一种风扇转速控制系统技术方案

本专利涉及一种风扇转速控制系统，包括稳压电路、电压采集电路、电压反馈电路、指令控制单元、数模转换电路和风扇；所述稳压电路用于将输入电压转换为输出电压，再将输出电压输出到风扇；所述电压采集电路用于对稳压电路的输出电压进行数据采集；所述指令控制单元通过电压采集电路获取稳压电路的输出电压，并根据该输出电压与预设值进行比较，根据比较结果调整PWM信号的占空比；所述数模转换电路把PWM信号转换为模拟信号，再将该模拟信号输送到电压反馈电路中；所述电压反馈电路用于向稳压电路反馈输出电压，从数模转换电路接收到的模拟信号电压越高，其反馈量越大，稳压电路的输出电压就越小，因此，本专利可大范围高精度地调整风扇转速。

A fan speed control system

The utility model relates to a fan speed control system, which comprises a voltage stabilizing circuit, voltage acquisition circuit, voltage feedback circuit, an instruction control unit, digital analog conversion circuit and a fan; the voltage regulator circuit for converting an input voltage to the output voltage, the output voltage output to the fan; the voltage acquisition circuit for data acquisition the output voltage of the voltage regulator circuit; the output voltage of the instruction control unit acquires voltage stabilizing circuit through voltage acquisition circuit, and the output voltage is compared with the preset value, adjusted according to the comparison results of PWM signal duty cycle; the digital to analog conversion circuit of the PWM signal is converted to analog signals, then the analog signal delivery to the voltage feedback circuit; the voltage feedback circuit for feedback output voltage to the voltage regulator circuit, analog signal conversion circuit received from analog The higher the voltage, the greater the feedback, the smaller the output voltage of the voltage regulator, so this patent can adjust the speed of the fan in a large range and high precision.

