CN215444496U - 一种适用于工业电源的风扇调速电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于工业电源的风扇调速电路，涉及工业电源的风扇调速电路技术领域。检测电路包括多个并联的测温电路，每个测温电路中，置于散热器上的NTC采样电阻、测温继电器、测温安全电阻、逆止二极管与测温电源串联，比较电路中，滞回比较器连接在检测电路的输出端与驱动电路的输入端，驱动电路安装在电源电路的开关处，电源电路包括低压电路和高压电路。本实用新型根据散热器的温度对散热风扇调速，不局限于负载电流，工业适用性强；基于水桶短板效应对散热风扇调速，可以防止任意一个功率器件过热，很大程度上提高了整机运行的可靠性，达到了对温度的精准控制，降低了低负载时的噪声及散热功率，提高了整机效率。

Description

一种适用于工业电源的风扇调速电路

技术领域

本实用新型涉及工业电源的风扇调速电路技术领域，特别涉及一种适用于工业电源的风扇调速电路。

背景技术

在电源领域，功率器件(如整流二极管、MOSFET、IGBT、可控硅)在正常工作时是产生热量的，产生的热量与负载的大小有关(非线性关系)，而器件的最终温度与器件的发热量和系统的热阻、散热方式、环境温度等因素有关。

目前常用风扇散热系统有如下几种：一是恒转速型，这种散热方式中，散热风扇的供电电源为固定电压，不能调节，风扇转速恒定，噪声大，小负载时，效率低，过散热；二是恒串联电阻调速型，这种散热方式中，散热风扇的供电电源为固定电压，通过调整串联在风扇主回路上电阻的短接与否来实现调速，低速时串联电阻，但是电阻会发热，同时消耗一部分能量，造成效率低下，高速时短接电阻，正常散热；三是根据负载电流大小调节转速型，这种散热方式中，散热风扇的供电电源为高低两档电压，当负载低于一定值时风扇在低电压下低速运行，当负载电流大于设定值时，继电器把风扇电源切换到高档，风扇高速运行，这种方式的缺点明显，这种方式调试的基准是负载电流，而功率器件的温度在很大程度上与环境温度有关，中国大部分地方冬天和夏天温差很大，这会导致根据负载电流调试风扇转速的方式相当不准确。

实用新型内容

针对上述几种散热风扇控制方式的不足，本实用新型进行了新的设计，对每个散热器上的温度进行采集，利用水桶短板效应对散热风扇进行控制，来达到系统的良好散热。

具体技术方案是一种适用于工业电源的风扇调速电路，包括：用于检测散热器温度的检测电路、比较电路、用于控制散热风扇供电电源的驱动电路及向散热风扇供电的电源电路，所述比较电路连接在所述检测电路和所述驱动电路之间，所述检测电路包括多个并联的测温电路，每个测温电路中，置于散热器上的NTC采样电阻、测温继电器、测温安全电阻、逆止二极管与测温电源串联，在每个散热器上至少安装一个NTC采样电阻，所述比较电路中，滞回比较器、比较安全电阻与比较电源连接，所述滞回比较器连接在所述检测电路的输出端与所述驱动电路的输入端，所述驱动电路安装在所述电源电路的开关处，所述电源电路包括低压电路和高压电路。

