CN219492652U - 一种风机调速电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机调速电路包括第一稳压模块、第二稳压模块、利用温度传感器和电压基准源芯片根据环境温度控制风机启停的启停控制模块、能够在环境温度降低时降低风机转速且在环境温度升高时升高风机转速的转速控制模块，所述第一稳压模块以及第二稳压模块的输入端均与直流输入电压连接，第一稳压模块的输出端与启停控制模块的输入端连接，启停控制模块的输出端与第二稳压模块的开关端口连接，第二稳压模块的输出端通过转速控制模块输出直流电压，该直流电压与风机的供电端口连接；本实用新型的优点在于：提供风机的使用寿命、成本低且噪声小。

Description

一种风机调速电路

技术领域

本实用新型涉及风机调速领域，更具体涉及一种风机调速电路。

背景技术

目前，在传统风机供电电路中，普遍采用开关稳压芯片对风机进行稳压供电，电路原理如图1。直流输入电压Vin经滤波电容C1接入开关稳压芯片N1的1脚，经N1的2脚输出占空比为D的PWM脉冲，N1导通时，直流输入电压Vin经电感L1、滤波电容C4滤波输出，N1关断时，电感L1和滤波电容C4储存的能量经二极管D2续流输出，根据电路计算公式，直流输出电压Vo＝Vin×D，当输入电压升高时，开关稳压芯片N1减小输出占空比，当输入电压降低时，开关稳压芯片N1增大输出占空比，从而得到稳定的直流电压，对风机进行稳压供电。

开关稳压芯片N1的4脚为输出电压采样端口，输出电压Vo经电阻R3和R10分压，与内部基准电压VFB进行比较，根据输入电压高低变化动态调节占空比D，实现闭环稳压控制，得到稳定的输出电压Vo，输出电压Vo＝[(R3+R10)/R10]×VFB，输出电压Vo由电阻R3和R10设定。

开关稳压芯片N1的5脚为使能端口，高电平(电压高于1.6V)接入使能端口时，开关稳压芯片不工作，低电平(电压低于1.6V)接入使能端口时，开关稳压芯片正常工作。N1的5脚经电阻R1上拉至直流输入端，开关稳压芯片默认不工作。当微处理器监测到环境温度高于温度阈值Tset时，其IO口输出高电平，光电耦合器U1的4脚与3脚导通，开关稳压芯片正常工作，风机转动；当微处理器监测到环境温度低于温度阈值Tset时，其IO口输出低电平，光电耦合器U1的4脚与3脚断开，开关稳压芯片停止工作，风机停止转动。

在传统风机供电电路中，风机供电电压为固定值，风机转速是固定的，风机噪声大；风机一直处于高转速工作状态，风机使用寿命低；风机的启停控制需要微处理器实时监测环境温度做出控制，软、硬件成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术风机供电电路导致风机噪声大、寿命低以及成本高的问题

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种风机调速电路，包括第一稳压模块、第二稳压模块、利用温度传感器和电压基准源芯片根据环境温度控制风机启停的启停控制模块、能够在环境温度降低时降低风机转速且在环境温度升高时升高风机转速的转速控制模块，所述第一稳压模块以及第二稳压模块的输入端均与直流输入电压连接，第一稳压模块的输出端与启停控制模块的输入端连接，启停控制模块的输出端与第二稳压模块的开关端口连接，第二稳压模块的输出端通过转速控制模块输出直流电压，该直流电压与风机的供电端口连接。

有益效果：本实用新型利用温度传感器和电压基准源芯片即可实现风机的启停控制，不需要使用微处理器监测环境温度，成本更低，设置转速控制模块，在环境温度降低时降低风机转速，风机噪声减小，且在环境温度升高时升高风机转速，风机转速随温度调节，避免了风机始终处于高转速工作状态，提高了风机的使用寿命。

进一步地，所述第一稳压模块包括线性稳压芯片N2、电容C2、电阻R2、电阻R5以及电容C3，所述线性稳压芯片N2的3脚接直流输入电压Vin以及电容C2的一端，线性稳压芯片N2的1脚接电阻R2的一端以及电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电容C2的另一端以及电容C3的一端连接，电容C3的另一端、电阻R2的另一端以及线性稳压芯片N2的2脚连接并输出直流电压Vout。