【技术实现步骤摘要】
一种风扇转速控制系统
本专利涉及灯光光源散热领域，具体涉及一种能够大范围高精度调整风扇风量的风扇转速控制系统。
技术介绍
舞台灯光光源主要是卤化物气体光源。卤化物气体光源要求光源核心温度比较高而且稳定的情况下才能正常发光，例如铂金灯泡正常工作下光源核心温度可以达到800℃，但只要温度偏差大于±30℃，灯泡发光就会变暗，长期这样工作，灯泡就会发白和损坏。由于舞台灯的安装位置多样和舞台灯发光部件根据使用需求随时变换角度，这样会导致灯内气体的流动速率加快，其温度也随之升高，很容易使得温度偏差大于30℃，所以舞台灯对于散热的处理要求非常严格。另一方面，舞台灯光的适用场所比较广，可以用于广场、剧院、演播厅以及楼宇外部等场所，而对于不同的应用场合对声音的要求是不一样的，对于空旷的场景如广场、楼宇等噪音的要求较低，对于安静的环境如剧院噪音的要求非常高，且舞台灯散热时发出的噪音较大，所以在给舞台灯散热时有必要考虑对散热所发出的噪音进行调整。风扇作为一种能够可靠有效地控制风量的工具，在温度控制方面应用广泛，而且控制风量大小的同时也等同于控制噪音的大小，综上，如何实现高精度、大范围地调整风扇转速是目前亟待解决的重要问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利提供一种风扇转速控制系统，能够高精度、大范围地调整风扇的转速。针对上述技术问题，本专利是这样加以解决的：一种风扇转速控制系统，包括稳压电路、电压采集电路、电压反馈电路、指令控制单元、数模转换电路和风扇；所述稳压电路用于向风扇输出电压；所述电压采集电路用于对稳压电路的输出电压进行数据采集；所述指令控制单元通过电压采集电路获取稳压电路的输出电压，并根据该输出电压与预设值进行比较，若大于预设值，则指令控制单元减小向数模转换电路输出PWM的占空比；若小于预设值，则指令控制单元增大向数模转换电路输出PWM的占空比；所述数模转换电路把指令控制单元发送过来的PWM信号转换为模拟信号，再将该模拟信号输送到电压反馈电路中；所述电压反馈电路通过对模拟信号和稳压电路的输出电压进行一定比例的叠加来反馈稳压电路，控制稳压电路的输出电压大小。相比于现有技术，本专利的不同之处在于，所述指令控制单元可以输出占空比0-100%的PWM信号，即PWM信号占空比可控制的范围大，因为PWM信号的占空比和模拟信号电压为负相关，所以PWM信号经数模转换后的模拟信号，其电压可控制的范围也大，增大了电压反馈电路对稳压电路的输出电压的控制范围，从而实现大范围控制风扇的转速；所述指令控制单元可以实现PWM信号占空比的控制精度在5%或以下，意味着模拟信号电压的控制精度也高，以至于电压反馈电路对稳压电路的输出电压的控制精度高，进而实现风扇转速的精确控制。进一步地，所述电压反馈电路包括分压电路、阻抗转换电路；所述阻抗转换电路用于实现数模转换电路和分压电路之间的阻抗匹配，使数模转换电路输出的模拟信号输送到分压电路；所述分压电路用于对稳压电路的输出电压进行分压，分压后产生基准电压，利用基准电压使稳压电路的输出电压和模拟信号电压呈反比关系。在分压电路和阻抗转换电路参数固定的情况下，基准电压也是固定的，所以本专利能够排除其他参数的干扰，更为精确地通过模拟信号电压控制稳压电路的输出电压，进而精确控制风扇的转速。进一步地，所述阻抗转换电路包括电压跟随器以及连接电压跟随器输出端的电阻R3，数模转换电路输出的模拟信号先后经过电压跟随器和电阻R3，再与稳压电路的输出电压进行一定比例的叠加。只需电压跟随器以及连接电压跟随器输出端的电阻R3这两个器件即可实现阻抗匹配功能，结构简单，减少系统体积。进一步地，所述电压跟随器为集成运放电压跟随器。进一步地，所述分压电路包括电阻R1和电阻R2，利用这两个电阻从稳压电路的输出电压中分出基准电压。利用两个电阻实现分压功能，结构简单，减少系统体积。进一步地，所述数模转换电路为一阶RC低通滤波电路。利用一个电阻和一个电容实现数模转换功能，结构简单，减少系统体积。进一步地，所述电压采集电路包括电阻R5和电阻R6，利用这两个电阻从稳压电路的输出电压中分出一部分电压供指令控制单元采集，指令控制单元根据这两个电阻及采集到的电压计算出稳压电路的输出电压。利用两个电阻辅助指令控制单元对稳压电路的输出电压进行采集，结构简单，减少系统体积。进一步地，所述稳压电路为开关式电路。相比于现有技术，本专利的有益效果为：本专利对PWM信号占空比0-100%的大范围调控，且控制精度5%以下，实现对风扇转速大范围、高精度的调节；各个电路所需的元器件少，结构简单，整个系统的体积也小。