CN205841285U - 一种风机调速控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的是一种风机调速控制电路，包括通过检测温度变化自动调节的PWM控制电路，还包括通过控制风机供电电压的变化来调节风机转速的BUCK降压电路。PWM控制电路通过温度电阻RT1检测环境温度的变化，采样温度检测信号TEM反馈至集成电路U1，输出脉宽自动调节的PWM控制信号PWM‑FAN；BUCK降压电路由U1输出的PWM‑FAN控制信号控制开关三极管Q1的导通与截止，从而调节风机供电电压的大小，达到实现风机FAN1无极调速的功能。本实用新型电路简单，控制方便，反应速度快，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及风机调速控制电路。
背景技术
在各种电源设计生产企业，为了保证电源产品的工作可靠性，在各种中小功率的电源模块，乃至大功率的电源系统机柜中，解决产品的散热问题必不可少，而对于散热问题的解决，80％以上的解决方法是采用风机进行强制风冷的散热方式。
通过风机进行散热，需要解决的问题主要包括噪音问题与能耗问题。在国际国内对环保问题日益重视的大背景下，制造绿色电源成为各电源企业追求的共同目标，电源产品的静音与节能从而成为各电源企业的研究方向。而要解决风机的噪音与能耗问题，最好的办法便是实现风机的自动化调速，通过对环境变化的状态监控，适时调节风机转速，从而高效率的提高风机的使用效能。
目前国内外各电源生产企业控制及调节风机转速的方法主要为通过单片机输出PWM信号来进行调节。这种方法的优势是控制方便，仅需软件人员在单片机程序中编入风机信号控制功能写入芯片即可，但由于单片机成本较高，同时对所使用风机的性能要求方面相比较也有提高，风机价格相对较高，故仅适合在一些自带单片机的高成本电源产品中进行使用。但在一些既不带单片机控制，同时又对成本有着较高要求的高性价比电源产品的风机调速控制，显然不太适用。
实用新型内容
为了满足市场上种类繁多的高性价比电源产品的绿色节能与低噪音要求,本实用新型提供了一种风机调速控制电路，当环境温度升高时，负温度系数的温度电阻阻值变小，采样电压信号减小，经过PWM控制芯片调制后，输出的PWM-FAN控制信号脉冲的宽度将增大，开关三级管导通时间增加，使得风机的供电电压升高，风机转速加快，风量增加，从而使得环境温度降低。
本实用新型为实现以上技术要求而采用的技术方案是：一种风机调速控制电路，在风机作用区域温度高时控制风机高速转动，风机作用区域温度低时控制风机低速度转动，包括检测风机作用区域温度的温度检测电路，控制电路和风机驱动电路，所述的控制电路分别与温度检测电路和风机驱动电路相连；所述的温度检测电路包括参考电源、温度采样电阻RT1和分压电阻R1；所述的温度采样电阻RT1和分压电阻R1串连在参考电源输出端与地之间，温度采样电阻RT1和分压电阻R1连接处形成温度检测电路的检测信号输出端；所述的控制电路包括PWM信号控制芯片，所述的温度检测电路的检测信号输出端接所述的PWM信号控制芯片U1的信号输入端，PWM信号控制芯片U1的输出端产生PWM信号，所述的PWM信号的占空比随温度增高而增大；所述的风机驱动电路连接在风机电源与风机之间，包括BUCK降压电路和开关三极管Q1；所述的BUCK降压电路包括储能电容E1、储能电感L1和续流二极管D1，所述的储能电容C1为电解电容，储能电容C1的阳极和阴极分别与风机的电源阳极和电源阴极相连，储能电容C1的阴极与储能电感L1的一端相连，储能电感的另一端接所述的续流二极管D1的阳极，续流二极管D1的阴极接储能电容E1的阳极；风机电源VCC接风机的电源阳极；所述的开关三极管Q1的基极接所述的PWM信号，发射极接地，集电极接所述的续流二极管D1的阳极。
本实用新型电路简单，控制方便，反应速度快，可靠性高。
进一步的，上述的风机调速控制电路中：所述的温度采样电阻RT1为负温度系数的温度电阻，参考电源输出端接分压电阻R1的一端，分压电阻R1的另一端接温度采样电阻RT1的一端、温度采样电阻RT1的另一端接地。
