CN204190665U - 一种风扇转速智能调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风扇转速智能调节系统。所述风扇转速智能调节系统包括第一供电电源、与第一供电电源电连接，用于将环境温度信号转换为热电动势信号的至少一个测温元件、与所述测温元件及所述第一供电电源电连接，用于将该热电动势信号放大及转换为温度值的信号处理模块、与所述第一供电电源及所述信号处理模块电连接，用于根据该温度值生成一定占空比的PWM信号的微控制器、与所述微控制器电连接，用于根据该PWM信号的占空比对屏蔽老化柜内的风扇的转速进行实时调节的风扇转速调节电路。本实用新型风扇转速智能调节系统可随柜内温度变化对风扇风速进行智能调节，并带有高温报警功能及断电保护功能，节能效果极为突出，具备较高的运行安全性。

Description

一种风扇转速智能调节系统

技术领域

本实用新型涉及风扇转速控制技术领域，更具体地说，涉及一种风扇转速智能调节系统。

背景技术

各种无线电子产品在出厂前需通过屏蔽老化测试。由于屏蔽老化柜为密封环境，屏蔽老化柜内一般会放多个无线电子产品在屏蔽老化柜内进行通电老化测试。测试过程中，被测产品均会产生不同的热量，如不能及时有效地排出热量，导致柜内温度不断升高，而柜内升温过高易导致被测产品损坏，甚至引起着火。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种运行安全性高、节能效果突出的风扇转速智能调节系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种风扇转速智能调节系统，包括第一供电电源、与所述第一供电电源电连接，用于将环境温度信号转换为热电动势信号的至少一个测温元件、与所述测温元件及所述第一供电电源电连接，用于将该热电动势信号放大及转换为温度值的信号处理模块，还包括与所述第一供电电源及所述信号处理模块电连接，用于根据该温度值生成一定占空比的PWM信号的微控制器、与所述微控制器电连接，用于接收来自所述微控制器的PWM信号，根据该PWM信号的占空比对安装于屏蔽老化柜内的风扇的转速进行实时调节的风扇转速调节电路。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述第一供电电源包括保险丝、电压转换单元、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感、第七电阻；其中

第三电容、第四电容、第五电容及第六电容并联连接；

所述电压转换单元的芯片型号为LM2596S；

所述电压转换单元的第零引脚连接接地；

所述电压转换单元的第一引脚连接保险丝一端及第一二极管负极，保险丝另一端连接第一供电电源的第一供电端，第一二极管正极接地；

所述电压转换单元的第二引脚连接第三二极管负极及第一电感一端，第三二极管正极接地，第一电感另一端同时连接第一供电电源的第二供电端、第五电容及第六电容一端，第五电容及第六电容另一端均接地；

所述电压转换单元的第三引脚接地；

所述电压转换单元的第四引脚连接第一供电电源的第二供电端及第二二极管正极，第二二极管负极连接第七电阻一端，第七电阻另一端接地；

第三电容及第四电容一端均连接电压转换单元的第一引脚，第三电容及第四电容另一端均接地。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述微控制器包括型号为STC12C5A60S2的MCU；

所述微控制器还包括第四电阻，第四电阻一端连接第一供电电源的第二供电端，第四电阻另一端连接MCU的第四十四引脚；

所述微控制器还包括PWM信号输出单元，所述PWM信号输出单元的第一引脚连接在第四电阻及MCU的第四十四引脚之间，所述PWM信号输出单元的第二引脚接地。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述测温元件为K型热电偶；

所述信号处理模块的芯片型号为MAX6675；

所述信号处理模块包括第七电容、第八电容；第七电容一端接地，第七电容另一端连接所述信号处理模块的第三引脚，第八电容一端接地，第八电容另一端连接在第一供电电源的第二供电端及所述信号处理模块的第四引脚之间；

