一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路，包括全范围多路温度采样集中控制电路和风机调速电源电路，该基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路本实用新型专利技术中相对传统的直流风机调速电路方案，省去数字控制芯片，自然也就省去了芯片供电的所需3.3V/5V等系列繁杂转换电路，整个电路纯硬件模拟控制，简单可靠成本低；风机调速是根据综合了设备内部全范围的温度采样得到模拟数值来实时调整驱动脉宽以调整风机处于最佳转速状态，温度上升，风机转速跟随逐步提高，温度下降，风机转速跟随逐步降低；真正做到风机无级调速，无卡顿。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路
本技术涉及一种直流风机调速电路，更具体地说是一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路。
技术介绍
目前很多电源设备都采用直流风机强迫风冷的散热方式，为其提供电源既可，简单方便。但是风机始终全速转，不仅能耗高，还影响其寿命，并且噪声也大。在保障元器件温升可靠的前提下，对风机调速非常关键，因此直流风机调速电路在电源产品中不可或缺。目前业界现有针对直流风机调速大多采用单片机DSP等数字控制芯片并根据采集到的电流或者温升数据来实现调速。由于采用数字芯片，其所需的外围辅助电路相对复杂，成本也高。另外，若根据电流来调速不能直接与所需的散热量相匹配，比如某些电子元器件在小电流下温升却很高(IGBT工作在超高频小电流的工况)，若根据元器件的温升数据，相比电流来说较为合理，但是传统方案中都是仅仅用某单一器件的温升来代替整个系统的最高温升点，如此一来也难免风机调速不能很好地匹配散热量。
技术实现思路
本技术目的：为了解决
技术介绍
中的问题，我们设计一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路，简单可靠而且成本低。为解决上述问题采取的技术方案是：一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路，包括全范围多路温度采样集中控制电路和风机调速电源电路，所述全范围多路温度采样集中控制电路配备N路温度采样电路，全范围采集温升数据以满足监测各个位置器件的温升变化情况来作为风机调速的依据，内部配置N个负温度系数NTC电阻，NTC_1与R7并联后，与R6分压，分压所得温度采样电压经过电容C1滤波后送入运算放大器U1的正向输入端，经过一级射随处理后得到Vt1并送入运算放大器U2，直至第N路温度采样电路均如此配置，为保证风机启转所需的最小启动电源VFAN_Star，需要对应配置一个最小占空比的启转保障电路，即额外设置一路风机启动的输出最小占空比电路，VStar就是风机启动电压所需的最小占空比对应的控制电压，所述启转保障电路内部配置一个固定电阻R13，与R12分压，分压所得电压经过电容C3滤波后送入运算放大器U1的正向输入端，经过一级射随处理后得到VStar并送入运算放大器U2。可以根据不同风机的不同启动电压进行任意设置，VStar与其他几路温度采样电压进行比较，得到温度采样电压最高的Vt_max，Vt_max再经过U3差分比例缩小并送到UCX842/43的1脚Vcomp，从而控制风机电源电路的驱动占空比，达到调节风机转速的目的，所述风机调速电源电路基于直流电源DCIN经过BUCK电路变换得到风机供电电压VFAN，通过调节控制BUCK中的Q1占空比大小来实现VFAN可调，进而实现对直流风机进行调速。本技术的有益效果是：1.该基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路本技术中相对传统的直流风机调速电路方案，省去数字控制芯片，自然也就省去了芯片供电的所需3.3V/5V等系列繁杂转换电路，整个电路纯硬件模拟控制，简单可靠成本低；2.风机调速是基于全范围温度检测做的集中控制，相对于传统的基于电流或基于单点温升检测的方案更全面，更能让风速与散热量相匹配，更有效地降低能耗同时保障关键器件温升可靠；3.风机调速是根据综合了设备内部全范围的温度采样得到模拟数值来实时调整驱动脉宽以调整风机处于最佳转速状态，温度上升，风机转速跟随逐步提高，温度下降，风机转速跟随逐步降低；真正做到风机无级调速，无卡顿。