更进一步地，所述启停控制模块包括电阻R4、电阻R8、光耦U1、电压基准源芯片U2、电容C5、电阻R11以及温度传感器R6，所述电阻R4的一端、温度传感器R6的一端均与直流电压Vout连接，电阻R4的另一端与光耦U1的1脚以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与光耦U1的2脚以及电压基准源芯片U2的1脚连接，温度传感器R6的另一端、电阻R11的一端、电容C5的一端以及电压基准源芯片U2的2脚连接，电阻R11的另一端、电容C5的另一端、电压基准源芯片U2的3脚以及光耦U1的3脚连接并接地，光耦U1的4脚与第二稳压模块的开关端口连接。

更进一步地，所述第二稳压模块包括开关稳压芯片N1、电阻R1以及滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端、开关稳压芯片N1的1脚以及电阻R1的一端均与直流输入电压Vin连接，滤波电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端、光耦U1的4脚以及开关稳压芯片N1的5脚连接。

更进一步地，所述转速控制模块包括二极管D2、电感L1、电阻R3、电阻R10、温度传感器R9以及滤波电容C4，所述电感L1的一端、二极管D2的负极以及开关稳压芯片N1的2脚连接，电感L1的另一端、电阻R3的一端、滤波电容C4的一端连接并输出电压Vo，开关稳压芯片N1的4脚、温度传感器R9的一端、电阻R3的另一端以及电阻R10的一端连接，二极管D2的正极、温度传感器R9的另一端、电阻R10的另一端以及滤波电容C4的另一端连接并接地。

更进一步地，所述输出电压Vo与风机的供电端口连接。

再进一步地，所述风机调速电路还包括反馈模块，所述反馈模块接在输出电压Vo与启停控制模块之间。

更进一步地，所述反馈模块包括二极管D1和电阻R7，所述二极管D1的正极与输出电压Vo连接，二极管D1的负极通过电阻R7与温度传感器R6的另一端连接。

再进一步地，所述风机调速电路还包括防反保护模块，所述防反保护模块接在第一稳压模块以及第二稳压模块与直流输入电压之间。

更进一步地，所述防反保护模块为二极管D3，所述二极管D3的正极与直流输入电压Vin连接，二极管D3的负极与滤波电容C1的一端连接。

本实用新型的优点在于：本实用新型利用温度传感器和电压基准源芯片即可实现风机的启停控制，不需要使用微处理器监测环境温度，成本更低，设置转速控制模块，在环境温度降低时降低风机转速，风机噪声减小，且在环境温度升高时升高风机转速，风机转速随温度调节，避免了风机始终处于高转速工作状态，提高了风机的使用寿命。

附图说明

图1为传统风机供电电路的原理图；

图2为本实用新型实施例1所提供的一种风机调速电路的原理图；

图3为本实用新型实施例2所提供的一种风机调速电路的原理图；

图4为本实用新型实施例3所提供的一种风机调速电路的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。

实施例1

本发明针对传统风机供电电路，风机噪声大，使用寿命低，成本高的缺点，提出一种风机调速电路，利用温度传感器和电压基准源芯片进行风机转速调节和启停控制，风机供电电压随环境温度智能调节，环境温度降低时，风机转速随之降低，风机噪声减小，使用寿命提高；不再使用微处理器监测环境温度进行风机的启停控制，成本更低。

在图1基础上增加温度传感器R6、R9，电压基准源芯片U2，线性稳压芯片N2等器件，具体电路如图2，一种风机调速电路，包括第一稳压模块、第二稳压模块、启停控制模块、转速控制模块，所述第一稳压模块包括线性稳压芯片N2、电容C2、电阻R2、电阻R5以及电容C3，所述线性稳压芯片N2的3脚接直流输入电压Vin以及电容C2的一端，线性稳压芯片N2的1脚接电阻R2的一端以及电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电容C2的另一端以及电容C3的一端连接，电容C3的另一端、电阻R2的另一端以及线性稳压芯片N2的2脚连接并输出直流电压Vout。

继续参阅图2，所述启停控制模块包括电阻R4、电阻R8、光耦U1、电压基准源芯片U2、电容C5、电阻R11以及温度传感器R6，所述电阻R4的一端、温度传感器R6的一端均与直流电压Vout连接，电阻R4的另一端与光耦U1的1脚以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与光耦U1的2脚以及电压基准源芯片U2的1脚连接，温度传感器R6的另一端、电阻R11的一端、电容C5的一端以及电压基准源芯片U2的2脚连接，电阻R11的另一端、电容C5的另一端、电压基准源芯片U2的3脚以及光耦U1的3脚连接并接地，光耦U1的4脚与第二稳压模块的开关端口连接。

