CN210949231U - 一种控速电路及风扇系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控速电路及风扇系统，包括MCU处理器，第一输入端、PWM控速电路及最小转速电路，控速电路用于调整风扇的转速；最小转速电路用于设置所述PWM控速电路最小转速。本实用新型通过通过PWM控速电路以及最小转速电路实现两档转速的控制，且通过在用户系统内部或者外部连接线处增加一个继电器(或者其它电控开关)，因此针对已开发的、未做控速设计的系统同样可以实现对风扇转速的控制，既不改变原有的设计，又能实现调整风扇转速达到节能的效果，可以保证客户系统在发热量较小时，风扇可以处于低转速低功率运行，实现节能的要求；当系统发热量大时，风扇以全速全功率运行，散热能力最大，保证客户系统散热的需求。

Description

一种控速电路及风扇系统

技术领域

本实用新型涉及电路控制技术领域，尤其是一种控速电路及风扇系统。

背景技术

EC风扇是散热风扇的一种，主要用于为运转中的机械散热，保证设备在一端时间内正常运行并且避免设备过热，EC风扇不仅可以使用直流电压供电，而且也能用交流电压供电，具有高智能、高节能、高效率、寿命长、振动小、噪声低以及可连续不间断工作等特点，因而被广泛使用在各种机械和电气控制领域。

现有技术中，用户系统内部需专门搭建控速电路，将控速信号送给风扇实现转速的调整，这样的控制方式需在用户系统板上增加额外的元件，并且针对已开发的、未做控速设计的产品无法增加控速功能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种控速电路，该控速电路可根据风扇使用情况多档调速，且针对已开发的、未做控速设计的系统同样可以实现对风扇转速的控制，既不改变原有的设计，又能实现调整风扇转速达到节能的效果。

为此，本实用新型的第二个目的是提供一种风扇，该风扇可实现多档调速且能达到节能效果。

本实用新型所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型实施例提供一种控速电路，该控速电路包括MCU处理器，第一输入端、PWM控速电路及最小转速电路，所述控速电路一端连接所述第一输入端，所述控速电路另一端通过公共节点与所述最小转速电路连接，所述公共节点连接所述MCU处理器的参考电压引脚，其中，

所述PWM控速电路用于调整风扇的转速；

所述最小转速电路用于设置所述PWM控速电路的最小转速。

进一步地，所述PWM控速电路包括包括第一三极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三电容，所述第一三极管的基极连接第十三电阻一端，所述第十三电阻另一端连接第一输入端，所述第一三极管的基极和发射极之间连接第十四电阻，所述第一三极管的基极与所述第十三电阻之间连接所述第十二电阻一端，所述第十二电阻依次与所述第十电阻和所述第九电阻连接，所述第九电阻另一端接地；所述第一三极管的集电极还连接第十一电阻一端，所述第十一电阻另一端连接所述第八电阻一端，所述第八电阻另一端连接所述第三电容一端；所述第一三极管的发射极连接所述第三电容另一端，所述第一三极管的发射极与所述第三电容之间接地。

进一步地，所述最小转速电路包括第六电阻和第七电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻和第九电容；所述第六电阻、所述第二十五电阻和第二十六电阻之间的公共节点与所述第十电阻和第十二电阻之间的中间节点连接；所述第六电阻一端连接第七电阻一端，所述第六电阻另一端与所述第二十五电阻连接，所述第二十五电阻另一端连接第二十四电阻一端，所述第二十五电阻一端还连接所述第二十六电阻，所述第二十六电阻另一端连接所述第九电容一端，所述第七电阻、所述第二十四电阻和所述第九电容的另一端共同接地。

另一方面，本实用新型实施例提供一种包含前述控速电路的风扇系统，包括：MCU处理器、逆向保护模块、降压电路模块、滤波模块、MOS管驱动电路模块、H-桥驱动电路模块、报警电路模块、霍尔传感器模块；

所述MCU处理器，用于向各个所述模块输出控制信号；

所述逆向保护模块一端与第二输入端连接，所述逆向保护模块的两个输出端分别连接所述降压电路模块以及滤波模块，所述逆向保护模块用于阻止逆向流动，所述降压电路模块用于将高压降为低压，所述滤波模块用于保证风扇内部的电压稳定。

所述滤波模块连接所述MOS管驱动电路模块一端，所述MOS管驱动电路模块另一端连接所述MCU处理器，所述MOS管驱动电路模块进一步连接H-桥驱动电路模块，所述MOS管驱动电路模块用于驱动H-桥驱动电路模块，所述H-桥驱动电路模块用于驱动电扇转动；

