一种散热风扇调速控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种散热风扇调速控制电路，涉及自动控制领域，包括温度采集电路、脉冲宽度调制电路和驱动电路，其中：温度采集电路用于采集设备的实时温度信号，并将实时温度信号与设定的设备工作温度信号比较，得到实时温度信号和工作温度信号的差值信号；脉冲宽度调制电路用于将差值信号作为调制波，并将调制波和三角载波进行调制得到用于控制风扇转速的PWM信号；驱动电路用于根据PWM信号对风扇进行驱动，以调整风扇转速，使设备的实时温度趋近于设定的设备工作温度。本实用新型专利技术提供的散热风扇调速控制电路，可以根据设备的温度实时调整散热风扇的转速，不仅减少能耗，节约资源，而且使设备更加安全可靠。

A speed control circuit for heat dissipating fan

The utility model discloses a cooling fan speed control circuit, which involves the field of automatic control, including a temperature acquisition circuit, a pulse width modulation circuit and a driving circuit. The temperature acquisition circuit is used for the real-time temperature signal of the acquisition equipment, and the real-time temperature signal is compared with the set temperature signal of the equipment. The difference signal of the real-time temperature signal and the working temperature signal is obtained; the pulse width modulation circuit uses the differential signal as the modulated wave, and modulates the modulation wave and the triangle carrier to control the fan speed PWM signal; the drive circuit is used to drive the fan according to the PWM signal, so as to adjust the fan speed, so that the speed of the fan is adjusted. The real-time temperature of the device tends to set the working temperature of the device. The speed control circuit of the cooling fan provided by the utility model can adjust the speed of the cooling fan in real time according to the temperature of the equipment, not only reduce energy consumption, save resources, but also make the equipment more safe and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种散热风扇调速控制电路
本技术涉及自动控制领域，具体涉及一种散热风扇调速控制电路。
技术介绍
随着通信技术的迅速发展，通信设备的功耗越来越大，设备的散热性能就显得尤其重要。当前通常采用风冷的方式为通信设备散热，风扇从设备一侧吸入冷空气，冷空气在对设备进行冷却后，从另一侧流出，从而降低通信设备的工作温度。现有技术中，常用的风扇散热的方式为，风扇全速运行，一直以最大风扇转速来对通信设备进行散热，一方面，风扇转速越高，噪音也会越大，将会产生较大的噪音，噪音污染严重，用户体验差，另一方面，大多数情况下风扇并不需要工作全速状态下也能满足设备的散热需求，此种全速运行的方式将增大能耗，浪费资源，且风扇容易发生故障，对设备安全运行造成隐患。