CN210799469U - 一种风扇双控电路及多路风扇控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种风扇双控电路及多路风扇控制装置，外接至少1个风扇，包括一主板，所述主板上设置有风扇控制器、至少2个风扇接口和至少1个所述的风扇双控电路；1个风扇双控电路连接2个风扇接口；各个风扇双控电路均连接风扇控制器；所述风扇控制器输出PWM控制信号，风扇双控电路将所述PWM控制信号分两路输出至对应的风扇接口以控制外接的风扇转动，所述风扇双控电路检测2个风扇接口外接风扇的状态，选择将第一转速信号或第二转速信号转换为转速反馈信号并传输给风扇控制器。这样1个风扇双控电路就能同时控制2个PWM风扇，实现风扇个数的成倍增加，解决了现有PWM风扇接口的个数设置受风扇控制器限制的问题。

Description

一种风扇双控电路及多路风扇控制装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种风扇双控电路及多路风扇控制装置。

背景技术

目前电脑内常见的主板一般设有两个PMW(脉冲宽度调制(pwm)，是英文“pulsewidth modulation”)风扇接口，高端一点的主板有2～5个的PWM风扇接口。如果设有更多的风扇接口，那多出来的风扇接口不是PWM风扇接口，可能是DC风扇接口。风扇控制器一般有两种，一种能支持两个PWM风扇接口，另一种能支持5个PWM风扇接口。在主板开发设计时，要么选择支持两个PWM风扇接口的风扇控制器，要么选择支持5个PWM风扇接口的风扇控制器。

如图1所示，风扇控制器输出的一组PWM控制信号(即箭头指向风扇接口的线上的波形)只能通过一个PWM风扇接口输出并控制一个PWM风扇，PWM风扇反馈控制后转速对应的转速信号(即箭头指向风扇控制器的线上的波形)给风扇控制器。若主板需设计3个或者4个PWM风扇接口，就必须选择支持5个PWM风扇接口的风扇控制器；若主板需设计6个或者6个以上PWM风扇接口，则目前没有对应的风扇控制器可供选择，也无相关控制电路。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种风扇双控电路及多路风扇控制装置，以解决现有PWM风扇接口的个数设置受风扇控制器限制的问题。

本实用新型实施例提供一种风扇双控电路，其连接风扇控制器、第一风扇接口和第二风扇接口，所述风扇双控电路包括单向传输模块、反馈控制模块和输出模块；所述单向传输模块连接第一风扇接口、反馈控制模块和风扇控制器，反馈控制模块连接第二风扇接口和风扇控制器，输出模块连接第一风扇接口、第二风扇接口和风扇控制器。

所述输出模块将PWM控制信号分别传输给第一风扇接口和第二风扇接口；

所述单向传输模块检测第一风扇接口外接风扇时，将对应的第一转速信号转换为转速反馈信号并传输给风扇控制器；

所述反馈控制模块检测第一风扇接口外接风扇时，断开第二风扇接口与风扇控制器之间的连接；检测仅第二风扇接口外接风扇时，将第二风扇接口与风扇控制器连接，将对应的第二转速信号转换为所述转速反馈信号并传输给风扇控制器。

可选地，所述的风扇双控电路中，所述单向传输模块包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻和第二电阻；

所述第一MOS管的栅极连接第二MOS管的漏极和第一电阻的一端；第一MOS管的漏极连接输出模块和风扇控制器的第一反馈脚；第二MOS管的栅极连接第二电阻的一端和第一风扇接口的第3脚，第一MOS管的源极和第二MOS管的源极均接地，第一电阻的另一端和第二电阻的另一端均连接第二电源端。

可选地，所述的风扇双控电路中，所述反馈控制包括第三MOS管、第四MOS管、第三电阻、第一电容、第二电容和二极管；

所述第三MOS管的源极连接第一MOS管的漏极和风扇控制器的第一反馈脚，第三MOS管的漏极连接第四MOS管的漏极和第一电容的一端；第三MOS管的栅极连接第一电容的另一端、二极管的正极、第二电容的一端和第三电阻的一端；第三电阻的另一端连接二极管的负极和第一风扇接口的第3脚，第四MOS管的栅极连接第一电容的另一端，第四MOS管的源极连接第二风扇接口的第3脚。

可选地，所述的风扇双控电路中，所述输出模块包括第四电阻；所述第四电阻的一端连接风扇控制器的第一控制脚和第一风扇接口的第4脚，第四电阻的另一端连接第二风扇接口的第4脚。

