專利名稱：一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及控制電路領(lǐng)域，尤其是一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置。
背景技術(shù)：
一般電子產(chǎn)品系統(tǒng)主機(如家用臺式電腦)機箱內(nèi)部，電子元器件運行消耗的功率有一部分以熱量的形式散發(fā)出來，造成機箱內(nèi)部溫度的上升，隨著溫度的上升，會對電子產(chǎn)品造成諸多不良影響。解決此類溫度問題一般在機箱內(nèi)部安裝隨溫度變高低而自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速快慢的散熱風扇，此類散熱風扇內(nèi)部均設(shè)置有風扇轉(zhuǎn)速控制電路。目前風扇轉(zhuǎn)速控制電路絕大多數(shù)采用溫度感應(yīng)式，即為感應(yīng)被散熱裝置溫度的變化，當被散熱裝置溫度超過ー特定值時，増加風扇轉(zhuǎn)速，達到加強散熱的效果，而當被散熱 裝置溫度較低吋，降低風扇轉(zhuǎn)速，以起到降低噪音、功耗及延長風扇使用的效果。此類溫度感應(yīng)式的風扇轉(zhuǎn)速控制電路，一般使用熱敏電阻作為溫度感應(yīng)元件。而熱敏電阻本身為非線性元件，導(dǎo)致控制上難以達到線性的要求；而且熱敏電阻容易受到外圍及環(huán)境溫度的影響而導(dǎo)致無法確實地反映出特定部位的實際溫度狀態(tài)，容易造成檢測不穩(wěn)定的問題；另外熱敏電阻檢測的準確性與待測物品之間的接觸點容易受接觸面積大小、相對距離及接觸的部位影響；此外熱敏電阻檢測溫度還會存在一定的反應(yīng)時間，造成控制不及吋。綜上所述，目前采用熱敏電阻的風扇轉(zhuǎn)速控制電路存在控制穩(wěn)定性較低、誤差較大、精確度不高、控制不及時等問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置，g在解決現(xiàn)有技術(shù)中的風扇轉(zhuǎn)速控制電路存在控制穩(wěn)定性較低、誤差較大、精確度不高、控制不及時等問題。本實用新型采用的技術(shù)方案為一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，與被散熱裝置和風扇連接，其特征在于，包括輸入端接被散熱裝置，即時檢測被散熱裝置工作功率的功率檢測單元；輸入端接輸入電源、控制端接功率檢測單元輸出端、輸出端接風扇，根據(jù)功率檢測單元輸出的功率信號控制風扇轉(zhuǎn)速的控制單元。所述功率檢測單元包括輸入端接所述被散熱裝置，即時感應(yīng)所述被散熱裝置的工作電流的功率檢測電路；輸入端接所述功率檢測電路的輸出端,將所述功率檢測電路輸出的電流整流的整流電路；輸入端接所述整流電路的輸出端，濾除所述整流電路輸出的電流雜波的濾波電路；[0012]輸入端接所述濾波電路的輸出端，輸出端接所述控制単元的控制端，將所述濾波電路輸出的電流轉(zhuǎn)換成適于控制単元工作的控制信號輸出至控制單元的輸出電路。所述控制單元包括三極管Q1、三極管Q2、電阻R4、電阻R5、ニ極管D5、電容C2 ；所述ニ極管D5的正極作為控制單元的控制端接功率檢測單元的輸出端、負極接所述三極管Ql的基極；所述三極管Ql的發(fā)射極接所述電阻R4的第一端，所述電阻R4的第二端接地，所述三極管Ql的集電極接所述電阻R5的第一端，所述電阻R5的第二端作為所述控制單元的輸入端接所述輸入電源；所述三極管Q2的基極接所述三極管Ql的集電極、發(fā)射極作為所述控制単元的輸入端接所述輸入電源、集電極作為所述控制單元的輸出端接所述風扇的正扱；所述風扇負極接地；
所述電容C2的第一端接所述三極管Ql的基極、第二端接所述輸入電源。所述風扇的正極還通過ニ極管D6接有輔助電源，所述ニ極管D6的正極接輔助電源、負極接風扇的正扱。所述功率檢測電路為電流互感器Tl，所述電流互感器的原邊線圈作為所述功率檢測電路的輸入端接所述被散熱裝置、副邊線圈的第一端和第二端均作為所述功率檢測電路輸出端接所述整流電路輸入端。所述整流電路為由ニ極管Dl、ニ極管D2、ニ極管D3、ニ極管D4組成的橋式整流電路；所述ニ極管Dl的正極和所述ニ極管D4的負極均作為所述整流電路的輸入端接所述功率檢測電路的輸出端，所述ニ極管Dl的負極作為所述整流電路的輸出端接所述濾波電路的輸入端，所述ニ極管D4的正極接地。所述濾波電路為ー電容Cl，所述電容Cl第一端作為所述濾波電路的輸入端接所述整流電路的輸出端、所述電容Cl第一端同時作為所述濾波電路的輸出端接所述輸出電路的輸入端，所述電容Cl第二端接地。所述輸出電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3 ;所述電阻Rl的第一端作為所述輸出電路的輸入端接所述濾波電路的輸出端、第~■端接地；所述電阻R2的第一端接所述電阻Rl的第一端、第二端接所述電阻R3的第一端，所述電阻R3的第二端接地；所述電阻R3的第一端作為所述輸出電路的輸出端接所述控制単元的輸入端?！N風扇裝置，包括以上所述的功率式風扇控制電路。本實用新型提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，通過功率檢測單元檢測被散熱裝置工作功率，并將檢測到的功率信號輸出至控制單元，控制單元根據(jù)該功率信號控制風扇的轉(zhuǎn)速。本實用新型提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置，由于直接檢測被散熱裝置的功率，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)中的溫度感應(yīng)式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，具有控制穩(wěn)定性高、誤差小、精確度高、控制及時等優(yōu)點。