附图说明图1是本专利的电路模块图；图2是本专利的具体电路图；图3是本专利的控制性能测试曲线图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利进行详细的说明。如图1和2所示的一种风扇转速控制系统，包括稳压电路U1、电压采集电路、电压反馈电路、指令控制单元U2、数模转换电路和风扇；所述稳压电路U1一端接电源，另一端包括第一接口和第二接口，第一接口接风扇F1；所述电压反馈电路包括阻抗转换电路和分压电路，阻抗转换电路包括电压跟随器U3以及一端连接电压跟随器U3输出端的电阻R3，电压跟随器U3为一个反相输入端和输出端连接的集成运算放大器（集成运放电压跟随器），分压电路包括电阻R1和电阻R2，第一接口通过串联的电阻R1和电阻R2接地，第二接口和电阻R3的另一端连接在电阻R1和电阻R2之间的连接线上；所述数模转换电路为一阶RC低通滤波电路，其输入端接指令控制单元U2的数字信号输出端，输出端接集成运算放大器的同相输入端；所述电压采集电路包括电阻R5和电阻R6，第一接口通过串联的电阻R5和电阻R6接地，指令控制单元U2中的采集电压端连接在电阻R5和电阻R6之间的连接线上。所述第一接口处的电压为输出到风扇F1中的输出电压VOUT，第二接口处的电压为基准电压Vref，集成运算放大器输出端的电压为模拟电压VDC，以上三个电压满足公式（1），可以看到，在电阻R1、电阻R2、电阻R3和基准电压Vref固定的情况下，VOUT与VDC是成反比的线性关系，因此，只要改变VDC的大小即可调整VOUT，进而调整风扇F1的转速。具体实施过程中，所述稳压电路为开关式电路，所述风扇F1为直流风扇。本专利的工作原理如下：1、所述指令控制单元U2的数字信号输出端向一阶RC低通滤波电路输出PWM信号；2、一阶RC低通滤波电路将PWM信号处理为模拟信号，并将该模拟信号送至集成运算放大器的同相输入端；3、由于集成运算放大器的反相输入端和输出端相互连接，形成电压跟随器U3，具有输入阻抗高，输出阻抗低的特性，便于分压电路和一阶RC低通滤波电路之间进行阻抗匹配，使从集成运算放大器的输出端输出的模拟信号经过电阻R3后的输出功率最大化，保证模拟信号稳定输出；4、模拟信号经过电阻R3后输送到电阻R1和电阻R2之间R2的连线处，此时根据公式（1）可以得到输出电压VOUT；5、输出电压VOUT经过电阻R5和电阻R6分压，指令控制单元U2通过采集电压端获取电阻R6的电压，并计算出输出电压VOUT，将输出电压VOUT与预设值进行比较，若大于预设值，则指令控制单元U2减小向一阶RC低通滤波电路输出PWM的占空比；若小于预设值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风扇转速控制系统，其特征在于，包括稳压电路、电压采集电路、电压反馈电路、指令控制单元、数模转换电路和风扇；所述稳压电路用于向风扇输出电压；所述电压采集电路用于对稳压电路的输出电压进行数据采集；所述指令控制单元通过电压采集电路获取稳压电路的输出电压，并向数模转换电路输出PWM信号；所述数模转换电路把指令控制单元发送过来的PWM信号转换为模拟信号，再将该模拟信号输送到电压反馈电路中；所述电压反馈电路通过对模拟信号和稳压电路的输出电压进行一定比例的叠加来反馈稳压电路，控制稳压电路的输出电压大小。

【技术特征摘要】
1.一种风扇转速控制系统，其特征在于，包括稳压电路、电压采集电路、电压反馈电路、指令控制单元、数模转换电路和风扇；所述稳压电路用于向风扇输出电压；所述电压采集电路用于对稳压电路的输出电压进行数据采集；所述指令控制单元通过电压采集电路获取稳压电路的输出电压，并向数模转换电路输出PWM信号；所述数模转换电路把指令控制单元发送过来的PWM信号转换为模拟信号，再将该模拟信号输送到电压反馈电路中；所述电压反馈电路通过对模拟信号和稳压电路的输出电压进行一定比例的叠加来反馈稳压电路，控制稳压电路的输出电压大小。2.根据权利要求1所述的一种风扇转速控制系统，其特征在于，所述稳压电路包括第一接口、第二接口，第一接口用于向风扇输出电压，第二接口用于输出基准电压；所述电压反馈电路包括分压电路、阻抗转换电路；所述阻抗转换电路用于实现数模转换电路和分压电路之间的阻抗匹配，使数模转换电路输出的模拟信号输送到分压电路；所述分压电路用于对稳压电路的输出电压进行分压，与第二接口连接。3.根据权利要求2所述的一种风扇转速控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋伟楷，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：广州市浩洋电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44