所述H-桥驱动电路模块的另一端连接所述报警电路模块，所述报警电路模块用于提供报警信号；

所述霍尔传感器模块与所述MCU处理器连接，所述HALL传感器模块用于位置侦测。

进一步地，所述逆向保护模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管；所述第一二极管和第二二极管的阳极与阴极分别共接，所述共接的阳极连接第三二极管的阳极；所述滤波模块包括第七电容、第十一电容和第二稳压二极管，所述第一二极管和第二二极管共接的阴极分别连接所述第七电容、所述第十一电容和所述第二稳压二极管的一端，所述第七电容、所述第十一电容和所述第二稳压二极管的另一端共同接地。

进一步地，所述降压电路模块包括第四三极管，第一稳压二极管、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第一电容、第十电容；所述第四三极管的基极一端连接所述第十八电阻一端，另一端连接所述第一稳压二极管的阴极，所述所述第十八电阻另一端连接所述第十九电阻的一端，所述第十九电阻的另一端连接所述第四三极管的集电极，所述第一稳压二极管的阳极接地，所述第四三极管发射极连接所述第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第四三极管发射极与集电极之间连接所述第二十电阻，所述第四三极管基极与发射极两端并联所述第十电容，所述第四三极管发射极还连接MCU处理器的供电引脚。

进一步地，所述MOS管驱动电路模块包括第三三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第十六电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十九电阻；所述第三三极管的基极连接第二十三电阻一端，所述第二十三电阻另一端连接MCU处理器供电引脚，所述第三三极管的集电极依次连接所述第十六电阻和所述第一电阻，所述第三三极管的发射极连接所述MCU处理器的第二输出控制引脚，所述第三三极管的集电极和发射极之间连接所述第二十九电阻；所述第五三极管的基极连接所述第二十二电阻一端，所述第二十二电阻另一端连接MCU处理器供电引脚，所述第五三极管的集电极依次连接所述第二十一电阻和所述第二电阻，所述第五三极管的发射极连接所述MCU处理器的第一输出控制引脚。

进一步地，所述H-桥驱动电路模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、线圈；所述第一场效应管和第二场效应管的第一引脚相连并在其中间节点处连接第五电阻一端，所述第五电阻另一端接地；所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第二引脚分别连接所述第四电阻和所述第三电阻，并分别连接至所述MCU处理器的第三输出控制引脚和第四输出控制引脚；所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第三引脚共接，并与所述MOS管驱动电路模块一端连接，所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第四引脚分别连接所述第十六电阻和所述第一电阻以及所述第二十一电阻和所述第二电阻之间对应的节点；所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引共接，并在共接线路之间连接线圈。

进一步地，所述报警电路模块包括第二三极管、第六三极管、第四二极管、第五二极管、第十七电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第八电容，所述第四二极管和所述第五二极管的阴极相互连接，并在所述第四二极管和所述第五二极管之间的节点处所述第十七电阻一端，所述第十七电阻另一端连接所述第二三极管的基极，所述第四二极管和所述第五二极管的阳极分别连接至所述线圈的两端；所述第十七电阻与所述第二三极管的基极之间连接所述第八电容一端，所述第八电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极连接所述第二十七电阻一端，所述第二十七电阻另一端连接单元，所述第二三极管的集电极与所述第二十七电阻之间的节点连接所述第六三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述第六三极管的基极之间的节点还连接所述第二十八电阻一端，所述第二十八电阻的另一端通过第三十电阻连接MCU处理器的转速输出引脚，所述第二三极管与所述第六三极管的发射极相连。

进一步地，所述霍尔传感器模块包括霍尔传感器、第十五电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第九电容；所述霍尔传感器的电压输出端连接至所述第二十六电阻和所述第九电容之间的公共节点，并连接所述MCU处理器的负极输入引脚，所述霍尔传感器的接地端连接MCU处理器的信号接地端，所述HALL传感器模块的电源输入端连接所述第十五电阻的一端，所述第十五电阻的另一端连接电源；所述第二十四电阻和所述第二十五电阻电阻之间的公共节点连接所述MCU处理器的正极输入引脚。