进一步的，上述的风机调速控制电路中：所述的PWM控制芯片U1型号为TL494，还包括限流电阻R2，所述的限流电阻R2连接在所述的PWM控制芯片U1的第1引脚与所述的温度检测电路的输出之间。
进一步的，上述的风机调速控制电路中：还包括限流电阻R3和限流电阻R4，所述的限流电阻R3连接在PWM信号控制芯片U1的输出端与开关三极管Q1的基极之间，限流电阻R4连接在PWM信号控制芯片U1的输出端与开关三极管Q1的发射极之间。
与市场其它调速控制电路相比，本实用新型具有以下优点：
1、经济，成本低。
由于本实用新型的应用，使得风机调速控制电路能够在低成本的基础上实现了风机的无极调速，不仅减少了高成本的单片机控制，而且不需要使用专门的价格较高的调速风机，用普通的两线风机即可实现，大大降低了产品的硬件成本。
2、简单、实用、可靠。
本实用新型简单方便，器件不多，纯硬件电路控制，反应速度快，产品可靠，实用性强。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例是一款户外通信电源系统，本电源系统由于电源整流模块均密封放置在户外机柜中，因此户外机柜需要在机柜顶部专门安装风机进行排风，将电源整流模块工作时所产生的热量及时排放出去。户外机柜内部的温度受室外的环境温度以及电源模块工作负荷状况等因素的影响，可能会时高时低，为了保证风机在机柜温度低时不转或慢速转，在机柜温度高时快转或全速转，同时有效节约电能并降低噪声，特使用了本实用新型一种风机调速控制电路，如图1所示，以满足本户外通信电源系统技术要求。
如图1所示，本实施例中，在电源机柜温度高时控制风机高速转动，使机柜内的温度快速降低，当机柜内的温度低时控制风机低速度转动，如图1所示，该电路包括检测电源机柜内温度的温度检测电路，控制电路和风机驱动电路，控制电路分别与温度检测电路和风机驱动电路相连；本实施例中，温度采样电阻RT1为负温度系数的温度电阻，参考电源输出端接分压电阻R1的一端，分压电阻R1的另一端接温度采样电阻RT1的一端、温度采样电阻RT1的另一端接地。
控制电路包括PWM信号控制芯片，温度检测电路的检测信号输出端接所述的PWM信号控制芯片U1的信号输入端，PWM信号控制芯片U1的输出端产生PWM信号，所述的PWM信号的占空比随温度增高而增大。
风机驱动电路连接在风机电源与风机之间，包括BUCK降压电路和开关三极管Q1；BUCK降压电路包括储能电容E1、储能电感L1和续流二极管D1，所述的储能电容C1为电解电容，储能电容C1的阳极和阴极分别与风机的电源阳极和电源阴极相连，储能电容C1的阴极与储能电感L1的一端相连，储能电感的另一端接所述的续流二极管D1的阳极，续流二极管D1的阴极接储能电容E1的阳极；风机电源VCC接风机的电源阳极；开关三极管Q1的基极接所述的PWM信号，发射极接地，集电极接所述的续流二极管D1的阳极。
实践使用过程上如图1所示，温度检测电路包括分压电阻R1、温度采样电阻RT1、限流电阻R2、温度采样电阻RT1为负温度系数的温度电阻，它的一端与分压电阻R1以及限流电阻R2相连，另一端接地；分压电阻R1另一端接REF基准电压；限流电阻R2另一端与PWM控制芯片U1第1脚相连，向PWM控制芯片输入温度信号。这里，当机柜内温度高时，温度采样电阻RT1减小，内里输出端TEM电压降低，PWM控制芯片U1采用型号为TL494，它的第一引脚输入电压低时，产生较大占空比的PWM信号，它的第一引脚输入电压较高时，输出较小占空比的PWM信号。PWM控制芯片的第9脚输出PWM-FAN控制信号。
BUCK降压电路包括限流电阻R3和限流电阻R4、开关三级管Q1、储能电感L1、储能电容C1、以及续流二级管D1；限流电阻R3的输入端与PWM-FAN控制信号及电阻R4的一端相连，另一端与开关三极管Q1的基极相连；开关三极管Q1的发射极接地，集电极与续流二极管D1的正极以及储能电感L1的一端相连；续流二极管D1的负极与储能电容的正极一起与供电电源VCC相连，同时风机FAN1的供电正极端子也接在VCC上；储能电感L1的另一端与储能电容的负极一起接在风机供电电源的负极端子上。
