一种风扇控制装置、方法及多风扇控制装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风扇控制装置及方法，该装置包含转速检测单元、鉴相器、控制单元，转速检测单元检测风扇转速，转换为风扇转速信号，输出到鉴相器；鉴相器接收所述风扇转速信号，和一输入参考信号进行比较，输出一相位差信号至控制单元；控制单元根据相位差信号调节一驱动信号，输出该驱动信号至风扇，控制风扇转速，重复上述各步骤，使得风扇转速信号和输入参考信号同步，相位差信号恒定，风扇转速恒定。本发明专利技术还提供一多风扇控制装置及方法，使用一移相器对同一输入参考信号移相得到的信号分别作为系统中个风扇的输入参考信号，降低多风扇对电源的干扰。

Fan control device, method and multi fan control device and method

The invention provides a fan control device and a method thereof, the device comprises a control unit speed detecting unit, phase detector, and the speed detecting unit detects the speed of the fan, the fan speed signal conversion, output to the phase detector; the phase detector receives the fan speed signal, and compared to a reference signal input and output a phase difference signal to the control unit; the control unit according to the phase difference signal regulating the driving signal, the output of the driving signal to the fan, fan speed control, repeat the above steps, the fan speed signal and the input reference signal synchronization, the phase difference signal is constant, the fan speed constant. The invention also provides a fan control device and method, signal using a phase shifter for the same input reference signal phase obtained were used as the input reference signal system fan, reduce interference on the power supply fan.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，更具体地涉及一种风扇控制装置和方法，以及多 风扇控制装置、方法。
技术介绍
目前，通信设备的集成度和复杂度越来越高，同一个机架或才几箱内往往 配置数量相当多的单板，使得系统的功率密度很高，热设计成为系统设计所 面临的重要问题。普遍使用的方式是风扇降温，这种方式在设备中安装一定 数量的风扇，通过空气对流实现系统与外界环境的热交换。现有的风扇控制方式有自由转动，风扇由一专门电源供电，这种情况下，风扇本身的状态 是不受控制的；PWM (脉冲宽度调制)控制，根据某种算法以PWM方法调 节风扇的转速；温度补偿控制，这种方式根据设备温度作为反馈量，自动调 节风扇的转速。但是，这些控制方法有如下不足自由转动时风扇不受控制， 转速偏差大，噪音问题突出；PWM控制受电源、风扇本身以及风道特性的影 响；温度补偿控制在控制多风扇工作时，受到各风扇的风道阻力不同、电源 波动等因素影响，风扇转速不能得到准确控制，且各风扇之间不同步，对电 源的要求比專交高，且EMI性能差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种风扇控制装置及方法、以及多风扇 控制装置和方法，能准确控制风扇转速。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种风扇控制装置，包含转速检 测单元、鉴相器、控制单元，其中所迷转速检测单元，用于检测风扇转速，转换为风扇转速信号，输出到鉴相器；所述鉴相器，用于接收所述风扇转速信号，和一输入参考信号进行比较，输出一相位差信号至所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述相位差信号调节一驱动信号，输出该驱动 信号至风扇，控制风扇转速。进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述控制单元进一步包括低通 滤波器、风扇驱动器，其中，所述低通滤波器，用于对所述相位差信号进行滤波放大后，输出一模拟 控制信号至风扇驱动器；所述风扇驱动器，用于将所述模拟控制信号和一参考电压信号进行比较， 如果所述才莫拟控制信号大于所述参考电压信号，则风扇驱动器减小驱动信号， 降低风扇转速；如果所述;f莫拟控制信号小于所述参考电压信号，则风扇驱动 器增大驱动信号，提高风扇转速，如果所述模拟控制信号等于所述参考电压 信号相等，则维持所述驱动信号不变。