所述信号处理模块的第五引脚连接所述MCU的第二十引脚；

所述信号处理模块的第六引脚连接所述MCU的第十九引脚；

所述信号处理模块的第七引脚连接所述MCU的第十八引脚；

K型热电偶的第一引脚连接所述信号处理模块的第二引脚；

K型热电偶的第二引脚连接所述信号处理模块的第三引脚。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述系统还包括蜂鸣器、以及连接所述微控制器及所述蜂鸣器的高温报警模块；

所述高温报警模块包括第五电阻、第九电阻、第一三极管；其中

第一三极管的基极连接第九电阻一端，第九电阻另一端连接所述MCU的第二十二引脚；

第一三极管的发射极连接第五电阻一端，第五电阻另一端连接第一供电电源的第二供电端；

第一三极管集电极连接蜂鸣器一端，蜂鸣器另一端接地。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述系统还包括连接所述微控制器的断电保护模块、以及连接在所述断电保护模块及所述风扇转速调节电路之间的固态继电器；

所述断电保护模块包括第十电阻、第十一电阻及第二三极管；其中

第二三极管基极连接第十一电阻一端，第十一电阻另一端连接所述MCU的第二十一引脚；

第二三极管的集电极接地；第二三极管的发射极连接第十电阻一端，第十电阻另一端连接所述固态继电器第一引脚，所述固态继电器第二引脚连接第一供电电源的第二供电端。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述微控制器还包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；第一电阻、第二电阻及第三电阻一端均连接到第一供电电源的第二供电端，第一电阻另一端连接所述MCU的第四十引脚，第二电阻另一端连接所述MCU的第四十一引脚，第三电阻另一端连接所述MCU的第四十二引脚；

所述系统还包括与所述微控制器电连接，用于设置报警温度阈值及断电温度阈值的温度设置模块；

所述温度设置模块包括连接第一按键单元、第二按键单元及第三按键单元；

所述第一按键单元连接在第一电阻及所述MCU的第四十引脚之间；

所述第二按键单元连接在第二电阻及所述MCU的第四十一引脚之间；

所述第三按键单元连接在第三电阻及所述MCU的第四十二引脚之间；

所述微控制器还包括第四电阻，第四电阻一端连接第一供电电源的第二供电端，第四电阻另一端连接所述MCU的第四十四引脚。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述系统还包括连接所述微控制器，用于实时显示环境温度值、风扇转速及系统运行时间的显示模块。

在本实用新型上述风扇转速智能调节系统中，所述显示模块的芯片型号为74HC573。

实施本实用新型可达到以下有益效果：

1、本实用新型风扇转速智能调节系统可应用于屏蔽老化柜，具有根据屏蔽老化柜内的温度变化对风扇转速进行智能调节的智能调速功能，可将屏蔽老化柜工作产生的高温及时有效地排出，避免柜内高温对产品屏蔽测试造成影响。该系统不仅能在短时间内将柜内热量及时有效地排出，还具有节能效果突出的优点，有效降低了用户的用电成本，还延长了风扇的使用寿命。

2、本实用新型风扇转速智能调节系统带有高温报警功能及断电保护功能，具有较高的运行安全性。在本实用新型中，当环境温度达到或超过报警温度阈值时，风扇转速智能调节系统可通过蜂鸣器发出报警语音对用户进行高温提醒，当环境温度达到或超过断电温度阈值时，固态继电器停止工作，屏蔽测试系统的供电通道被自动切断，由此避免了高温环境对屏蔽测试系统的各个电子元件造成的损坏。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例提供的风扇转速智能调节系统的结构框图；

