CN220168204U - 风扇调速电路、装置及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风扇调速电路、装置及其电子设备，该风扇调速电路包括：至少一风扇；输入电源，用于向所述风扇电压调节电路以及至少一风扇进行供电；风扇电压调节电路，根据环境温度的变化将输入电源的输出电压转化成目标电压，以使至少一风扇的工作电压调整为目标电压；风扇电压调节电路包括：温度检测电路、分压电路、比较电路、控制电路；温度检测电路、分压电路、比较电路以及控制电路依次连接。本实用新型通过风扇电压调节电路中的温度检测电路检测环境温度，得到温度信号、温度信号通过分别通过分压电路、比较电路、控制电路调节至少一风扇的工作电压，使得可以根据不同温度控制风扇的转速，增加风扇的使用寿命。

Description

风扇调速电路、装置及其电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种风扇调速电路、装置及其电子设备。

背景技术

当前开关电源快速地向小型化、高功率密度、与高效率发展，高性能的元器件在高速度运行下会产生大量的热量,这些热量必须立即去除以保证元器件能在正常工作温度下以较高效率运行。当开关电源产生的热量传递给空气后，较主要的手段便是提高空气流动的速度，使用风扇来实现强制对流，使热空气尽可能和周围的冷空气通过对流的热交换方式来将热量带走。

目前，风扇控制电路中一种较为常规的电路结构如图1所示，风扇开机控制信号FAN-CON为5V高电平时，三极管Q30处于饱和状态，继电器线圈流过电流，常开触点吸合，经过电容滤波的+12V电压通过继电器向风扇FAN1、FAN2供电，实现风扇的强制对流，将热量带走。由于风扇FAN1、FAN2在额定电压+12V供电下长期高速旋转，不利于风扇使用寿命，给开关电源带来风险。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的是提供一种风扇调速电路、装置及其电子设备，旨在改善现有技术中风扇长期处于定额电压下高速旋转且使用寿命较短问题。

本实用新型实施例提出一种风扇调速电路，所述风扇调速电路包括：输入电源、风扇电压调节电路以及至少一个风扇；

所述输入电源，用于向所述风扇电压调节电路以及至少一个所述风扇进行供电；

所述风扇电压调节电路，根据环境温度的变化将输入电源的输出电压转化成目标电压，以使至少一个所述风扇的工作电压调整为所述目标电压；

所述风扇电压调节电路包括：温度检测电路、分压电路、比较电路、控制电路；

所述温度检测电路、所述分压电路、所述比较电路以及所述控制电路依次连接；

其中，所述比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、运算放大器；

所述第一电阻的第一端分别与第一电容的第一端、第二电容的第一端、运算放大器的反相输入端相连接，所述第二电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接，所述第三电阻的第一端与运算放大器的同相输入端连接，所述第一电容的第二端、第三电阻的第二端分别接地；

其中，所述控制电路包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、稳压二极管、第一三极管、第二三极管、第三电容，

所述第四电阻与第五电阻串联，第四电阻的第一端连接第三电阻的第一端，第五电阻的第一端连接第一三极管的集电极；

所述第三电容、第六电阻、稳压二极管、第七电阻依次串联，所述第三电容与第六电阻之间的连接点与所述运算放大器的输出端连接，所述第三电容一端接地，所述稳压二极管与第七电阻之间的连接点与所述第一三极管的基极连接；

所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与输入电源的输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极连接；

其中，所述分压电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、共阳二极管；

所述第八电阻的第一端与所述输入电源的输出端连接，所述第八电阻的第二端连接所述共阳二极管的阳极，所述共阳二极管的第一阴极连接所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端接地，所述共阳二极管的第二阴极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与温度检测电路的输出端连接。

可选地，所述温度检测电路包括：热敏电阻、第一二极管；

所述热敏电阻的第一端与所述输入电源的输出端连接，所述热敏电阻的第二端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第十电阻的第二端连接。

