温检测模块140导通可控硅K3的第二电压所对应的启动风扇200降温的启动温度低，实现启动和关闭风扇200之间存在温差，不会产生只用一个控制温度临界值时且检测温度刚好在控制温度间徘徊而导致风扇200在启动和关闭间频繁切换的问题，相对提高了风扇200的使用寿命，并且节省了控制芯片的AD口、IO口资源。

结合图2、3，在优选的实施例中，低温检测模块120包括分压电阻R1、负温度系数的热敏电阻R2以及与热敏电阻R2并联的滤波电容C1，分压电阻R1的第一端与一电源vcc2连接、第二端作为低温检测模块120的输出端输出第一电压并经热敏电阻R2接地。优选地，低温检测模块120包括还包括与热敏电阻R2并联的分压电阻R10。在其他实施例中，热敏电阻R2可以是正温度系数的热敏电阻，若热敏电阻R2选择正温度系数的热敏电阻，则将分压电阻R1和热敏电阻R2互换位置。低温检测模块120的输出的第一电压随检测温度的升高而降低。

在优选的实施例中，高温检测模块140包括负温度系数的热敏电阻R3、分压电阻R4和与分压电阻R4并联的滤波电容C2，热敏电阻R3的第一端与一电源vcc2连接、第二端作为高温检测模块140的输出端输出第二电压并经分压电阻R4接地。在其他实施例中，热敏电阻R3可以是正温度系数的热敏电阻，若热敏电阻R3选择正温度系数的热敏电阻，则将分压电阻R4和热敏电阻R3互换位置，高检测模块的输出的第二电压随检测温度的升高而升高。

在优选的实施例中，续流模块130包括以高电平触发导通的可控开关Q1、以高电平触发导通的可控开关Q2、以低电平触发导通的可控开关Q3、分压电阻R5、分压电阻R6、限流电阻R7、限流电阻R8、电阻R9。

可控开关Q1的控制端与低温检测模块120的输出端连接、输入端经分压电阻R5与一电源vcc2连接，可控开关Q1的输出端接地；可控开关Q2的控制端与可控开关Q1的输入端连接并通过分压电阻R6接地、输入端经限流电阻R7与可控开关Q3的控制端连接，可控开关Q2的输出端接地；可控开关Q3的输入端经限流电阻R8与直流电源vcc1连接并经电阻R9与其控制端连接、可控开关Q3的输出端作为续流模块130的输出端与可控硅K3的阳极连接。

在优选的实施例中，可控开关Q1为NPN型三极管或N型MOS管，可控开关Q2为NPN型三极管或N型MOS管。其中，可控开关Q1和可控开关Q2为NPN型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为NPN型三极管的集电极、发射极、基极；可控开关Q1和可控开关Q2为N型MOS管时，其输入端、输出端、控制端依次为N型MOS管的漏极、源极、栅极。可控开关Q3为PNP型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为PNP型三极管的发射极、集电极、基极；可控开关Q3为P型MOS管，其输入端、输出端、控制端依次为P型MOS管的源极、漏极、栅极。

在优选的实施例中，开关模块110包括以低电平触发导通的可控开关Q4、分压电阻R10以及分压电阻R11。

可控开关Q4的输入端与直流电源vcc1连接、输出端与风扇200电连接、控制端经分压电阻R10与可控硅K3的阳极连接，分压电阻R11连接在可控开关Q4的输入端和控制端之间。

在优选的实施例中，缓冲温控电路100还包括稳压器、滤波电容C3、电感器L1以及两个滤波电容C4。

稳压器的输入端与开关模块110的输出端连接，稳压器的输出端经电感器L1与风扇200连接，稳压器的接地端接地且通过滤波电容C3与其输入端连接，两个滤波电容C4并联后的一端与述电感器L1未与稳压器连接的一端连接、另一端接地。