图2为图1所示的风扇转速智能调节系统的微控制器的电路图；

图3为图1所示的风扇转速智能调节系统的第一供电电源的电路图；

图4为图1所示的风扇转速智能调节系统的温度设置模块的电路图；

图5为图1所示的风扇转速智能调节系统的测温元件的电路图；

图6为图1所示的风扇转速智能调节系统的信号处理模块的电路图；

图7为图1所示的风扇转速智能调节系统的PWM信号输出单元的电路图；

图8为图1所示的风扇转速智能调节系统的高温报警模块及蜂鸣器的电路图；

图9为图1所示的风扇转速智能调节系统的断电保护模块的电路图；

图10为图1所示的风扇转速智能调节系统的固态继电器的电路图；

图11为图1所示的风扇转速智能调节系统的显示模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例，对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型风扇转速智能调节系统包括第一供电电源101、与第一供电电源101电连接，用于将环境温度信号转换为热电动势信号的至少一个测温元件103、与该测温元件103及第一供电电源101电连接，用于将该热电动势信号放大并转换为温度值的信号处理模块104，与该第一供电电源101及信号处理模块104电连接，用于接收该温度值，并根据该温度值生成具有一定占空比的PWM信号的微控制器102、与该微控制器102电连接，用于接收来自该微控制器102的PWM信号，根据该PWM信号的占空比对安装于屏蔽老化柜内的风扇200的转速进行实时调节的风扇转速调节电路110。

在本实用新型风扇转速智能调节系统可应用或配置于基于屏蔽老化柜的屏蔽测试系统，用于将屏蔽老化柜工作过程中产生的高温及时有效地排出，避免柜内高温对产品屏蔽测试造成影响。测温元件103数量因屏蔽老化柜的尺寸而异。

如图2所示，本实用新型风扇转速智能调节系统的微控制器102的MCU的具体型号为STC12C5A60S2。该微控制器102还包括第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3一端均连接第一供电电源101的第二供电端VCC，第一电阻R1另一端连接该MCU的第四十引脚，第二电阻R2另一端连接该MCU的第四十一引脚，第三电阻R3另一端连接该MCU的第四十二引脚。

如图3所示，本实用新型风扇转速智能调节系统的第一供电电源101包括保险丝F1、电压转换单元、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1、第七电阻R7。

该电压转换单元的型号为LM2596S。

第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第六电容C6并联连接。

该电压转换单元的第零引脚连接接地；该电压转换单元的第一引脚连接保险丝F1一端及第一二极管D1负极，保险丝F1另一端连接第一供电电源101的第一供电端(即风扇200的供电端)，第一二极管D1正极接地；该电压转换单元的第二引脚连接第三二极管D3负极及第一电感L1一端，第三二极管D3正极接地，第一电感L1另一端同时连接第一供电电源101的第二供电端VCC、第五电容C5及第六电容C6一端，第五电容C5及第六电容C6另一端均接地；该电压转换单元的第三引脚接地；该电压转换单元的第四引脚连接第一供电电源101的第二供电端VCC及第二二极管D2正极，第二二极管D2负极连接第七电阻R7一端，第七电阻R7另一端接地。