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种散热风扇调速控制电路，可以根据设备的温度实时调整散热风扇的转速，不仅减少能耗，节约资源，而且使设备更加安全可靠。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是：一种散热风扇调速控制电路，包括温度采集电路、脉冲宽度调制电路和驱动电路，其中：所述温度采集电路用于采集设备的实时温度信号，并将所述实时温度信号与设定的设备工作温度信号比较，得到所述实时温度信号和工作温度信号的差值信号；所述脉冲宽度调制电路用于将所述差值信号作为调制波，并将所述调制波和三角载波进行调制得到用于控制风扇转速的PWM信号；所述驱动电路用于根据所述PWM信号对风扇进行驱动，以调整风扇转速，使设备的实时温度趋近于设定的设备工作温度。在上述技术方案的基础上，所述温度采集电路包括第一运算放大器U1、电阻R3、可调电阻R13、电阻R7、电阻R2、热电阻R14、电阻R9、电阻R6和电容C1，所述热电阻R14用于检测设备的实时温度，所述可调电阻R13用于设定设备的工作温度，电源VCC经过所述电阻R3和可调电阻R13分压并串联所述电阻R7后接入到所述第一运算放大器U1的反向输入端，电源VCC经过所述电阻R2和热电阻R14分压并串联所述电阻R9后接入到所述第一运算放大器U1的正向输入端，所述电阻R6和电容C1并联后连接所述第一运算放大器U1的反向输入端和输出端。在上述技术方案的基础上，所述温度采集电路和脉冲宽度调制电路之间还设有一用于处理所述差值信号的PID控制电路，所述PID控制电路包括比例单元、积分单元和微分单元和加法单元，所述比例单元、积分单元微分单元并联后与所述加法单元串联。在上述技术方案的基础上，所述比例单元包括第二运算放大器U2、可调电阻R8、电阻R4和电阻R10，所述温度采集电路的输出端经过所述可调电阻R8接入到所述第二运算放大器U2的反向输入端，所述电阻R4连接所述第二运算放大器U2的反向输入端和输出端，所述第二运算放大器U2的正向输入端经过所述电阻R10接地；所述积分单元包括第三运算放大器U3、可调电阻R17、电容C6和电阻R20，所述温度采集电路的输出端经过所述可调电阻R17接入到所述第三运算放大器U3的反向输入端，所述电容C6连接所述第三运算放大器U3的反向输入端和输出端，所述第三运算放大器U3的正向输入端经过所述电阻R20接地；所述微分单元包括第四运算放大器U4、电阻R25、电容C9、电容C8、可调电阻R23和电阻R26，所述温度采集电路的输出端依次串联所述电阻R25和电容C9后接入到所述第四运算放大器U4的反向输入端，所述电容C8和可调电阻R23并联后连接所述第四运算放大器U4的反向输入端和输出端，所述第四运算放大器U4的正向输入端经过所述电阻R26接地；所述加法单元包括第五运算放大器U5、电阻R11和电阻R19，所述第五运算放大器U5的反向输入端与所述第二运算放大器U2的输出端、所述第三运算放大器U3的输出端、所述第四运算放大器U4的输出端均相连，所述电阻R11连接所述第五运算放大器U5的反向输入端和输出端，所述第五运算放大器U5的正向输入端经过所述电阻R19接地。在上述技术方案的基础上，所述脉冲宽度调制电路包括用于发射载波的信号发生单元和第六运算放大器U6，所述第六运算放大器U6的反向输入端和所述信号发生单元相连，所述第六运算放大器U6的正向输入端和所述加法单元的输出端相连，所述第六运算放大器U6输出端和所述驱动电路相连。在上述技术方案的基础上，所述温度采集电路还包括电压转换单元，所述电压转换单元用于将12V电压转换成可为所述第一运算放大器U1供电的±6V电压。在上述技术方案的基础上，所述电压转换单元包括电阻R1、电阻R5、电容C2、电容C3、电容C5、第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2，所述电容C5和第一稳压二极管D1并联后接地，所述电阻R5一端接地且与所述电容C5相连，另一端与12V电源相连，所述电容C2、电容C3和第二稳压二极管D2并联，所述电容C2一端接地，另一端与所述电阻R1串联后与12V电源相连，所述电容C5另一端。在上述技术方案的基础上，所述热电阻R14型号为PT1000。与现有技术相比，本技术的优点在于：(1)本技术散热风扇调速控制电路可以根据设备的温度实时调整散热风扇的转速，当设备的实时温度偏离设定的工作温度时，调整控制风扇转速的PWM信号的占空比，从而调整风扇转速，使设备的实时温度趋近于设定的工作温度，不仅减少能耗，节约资源，而且使设备更加安全可靠；(2)本技术的温度采集电路由第一运算放大器、电阻、电容组成，电路结构简单，易于实现，成本较低。