进一步地，还包括第二电容、第四电容、第五电容、第六电容，所述MCU处理器的参考电压引脚还连接所述第二电容一端，所述MCU处理器的缓启动功能设置引脚连接所述第六电容一端，所述第六电容另一端连接所述第二电容一端；所述MCU处理器的自启动时间设置引脚连接所述第五电容的一端，所述第五电容与所述第二电容的另一端共同接地，所述MCU处理器的三角波设置引脚连接所述第四电容一端，所述第四电容的另一端接地。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过PWM控速电路以及最小转速电路实现两档转速的控制，且通过在用户客户系统内部或者外部连接线处增加一个继电器(或者其它电控开关)，因此针对已开发的、未做控速设计的系统同样可以实现对风扇转速的控制，既不改变原有的设计，又能实现调整风扇转速达到节能的效果，可以保证客户系统在发热量较小时，风扇可以处于低转速低功率运行，实现节能的要求；当系统发热量大时，风扇以全速全功率运行，散热能力最大，保证客户系统散热的需求。

附图说明

图1本实用新型风扇系统结构框图；

图2是本实用新型实施例一的控速电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例二的风扇控制系统的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例一的控速电路实现控速功能的波形示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

请一并参阅图1至图3，本发明的一种控速电路包括：MCU处理器U1，第一输入端P、PWM控速电路及最小转速电路，控速电路一端连接第一输入端P，控速电路另一端通过公共节点5VREG与最小转速电路连接，公共节点5VREG连接MCU处理器的参考电压引脚，具体的为5VREG引脚，即5V参考电压，其中，PWM控速电路用于调整风扇的转速；最小转速电路用于设置控速电路最小转速。

进一步地，该PWM控速电路包括第一三极管Q1、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第三电容C3，第一三极管Q1的基极连接第十三电阻R13一端，第十三电阻R13另一端连接第一输入端P，第一三极管Q1的基极和发射极之间连接第十四电阻R14，第一三极管Q1的基极与第十三电阻R13之间连接第十二电阻R12一端，第十二电阻R12依次与第十电阻R10和第九电阻R9连接，第九电阻R9另一端接地；第一三极管Q1的集电极还连接第十一电阻R11一端，第十一电阻R11另一端连接第八电阻R8一端，第八电阻R8另一端连接第三电容C3一端；第一三极管Q1的发射极连接第三电容C3另一端，第一三极管Q1的发射极与第三电容C3之间接地。

在一种具体的实施方式中，第一输入端(即P端口)接用户系统，经继电器(或者其它电控开关)接地，在风扇系统内部经第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十一电阻R11、第十电阻R10、第九电阻R9、第八电阻R8、第三电容C3将SET处电压设定为所需的电压值，此电压值需要根据用户要求的转速曲线进行配置。

在MCU处理器内部，MCU处理器侦测三个脚位(MIN脚、SET脚、OSC脚)的电压，并通过比较MIN脚、SET脚与OSC脚的电压，其中OSC脚为三角波，幅值范围为1V至3V；MIN脚电压由第六电阻R6、第七电阻R7分压获得；SET脚电压由控速信号经控速线路后获得。

优选地，MCU处理器选取APX9281单片机。

参考图3，MCU处理器对此三个脚位(MIN脚、SET脚、OSC脚)的电压进行比较，SET脚与MIN脚分别于OSC脚的三角波相切，其切出的波形即为桥路MOS的控制信号。其中SET脚和MIN脚中电压较低者为有效电压，即哪个脚位的电压低，就以哪个信号与OSC脚相切的波形为控制桥路MOS的信号。例如，MIN脚电压为4V，SET脚电压为2V，那么此时桥路MOS的控制信号就由SET脚与OSC脚相切的波形提空，反之亦然。因为OSC脚的电压范围为1V至3V，对应的SET脚与OSC脚的有效电压值范围为≤3V。

其中，第十二电阻R12为空，第一三极管Q1为空，(第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻)R6～R11、第十三电阻R13、第十四电阻R14需焊接电阻，根据风扇的控速原理，本方案的控制方式如下：第一输入端(P端口)为风扇控速输入端口，经继电器接地。

其中，第十二电阻R12为空，第一三极管Q1为空的原因是：针对转速控制方式，转速曲线的要求都不一样的情况，为了避免多次制板，在风扇设计上对一些元器件进行留空处理，实际实用中可根据控速需求增加或删减一些元件。