继续参阅图2，所述第二稳压模块包括开关稳压芯片N1、电阻R1以及滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端、开关稳压芯片N1的1脚以及电阻R1的一端均与直流输入电压Vin连接，滤波电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端、光耦U1的4脚以及开关稳压芯片N1的5脚连接。

继续参阅图2，所述转速控制模块包括二极管D2、电感L1、电阻R3、电阻R10、温度传感器R9以及滤波电容C4，所述电感L1的一端、二极管D2的负极以及开关稳压芯片N1的2脚连接，电感L1的另一端、电阻R3的一端、滤波电容C4的一端连接并输出电压Vo，开关稳压芯片N1的4脚、温度传感器R9的一端、电阻R3的另一端以及电阻R10的一端连接，二极管D2的正极、温度传感器R9的另一端、电阻R10的另一端以及滤波电容C4的另一端连接并接地。所述输出电压Vo与风机的供电端口连接。

本实用新型的工作原理为：继续参阅图2，直流输入电压Vin经滤波电容C1接入开关稳压芯片N1的1脚，经N1的2脚输出占空比为D的PWM脉冲，N1导通时，直流输入电压Vin经电感L1、滤波电容C4滤波输出，N1关断时，电感L1和滤波电容C4储存的能量经二极管D2续流输出，根据电路计算公式，直流输出电压Vo＝Vin×D，当输入电压升高时，开关稳压芯片N1减小输出占空比，当输入电压降低时，开关稳压芯片N1增大输出占空比，从而得到稳定的直流电压，对风机进行稳压供电。

开关稳压芯片N1的4脚为输出电压采样端口，温度传感器R9与电阻R10并联后的电阻为Rp，输出电压Vo经电阻R3与Rp进行分压，与N1内部基准电压V_FB进行比较，根据输入电压高低变化动态调节占空比D，实现闭环稳压控制，得到稳定的输出电压Vo，输出电压Vo＝[(R3+Rp)/Rp]×V_FB，Rp＝(R9×R10)/(R9+R10)，输出电压Vo由电阻R3、R10和温度传感器R9决定；温度传感器R9为负温度系数，当环境温度降低时，R9阻值增大，Rp阻值增大，输出电压Vo降低，风机转速随之降低，风机噪声减小，反之，当环境温度升高时，R9阻值降低，输出电压Vo升高，风机转速随之提高，实现了风机供电电压随环境温度智能调节，避免了风机始终处于高转速工作状态，提高了风机的使用寿命。

开关稳压芯片N1的5脚为使能端口，高电平(电压高于1.6V)接入使能端口时，开关稳压芯片N1不工作，低电平(电压低于1.6V)接入使能端口时，开关稳压芯片N1正常工作。N1的5脚经电阻R1上拉至直流输入端，开关稳压芯片N1默认不工作。

直流输入电压Vin经电容C2滤波后接入线性稳压芯片N2的1脚，线性稳压芯片N2的2脚输出稳定的直流电压Vout，N2的1脚为电压采样端口，输出电压Vout经电阻R2与R5进行分压，与N2内部基准电压V_ADJ进行比较，实现闭环稳压控制，得到稳定的直流电压Vout，Vout＝[(R2+R5)/R5]×V_ADJ，直流电压Vout由电阻R2和R5设定。

直流电压Vout经温度传感器R6和电阻R11分压后经电容C5滤波接至电压基准源芯片U2的2脚，电压基准源芯片U2的3脚接地，电压基准源芯片U2的1脚经上拉电阻R8和R4上拉至直流电压Vout，光电耦合器U1的1、2脚与电阻R8并联，光电耦合器U1的4脚接至开关稳压芯片N1的5脚使能端口，光电耦合器U1的3脚接地。电压基准源芯片U2的内部基准电压为V_REF，温度传感器R6为负温度系数，其阻值与环境温度对应，当环境温度升高时，R6阻值降低，温度传感器R6两端电压降低，电压基准源芯片U2的2脚电压升高，当2脚电压升高至V_REF时，光电耦合器U1的3、4脚导通，开关稳压芯片N1的5脚使能端口接地，开关稳压芯片N1正常工作，风机启动，反之，当环境温度降低时，R6阻值升高，温度传感器R6两端电压升高，电压基准源芯片U2的2脚电压降低，当2脚电压降低至V_REF时，光电耦合器U1的3、4脚断开，开关稳压芯片N1停止工作，风机停止转动。风机开始转动时环境温度对应温度传感器阻值R6＝[(Vout-V_REF)/V_REF]×R11，可知风机开始转动时环境温度由电阻R11设定。利用温度传感器和电压基准源芯片即可实现风机的启停控制，不需要使用微处理器监测环境温度，成本更低。