(3)本技术的散热风扇调速控制电路还包括PID控制电路，由于温度采集电路具有滞后性、时变性、非线性等特点，比例单元可以对差值信号进行放大处理，以达到脉冲宽度调制电路所需的信号强度，积分单元可以对差值信号进行积分处理，消除系统稳态误差，微分单元可以对差值信号进行微分处理，加快系统响应速度，减弱系统超调趋势，从而使得散热风扇调速控制电路的温度控制效果更好。(4)本技术的散热风扇调速控制电路还包括电压转换单元，可以将12V电压转换成±6V电压，可为所述第一运算放大器U1供电，使用起来更加方便。附图说明图1为本技术实施例中散热风扇调速控制电路的结构框图；图2为本技术实施例中温度采集电路的电路原理图；图3为本技术实施例中PID控制电路的电路原理图；图4为本技术实施例中脉冲宽度调制电路的电路原理图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明。参见图1所示，本技术实施例提供一种散热风扇调速控制电路，包括温度采集电路、PID控制电路、脉冲宽度调制电路和驱动电路。温度采集电路用于采集设备的实时温度信号，并将实时温度信号与设定的设备工作温度信号比较，得到实时温度信号和工作温度信号的差值信号；脉冲宽度调制电路用于将差值信号作为调制波，并将调制波和三角载波进行调制得到用于控制风扇转速的PWM信号；驱动电路用于根据PWM信号对风扇进行驱动，以调整风扇转速，使设备的实时温度趋近于设定的设备工作温度。PID控制电路设于温度采集电路和脉冲宽度调制电路之间，且用于处理差值信号。参见图2所示，温度采集电路包括第一运算放大器U1、电阻R3、可调电阻R13、电阻R7、电阻R2、热电阻R14、电阻R9、电阻R6和电容C1，热电阻R14用于检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热风扇调速控制电路，其特征在于，包括温度采集电路、脉冲宽度调制电路和驱动电路，其中：所述温度采集电路用于采集设备的实时温度信号，并将所述实时温度信号与设定的设备工作温度信号比较，得到所述实时温度信号和工作温度信号的差值信号；所述脉冲宽度调制电路用于将所述差值信号作为调制波，并将所述调制波和三角载波进行调制得到用于控制风扇转速的PWM信号；所述驱动电路用于根据所述PWM信号对风扇进行驱动，以调整风扇转速，使设备的实时温度趋近于设定的设备工作温度。

【技术特征摘要】
1.一种散热风扇调速控制电路，其特征在于，包括温度采集电路、脉冲宽度调制电路和驱动电路，其中：所述温度采集电路用于采集设备的实时温度信号，并将所述实时温度信号与设定的设备工作温度信号比较，得到所述实时温度信号和工作温度信号的差值信号；所述脉冲宽度调制电路用于将所述差值信号作为调制波，并将所述调制波和三角载波进行调制得到用于控制风扇转速的PWM信号；所述驱动电路用于根据所述PWM信号对风扇进行驱动，以调整风扇转速，使设备的实时温度趋近于设定的设备工作温度。2.如权利要求1所述的散热风扇调速控制电路，其特征在于：所述温度采集电路包括第一运算放大器U1、电阻R3、可调电阻R13、电阻R7、电阻R2、热电阻R14、电阻R9、电阻R6和电容C1，所述热电阻R14用于检测设备的实时温度，所述可调电阻R13用于设定设备的工作温度，电源VCC经过所述电阻R3和可调电阻R13分压并串联所述电阻R7后接入到所述第一运算放大器U1的反向输入端，电源VCC经过所述电阻R2和热电阻R14分压并串联所述电阻R9后接入到所述第一运算放大器U1的正向输入端，所述电阻R6和电容C1并联后连接所述第一运算放大器U1的反向输入端和输出端。3.如权利要求1所述的散热风扇调速控制电路，其特征在于：所述温度采集电路和脉冲宽度调制电路之间还设有一用于处理所述差值信号的PID控制电路，所述PID控制电路包括比例单元、积分单元和微分单元和加法单元，所述比例单元、积分单元微分单元并联后与所述加法单元串联。4.如权利要求3所述的散热风扇调速控制电路，其特征在于：所述比例单元包括第二运算放大器U2、可调电阻R8、电阻R4和电阻R10，所述温度采集电路的输出端经过所述可调电阻R8接入到所述第二运算放大器U2的反向输入端，所述电阻R4连接所述第二运算放大器U2的反向输入端和输出端，所述第二运算放大器U2的正向输入端经过所述电阻R10接地；所述积分单元包括第三运算放大器U3、可调电阻R17、电容C6和电阻R20，所述温度采集电路的输出端经过所述可调电阻R17接入到所述第三运算放大器U3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田源，雷泽宾，刘翠梅，刘平，李青松，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42