所以：当用户端的继电器断开时，P端口悬空，此时Vset由第九电阻R9、第十电阻R10分压决定；Vmin由第六电阻R6、第七电阻R7分压决定。选择合适阻值的第六电阻R6、第七电阻R7、第九电阻R9、第十电阻R10，同时满足Vmin＜Vset，1V＜Vmin＜3V。此时的风扇转速由Vmin电压决定，根据用户转速的具体要求，调整第六电阻R6、第七电阻R7的阻值，即可达到风扇需要的转速。

当继电器闭合时，P端口接地，此时Vset由第九电阻R9与第九电阻R11、第十三电阻R13、第十四电阻R14并联后，再与第十电阻R10串联分压决定。选择合适阻值的第十电阻R10、第十一电阻R11、第十三电阻R13、第十四电阻R14，同时满足Vset＜Vmin，Vset≤1V，此时风扇转速由Vset脚电压决定，此时风扇达到全速。

通过以上方式，可以保证用户系统在发热量较小时，风扇可以处于低转速低功率运行，实现节能的要求；当系统发热量大时，风扇以全速全功率运行，散热能力最大，保证用户系统散热的需求。

进一步地，该最小转速电路包括第六电阻和第七电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻和第九电容；第六电阻、第二十五电阻和第二十六电阻之间的公共节点与第十电阻和第十二电阻之间的中间节点连接；第六电阻一端连接第七电阻一端，第六电阻另一端与第二十五电阻连接，第二十五电阻另一端连接第二十四电阻一端，第二十五电阻一端还连接第二十六电阻，第二十六电阻另一端连接第九电容一端，第七电阻、第二十四电阻和第九电容的另一端共同接地。

在一种具体的实施方式中，最小转速电路中，MCU处理器的MIN脚电位由第六电阻R6、第七电阻R7分压所得，结合本实施例中PWM控速电路原理，通过调整第六电阻R6、第七电阻R7的阻值即可实现最小转速(依据用户实际的需求)的设定，便于用户进行转速的调节。

实施例二：

请参阅图2，图2是本实用新型风扇系统的一实施例的电路结构图。本风扇系统采用实施例一的控速电路。如图2所示，该风扇系统包括MCU处理器、逆向保护模块、降压电路模块、滤波模块、MOS管驱动电路模块、H-桥驱动电路模块、报警电路模块、HALL传感器模块；

MCU处理器，用于向各个模块输出控制信号；

逆向保护模块一端与第二输入端连接，逆向保护模块的两个输出端分别连接降压电路模块以及滤波模块，逆向保护模块用于阻止逆向流动，降压电路模块用于将高压降为低压，滤波模块用于保证风扇内部的电压稳定。

滤波模块连接MOS管驱动电路模块一端，MOS管驱动电路模块另一端连接MCU处理器，进一步连接H-桥驱动电路模块，MOS管驱动电路模块用于驱动H-桥驱动电路模块，H-桥驱动电路模块用于驱动电扇转动；

H-桥驱动电路模块的另一端连接报警电路模块，报警电路模块用于提供报警信号；

HALL传感器模块与MCU处理器，霍尔传感器模块用于位置侦测，具体地，通过感应充磁完毕的转子的极性来判判断转子对应的位置，基于霍尔效应，将此位置信号转换为电信号给驱动IC，然后驱动IC以此电信号来工作，确保风扇能持续运转。

进一步地，逆向保护模块包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3；第一二极管D1和第二二极管D2阳极与阴极共接，共接的阳极连接第三二极管D3的阳极；滤波模块包括第七电容C7、第十一电容C11和第二稳压二极管ZD2，第一二极管D1和第二二极管D2共接的阴极分别连接第七电容C7、第十一电容C11和第二稳压二极管ZD2的一端，第七电容C7、第十一电容C11和第二稳压二极管ZD2的另一端共同接地。

在一种具体的实施方式中，3个二极管(第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3)的作用是当风扇系统实用过程时，3个二极管正负极反接，确保电路安全，电流不会逆向流动造成风扇内部元件失效。

在一种具体的实施方式中，当供电端电压出现波动时，滤波模块可保证供电供给风扇内部的电压平稳，当供电端有突波电压时，可将异常电压滤除，针对EMC要求，可保证低频段EMC的可靠性。