本实用新型提供的一种风扇调速电路，通过热敏电阻感知实际温度实时调节风扇供电电压从而调节风扇转速，避免风扇长期工作在高转速条件下，延长了风扇寿命，间接的提高了系统的可靠性和使用寿命。

可选地，所述风扇调速电路还包括第十一电阻，所述第十一电阻的第一端与所述第一二极管的负极连接，所述第十一电阻的第二端接地。

可选地，所述风扇调速电路还包括：风扇开机控制电路；

所述风扇开机控制电路包括：第十二电阻、第十三电阻以及第三三极管，

所述第十二电阻第一端为风扇开机信号的输入端，所述第十二电阻第二端分别与所述第十三电阻的第一端、第三三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极与所述第一电容的第一端连接，所述第三三极管的发射极与所述第十三电阻的第二端分别接地。

可选地，所述风扇调速电路还包括：输出电容；所述输出电容的正极连接第一三极管的集电极极，所述输出电容的负极接地。

在第二方面，本实用新型提供了一种风扇调速装置，所述风扇调速装置包括第一方面所涉及的任一项所述的风扇调速电路。

在第三方面，本实用新型提供了一种电子设备，所述电子设备包括：第一方面中任一项所述的风扇调速电路、发热功率元器件和/或发热功率模块，所述风扇调速电路用于对所述发热功率元器件和/或发热功率模块进行风冷降温。

本实用新型实施例提供了一种风扇调速电路、装置及其电子设备，该风扇调速电路包括：输入电源、风扇电压调节电路以及至少一风扇；输入电源，用于向所述风扇电压调节电路以及至少一风扇进行供电；风扇电压调节电路，根据环境温度的变化将输入电源的输出电压转化成目标电压，以使至少一风扇的工作电压调整为目标电压；风扇电压调节电路包括：温度检测电路、分压电路、比较电路、控制电路；温度检测电路、分压电路、比较电路以及控制电路依次连接。本实用新型通过风扇电压调节电路中的温度检测电路检测环境温度，得到温度信号、温度信号通过分别通过分压电路、比较电路、控制电路调节至少一风扇的工作电压，使得可以根据不同温度控制风扇的转速，增加风扇的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术常用的风扇控制电路结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种风扇调速电路结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种风扇调速电路结构示意图。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提出一种风扇调速电路，该风扇调速电路包括：输入电源、风扇电压调节电路以及至少一个风扇；

输入电源，用于向风扇电压调节电路以及至少一个风扇进行供电；

风扇电压调节电路，根据环境温度的变化将输入电源的输出电压转化成目标电压，以使至少一个风扇的工作电压调整为目标电压。

风扇电压调节电路包括：温度检测电路、分压电路、比较电路 、控制电路；

温度检测电路、分压电路、比较电路以及控制电路依次连接；

其中，输入电源的电压可以是12V。+12V电源正极接到比较电路中集成运放U5LM2904的8脚，+12V电源负极接到集成运放U5 LM2904的4脚，给集成运放提供工作电压。

请参考图2，其中，比较电路 包括第一电阻R244、第二电阻R248、第三电阻R238、第一电容C102、第二电容C103、运算放大器U5；

第一电阻R244的第一端分别与第一电容C102的第一端、第二电容C103的第一端、运算放大器U5的反相输入端相连接，第二电容C103的第二端与第二电阻R248的第一端连接，第二电阻R248的第二端与运算放大器U5的输出端连接，第三电阻R238的第一端与运算放大器U5的同相输入端连接，第一电容C102的第二端、第三电阻R238的第二端分别接地；可以看出，通过温度检测电路中的热敏电阻随温度的变化引起阻值的变化而改变集成运放反相输入端分压信号，由集成运放输出电压改变控制电路中三极管基极电流和集射极电压从而调整每个风扇的供电电压，改变风扇供电电压调节风扇转速；使风扇转速适应环境温度而不是长期高速运转，延长风扇的使用寿命，间接的提高了产品的可靠性，延长了产品的使用寿命，进而避免给开关电源或其他需要降温的设备带来风险。