在优选的实施例中，可控开关Q4为PNP型三极管或P型MOS管。可控开关Q4为PNP型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为PNP型三极管的发射极、集电极、基极；可控开关Q4为P型MOS管，其输入端、输出端、控制端依次为型MOS管的源极、漏极、栅极。

另外，上述的电源vcc2为直流电源vcc1通过如稳压器的DC-DC器件转换而得到直流电压源。

下面将结合相关温度参数说明缓冲温控电路100的原理，以停止温度40℃，启动温度50℃为例。

当整机温度（检测温度）为25℃时，低温检测模块120检测到温度未达到风扇200的停止温度，可控开关Q1导通，可控开关Q2、和可控开关Q3截止，即续流模块130不工作；高温检测模块140检测到温度未达到风扇200启动的温度，可控硅K3的门极电压（第二电压）未达到导通电压，可控硅K3截止，开关模块110中的可控开关Q4截止，风扇200没有供电，不工作。

当整机温度为45℃时，低温检测模块120检测到温度达到风扇200的停止温度，可控开关Q1截止，可控开关Q2、和可控开关Q3导通，即续流模块130导通为可控硅K3提供足够维持导通的电流；高温检测模块140检测到温度未达到风扇200的启动温度，可控硅K3的门极无足够的维持导通的电压，故可控硅K3仍然截止，开关模块110中的可控开关Q4截止，风扇200没有供电，不工作。

当整机温度为55℃时，低温检测模块120检测到温度达到风扇200的停止温度，可控开关Q1截止，可控开关Q2、和可控开关Q3导通，即续流模块130导通，可为可控硅K3提供足够维持导通的电流；高温检测模块140检测到温度达到风扇200的启动温度，可控硅K3的导通电压和维持导通的电流条件都满足，故可控硅K3K3导通，开关模块110中的可控开关Q4导通，风扇200有供电，开始工作。

当整机温度因风扇200工作后，温度降为45℃时，低温检测模块120检测到温度未达到风扇200的停止温度，可控开关Q1截止，可控开关Q2、和可控开关Q3导通，即续流模块130导通，可为可控硅K3提供足够维持导通的电流；高温检测模块140检测到温度未达到风扇200的启动温度，可控硅K3的门极无足够的维持导通的电压，但因可控硅K3的导通特性，此时，可控硅K3仍然可以导通，开关模块110中的可控开关Q4导通，风扇200仍然工作。

当整机温度因风扇200继续工作，温度降为35℃时，低温检测模块120检测到温度低于风扇200的停止温度时，可控开关Q1导通，可控开关Q2、和可控开关Q3截止，即续流模块130不工作，可控硅K3K3维持的电流被断开；高温检测模块140检测到温度未达到风扇200的启动温度，可控硅K3的门极无足够维持导通的电压，此时，可控硅K3既无足够维持导通的电流，又无足够维持导通的电压，故截止，开关模块110中的可控开关Q4截止，风扇200不工作。

由此可见，利用可控硅K3的导通特性设置风扇200的启动温度比停止温度高，避免了只设置一个控制温度会导致风扇200频繁的关闭和启动，使得风扇200的使用寿命得到提高，而且节省了控制芯片的AD口、IO口资源。

此外，还提供了一种散热器，包括风扇200以及上述的缓冲温控电路100缓冲温控电路100的电路结构及其功能原理如上所述，这里不再赘述。

上述散热器利用可控硅K3未通电前，需要同时满足有导通电压和导通电流时才导通，而一旦通电后，只需维持导通电流则可以持续导通的特性，设置低温检测模块120导通续流模块130的第一电压对应的需要关闭风扇200的停止温度，比高温检测模块140导通可控硅K3的第二电压所对应的启动风扇200降温的启动温度低，实现启动和关闭风扇200之间存在温差，不会产生只用一个控制温度临界值时且检测温度刚好在控制温度间徘徊而导致风扇200在启动和关闭间频繁切换的问题，相对提高了散热器的使用寿命，并且节省了控制芯片的AD口、IO口资源。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种缓冲温控电路，与风扇连接并控制所述风扇工作，其特征在于，所述缓冲温控电路包括：