进一步地，降压电路模块包括第四三极管Q4，第一稳压二极管ZD1、第十八电阻R18、第十九电阻R18、第二十电阻R20、第一电容C1、第十电容C10；第四三极管Q4的基极一端连接第十八电阻R18一端，另一端连接第一稳压二极管ZD1的阴极，第十八电阻R18另一端连接第十九电阻R19的一端，第十九电阻R19的另一端连接第Q4四三极管的集电极，第一稳压二极管ZD1的阳极接地，第四三极管Q4发射极连接第一电容C1一端，第一电容C1另一端接地，第四三极管Q4发射极与集电极之间连接第二十电阻R20，第四三极管Q4基极与发射极两端并联第十电容，第四三极管Q4发射极还连接MCU处理U1的供电引脚，具体地，为VCC引脚。

在一种具体的实施方式中，此降压电路模块是基于共集电极电路，第十八电阻R18、第十九电阻R19的公共端通入较高的电压，通过第十八电阻R18与第一稳压二极管ZD1将第四三极管Q4基极的电压稳定在需要的电压值，此时第四三极管Q4发射机的输出电压就近似等于第四三极管Q4基极的电压，以此达到将高压降为低压的目的。

进一步地，MOS管驱动电路模块包括第三三极管Q3、第五三极管Q5、第一电阻R1、第二电阻R2、第十六电阻R16、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十九电阻R29；第三三极管Q3的基极连接第二十三电阻R23一端，第二十三电阻R23另一端连接MCU处理器U1的供电引脚，具体地，为VCC引脚，第三三极管Q3的集电极依次连接第十六电阻R16和第一电阻R1，第三三极管Q3的发射极连接MCU处理器U1的第二输出控制引脚，具体为OUT2P引脚，第三三极管Q3的集电极和发射极之间连接第二十九电阻R29；第五三极管Q5的基极连接第二十二电阻R22一端，第二十二电阻R22另一端连接MCU处理器U1的供电引脚，具体地，为VCC引脚，第五三极管Q5的集电极依次连接第二十一电阻R21和第二电阻R2，第五三极管Q5的发射极连接MCU处理器U1的第一输出控制引脚，具体为OUT1P引脚。

进一步地，H-桥驱动电路模块包括第一场效应管U2、第二场效应管U3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、线圈L；第一场效应管U2和第二场效应管U3的第一引脚相连并在其中间节点处连接第五电阻R5一端，第五电阻R5另一端接地；第一场效应管U2和第二场效应管U3各自的第二引脚分别连接第四电阻R4和第三电阻R3，并分别连接至MCU处理器U1的第三输出控制引脚，具体为OUT1N引脚和第四输出控制引脚，具体为OUT2N引脚；第一场效应管U2和第二场效应管U3各自的第三引脚共接，并与MOS管驱动电路模块一端连接，第一场效应管U2和第二场效应管U3各自的第四引脚分别连接第十六电阻R16和第一电阻R1以及第二十一电阻R21和第二电阻R2之间对应的节点；第一场效应管U2和第二场效应管U3各自的第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引共接，并在共接线路之间连接线圈L。

在一种具体的实施方式中，其中第一场效应管U2和第二场效应管U3分别是由一个PMOS管和一个NMOS管构成，其中3456引脚为PMOS管引脚，1278引脚为NMOS管引脚。MOS管驱动电路模块用以驱动H-桥驱动电路模块。因为上桥路(即第一场效应管U2和第二场效应管U3的3、4、5、6引脚)使用的是P MOS管，其导通条件为Vgs＜Vt(MOS管的阈值电压，由MOS管规格决定)，其中网络U2-4、U3-4分别接PMOS管的栅极(即第一场效应管U2和第二场效应管U3的第4引脚)，R1、R2电阻相连接的接PMOS管的漏极(即第一场效应管U2和第二场效应管U3的第3引脚)，第三三极管Q3、第五三极管Q5的发射极接MCU处理器VCC脚，此控制脚为方波信号，当该为方波信号0V时，对应的三极管导通。例如，第三三极管Q3导通，网络U3-4处的电压为第一电阻R1与第十六电阻R16分压所得，调整第一电阻R1和第十六电阻R16的阻值，令对应P MOS管的Vgs＜Vt，即可控制对应的MOS管导通工作。反之，当控制脚信号为高时，三极管处于断开的状态，对应MOS管的Vgs＞Vt，MOS管断开。

其中，下桥路(即第一场效应管U2和第二场效应管U3的1、2、7、8引脚)使用的是NMOS管，其导通条件为Vgs＞Vt(MOS管的阈值电压，由MOS管规格决定)，其中网络OUT1N、OUT2N分别接MCU处理器第三输出控制引脚，具体为OUT1N引脚和第四输出控制引脚，具体为OUT2N引脚，此控制脚为方波信号，当其为高电平时，Vgs＞Vt，对应MOS管导通；当其为低电平时，对应的MOS管断开。