可选地，所述的风扇双控电路中，所述输出模块包括与门和第三电容；所述与门的一输入脚连接与门的另一输入脚、第一风扇接口的第4脚和风扇控制器的第一控制脚；与门的输出脚连接第二风扇接口的第4脚，与门的电源脚连接第一电源端和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，与门的地脚接地。

可选地，所述的风扇双控电路中，所述第一MOS管和第二MOS管均为NMOS管，第一电阻和第二电阻的阻值均为10KΩ。

可选地，所述的风扇双控电路中，所述第三MOS管和第四MOS管均为NMOS管，第三电阻的阻值为10MΩ，第二电容的容值为2.2uF。

本实用新型实施例第二方面提供了一种多路风扇控制装置，外接至少1个风扇，其包括一主板，所述主板上设置有风扇控制器、至少2个风扇接口和至少1个所述的风扇双控电路；1个风扇双控电路连接2个风扇接口；各个风扇双控电路均连接风扇控制器；

所述风扇控制器输出PWM控制信号，风扇双控电路将所述PWM控制信号分两路输出至对应的风扇接口以控制外接的风扇转动，所述风扇双控电路检测2个风扇接口外接风扇的状态，选择将第一转速信号或第二转速信号转换为转速反馈信号并传输给风扇控制器。

可选地，所述的多路风扇控制装置中，所述主板上还设置有风扇控制器的外围电路，所述外围电路连接风扇控制器和风扇双控电路，所述外围电路对风扇控制器与风扇双控电路之间的控制线上的电压进行上拉，还对风扇控制器与风扇双控电路之间的反馈线上的电压进行分压。

可选地，所述的多路风扇控制装置中，所述外围电路包括第一上拉电阻、第二上拉电阻和下拉电阻；

所述第一上拉电阻的一端连接风扇控制器的第一控制脚、第一风扇接口的第4脚和输出模块；第一上拉电阻的另一端连接第一电源端；第二上拉电阻的一端连接下拉电阻的一端、风扇控制器的第一反馈脚、单向传输模块和反馈控制模块；第二上拉电阻的另一端连接第二电源端，下拉电阻的另一端接地。

本实用新型实施例提供的技术方案中，多路风扇控制装置外接至少1个风扇，包括一主板，所述主板上设置有风扇控制器、至少2个风扇接口和至少1个所述的风扇双控电路；1个风扇双控电路连接2个风扇接口；各个风扇双控电路均连接风扇控制器；所述风扇控制器输出PWM控制信号，风扇双控电路将所述PWM控制信号分两路输出至对应的风扇接口以控制外接的风扇转动，所述风扇双控电路检测2个风扇接口外接风扇的状态，选择将第一转速信号或第二转速信号转换为转速反馈信号并传输给风扇控制器。这样1个风扇双控电路就能同时控制2个PWM风扇，实现风扇个数的成倍增加，解决了现有PWM风扇接口的个数设置受风扇控制器限制的问题

附图说明

图1为现有风扇控制器的控制示意图。

图2为本实用新型实施例中多路风扇控制装置的结构框图。

图3为本实用新型实施例中多路风扇控制装置的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2，本实用新型实施例提供的多路风扇控制装置外接至少1个风扇，多路风扇控制装置包括一主板，所述主板上设置有风扇控制器10、至少1个风扇双控电路20和至少2个风扇接口(FAN1、FAN2、……FANn，n为正整数)；1个风扇双控电路20连接2个风扇接口(也可只连接1个风扇接口)；各个风扇双控电路20均连接风扇控制器10。所述风扇控制器10输出PWM控制信号FAN_PWM1，风扇双控电路20将PWM控制信号FAN_PWM1分两路输出至对应的风扇接口以控制外接的风扇转动，所述风扇双控电路20检测2个风扇接口外接风扇的状态，选择将第一转速信号FAN_TACH1或第二转速信号FAN_TACH2转换为转速反馈信号R_FAN_TAC1并传输给风扇控制器10。

所述主板上还设置有风扇控制器10的外围电路30，所述外围电路30连接风扇控制器10和风扇双控电路20，所述外围电路30对风扇控制器10与风扇双控电路20之间的控制线进行上拉，由于风扇只能通过周期脉冲信号进行驱动，通过上拉可避免噪声或干扰产生误驱动信号使风扇误转动。外围电路30还对风扇控制器10与风扇双控电路20之间的反馈线进行分压，这样可避免反馈的转速反馈信号R_FAN_TAC1电压过高烧坏风扇控制器10。外围电路30的个数与风扇双控电路20的个数相同。