第三电容C3及第四电容C4一端均连接该电压转换单元的第一引脚，第三电容C3及第四电容C4另一端均接地。

如图4所示，本实用新型风扇转速智能调节系统还包括与该微控制器102电连接，用于提供报警温度阈值设置及断电温度阈值设置的温度设置模块105。

该温度设置模块105包括第一按键单元KEY1、第二按键单元KEY2、第三按键单元KEY3。其中

该第一按键单元KEY1连接在第一电阻R1及该微控制器102的MCU的第四十引脚之间。

该第二按键单元KEY2连接在第二电阻R2及该微控制器102的MCU的第四十一引脚之间。

该第三按键单元KEY3连接在第三电阻R3及该微控制器102的MCU的第四十二引脚之间。

本实用新型风扇转速智能调节系统的温度设置操作过程如下所示：

第一按键单元KEY1作为报警温度阈值设置/断电温度阈值设置切换按钮。第二按键单元KEY2及第三按键单元KEY3作为升温/降温调节按键。微控制器102的I/O口默认为高电平，按键检测标志位默认为0(即正常运行模式)。用户在正常运行模式下对第一按键单元KEY1进行一次按压操作，按键检测标志位变为1，进入高温报警温度设置模式。用户可在高温报警温度设置模式下对第二按键单元KEY2进行按压来提高报警温度的温度值，或者对第三按键单元KEY3进行按压来降低报警温度的温度值。如用户在高温报警温度设置模式下对第一按键单元KEY1进行一次按压操作，则按键检测标志位变为2，进入断电温度设置模式。用户可在断电温度设置模式下对第二按键单元KEY2进行按压来提高断电温度的温度值，或者对第三按键单元KEY3进行按压来降低断电温度的温度值。如用户在断电温度设置模式下对第一按键单元KEY1进行一次按压操作，则按键检测标志位变为0，重新恢复到正常运行模式。在本实用新型中，断电温度阈值大于报警温度阈值。

该微控制器102还包括第四电阻R4。第四电阻R4一端连接第一供电电源101的第二供电端VCC，第四电阻R4另一端连接该微控制器102的MCU的第四十四引脚。

如图5所示，在本实用新型风扇转速智能调节系统中，该测温元件103优选为K型热电偶。

如图6所示，本实用新型风扇转速智能调节系统所采用的信号处理模块104的芯片型号为MAX6675。

该信号处理模块104包括第七电容C7、第八电容C8。其中

第七电容C7一端接地，第七电容C7另一端连接该信号处理模块104的第三引脚，第八电容C8一端接地，第八电容C8另一端连接在第一供电电源101的第二供电端VCC及信号处理模块104的第四引脚之间；

该信号处理模块104的第五引脚连接该微控制器102的MCU的第二十引脚；

该信号处理模块104的第六引脚连接该微控制器102的MCU的第十九引脚；

该信号处理模块104的第七引脚连接该微控制器102的MCU的第十八引脚；

该K型热电偶的第一引脚连接该信号处理模块104的第二引脚；

该K型热电偶的第二引脚连接该信号处理模块104的第三引脚。

如图7所示，在本实用新型风扇转速智能调节系统中，微控制器102还包括用于将PWM信号输出到风扇转速调节电路的PWM信号输出单元1021。该PWM信号输出单元1021的第一引脚连接在第四电阻R4及微控制器102的MCU的第四十四引脚之间，该PWM信号输出单元1021的第二引脚接地。

如图8所示，本实用新型风扇转速智能调节系统还包括一个蜂鸣器111、连接微控制器102及蜂鸣器111，用于在环境温度达到或超过报警温度阈值时通过该蜂鸣器111发出报警语音的高温报警模块106。

该高温报警模块106包括第五电阻R5、第九电阻R9、第一三极管Q1。其中

第一三极管Q1的基极连接第九电阻R9一端，第九电阻R9另一端连接该微控制器102的MCU的第二十二引脚；

第一三极管Q1的发射极连接第五电阻R5一端，第五电阻R5另一端连接第一供电电源101的第二供电端VCC；

第一三极管Q1集电极连接蜂鸣器111一端，蜂鸣器111另一端接地。

本实用新型风扇转速智能调节系统的高温报警工作原理如下所示：

当本实用新型风扇转速智能调节系统检测到的环境温度不超过用户设置的高温报警温度阈值时，微控制器102的MCU的第二十二引脚输出高电平，第一三极管Q1截止，蜂鸣器111不工作。当本实用新型风扇转速智能调节系统检测到的环境温度高于用户设置的高温报警温度阈值时，微控制器102的MCU的第二十二引脚输出低电平，第一三极管Q1导通，蜂鸣器111发出报警声。

如图9及图10所示，本实用新型风扇转速智能调节系统还包括连接微控制器102的断电保护模块107、连接在断电保护模块107及风扇转速调节电路110之间，并作为风扇转速调节电路110的开关的固态继电器109。该断电保护模块107用于在环境温度值高于用户预设的断电温度阈值时，使固态继电器109停止工作，从而切断风扇转速调节电路110的供电通道，以实现风扇转速调节电路110的断电保护。