进一步地，报警电路模块包括第二三极管Q3、第六三极管Q6、第四二极管D4、第五二极管D5、第十七电阻R17、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第八电容C8，第四二极管D4和第五二极管D5的阴极分别相互连接，并在第四二极管D4和第五二极管之D5间的节点处第十七电阻R17一端，第十七电阻R17另一端连接第二三极管Q2的基极，第四二极管D4和第五二极管D5的阳极分别连接至线圈的两端；第十七电阻R17与第二三极管Q2的基极之间连接第八电容C8一端，第八电容C8的另一端接地；第二三极管Q2的集电极连接第二十七电阻R27一端，第二十七电阻R27另一端连接单元，第二三极管Q2的集电极与第二十七电阻R27之间的节点连接第六三极管Q6的基极，第二三极管Q2的集电极与第六三极管Q6的基极之间的节点还连接第二十八电阻R28一端，第二十八电阻R28的另一端连通过第三十电阻R30连接MCU处理器U1的转速输出引脚，具体为FG引脚，第二三极管Q2与第六三极管Q6的发射极相连并接地。

在一种具体的实施方式中，将线圈L的两端用第四二极管D4、第五二极管D5引出，经第十七电阻R17后送给第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极与第六三极管Q6的基极相连，第六三极管Q6的基极与集电极与第二十八电阻R28(视信号的要求形式差异确定是否增加第二十八电阻R28)并联。当风扇处于堵转的状态时，H-桥驱动电路模块处于关断状态，线圈中无电流流过，此时第二三极管Q2处于断开状态，S端经第二十八电阻R28接到第二三极管Q2的集电极，如此在堵转时可在S端处测得高电平信号；而MCU处理器会隔一段时间进行自启动，H-桥驱动电路模块打开，如此线圈L中有电流流过，第二三极管Q2处于导通状态，此时的S端处测得的即为低电平信号。去掉第二十八电阻R28，增加六三极管Q6后可以将上述的两种情况进行反向，即风扇堵转时S处测得低信号，风扇运转时S处测得高信号。

当风扇在运转过程中，由于受到外力，或者其它不可预知的因素导致风扇停转，此时散热功能失效，若是长期处于此状态对于客户系统有不利影响。因此风扇内部增加报警电路，当风扇正常运转时，用户系统在风扇信号线端口可以一直侦测到一个低电平信号(也可能是高电平，需配合用户的侦测系统进行设计)，而当上述异常情况出现时，此信号会跳变为高信号(或者低信号)。这样用户系统侦测到此信号跳变即可知道风扇处于停转状态，有异常出现，以实现报警。

进一步地，HALL传感器模块包括霍尔传感器U4、第十五电阻R15、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第九电容C9；HALL传感器的电压输出端(具体为VOUT引脚)连接至第二十六电阻R26和第九电容C9之间的公共节点，并连接MCU处理器的负极输入引脚，具体为IN-引脚，HALL传感器U4的接地端连接MCU处理器U1的信号接地端(即SGND引脚)，HALL传感器U1的电源输入端(即VIN引脚)连接第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15的另一端连接电源；第二十四电阻R24和第二十五电阻R25之间的公共节点连接MCU处理器的正极输入引脚，具体为IN+引脚。

在一种具体的实施方式中，此部分使用霍尔传感器或者Hall IC(内部集成霍尔传感器与放大器)。优选地，本系统使用霍尔IC，其中Vout脚输出端与MCU处理器的负极输入引脚相连，具体为IN-引脚，Vout脚接地端与MCU处理器的正极输入引脚相连，具体为IN+引脚，由第二十四电阻R24、第二十五电阻R25分压所得，为一固定值。本风扇系统中令R24、R25阻值相同，网络IN+的电压为2.5V，Hall IC的Vout脚有接第二十六电阻R26上拉至5V，因此Vout脚的波形为幅值为5V的方波信号。MCU处理器内部会比较IN+、IN-两个脚的电压差，以此来确定MOS管驱动电路模块中MOS管的开断情况。

进一步地，还包括第二电容C2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，MCU处理器U1的5VREG引脚还连接第二电容C2一端，MCU处理器U1的缓启动功能设置引脚(即S-S引脚)连接第六电容C6一端，第六电容C6另一端连接第二电容C2一端；MCU处理器U1的自启动时间设置引脚(CT引脚)连接第五电容C5的一端，第五电容C5与第二电容C2的另一端共同接地，MCU处理器U1的三角波设置引脚(OSC引脚)连接第四电容C4一端，第四电容C4的另一端接地。