通过以上技术方案，本实用新型利用温度传感器和电压基准源芯片即可实现风机的启停控制，不需要使用微处理器监测环境温度，成本更低，设置转速控制模块，在环境温度降低时降低风机转速，风机噪声减小，且在环境温度升高时升高风机转速，风机转速随温度调节，避免了风机始终处于高转速工作状态，提高了风机的使用寿命。

实施例2

如图3，在实施例1的电路基础上增加反馈模块，反馈模块包括二极管D1和电阻R7，二极管D1正极接直流输出Vo，二极管D1负极经电阻R7接至电压基准源芯片U2的2脚，增加的二极管D1和电阻R7可以使风机停止转动的环境温度低于风机开始转动的环境温度，用于风机启停控制需要温度回差的场合。

实施例3

如图4，在实施例1的电路基础上增加防反保护模块，防反保护模块为二极管D3，直流输入电压Vin经二极管D3接至滤波电容C1，二极管D3可以防止直流输入电压反接时造成后级电路损坏。

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)

1.一种风机调速电路，其特征在于，包括第一稳压模块、第二稳压模块、利用温度传感器和电压基准源芯片根据环境温度控制风机启停的启停控制模块、能够在环境温度降低时降低风机转速且在环境温度升高时升高风机转速的转速控制模块，所述第一稳压模块以及第二稳压模块的输入端均与直流输入电压连接，第一稳压模块的输出端与启停控制模块的输入端连接，启停控制模块的输出端与第二稳压模块的开关端口连接，第二稳压模块的输出端通过转速控制模块输出直流电压，该直流电压与风机的供电端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述第一稳压模块包括线性稳压芯片N2、电容C2、电阻R2、电阻R5以及电容C3，所述线性稳压芯片N2的3脚接直流输入电压Vin以及电容C2的一端，线性稳压芯片N2的1脚接电阻R2的一端以及电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电容C2的另一端以及电容C3的一端连接，电容C3的另一端、电阻R2的另一端以及线性稳压芯片N2的2脚连接并输出直流电压Vout。

3.根据权利要求2所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述启停控制模块包括电阻R4、电阻R8、光耦U1、电压基准源芯片U2、电容C5、电阻R11以及温度传感器R6，所述电阻R4的一端、温度传感器R6的一端均与直流电压Vout连接，电阻R4的另一端与光耦U1的1脚以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与光耦U1的2脚以及电压基准源芯片U2的1脚连接，温度传感器R6的另一端、电阻R11的一端、电容C5的一端以及电压基准源芯片U2的2脚连接，电阻R11的另一端、电容C5的另一端、电压基准源芯片U2的3脚以及光耦U1的3脚连接并接地，光耦U1的4脚与第二稳压模块的开关端口连接。

4.根据权利要求3所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述第二稳压模块包括开关稳压芯片N1、电阻R1以及滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端、开关稳压芯片N1的1脚以及电阻R1的一端均与直流输入电压Vin连接，滤波电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端、光耦U1的4脚以及开关稳压芯片N1的5脚连接。

5.根据权利要求4所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述转速控制模块包括二极管D2、电感L1、电阻R3、电阻R10、温度传感器R9以及滤波电容C4，所述电感L1的一端、二极管D2的负极以及开关稳压芯片N1的2脚连接，电感L1的另一端、电阻R3的一端、滤波电容C4的一端连接并输出电压Vo，开关稳压芯片N1的4脚、温度传感器R9的一端、电阻R3的另一端以及电阻R10的一端连接，二极管D2的正极、温度传感器R9的另一端、电阻R10的另一端以及滤波电容C4的另一端连接并接地。

6.根据权利要求5所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述输出电压Vo与风机的供电端口连接。

7.根据权利要求5所述的一种风机调速电路，其特征在于，还包括反馈模块，所述反馈模块接在输出电压Vo与启停控制模块之间。

8.根据权利要求7所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述反馈模块包括二极管D1和电阻R7，所述二极管D1的正极与输出电压Vo连接，二极管D1的负极通过电阻R7与温度传感器R6的另一端连接。

9.根据权利要求5所述的一种风机调速电路，其特征在于，还包括防反保护模块，所述防反保护模块接在第一稳压模块以及第二稳压模块与直流输入电压之间。

10.根据权利要求9所述的一种风机调速电路，其特征在于，所述防反保护模块为二极管D3，所述二极管D3的正极与直流输入电压Vin连接，二极管D3的负极与滤波电容C1的一端连接。