需要理解的是，所述主板可为需2个及以上应用PWM风扇的电脑主板、工控主板、一体机主板、服务器主板等。1个风扇双控电路20可以实现一组PWM控制信号控制2个PWM风扇的功能，通过调节PWM控制信号FAN_PWM1的占空比，即可调节风扇的转速。风扇控制器10有多组成对的调节脚(即第一控制脚和第一反馈脚)，1个风扇双控电路20搭配2个风扇接口(分别命名为第一风扇接口和第二风扇接口)，1个风扇双控电路20连接一组调节脚，可根据需求增减风扇双控电路20的个数(图2中以2个为例，增加时相应信号和接口标号对应增加)，则风扇双控电路20连接对应组的调节脚。各个风扇双控电路20的电路结构相同，只是连接的调节脚和风扇接口不同，此处以1个风扇双控电路20为例。

请一并参阅图3，所述风扇双控电路20包括单向传输模块21、反馈控制模块22和输出模块23；所述单向传输模块21连接第一风扇接口FAN1、反馈控制模块22和风扇控制器10，反馈控制模块22连接第二风扇接口FAN2和风扇控制器10，输出模块23连接第一风扇接口FAN1、第二风扇接口FAN2和风扇控制器10。

所述输出模块23将PWM控制信号FAN_PWM1分别传输给第一风扇接口FAN1和第二风扇接口FAN2，以驱动对应外接的风扇转动；所述单向传输模块21检测第一风扇接口FAN1外接风扇时，将对应的第一转速信号FAN_TACH1转换为转速反馈信号R_FAN_TAC1并传输给风扇控制器10；若单向传输模块21检测第一风扇接口FAN1没有外接风扇时，不工作，即不会输出任何信号。所述反馈控制模块22检测第一风扇接口FAN1外接风扇时，无论此时第二风扇接口FAN2是否外接风扇，都断开第二风扇接口FAN2与风扇控制器10之间的连接；若检测仅第二风扇接口FAN2外接风扇时，将第二风扇接口FAN2与风扇控制器10之间进行连接，并将对应的第二转速信号FAN_TACH2转换为所述转速反馈信号R_FAN_TAC1并传输给风扇控制器10。

所述外围电路30包括第一上拉电阻RQ1、第二上拉电阻RQ2和下拉电阻RQ3；所述第一上拉电阻RQ1的一端连接风扇控制器10的第一控制脚、第一风扇接口FAN1的第4脚和输出模块23；第一上拉电阻RQ1的另一端连接第一电源端+5VS(提供+5V的第一电压)；第二上拉电阻RQ2的一端连接下拉电阻RQ3的一端、风扇控制器10的第一反馈脚、单向传输模块21和反馈控制模块22；第二上拉电阻RQ2的另一端连接第二电源端+12VS，下拉电阻RQ3的另一端接地。

其中，第一上拉电阻RQ1的阻值为4.7KΩ，第二上拉电阻RQ2的阻值为4.7KΩ，下拉电阻RQ3的阻值为22KΩ。在风扇控制器10输出PWM控制信号FAN_PWM1时，控制线上的电压对应变化；无PWM控制信号FAN_PWM1输出时，第一上拉电阻RQ1将所述控制线上的电压上拉为高电平。第二上拉电阻RQ2和下拉电阻RQ3组成分压电路，对反馈线上传输的转速反馈信号R_FAN_TAC1进行分压。

所述单向传输模块21包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一MOS管Q1的栅极连接第二MOS管Q2的漏极和第一电阻R1的一端；第一MOS管Q1的漏极连接输出模块23、风扇控制器10的第一反馈脚和第二上拉电阻RQ2的一端；第二MOS管Q2的栅极连接第二电阻R2的一端和第一风扇接口FAN1的第3脚，第一MOS管Q1的源极和第二MOS管Q2的源极均接地，第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的另一端均连接第二电源端(提供+12V的第二电压)。

其中，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均为NMOS管，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为10KΩ。第一风扇接口FAN1即PWM风扇接口，其可采用的型号包括RWA-211046-B10、WFEA60-104L2。

当第一风扇转动时，第一风扇接口FAN1的第3脚输出对应的第一转速信号FAN_TACH1(表示风扇的转速，一种方波信号)。当第一转速信号FAN_TACH1为高电平时，Q2导通，Q1截止，转速反馈信号R_FAN_TAC1被第二上拉电阻RQ2和下拉电阻RQ3分压(高电平)；当第一转速信号FAN_TACH1为低电平时，Q2截止，Q1的栅极被R1上拉而导通，转速反馈信号R_FAN_TAC1为低电平；从而输出与第一转速信号FAN_TACH1波形对应的方波信号。