在一种具体的实施方式中，电容C2的作用：为MCU处理器的5V参考电压滤波，保证此参考电压稳定；

电容C4的作用：配合MCU处理器的三角波设置引脚(OSC引脚)，产生控速线路的对比三角波形

电容C5的作用：配合MCU处理器的自启动时间设置引脚(CT引脚)，实现风扇自动重启的时间，通过调整C5的容值可以改变此时间，容值越大，重启时间越久

电容C6的作用：连接在缓启动功能设置引脚(S-S引脚)与5V参考电压引脚，通过此电容可设定风扇缓启动的时间，缓启动功能可降低风扇在上电瞬间的突波电流。此电容容值越大，缓启动时间越长

参见附图3，其中S接口和G接口指PCB板上设置的两个焊盘，其可焊接导线。其中，S接口在内部连接网络标号S，G接口为地线接口，用于内部接地。

本实用新型通过PWM控速电路以及最小转速电路实现两档转速的控制，且通过在用户系统内部或者外部连接线处增加一个继电器(或者其它电控开关)，因此针对已开发的、未做控速设计的系统同样可以实现对风扇转速的控制，既不改变原有的设计，又能实现调整风扇转速达到节能的效果，可以保证客户系统在发热量较小时，风扇可以处于低转速低功率运行，实现节能的要求；当系统发热量大时，风扇以全速全功率运行，散热能力最大，保证客户系统散热的需求。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种控速电路，其特征在于，包括：MCU处理器，第一输入端、PWM控速电路及最小转速电路，所述控速电路一端连接所述第一输入端，所述控速电路另一端通过公共节点与所述最小转速电路连接，所述公共节点连接所述MCU处理器的参考电压引脚，其中，

所述PWM控速电路用于调整风扇的转速；

所述最小转速电路用于设置所述PWM控速电路的最小转速。

2.根据权利要求1所述的控速电路，其特征在于：所述PWM控速电路包括第一三极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三电容，所述第一三极管的基极连接第十三电阻一端，所述第十三电阻另一端连接第一输入端，所述第一三极管的基极和发射极之间连接第十四电阻，所述第一三极管的基极与所述第十三电阻之间连接所述第十二电阻一端，所述第十二电阻依次与所述第十电阻和所述第九电阻连接，所述第九电阻另一端接地；所述第一三极管的集电极还连接第十一电阻一端，所述第十一电阻另一端连接所述第八电阻一端，所述第八电阻另一端连接所述第三电容一端；所述第一三极管的发射极连接所述第三电容另一端，所述第一三极管的发射极与所述第三电容之间接地。

3.根据权利要求2所述的控速电路，其特征在于：所述最小转速电路包括第六电阻和第七电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻和第九电容；所述第六电阻、所述第二十五电阻和第二十六电阻之间的公共节点与所述第十电阻和第十二电阻之间的中间节点连接；所述第六电阻一端连接第七电阻一端，所述第六电阻另一端与所述第二十五电阻连接，所述第二十五电阻另一端连接第二十四电阻一端，所述第二十五电阻一端还连接所述第二十六电阻，所述第二十六电阻另一端连接所述第九电容一端，所述第七电阻、所述第二十四电阻和所述第九电容的另一端共同接地。

4.一种包含如权利要求1所述控速电路的风扇系统，其特征在于，包括：MCU处理器、逆向保护模块、降压电路模块、滤波模块、MOS管驱动电路模块、H-桥驱动电路模块、报警电路模块、霍尔传感器模块；

所述MCU处理器，用于向各个所述模块输出控制信号；

所述逆向保护模块一端与第二输入端连接，所述逆向保护模块的两个输出端分别连接所述降压电路模块以及滤波模块，所述逆向保护模块用于阻止逆向流动，所述降压电路模块用于将高压降为低压，所述滤波模块用于保证风扇内部的电压稳定；

所述滤波模块连接所述MOS管驱动电路模块一端，所述MOS管驱动电路模块另一端连接所述MCU处理器，所述MOS管驱动电路模块进一步连接H-桥驱动电路模块，所述MOS管驱动电路模块用于驱动H-桥驱动电路模块，所述H-桥驱动电路模块用于驱动电扇转动；

