[发明专利]一种直流风扇调速及故障侦测电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源散热控制技术领域，特别是涉及一种直流风扇调速及故障侦测电路。

背景技术

UPS大多采用风扇散热，为降低UPS工作时风扇运行的噪音，通常降低风扇运转速度，一般采用侦测负载量的大小信号，送到数字信号处理器（DSP/MCU）来进行模数转换（ADC），再由数字信号处理器发送PWM信号驱动风扇，实现对风扇的调速控制，控制复杂。

或者，采用调速专用控制器实现对风扇的调速控制，成本高。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的在控制或成本等方面的不足之处而提供一种直流风扇调速及故障侦测电路。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

一种直流风扇调速及故障侦测电路，包括负温度系数电阻温度传感器R1、电阻R2－R9、Rs、电容C1－C3、393比较器U1A、N沟道MOSFET元件Q1和光藕U2；R1一端接VCC，另一端接C3、R2、R4的一端和U1A的正相输入端，C3和R2的另一端接地，R4的另一端接U1A的输出端、R3、R5和R6的一端，C1的一端接地，另一端接R3的另一端和U1A的反相输入端，R5的另一端接VCC，R6的另一端接R7的一端、Q1的栅极，R7的另一端接地，Q1的源级接Rs的一端、R8的一端，Q1的漏极接风扇控制端，Rs的另一端接地，R8的另一端接C2的一端和U2的1脚，C2的另一端接地，U2的2脚接地，U2的3脚接R9的一端，U2的4脚接电路电压参考点GND，R9的另一端接VDD。

Q1为N沟道的MOSFET。

C1为聚苯乙丙稀电容或聚碳酸酯等薄膜电容。

R1为负温度系数的NTC热敏电阻。

本发明利用比较器的功能和NTC负温度系数的特性，是一种依据温度变化而自我调节振荡频率和占空比的PWM输出电路，并且带风扇故障输出信号，电路简单可靠，方法新颖，成本很低。

附图说明

利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的一个实施例的电路图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一个实施例如图1所示，

R1（NTC）为负温度系数的热敏电阻，U1为普通的393比较器， VCC为板上的某个供电电源，风扇的驱动采用的是N沟道的MOSFET，控制采用PWM，所以功耗很低，可TO-92或SOT封装的元件。

VCC经过R1和R的分压后，形成基准电压Vb+送至比较器的同相输入端，其中:

Vb+=VCC*R2/(R1+R2)

由于R1为阻值随温度变化的热敏电阻，所以分得的Vb+基准电压也是随温度变化而变化的。R3和C1组成负反馈电路，积分的电压送至比较器反相端Vb-，R4的作用是作为迟滞比较。初始状态时，电容C1的电压不能突变，Vb+高于Vb-，比较器输出高电平，同时通过R3电阻给电容C1充电，当C1充电至高于Vb+时，比较器输出翻转为低电平，电阻R4将Vb+电压拉低至V+= VCC*（R2//R4）/(R1+R2//R4)，此时电容C1通过R3放电，直至Vb-电压低于V+时，比较器输出方再翻转为高电平。电容从0V充电到Vb+所需时间t1：

t1=r1*ln｛VCC / (VCC- Vb+)｝     r1=R3C1

电容从Vb+防电到V+所需时间t2：

t2=r1*lnVb+/V+

输出PWM周期T=t1+t2；占空比D=t1/ t1+t2

因为随着温度的变化升高，Vb+在不断升高，所以t1值也在增大，PWM频率不断升高，占空比D与温度成正比的增大，从而实现风扇的调速控制。利用比较器OC输出的特点，电路中用于提供基准分压的电源和比较器的上拉电阻电源VCC可以不同，输出的PWM脉冲可匹配TTL、CMOS等接口电路，实现不同场合的多种应用。电容C1的选择温度稳定性好、介质吸收低的聚苯乙丙稀或聚碳酸酯电容。

Rs和U2等元件组成的为风扇故障检测，在风扇接地端的小电阻值Rs作为电流传感电阻，风扇正常工作时，在Rs上形成一系列脉冲，经光耦隔离后在光耦输出端也产生一系列脉冲，若风扇出现故障，Rs上没有电流流过，光耦输出一直为高电平，通过其他外围电路即可判断风扇故障，避免采用带故障信号输出的三线高成本风扇。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。