进一步，所述NTC采样电阻采用环形端子固定型NTC温度检测电阻，通过螺丝固定安装在散热器上。

进一步，所述低压电路为6V电压，所述高压电路为12V电压，所述电源电路中还设有备用-12V电压线路。

进一步，所述电源电路的输出端连接着多个并联的散热风扇。

进一步，所述电源电路中设有发光器件。

进一步，所述滞回比较器由LM358通用运放组成。

在所述检测电路中主要依据并联电路中，总电阻小于任一支路的电阻，当任意一个NTC采样电阻检测到对应的散热器温度过高时，该电阻阻值会降低，结合逆止二极管作用，引起检测电路右端的输出电压降低，直至低至滞回区间下限会引发比较电路中滞回比较器翻转，滞回比较器输出高电平，驱动电路进行驱动使得电源电路开关处的继电器吸合，所述电源电路切换到高压电路上，散热风扇均高速运行，加速散热；当负载降低或其他因素导致散热器温度降低时，NTC采样电阻的阻值会升高，当所有NTC采样电阻的阻值都升高到一定阻值以上，引起检测电路右端的输出电压升高恢复至滞回区间上限引发比较电路中滞回比较器翻转，此时，滞回比较器输出低电平，驱动电路进行驱动使得电源电路开关处的继电器松开，所述电源电路切换到低压电路上，散热风扇均低速运行，满足散热要求的同时避免过度散热。在本方案中形成了水桶短板效应测温调速机制，降低了低负载时的散热风扇的噪声及散热功率，提高了整机效率。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型中根据散热器的温度对散热风扇调速，不局限于负载电流，工业适用性强；基于水桶短板效应对散热风扇调速，可以防止任意一个功率器件过热，很大程度上提高了整机运行的可靠性；采用NTC采样电阻进行测温，测温准确；新颖的控制模式，达到了对温度的精准控制，降低了低负载时的噪声及散热功率，提高了整机效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为一种适用于工业电源的风扇调速电路模块示意图；

图2为散热风扇供电电源电路图；

图3为一种适用于工业电源的风扇调速电路图；

图4为比较电路信号输出波形图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型作进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”是指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面是结合附图1-4对本实用新型进行的描述：

实施例：一种适用于工业电源的风扇调速电路，包括：用于检测散热器温度的检测电路、比较电路、用于控制散热风扇供电电源的驱动电路及向散热风扇供电的电源电路，所述比较电路连接在所述检测电路和所述驱动电路之间，所述检测电路包括多个并联的测温电路，每个测温电路中，置于散热器上的NTC采样电阻、测温继电器、测温安全电阻、逆止二极管与测温电源串联，在每个散热器上至少安装一个NTC采样电阻，所述比较电路中，滞回比较器、比较安全电阻与比较电源连接，所述滞回比较器连接在所述检测电路的输出端与所述驱动电路的输入端，所述驱动电路安装在所述电源电路的开关处，所述电源电路包括低压电路和高压电路。

进一步，所述电源电路的输出端连接着多个并联的散热风扇。对所有散热风扇提供相同的电压，同步控制多个散热风扇的转速。

进一步，所述电源电路中设有发光器件。可以展示散热风扇不同的转动状态。

进一步，所述滞回比较器由LM358通用运放组成，简单可靠，成本低。

继电器可用欧姆龙或其他品牌的12V供电的继电器。驱动电源可采用图纸中低成本方案，当功率大时，可换成由分离MOS管构成的供电电源。

具体的，多个散热器，在每个散热器上分别设有散热风扇，比如有三个散热器，分别安装第一散热风扇FAN-1、第二散热风扇FAN-2和第三散热风扇FAN-3。采用环形端子固定型NTC温度检测电阻，通过螺丝固定安装在散热器上，在三个散热器上依次安装第一NTC采样电阻NTC-1、第二NTC采样电阻NTC-2和第三NTC采样电阻NTC-3，所述NTC采样电阻的数量不限，可根据散热器的数量、形状进行设置，扩展性强。第一NTC采样电阻NTC-1、测温继电器J-1、测温安全电阻R18、逆止二极管D6与测温电源串联，第二NTC采样电阻NTC-2、测温继电器J-2、测温安全电阻R23、逆止二极管D8与测温电源串联，第三NTC采样电阻NTC-3、测温继电器J-3、测温安全电阻R16、逆止二极管D5与测温电源串联，形成不同的测温电路，将所有测温电路以并联的方式接入总测温电源上，形成检测电路4，其中R18、R23及R16选用阻值等数量级的大电阻，如10kΩ。在所述检测电路4的输出端连接滞回比较器LM358，所述滞回比较器LM358与比较安全电阻R25串联在比较电源上，构成比较电路5。所述滞回比较器LM358接入驱动电路6，所述驱动电路6可以采用变压器隔离式或者光耦隔离式，优选变压器隔离式，选用满足驱动条件的电路即可，本实用新型不作特别要求。所述驱动电路6的输出端位于电源电路7中继电器RY1处，所述第一散热风扇FAN-1、所述第二散热风扇FAN-2和所述第三散热风扇FAN-3并联接入所述电源电路7中。所述电源电路7包括低压电路和高压电路，所述低压电路为6V电压，所述高压电路为12V电压，所述电源电路中还设有备用-12V电压线路。这样，散热风扇供电电源电路，输入可从直流母线上取电，输出6V、12V两路电源，-12v为备用，输出电压可根据散热风扇的情况进行调整。