当第一风扇没有转动时，则无第一转速信号FAN_TACH1输出，此时Q2的栅极被R2上拉为高电平而持续导通，转速反馈信号R_FAN_TAC1不受第一风扇接口FAN1的第3脚影响。

所述反馈控制22包括第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2和二极管D1；所述第三MOS管Q3的源极连接第一MOS管Q1的漏极和风扇控制器10的第一反馈脚，第三MOS管Q3的漏极连接第四MOS管Q4的漏极和第一电容C1的一端；第三MOS管Q3的栅极连接第一电容C1的另一端、二极管D1的正极、第二电容C2的一端和第三电阻R3的一端；第三电阻R3的另一端连接二极管D1的负极和第一风扇接口FAN1的第3脚，第四MOS管Q4的栅极连接第一电容C1的另一端，第四MOS管Q4的源极连接第二风扇接口FAN2的第3脚。

其中，所述第三MOS管Q3和第四MOS管Q4均为NMOS管，第三电阻R3的阻值为10MΩ，第二电容C2的容值为2.2uF。

当Q3、Q4的栅极电压为高电平时，第二风扇接口FAN2的第3脚和风扇控制器10的第一反馈脚连通，反之，当Q3、Q4的栅极电压为低电平时，第二风扇接口FAN2的第3脚和风扇控制器10的第一反馈脚之间断开。

当第一风扇接口FAN1外接风扇并转动时，产生第一转速信号FAN_TACH1通过R3和C2进行延时，通过D1快速放电；由于第一转速信号FAN_TACH1是高低电平不断变化的方波，这样Q3、Q4的栅极电压始终达不到NMOS管的开启电压，即保持低电平，使Q3、Q4截止，使第二风扇接口FAN2的第3脚和风扇控制器10的第一反馈脚之间断开。此时无论第二风扇接口FAN2是否外接风扇，其反馈信号都不会传输给风扇控制器10。这是因为两个风扇都是由相同的PWM控制信号FAN_PWM1(FAN_PWM2与其相同)进行驱动，只需检测其中一个的转速即可。

当第一风扇接口FAN1没有外接风扇时，此时不会产生第一转速信号FAN_TACH1，相当于此时的第一转速信号FAN_TACH1被R2上拉为高电平，由于第一转速信号FAN_TACH1此时持续为高电平，因此，D1不会放电，高电平通过R3和C2延时后控制Q3、Q4的栅极电压为高电平并保持，则Q3、Q4导通，第二风扇接口FAN2的第3脚和风扇控制器10的第一反馈脚连通。这样第二风扇接口FAN2外接的风扇即可将其第二转速信号FAN_TACH2作为转速反馈信号R_FAN_TAC1传输风扇控制器10。

所述输出模块23包括第四电阻R4；所述第四电阻R4的一端连接风扇控制器10的第一控制脚和第一风扇接口FAN1的第4脚，第四电阻R4的另一端连接第二风扇接口FAN2的第4脚。所述第四电阻R4为0欧的电阻。

若同时接两个风扇，PWM控制信号FAN_PWM1由于负载改变可能产生阻抗不匹配，可以在主板上预留一个与门来加强PWM控制信号FAN_PWM1。则所述输出模块23包括与门U和第三电容C3；所述与门U的一输入脚连接与门U的另一输入脚、第一风扇接口FAN1的第4脚和风扇控制器10的第一控制脚；与门U的输出脚连接第二风扇接口FAN2的第4脚，与门U的电源脚连接第一电源端(提供+5V的第一电压)和第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端接地，与门U的地脚接地。

需要理解的是，第四电阻R4、与门U和第三电容C3均焊接在主板上起预留作用，根据实际需求来选择不同的连接方式；即选择第四电阻R4时，与门U和第三电容C3不与其他器件连接；选择与门U和第三电容C3时，第四电阻R4不与其他器件连接。

综上所述，本实用新型提供的风扇双控电路及多路风扇控制装置，通过一组PWM风扇控制信号就能同时控制两个PWM风扇，同时可控的风扇接口的个数是风扇控制器的PWM控制信号个数的两倍，从而实现风扇个数的成倍增加，解决了现有PWM风扇接口的个数设置受风扇控制器限制的问题。同时，还能检测两个风扇接口是否外接风扇，并根据外接风扇的情况选择转速反馈信号的输出通路。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风扇双控电路，其特征在于，连接风扇控制器、第一风扇接口和第二风扇接口，所述风扇双控电路包括单向传输模块、反馈控制模块和输出模块；所述单向传输模块连接第一风扇接口、反馈控制模块和风扇控制器，反馈控制模块连接第二风扇接口和风扇控制器，输出模块连接第一风扇接口、第二风扇接口和风扇控制器；