该断电保护模块107包括第十电阻R10、第十一电阻R11及第二三极管Q2；其中

第二三极管Q2基极连接第十一电阻R11一端，第十一电阻R11另一端连接微控制器102的第二十一引脚；

第二三极管Q2的集电极接地；第二三极管Q2的发射极连接第十电阻R10一端，第十电阻R10另一端连接该固态继电器109第一引脚，该固态继电器109第二引脚连接第一供电电源101的第二供电端VCC。

本实用新型风扇转速智能调节系统的断电保护工作原理如下所示：

当本实用新型风扇转速智能调节系统检测到的环境温度不超过用户设置的断电温度阈值时，微控制器102的MCU的第二十一引脚输出高电平，第二三极管Q2截止，固态继电器109负极为低电平，固态继电器109正常工作，微控制器102与风扇转速调节电路之间建立供电通道，风扇转速调节电路处于正常工作状态。

如屏蔽测试系统出现故障(例如元器件短路故障)，造成屏蔽老化柜内部温度急剧上升，当本实用新型风扇转速智能调节系统检测到的环境温度高于用户设置的报警温度阈值时，微控制器102的MCU的第二十一引脚输出低电平，第二三极管Q2导通，固态继电器109的负极为高电平，固态继电器109不工作，第二供电电源与屏蔽测试系统之间的供电通道被切断，屏蔽测试系统停止工作，由此实现了对屏蔽测试系统下的各个元器件的断电保护的技术效果。

如图11所示，本实用新型显示模块108采用的芯片型号为74HC573。该显示模块108与微控制器102电连接，用于接收由微控制器102提供的环境温度、系统运行时间，以及由风扇转速调节电路提供的风扇转速，并将该环境温度、该风扇转速及该系统运行时间进行实时显示。

实施本实用新型风扇转速智能调节系统，可达到以下有益效果：

1、本实用新型风扇转速智能调节系统可应用于屏蔽老化柜，具有根据屏蔽老化柜内的温度变化对风扇200转速进行智能调节的智能调速功能，可将屏蔽老化柜工作产生的高温及时有效地排出，避免柜内高温对产品屏蔽测试造成影响。该系统不仅能在短时间内将柜内热量及时有效地排出，还具有节能效果突出的优点，有效降低了用户的用电成本，还延长了风扇的使用寿命。

2、本实用新型风扇转速智能调节系统带有高温报警功能及断电保护功能，具有较高的运行安全性。在本实用新型中，当环境温度达到或超过报警温度阈值时，风扇转速智能调节系统可通过蜂鸣器111发出报警语音对用户进行高温提醒，当环境温度达到或超过断电温度阈值时，固态继电器109停止工作，第二供电电源与屏蔽测试系统之间的供电通道被自动切断，由此避免了高温环境对屏蔽测试系统的各个电子元器件造成的损坏。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种风扇转速智能调节系统，包括第一供电电源、与所述第一供电电源电连接，用于将环境温度信号转换为热电动势信号的至少一个测温元件、与所述测温元件及所述第一供电电源电连接，用于将该热电动势信号放大及转换为温度值的信号处理模块，其特征在于，还包括与所述第一供电电源及所述信号处理模块电连接，用于根据该温度值生成一定占空比的PWM信号的微控制器、与所述微控制器电连接，用于接收来自所述微控制器的PWM信号，根据该PWM信号的占空比对安装于屏蔽老化柜内的风扇的转速进行实时调节的风扇转速调节电路。

2.根据权利要求1所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述第一供电电源包括保险丝、电压转换单元、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感、第七电阻；其中

第三电容、第四电容、第五电容及第六电容并联连接；

所述电压转换单元的芯片型号为LM2596S；

所述电压转换单元的第零引脚连接接地；

所述电压转换单元的第一引脚连接保险丝一端及第一二极管负极，保险丝另一端连接第一供电电源的第一供电端，第一二极管正极接地；

所述电压转换单元的第二引脚连接第三二极管负极及第一电感一端，第三二极管正极接地，第一电感另一端同时连接第一供电电源的第二供电端、第五电容及第六电容一端，第五电容及第六电容另一端均接地；