[0029]圖I為本實用新型實施例提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路的電路原理框圖；圖2為本實用新型實施例提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路的電路原理圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明白，
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進ー步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。本實用新型提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，通過功率檢測單元檢測被散熱裝置工作功率，并將檢測到的功率信號輸出至控制單元，控制單元根據(jù)該功率信號控制風扇的轉(zhuǎn)速。本實用新型提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置，由于直接檢測被散熱裝置的功率，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)中的溫度感應(yīng)式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，具有控制穩(wěn)定性高、誤差小、精確度高、控制及時等優(yōu)點。
參照圖1，本實用新型實施例提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路原理框圖。一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，與被散熱裝置400和風扇300連接，包括輸入端接被散熱裝置400，即時檢測被散熱裝置400工作功率的功率檢測單元100 ;輸入端接輸入電源500、控制端接功率檢測單元100輸出端、輸出端接風扇300，根據(jù)功率檢測單元100輸出的功率信號控制風扇300轉(zhuǎn)速的控制單元200。功率檢測單元100包括功率檢測電路101、整流電路102、濾波電路103、輸出電路104。功率檢測電路101的輸入端接被散熱裝置400，即時感應(yīng)被散熱裝置400的工作電流；整流電路102的輸入端接功率檢測電路101的輸出端，將功率檢測電路101輸出的電流整流；濾波電路103的輸入端接整流電路102的輸出端，濾除整流電路102輸出的電流雜波；輸出電路104的輸入端接濾波電路103的輸出端，輸出端接控制單元200的控制端，將濾波電路103輸出的電流轉(zhuǎn)換成適于控制単元200工作的控制信號輸出至控制單元。本實施例提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，通過功率檢測單元100檢測被散熱裝置400工作功率，并將檢測到的功率信號輸出至控制單元200，控制單元200根據(jù)該功率信號控制風扇的轉(zhuǎn)速，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的溫度感應(yīng)式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，具有控制穩(wěn)定性高、誤差小、精確度高、控制及時等優(yōu)點。參照圖2，本實用新型實施例提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路的電路原理圖。ー種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，與被散熱裝置400和風扇300連接，包括輸入端接被散熱裝置400，即時檢測被散熱裝置400工作功率的功率檢測單元100 ;輸入端接輸入電源500、控制端接功率檢測單元100輸出端、輸出端接風扇300，根據(jù)功率檢測單元100輸出的功率信號控制風扇300轉(zhuǎn)速的控制單元200。功率檢測單元100包括功率檢測電路101、整流電路102、濾波電路103、輸出電路104。功率檢測電路101的輸入端接被散熱裝置400，即時感應(yīng)被散熱裝置400的工作電流；整流電路102的輸入端接功率檢測電路101的輸出端，將功率檢測電路101輸出的電流整流；濾波電路103的輸入端接整流電路102的輸出端，濾除整流電路102輸出的電流雜波；輸出電路104的輸入端接濾波電路103的輸出端，輸出端接控制單元200的控制端，將濾波電路103輸出的電流轉(zhuǎn)換成適于控制単元200工作的控制信號輸出至控制單元。作為本實用新型ー實施例，功率檢測電路101為電流互感器Tl，電流互感器101的原邊線圈作為功率檢測電路101的輸入端接所述被散熱裝置400、副邊線圈的第一端和第ニ端均作為功率檢測電路101輸出端接所述整流電路102輸入端。