实施例中一种风机调速控制电路，其控制原理介绍如下：
在外部环境温度升高或电源模块负荷较大时，机柜内部工作温度随之升高，负温度系数的温度电阻RT1阻值将变小，使得温度电阻RT1上的采样电压信号减小，经过PWM控制芯片U1调制后，输出的PWM-FAN控制信号脉冲的宽度将增大，开关三极管Q1的导通时间增加，使得风机FAN1的供电电压VCC升高，风机转速加快，风量增加，从而使得机柜内部工作温度降低。
在外部环境温度降低或电源模块负荷较轻时，机柜内部工作温度随之降低，负温度系数的温度电阻RT1阻值将增大，使得温度电阻RT1上的采样电压信号升高，经过PWM控制芯片U1调制后，输出的PWM-FAN控制信号脉冲的宽度将减小，开关三极管Q1的导通时间减小，使得风机FAN1的供电电压VCC降低，风机转速减慢，风量减小，从而实现了本电源系统节能与降低噪音的性能技术要求。
综上所述，本实用新型一种风机调速控制电路通过以上实施例，实现了电源产品的节能与降低噪音的性能技术要求，达到了本实用新型电路的控制目的。
Claims (4)
1.一种风机调速控制电路，在风机作用区域温度高时控制风机高速转动，风机作用区域温度低时控制风机低速度转动，包括检测风机作用区域温度的温度检测电路，控制电路和风机驱动电路，所述的控制电路分别与温度检测电路和风机驱动电路相连；其特征在于：
所述的温度检测电路包括参考电源、温度采样电阻RT1和分压电阻R1；所述的温度采样电阻RT1和分压电阻R1串连在参考电源输出端与地之间，温度采样电阻RT1和分压电阻R1连接处形成温度检测电路的检测信号输出端；
所述的控制电路包括PWM信号控制芯片，所述的温度检测电路的检测信号输出端接所述的PWM信号控制芯片U1的信号输入端，PWM信号控制芯片U1的输出端产生PWM信号，所述的PWM信号的占空比随温度增高而增大；
所述的风机驱动电路连接在风机电源与风机之间，包括BUCK降压电路和开关三极管Q1；
所述的BUCK降压电路包括储能电容E1、储能电感L1和续流二极管D1，所述的储能电容C1为电解电容，储能电容C1的阳极和阴极分别与风机的电源阳极和电源阴极相连，储能电容C1的阴极与储能电感L1的一端相连，储能电感的另一端接所述的二极管D1的阳极，续流二极管D1的阴极接储能电容E1的阳极；风机电源VCC接风机的电源阳极；
所述的开关三极管Q1的基极接所述的PWM信号，发射极接地，集电极接所述的二极管D1的阳极。
2.根据权利要求1所述的风机调速控制电路，其特征在于：所述的温度采样电阻RT1为负温度系数的温度电阻，参考电源输出端接分压电阻R1的一端，分压电阻R1的另一端接温度采样电阻RT1的一端、温度采样电阻RT1的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的风机调速控制电路，其特征在于：所述的PWM控制芯片U1型号为TL494，还包括限流电阻R2，所述的限流电阻R2连接在所述的PWM控制芯片U1的第1引脚与所述的温度检测电路的输出之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的风机调速控制电路，其特征在于：还包括限流电阻R3和限流电阻R4，所述的限流电阻R3连接在PWM信号控制芯片U1的输出端与开关三极管Q1的基极之间，限流电阻R4连接在PWM信号控制芯片U1的输出端与开关三极管Q1的发射极之间。
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| CN115585155A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-01-10 | 东方博沃（北京）科技有限公司 | 一种风机转速控制装置 |
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