工作过程：当第一NTC采样电阻NTC-1、第二NTC采样电阻NTC-2和第三NTC采样电阻NTC-3中任意一个检测到对应的散热器温度过高时，该电阻阻值会降低，结合逆止二极管作用，引起检测电路右端的输出电压降低，直至低至滞回区间下限会引发比较电路中滞回比较器IC1A翻转，滞回比较器IC1A的1端口处输出高电平，继电器RY1吸合，所述电源电路7切换到高电压电路上，所述第一散热风扇FAN-1、所述第二散热风扇FAN-2和所述第三散热风扇FAN-3均高速运行，加速进行散热；当负载降低或其他因素导致散热器温度降低时，NTC采样电阻的阻值会升高，当所有NTC采样电阻的阻值都升高到一定阻值以上，引起检测电路右端的输出电压升高恢复至滞回区间上限引发比较电路中滞回比较器IC1A翻转，此时，滞回比较器IC1A的1端口处输出低电平，继电器RY1松开，所述电源电路7切换到低电压电路上，所述第一散热风扇FAN-1、所述第二散热风扇FAN-2和所述第三散热风扇FAN-3均低速运行，满足散热要求的同时避免过度散热，降低了低负载时的噪声及散热功率，提高了整机效率。

滞回比较器IC1A的滞回区间可设为5.1-5.7V，即当检测电路右端的输出电压降低到5.1V时，或者，当检测电路右端的输出电压升高恢复至5.7V时，滞回比较器IC1A翻转，比较电路信号输出波形图参照图4。本电路滞回区间可调，供电电压可调，能够很好的适应直流电源散热系统及交流电源散热系统等不同电源中，工业适用性强。本实用新型中根据散热器的温度对散热风扇调速，不局限于负载电流，工业适用性强；基于水桶短板效应对散热风扇调速，可以防止任意一个功率器件过热，很大程度上提高了整机运行的可靠性；采用NTC采样电阻进行测温，测温准确；新颖的控制模式，达到了对温度的精准控制，降低了低负载时的噪声及散热功率，提高了整机效率。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种适用于工业电源的风扇调速电路，其特征在于，

包括：用于检测散热器温度的检测电路、比较电路、用于控制散热风扇供电电源的驱动电路及向散热风扇供电的电源电路，所述比较电路连接在所述检测电路和所述驱动电路之间，

所述检测电路包括多个并联的测温电路，每个测温电路中，置于散热器上的NTC采样电阻、测温继电器、测温安全电阻、逆止二极管与测温电源串联，在每个散热器上至少安装一个NTC采样电阻，

所述比较电路中，滞回比较器、比较安全电阻与比较电源连接，所述滞回比较器连接在所述检测电路的输出端与所述驱动电路的输入端，

所述驱动电路安装在所述电源电路的开关处，所述电源电路包括低压电路和高压电路。

2.根据权利要求1所述的一种适用于工业电源的风扇调速电路，其特征在于，所述NTC采样电阻采用环形端子固定型NTC温度检测电阻，通过螺丝固定安装在散热器上。

3.根据权利要求1所述的一种适用于工业电源的风扇调速电路，其特征在于，所述低压电路为6V电压，所述高压电路为12V电压，所述电源电路中还设有备用-12V电压线路。

4.根据权利要求1所述的一种适用于工业电源的风扇调速电路，其特征在于，所述电源电路的输出端连接着多个并联的散热风扇。

5.根据权利要求1所述的一种适用于工业电源的风扇调速电路，其特征在于，所述电源电路中设有发光器件。

6.根据权利要求1所述的一种适用于工业电源的风扇调速电路，其特征在于，所述滞回比较器由LM358通用运放组成。

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