作為本實用新型ー實施例，整流電路102為由ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管D3、ニ極管D4組成的橋式整流電路；ニ極管Dl的正極和ニ極管D4的負極均作為整流電路102的輸入端接功率檢測電路101的輸出端，ニ極管Dl的負極作為整流電路102的輸出端接濾波電路103的輸入端，ニ極管D4的正極接地。作為本實用新型ー實施例，濾波電路103為ー電容Cl，電容Cl第一端作為濾波電路103的輸入端接所述整流電路102的輸出端、電容Cl第一端同時作為濾波電路103的輸出端接所述輸出電路104的輸入端，電容Cl第二端接地。作為本實用新型ー實施例，輸出電路104包括電阻R1、電阻R2、電阻R3。電阻Rl的第一端作為輸出電路104的輸入端接濾波電路103的輸出端、第二端接地；電阻R2的第一端接電阻Rl的第一端、第二端接電阻R3的第一端，電阻R3的第二端接地；電阻R3的第 一端作為輸出電路104的輸出端接控制單元200的輸入端。該輸出電路通過設(shè)置不同的電阻Rl、電阻R2、電阻R3的阻值，可以調(diào)節(jié)輸出信號的電位?？刂茊卧?00包括三極管Q1、三極管Q2、電阻R4、電阻R5、ニ極管D5、電容C2。ニ極管D5的正極作為控制單元200的控制端接功率檢測單元100的輸出端、負極接三極管Ql的基極；三極管Ql的發(fā)射極接電阻R4的第一端，電阻R4的第二端接地，三極管Ql的集電極接電阻R5的第一端，電阻R5的第二端作為控制單元200的輸入端接輸入電源500 ;三極管Q2的基極接三極管Ql的集電極、發(fā)射極作為控制單元200的輸入端接輸入電源500、集電極作為控制單元200的輸出端接風扇300的正極；風扇300負極接地；電容C2的第一端接三極管Ql的基極、第二端接輸入電源500。風扇300的正極還通過ニ極管D6接有輔助電源Vin’，該輔助電源Vin’的電壓為5V，ニ極管D6的正極接輔助電源Vin’、負極接風扇300的正極。本實施例提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路的工作原理為在系統(tǒng)開機吋，輸入電源500突然變化，這時C2相當于短路，由于ニ極管D5的單向?qū)ǖ男再|(zhì)，因此輸入電源500基本上完全傳輸至三極管Ql基扱，此時三極管Ql基極電位基本等同于輸入電源500電位，因此三極管Ql處于飽和狀態(tài)，三極管Ql集電極的電位被拉低。由于三極管Q2基極與三極管Ql集電極相連，所以三極管Q2基極亦處于低電位而處于飽和狀態(tài)。此時，輸入電源500經(jīng)過三極管Q2給風扇300供電，由于三極管Q2處于飽和狀態(tài)時，其發(fā)射機與集電極之間的壓降Vce非常小，另外由于ニ極管D6的單向?qū)щ娦?，因此輸入電?00的電壓基本加載至風扇300上，再加上5V的輔助電源Vin’，所以此時風扇300處于高轉(zhuǎn)速狀態(tài)。隨著時間的變化，電容C2慢慢恢復(fù)特性，三極管Ql基極的電位慢慢下降，最后三極管Ql基極與輸入電源500之間被電容C2隔開。此時系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，功率檢測単元100的功率檢測電路101將檢測到被散熱裝置400的電流，該檢測到的電流經(jīng)過整流電路102整流、濾波電路103濾波后由輸出電路104輸出電壓信號至控制單元200的輸入端，即輸出至三極管Ql基板。此時風扇轉(zhuǎn)速將受被散熱裝置400即時工作功率控制。當功率檢測單元100檢測到被散熱裝置400空載或功率較低時，此時功率檢測單元100輸出的功率信號即電壓信號將不足以使三極管Ql進入導(dǎo)通狀態(tài)，此時三極管Q2由于基極處于高電位而處于截止狀態(tài)，因此此時風扇300由輔助電源Vin’供電，處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)，此時整個電路處于低噪音、節(jié)能的狀態(tài)。當功率檢測單元100檢測到被散熱裝置400功率較高吋，此時功率檢測單元100輸出的功率信號即電壓信號將大于三極管Ql的導(dǎo)通電壓，使三極管Ql導(dǎo)通并進入放大狀態(tài)，進而拉低三極管Ql集電極的電位即三極管Q2基極的電位，使三極管Q2進入放大狀態(tài)，此時輸入電源500通過三極管Q2加載至風扇300上。此時風扇300由輔助電源Vin’和輸入電源500供電，其中加載至風扇300的輸入電源500受被散熱裝置400即時功率的控制，當被散熱裝置400即時功率大時，加載至風扇300上的輸入電源500大，反之則小，此時功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路根據(jù)被散熱裝置400工作功率的大小即時調(diào)節(jié)風扇的轉(zhuǎn)速，起到很好的散熱效果。另外，由于采用功率檢測電路101準確的檢測被散熱裝置400的即時工作功率，并通過整流電路102、濾波電路103、輸出電路104無延遲的傳輸至控制單元，因此該功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路相對于現(xiàn)有技術(shù)中的溫度感應(yīng)式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，具有控制穩(wěn)定性高、誤差小、精確度高、控制及時等優(yōu)點。