其中，控制电路包括：第四电阻R217、第五电阻R84、第六电阻R45、第七电阻R237、稳压二极管Z1、第一三极管Q23、第二三极管Q21、第三电容C176，

第四电阻R217与第五电阻R84串联，第四电阻R217的第一端连接第三电阻R238的第一端，第五电阻R84的第一端连接第一三极管Q23的集电极；

第三电容C176、第六电阻R45、稳压二极管Z1、第七电阻R237依次串联，第三电容C176与第六电阻R45之间的连接点与运算放大器U5的输出端连接，第三电容C176一端接地，稳压二极管Z1与第七电阻R237之间的连接点与第一三极管Q23的基极连接；

第一三极管Q23的发射极与第二三极管Q21的基极连接，第二三极管Q21的发射极与输入电源的输出端连接，第一三极管Q23的集电极与第二三极管Q21的集电极连接。

其中，分压电路包括：第八电阻R247、第九电阻R245、第十电阻R239、共阳二极管D47；

第八电阻R247的第一端与输入电源的输出端连接，第八电阻R247的第二端连接共阳二极管D47的阳极，共阳二极管D47的第一阴极连接第九电阻R245的第一端，第九电阻R245的第二端接地，共阳二极管D47的第二阴极与第十电阻R239的第一端连接，第十电阻R239的第二端与温度检测电路的输出端连接。

具体地，+12V经电阻R247分压后接到D47 BAW56LT1的3脚后，经D47的2脚接R245后到参考地，D47的1脚则经R244接到U5的6脚，该回路通过固定电阻分压设定6脚一个基础电压，决定风扇的初始转速。可以看出，通过温度检测电路随温度的变化引起电压的变化而改变集成运放反相输入端分压信号，由运算放大器输出电压改变控制电路中三极管基极电流和集射极电压从而调整每个风扇的供电电压，改变风扇供电电压调节风扇转速。

可以看出，本实用新型实施例中由运算放大器输出电压改变控制电路中三极管基极电流和集射极电压从而调整每个风扇的供电电压，改变风扇供电电压调节风扇转速。

可选地，温度检测电路包括：热敏电阻RT1、第一二极管D48；

热敏电阻RT1的第一端与输入电源的输出端连接，热敏电阻RT1的第二端与第一二极管D48的正极连接，第一二极管D48的负极与第十电阻R239的第二端连接。

具体地，+12V电源电压接热敏电阻RT1经二极管D48、电阻R266、R239、R244分压后经电容C102滤波后接到U5的6脚（反相输入端），该回路通过热敏电阻感知环境温度的变化阻值分压调节反向输入端的信号电压。

可以看出，本实用新型实施例所涉及的电路结构简单，性能稳定，根据散热器实际温度调节风扇转速，避免风扇长期工作在高转速条件下，延长了风扇寿命，间接的提高了系统的可靠性和使用寿命。

可选地，风扇调速电路还包括第十一电阻R266，第十一电阻R266的第一端与第一二极管D48的负极连接，第十一电阻R266的第二端接地。

请参考图3，可选地，风扇调速电路还包括：风扇开机控制电路；该风扇开机控制电路用于控制风扇调速电路的工作状态

风扇开机控制电路包括：第十二电阻R241、第十三电阻R240以及第三三极管Q29，

第十二电阻R241第一端为风扇开机信号的输入端，第十二电阻R241第二端分别与第十三电阻R240的第一端、第三三极管Q29的基极连接，第三三极管Q29的集电极与第一电容C102的第一端连接，第三三极管Q29的发射极与第十三电阻R240的第二端分别接地。