所述输出模块将PWM控制信号分别传输给第一风扇接口和第二风扇接口；

所述单向传输模块检测第一风扇接口外接风扇时，将对应的第一转速信号转换为转速反馈信号并传输给风扇控制器；

所述反馈控制模块检测第一风扇接口外接风扇时，断开第二风扇接口与风扇控制器之间的连接；检测仅第二风扇接口外接风扇时，将第二风扇接口与风扇控制器连接，将对应的第二转速信号转换为所述转速反馈信号并传输给风扇控制器。

2.根据权利要求1所述的风扇双控电路，其特征在于，所述单向传输模块包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻和第二电阻；

所述第一MOS管的栅极连接第二MOS管的漏极和第一电阻的一端；第一MOS管的漏极连接输出模块和风扇控制器的第一反馈脚；第二MOS管的栅极连接第二电阻的一端和第一风扇接口的第3脚，第一MOS管的源极和第二MOS管的源极均接地，第一电阻的另一端和第二电阻的另一端均连接第二电源端。

3.根据权利要求2所述的风扇双控电路，其特征在于，所述反馈控制包括第三MOS管、第四MOS管、第三电阻、第一电容、第二电容和二极管；

所述第三MOS管的源极连接第一MOS管的漏极和风扇控制器的第一反馈脚，第三MOS管的漏极连接第四MOS管的漏极和第一电容的一端；第三MOS管的栅极连接第一电容的另一端、二极管的正极、第二电容的一端和第三电阻的一端；第三电阻的另一端连接二极管的负极和第一风扇接口的第3脚，第四MOS管的栅极连接第一电容的另一端，第四MOS管的源极连接第二风扇接口的第3脚。

4.根据权利要求3所述的风扇双控电路，其特征在于，所述输出模块包括第四电阻；所述第四电阻的一端连接风扇控制器的第一控制脚和第一风扇接口的第4脚，第四电阻的另一端连接第二风扇接口的第4脚。

5.根据权利要求3所述的风扇双控电路，其特征在于，所述输出模块包括与门和第三电容；所述与门的一输入脚连接与门的另一输入脚、第一风扇接口的第4脚和风扇控制器的第一控制脚；与门的输出脚连接第二风扇接口的第4脚，与门的电源脚连接第一电源端和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，与门的地脚接地。

6.根据权利要求2所述的风扇双控电路，其特征在于，所述第一MOS管和第二MOS管均为NMOS管，第一电阻和第二电阻的阻值均为10KΩ。

7.根据权利要求3所述的风扇双控电路，其特征在于，所述第三MOS管和第四MOS管均为NMOS管，第三电阻的阻值为10MΩ，第二电容的容值为2.2uF。

8.一种多路风扇控制装置，外接至少1个风扇，其特征在于，包括一主板，所述主板上设置有风扇控制器、至少2个风扇接口和至少1个如权利要求1-7任一项所述的风扇双控电路；1个风扇双控电路连接2个风扇接口；各个风扇双控电路均连接风扇控制器；

所述风扇控制器输出PWM控制信号，风扇双控电路将所述PWM控制信号分两路输出至对应的风扇接口以控制外接的风扇转动，所述风扇双控电路检测2个风扇接口外接风扇的状态，选择将第一转速信号或第二转速信号转换为转速反馈信号并传输给风扇控制器。

9.根据权利要求8所述的多路风扇控制装置，其特征在于，所述主板上还设置有风扇控制器的外围电路，所述外围电路连接风扇控制器和风扇双控电路，所述外围电路对风扇控制器与风扇双控电路之间的控制线上的电压进行上拉，还对风扇控制器与风扇双控电路之间的反馈线上的电压进行分压。

10.根据权利要求9所述的多路风扇控制装置，其特征在于，所述外围电路包括第一上拉电阻、第二上拉电阻和下拉电阻；

所述第一上拉电阻的一端连接风扇控制器的第一控制脚、第一风扇接口的第4脚和输出模块；第一上拉电阻的另一端连接第一电源端；第二上拉电阻的一端连接下拉电阻的一端、风扇控制器的第一反馈脚、单向传输模块和反馈控制模块；第二上拉电阻的另一端连接第二电源端，下拉电阻的另一端接地。

Images