此外，在系統(tǒng)重啟的過程中，如系統(tǒng)開機時的工作原理所述，風扇300能夠高轉(zhuǎn)速的工作一定時間，從而確保系統(tǒng)高溫重啟時能有效將熱量排出。本實用新型還提供一種包括如上所述功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路的風扇裝置。以上所述僅為本實用新型較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，與被散熱裝置和風扇連接，其特征在于，包括 輸入端接被散熱裝置，即時檢測被散熱裝置工作功率的功率檢測單元； 輸入端接輸入電源、控制端接功率檢測單元輸出端、輸出端接風扇，根據(jù)功率檢測單元輸出的功率信號控制風扇轉(zhuǎn)速的控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于，所述功率檢測單元包括 輸入端接所述被散熱裝置，即時感應(yīng)所述被散熱裝置的工作電流的功率檢測電路； 輸入端接所述功率檢測電路的輸出端，將所述功率檢測電路輸出的電流整流的整流電路； 輸入端接所述整流電路的輸出端，濾除所述整流電路輸出的電流雜波的濾波電路； 輸入端接所述濾波電路的輸出端，輸出端接所述控制單元的控制端，將所述濾波電路輸出的電流轉(zhuǎn)換成適于控制單元工作的控制信號輸出至控制單元的輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于，所述控制單元包括三極管Ql、三極管Q2、電阻R4、電阻R5、二極管D5、電容C2 ； 所述二極管D5的正極作為控制單元的控制端接功率檢測單元的輸出端、負極接所述三極管Ql的基極； 所述三極管Ql的發(fā)射極接所述電阻R4的第一端，所述電阻R4的第二端接地，所述三極管Ql的集電極接所述電阻R5的第一端，所述電阻R5的第二端作為所述控制單元的輸入端接所述輸入電源； 所述三極管Q2的基極接所述三極管Ql的集電極、發(fā)射極作為所述控制單元的輸入端接所述輸入電源、集電極作為所述控制單元的輸出端接所述風扇的正極；所述風扇負極接地； 所述電容C2的第一端接所述三極管Ql的基極、第二端接所述輸入電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率式風扇控制電路，其特征在于，所述風扇的正極還通過二極管D6接有輔助電源，所述二極管D6的正極接輔助電源、負極接風扇的正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率式風扇控制電路，其特征在于，所述功率檢測電路為電流互感器Tl，所述電流互感器的原邊線圈作為所述功率檢測電路的輸入端接所述被散熱裝置、副邊線圈的第一端和第二端均作為所述功率檢測電路輸出端接所述整流電路輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率式風扇控制電路，其特征在于，所述整流電路為由二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成的橋式整流電路； 所述二極管Dl的正極和所述二極管D4的負極均作為所述整流電路的輸入端接所述功率檢測電路的輸出端，所述二極管Dl的負極作為所述整流電路的輸出端接所述濾波電路的輸入端，所述二極管D4的正極接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率式風扇控制電路，其特征在于，所述濾波電路為一電容Cl，所述電容Cl第一端作為所述濾波電路的輸入端接所述整流電路的輸出端、所述電容Cl第一端同時作為所述濾波電路的輸出端接所述輸出電路的輸入端，所述電容Cl第二端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率式風扇控制電路，其特征在于，所述輸出電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3 ；所述電阻Rl的第一端作為所述輸出電路的輸入端接所述濾波電路的輸出端、第二端接地； 所述電阻R2的第一端接所述電阻Rl的第一端、第二端接所述電阻R3的第一端，所述電阻R3的第二端接地； 所述電阻R3的第一端作為所述輸出電路的輸出端接所述控制單元的輸入端。
9.一種風扇裝置,其特征在于,包括如權(quán)利要求1-8任一項所述的功率式風扇控制電路。
專利摘要本實用新型涉及控制電路領(lǐng)域，尤其是一種功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置。本實用新型提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，通過功率檢測單元檢測被散熱裝置工作功率，并將檢測到的功率信號輸出至控制單元，控制單元根據(jù)該功率信號控制風扇的轉(zhuǎn)速。本實用新型提供的功率式風扇轉(zhuǎn)速控制電路及風扇裝置，由于直接檢測被散熱裝置的功率，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)中的溫度感應(yīng)式風扇轉(zhuǎn)速控制電路，具有控制穩(wěn)定性高、誤差小、精確度高、控制及時等優(yōu)點。
文檔編號F04D27/00GK202612162SQ20122021757
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者許于星, 黃向鋒, 黃昌賓, 鐘大興, 劉小明 申請人:中國長城計算機深圳股份有限公司