附图说明图1为本实施例基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路示意图；图2为直流风机调速电源。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1、2所示，本技术主要包括全范围多路温度采样集中控制电路和风机调速电源电路两部分，其工作原理如下：1.全范围多路温度采样集中控制电路工作原理如下：在设备内部可以随意配备n路温度采样电路，全范围采集温升数据以满足监测各个位置器件的温升变化情况来作为风机调速的依据。如图1所示，内部配置n个负温度系数NTC电阻，NTC_1与R7并联后，与R6分压，分压所得温度采样电压经过电容C1滤波后送入运算放大器U1的正向输入端，经过一级射随处理后得到Vt1并送入运算放大器U2。当温度升高，Vt1增大。如此类推，另外，为保证风机启转所需的最小启动电源VFAN_Star，需要对应配置一个最小占空比，因此额外设置一路风机启动的输出最小占空比电路，VStar就是风机启动电压所需的最小占空比对应的控制电压。该启转保障电路内部配置一个固定电阻R13，与R12分压，分压所得电压经过电容C3滤波后送入运算放大器U1的正向输入端，经过一级射随处理后得到VStar并送入运算放大器U2。可以根据不同风机的不同启动电压进行任意设置。VStar与其他几路温度采样电压进行比较，得到温度采样电压最高的Vt_maxVt_max＝Max(Vt1，……，Vtn，VStar)。Vt_max再经过U3差分比例缩小并送到UCX842/43的1脚Vcomp，从而控制风机电源电路的驱动占空比，达到调节风机转速的目的。设R1＝R2，R3＝R4＝R5，则2.直流风机调速的工作原理如下：如图2所示，直流电源DCIN经过BUCK电路变换得到风机供电电压VFAN，通过调节控制BUCK中的Q1占空比大小来实现VFAN可调，进而实现对直流风机进行调速。如下：VFAN＝VDC*Dcomp当温度升高，Vcomp增大，6脚PWM脉宽变宽，即Dcomp增大，则VFAN电压则升高，风机转速提高，加速降温。当温度降低，Vcomp减小，6脚PWM脉宽变窄，即Dcomp减小，则VFAN电压则降低，风机转速降低。综上，随着温升变化，PWM也跟随逐步调整，真正实现风机从低速到全速全过程的无级调速。当然，只有shutoff信号撤除，Q2截止，Q3导通，UCX842/43的3脚置低，此时风机才启转以及实时调速。若收到shutoff信号，Q2导通，Q3截止，UCX842/43的3脚置高，封锁驱动，风机将彻底停转。上面结合附图对本技术的实施方式作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下做出各种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路，包括全范围多路温度采样集中控制电路和风机调速电源电路，其特征在于：/n所述全范围多路温度采样集中控制电路配备N路温度采样电路，全范围采集温升数据以满足监测各个位置器件的温升变化情况来作为风机调速的依据，内部配置N个负温度系数NTC电阻，NTC_1与R7并联后，与R6分压，分压所得温度采样电压经过电容C1滤波后送入运算放大器U1的正向输入端，经过一级射随处理后得到V

【技术特征摘要】
1.一种基于全范围温度检测集中控制的直流风机调速电路，包括全范围多路温度采样集中控制电路和风机调速电源电路，其特征在于：
所述全范围多路温度采样集中控制电路配备N路温度采样电路，全范围采集温升数据以满足监测各个位置器件的温升变化情况来作为风机调速的依据，内部配置N个负温度系数NTC电阻，NTC_1与R7并联后，与R6分压，分压所得温度采样电压经过电容C1滤波后送入运算放大器U1的正向输入端，经过一级射随处理后得到Vt1并送入运算放大器U2，直至第N路温度采样电路均如此配置，
为保证风机启转所需的最小启动电源VFAN_Star，需要对应配置一个最小占空比的启转保障电路，即额外设置一路风机启动的输出最小占空比电路，VStar就是风机启动电压所需的最小占空比对应的控制电压，
所述启转保障电路内部配置一个固定电阻R13，与R12分压，分压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德伟，杨建龙，郭玺，
申请(专利权)人：先控捷联电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13