所述H-桥驱动电路模块的另一端连接所述报警电路模块，所述报警电路模块用于提供报警信号；

所述霍尔传感器模块与所述MCU处理器连接，所述霍尔传感器模块用于侦测风扇转子的位置。

5.根据权利要求4所述的风扇系统，其特征在于，所述逆向保护模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管；所述第一二极管和第二二极管的阳极与阴极分别共接，所述共接的阳极连接第三二极管的阳极；所述滤波模块包括第七电容、第十一电容和第二稳压二极管，所述第一二极管和第二二极管共接的阴极分别连接所述第七电容、所述第十一电容和所述第二稳压二极管的一端，所述第七电容、所述第十一电容和所述第二稳压二极管的另一端共同接地。

6.根据权利要求4所述的风扇系统，其特征在于，所述降压电路模块包括第四三极管，第一稳压二极管、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第一电容、第十电容；所述第四三极管的基极一端连接所述第十八电阻一端，另一端连接所述第一稳压二极管的阴极，所述第十八电阻另一端连接所述第十九电阻的一端，所述第十九电阻的另一端连接所述第四三极管的集电极，所述第一稳压二极管的阳极接地，所述第四三极管发射极连接所述第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第四三极管发射极与集电极之间连接所述第二十电阻，所述第四三极管基极与发射极两端并联所述第十电容，所述第四三极管发射极还连接MCU处理器的供电引脚。

7.根据权利要求4所述的风扇系统，其特征在于，所述MOS管驱动电路模块包括第三三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第十六电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十九电阻；所述第三三极管的基极连接第二十三电阻一端，所述第二十三电阻另一端连接MCU处理器供电引脚，所述第三三极管的集电极依次连接所述第十六电阻和所述第一电阻，所述第三三极管的发射极连接所述MCU处理器的第二输出控制，所述第三三极管的集电极和发射极之间连接所述第二十九电阻；所述第五三极管的基极连接所述第二十二电阻一端，所述第二十二电阻另一端连接MCU处理器供电引脚，所述第五三极管的集电极依次连接所述第二十一电阻和所述第二电阻，所述第五三极管的发射极连接所述MCU处理器的第一输出控制引脚。

8.根据权利要求7所述的风扇系统，其特征在于，所述H-桥驱动电路模块包括第一场效应管、第二场效应管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、线圈；所述第一场效应管和第二场效应管的第一引脚相连并在其中间节点处连接第五电阻一端，所述第五电阻另一端接地；所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第二引脚分别连接所述第四电阻和所述第三电阻，并分别连接至所述MCU处理器的第三输出控制引脚和第四输出控制引脚；所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第三引脚共接，并与所述MOS管驱动电路模块一端连接，所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第四引脚分别连接所述第十六电阻和所述第一电阻以及所述第二十一电阻和所述第二电阻之间对应的节点；所述第一场效应管和所述第二场效应管各自的第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引共接，并在共接线路之间连接线圈。

9.根据权利要求8所述的风扇系统，其特征在于，所述报警电路模块包括第二三极管、第六三极管、第四二极管、第五二极管、第十七电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第八电容，所述第四二极管和所述第五二极管的阴极相互连接，并在所述第四二极管和所述第五二极管之间的节点处所述第十七电阻一端，所述第十七电阻另一端连接所述第二三极管的基极，所述第四二极管和所述第五二极管的阳极分别连接至所述线圈的两端；所述第十七电阻与所述第二三极管的基极之间连接所述第八电容一端，所述第八电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极连接所述第二十七电阻一端，所述第二十七电阻另一端连接电源，所述第二三极管的集电极与所述第二十七电阻之间的节点连接所述第六三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述第六三极管的基极之间的节点还连接所述第二十八电阻一端，所述第二十八电阻的另一端通过第三十电阻连接MCU处理器的转速输出引脚，所述第二三极管与所述第六三极管的发射极相连并接地。

10.根据权利要求7所述的风扇系统，其特征在于，还包括HALL传感器模块，所述HALL传感器模块包括霍尔传感器、第十五电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第九电容；所述HALL传感器的电源输出端连接至所述第二十六电阻和所述第九电容之间的公共节点，并连接所述MCU处理器的负极输入引脚，所述HALL传感器的接地端连接MCU处理器的信号接地端，所述HALL传感器模块的电源输入端连接所述第十五电阻的一端，所述第十五电阻的另一端连接电源；所述第二十四电阻和所述第二十五电阻电阻之间的公共节点连接所述MCU处理器的正极输入引脚。

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