控制端接收低电平以触发导通的开关模块，所述开关模块输入端与直流电源连接、输出端与所述风扇电连接；

低温检测模块，其输出端输出第一电压与温度成反比；

与所述低温检测模块连接，根据所述第一电压的大小导通或关闭的续流模块；

高温检测模块，其输出端输出第二电压与温度成正比；

阳极与所述续流模块和所述开关模块的控制端连接、阴极接地以及门极与所述高温检测模块连接的可控硅。

2.如权利要求1所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述低温检测模块包括分压电阻R1、负温度系数的热敏电阻R2以及与所述热敏电阻R2并联的滤波电容C1，所述分压电阻R1的第一端与一电源连接、第二端作为所述低温检测模块的输出端输出所述第一电压并经所述热敏电阻R2接地。

3.如权利要求1所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述高温检测模块包括负温度系数的热敏电阻R3、分压电阻R4和与所述分压电阻R4并联的滤波电容C2，所述热敏电阻R3的第一端与一电源连接、第二端作为所述高温检测模块的输出端输出所述第二电压并经所述分压电阻R4接地。

4.如权利要求1或2所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述续流模块包括以高电平触发导通的可控开关Q1、以高电平触发导通的可控开关Q2以及以低电平触发导通的可控开关Q3，其中，

所述可控开关Q1的控制端与所述低温检测模块的输出端连接、输入端经一分压电阻R5与一电源连接，所述可控开关Q1的输出端接地；

所述可控开关Q2的控制端与所述可控开关Q1的输入端连接并通过一分压电阻R6接地、输入端经一限流电阻R7与所述可控开关Q3的控制端连接，所述可控开关Q2的输出端接地；

所述可控开关Q3的输入端经一限流电阻R8与所述直流电源连接并经一电阻R9与其控制端连接、所述可控开关Q3的输出端作为所述续流模块的输出端与所述可控硅的阳极连接。

5.如权利要求1所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述开关模块包括以低电平触发导通的可控开关Q4、分压电阻R10以及分压电阻R11，其中，

所述可控开关Q4的输入端与所述直流电源连接、输出端与所述风扇电连接、控制端经所述分压电阻R10与所述可控硅的阳极连接，所述分压电阻R11连接在所述可控开关Q4的输入端和控制端之间。

6.如权利要求1或5所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述缓冲温控电路还包括稳压器、滤波电容C3、电感器L1以及两个滤波电容C4，其中，

所述稳压器的输入端与所述开关模块的输出端连接，所述稳压器的输出端经所述电感器L1与所述风扇连接，所述稳压器的接地端接地且通过所述滤波电容C3与其输入端连接，所述两个滤波电容C4并联后的一端与所述述电感器L1未与所述稳压器连接的一端连接、另一端接地。

7.如权利要求4所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述可控开关Q4为PNP型三极管或P型MOS管，其中，

所述可控开关Q4为PNP型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为PNP型三极管的发射极、集电极、基极；所述可控开关Q4为P型MOS管，其输入端、输出端、控制端依次为P型MOS管的源极、漏极、栅极。

8.如权利要求4所述的缓冲温控电路，其特征在于，所述可控开关Q1为NPN型三极管或N型MOS管，所述可控开关Q2为NPN型三极管或N型MOS管，所述可控开关Q3为PNP型三极管或P型MOS管，其中，

所述可控开关Q1和可控开关Q2为NPN型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为NPN型三极管的集电极、发射极、基极；所述可控开关Q1和可控开关Q2为N型MOS管时，其输入端、输出端、控制端依次为N型MOS管的漏极、源极、栅极；所述可控开关Q3为PNP型三极管时，其输入端、输出端、控制端依次为PNP型三极管的发射极、集电极、基极；所述可控开关Q3为P型MOS管，其输入端、输出端、控制端依次为P型MOS管的源极、漏极、栅极。

9.一种散热器，包括风扇，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的缓冲温控电路。

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