所述电压转换单元的第三引脚接地；

所述电压转换单元的第四引脚连接第一供电电源的第二供电端及第二二极管正极，第二二极管负极连接第七电阻一端，第七电阻另一端接地；

第三电容及第四电容一端均连接电压转换单元的第一引脚，第三电容及第四电容另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述微控制器包括型号为STC12C5A60S2的MCU；

所述微控制器还包括第四电阻，第四电阻一端连接第一供电电源的第二供电端，第四电阻另一端连接MCU的第四十四引脚；

所述微控制器还包括PWM信号输出单元，所述PWM信号输出单元的第一引脚连接在第四电阻及MCU的第四十四引脚之间，所述PWM信号输出单元的第二引脚接地。

4.根据权利要求3所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述测温元件为K型热电偶；

所述信号处理模块的芯片型号为MAX6675；

所述信号处理模块包括第七电容、第八电容；第七电容一端接地，第七电容另一端连接所述信号处理模块的第三引脚，第八电容一端接地，第八电容另一端连接在第一供电电源的第二供电端及所述信号处理模块的第四引脚之间；

所述信号处理模块的第五引脚连接所述MCU的第二十引脚；

所述信号处理模块的第六引脚连接所述MCU的第十九引脚；

所述信号处理模块的第七引脚连接所述MCU的第十八引脚；

K型热电偶的第一引脚连接所述信号处理模块的第二引脚；

K型热电偶的第二引脚连接所述信号处理模块的第三引脚。

5.根据权利要求4所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述系统还包括蜂鸣器、以及连接所述微控制器及所述蜂鸣器的高温报警模块；

所述高温报警模块包括第五电阻、第九电阻、第一三极管；其中

第一三极管的基极连接第九电阻一端，第九电阻另一端连接所述MCU的第二十二引脚；

第一三极管的发射极连接第五电阻一端，第五电阻另一端连接第一供电电源的第二供电端；

第一三极管集电极连接蜂鸣器一端，蜂鸣器另一端接地。

6.根据权利要求5所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述系统还包括连接所述微控制器的断电保护模块、以及连接在所述断电保护模块及所述风扇转速调节电路之间的固态继电器；

所述断电保护模块包括第十电阻、第十一电阻及第二三极管；其中

第二三极管基极连接第十一电阻一端，第十一电阻另一端连接所述MCU的第二十一引脚；

第二三极管的集电极接地；第二三极管的发射极连接第十电阻一端，第十电阻另一端连接所述固态继电器第一引脚，所述固态继电器第二引脚连接第一供电电源的第二供电端。

7.根据权利要求6所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述微控制器还包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；第一电阻、第二电阻及第三电阻一端均连接到第一供电电源的第二供电端，第一电阻另一端连接所述MCU的第四十引脚，第二电阻另一端连接所述MCU的第四十一引脚，第三电阻另一端连接所述MCU的第四十二引脚；

所述系统还包括与所述微控制器电连接，用于设置报警温度阈值及断电温度阈值的温度设置模块；

所述温度设置模块包括连接第一按键单元、第二按键单元及第三按键单元；

所述第一按键单元连接在第一电阻及所述MCU的第四十引脚之间；

所述第二按键单元连接在第二电阻及所述MCU的第四十一引脚之间；

所述第三按键单元连接在第三电阻及所述MCU的第四十二引脚之间；

所述微控制器还包括第四电阻，第四电阻一端连接第一供电电源的第二供电端，第四电阻另一端连接所述MCU的第四十四引脚。

8.根据权利要求7所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述系统还包括连接所述微控制器，用于实时显示环境温度值、风扇转速及系统运行时间的显示模块。

9.根据权利要求8所述的风扇转速智能调节系统，其特征在于，所述显示模块的芯片型号为74HC573。