其中，风扇开机信号的输入端接收外部发送的控制信号，该控制信号用于决定至少一个风扇中每个风扇是否有工作电压。

可选地，风扇调速电路还包括：输出电容；输出电容的正极连接第一三极管Q23的集电极，输出电容的负极接地。

可以看出，输出电容用于向风扇提供稳定的滤波电压。

本实用新型提供了一种风扇调速装置，风扇调速装置包括上述实施例中任一项实施例的风扇调速电路。具体内容请参详前述实施例，此处不做过多限制。

本实用新型提供了一种电子设备，电子设备包括：上述实施例中任一项实施例的风扇调速电路、发热功率元器件和/或发热功率模块，风扇调速电路用于对发热功率元器件和/或发热功率模块进行风冷降温。具体内容请参详前述实施例，此处不做过多限制。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的申请构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种风扇调速电路，其特征在于，所述风扇调速电路包括：输入电源、风扇电压调节电路以及至少一个风扇；

所述输入电源，用于向所述风扇电压调节电路以及至少一个所述风扇进行供电；

所述风扇电压调节电路，根据环境温度的变化将输入电源的输出电压转化成目标电压，以使至少一个所述风扇的工作电压调整为所述目标电压；

所述风扇电压调节电路包括：温度检测电路、分压电路、比较电路、控制电路；

所述温度检测电路、所述分压电路、所述比较电路以及所述控制电路依次连接；其中，所述比较电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、运算放大器；

所述第一电阻的第一端分别与第一电容的第一端、第二电容的第一端、运算放大器的反相输入端相连接，所述第二电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接，所述第三电阻的第一端与运算放大器的同相输入端连接，所述第一电容的第二端、第三电阻的第二端分别接地；

其中，所述控制电路包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、稳压二极管、第一三极管、第二三极管、第三电容，

所述第四电阻与第五电阻串联，第四电阻的第一端连接第三电阻的第一端，第五电阻的第一端连接第一三极管的集电极；

所述第三电容、第六电阻、稳压二极管、第七电阻依次串联，所述第三电容与第六电阻之间的连接点与所述运算放大器的输出端连接，所述第三电容一端接地，所述稳压二极管与第七电阻之间的连接点与所述第一三极管的基极连接；

所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与输入电源的输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极连接；

其中，所述分压电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、共阳二极管；

所述第八电阻的第一端与所述输入电源的输出端连接，所述第八电阻的第二端连接所述共阳二极管的阳极，所述共阳二极管的第一阴极连接所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端接地，所述共阳二极管的第二阴极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与温度检测电路的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的风扇调速电路，其特征在于，所述温度检测电路包括：热敏电阻、第一二极管；

所述热敏电阻的第一端与所述输入电源的输出端连接，所述热敏电阻的第二端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第十电阻的第二端连接。

3.根据权利要求2所述的风扇调速电路，其特征在于，所述风扇调速电路还包括第十一电阻，所述第十一电阻的第一端与所述第一二极管的负极连接，所述第十一电阻的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的风扇调速电路，其特征在于，所述风扇调速电路还包括：风扇开机控制电路；

所述风扇开机控制电路包括：第十二电阻、第十三电阻以及第三三极管，

所述第十二电阻第一端为风扇开机信号的输入端，所述第十二电阻第二端分别与所述第十三电阻的第一端、第三三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极与所述第一电容的第一端连接，所述第三三极管的发射极与所述第十三电阻的第二端分别接地。

5.根据权利要求3-4任一项所述的风扇调速电路，其特征在于，所述风扇调速电路还包括： 输出电容；所述输出电容的正极连接第一三极管的集电极，所述输出电容的负极接地。

6.一种风扇调速装置，其特征在于，所述风扇调速装置包括权利要求1至5中任一项所述的风扇调速电路。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：权利要求1至5中任一项所述的风扇调速电路、发热功率元器件和/或发热功率模块，所述风扇调速电路用于对所述发热功率元器件和/或发热功率模块进行风冷降温。