进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述风扇驱动器由脉沖宽度调 制控制器和场效应管组成，所述^o中宽度调制控制器纟艮据所述模拟控制信号 和所述参考电压信号的差值，改变所述场效应管的栅基驱动电压的占空比， )t人而改变所述驱动信号。进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述鉴相器是边沿敏感型超前-滞后鉴相器；所述低通滤波器为由运算放大器与电阻电容组成的单极点滤波电路； 所述转速检测单元为光电耦合器。本专利技术还提出一种风扇控制方法，包含 检测风扇转速，转换为一风扇转速信号；将所述风扇转速信号和一输入参考信号进行比较，输出一相位差信号； 才艮据所述相位差信号调节一驱动信号，输出该驱动信号至风扇；重复上述各步骤，使得所述风扇转速信号和所述输入参考信号同步，所 述相位差信号恒定。进一步地，上述方法还可具有以下特点，根据所述相位差信号调节一驱动信号具体包含对所述相位差信号进行滤波放大后，输出 一模拟控制信号；将所述模拟控制信号和一参考电压信号进行比较，如果所述模拟控制信 号大于所述参考电压信号，则减小驱动信号，从而降低风扇转速；如果所述 模拟控制信号小于所述参考电压信号，则增大驱动信号，从而提高风扇转速； 如果所述;f莫拟控制信号等于所述参考电压信号，则维持所述驱动信号不变。本专利技术还提出一种多风扇控制装置，包含N个本专利技术所述风扇控制装置， 还包含移相器，其中所述移相器，用于将一输入参考信号进行移相，得到N个输入参考信号， 分别输入到所述N个风扇控制装置中作为所述N个风扇控制装置的输入参考信号。进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述移相器移相得到的N个输 入参考信号之间的相位依次相差360度/N。本专利技术还提供一种多风扇控制方法，用于一包含多个风扇的系统，对每 个风扇使用本专利技术所述风扇控制方法，每个风扇其参考输入信号由同 一输入 参考信号移相后得到。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述移相器移相得到的N个输 入参考信号之间的相位依次相差360度/N。通过本专利技术，可以实现^皮控制风扇的转速与输入参考频率的精确同步， 且不受风扇供电电源、风道特性及风扇本身特性的影响。当系统安装有多个 风扇时，调整各风扇的输入参考频率之间的相位，使多个风扇分别以不同的 相位同步于输入参考频率，可以降低风扇对电源的干^L附图说明此处说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是本专利技术的风扇控制装置框图； 图2是本专利技术的系统控制模型和传递函数图； 图3是本专利技术的风扇控制装置一种电路实现图； 图4是本专利技术的多风扇控制装置框图。具体实施方式本专利技术提供了一种新的风扇控制装置，基于锁相环原理，实现风扇的转 速同步于外部输入参考频率，从而实现风扇转速的精确控制。在控制多风扇 时，通过调整各风扇的风扇控制装置的输入参考频率之间的相位差，降低了 风扇对电源系统的干扰，提高了电源效率和系统EMI性能。下面参考附图，详细说明本专利技术的具体实施方式。 图l是本专利技术的原理框图，本专利技术的风扇控制装置包括转速检测单元，连接在纟皮控风扇与鉴相器之间，用于将风扇的转动状态 转换成一风扇转速信号，如一定频率的电信号，输出该风扇转速信号至鉴相 器；鉴相器，连接在转速检测单元与低通滤波器之间，用于接收转速检测单 元输出的风扇转速信号，还接收一输入参考频率信号，检测输入参考频率信 号与风扇转速信号之间的相位差，输出一相位差信号至低通滤波器；低通滤波器，连接在鉴相器与风扇驱动器之间，用于对鉴相器输出的相 位差信号进行滤波和^L大后输出一模拟控制信号至风扇驱动器；风扇驱动器，连接在低通滤波器和被控风扇之间，用于接收低通滤波器 输出的模拟控制信号，根据该模拟控制信号调节一驱动信号，输出该驱动信 号至被控风扇，实现对风扇转速的调制。具体调节方法是，将才莫拟控制信号 和一参考电压信号进行比较，如果模拟控制信号大于参考电压信号，则风扇 驱动器减小驱动信号，降低风扇转速；如果才莫拟控制信号小于所述参考电压 信号，则风扇驱动器增大驱动信号，提高风扇转速，如果所述模拟控制信号等于所述参考电压信号相等，则维持所述驱动信号不变。风扇连接在风扇驱动器与转速检测单元之间，是被控制的主体。本专利技术风扇转速控制方法包含如下步骤步骤110,转速检测单元将风扇的转速速度信息转换成风扇转速信号(如 电脉冲信号)；步骤120,该电脉冲信号与输入参考频率在鉴相器中进行相位比较得到 一相位差，鉴相器输出与该相位差成比例的电压脉沖(即相位差信号)；步骤130，该电压脉冲经过低通滤波器进行低通滤波和放大后，形成一 个模拟控制信号输入到风扇驱动器内部的误差放大器输入端；步骤140，模拟控制信号^与风扇驱动器参考电压信号「<进行比较，若 f^大于K^，则风扇驱动器减小驱动电压信号，降^f氐风扇转速，若^H、于I^/， 风扇驱动器增大驱动电压信号，提高风扇转速，如果二者相等，则驱动电压 信号不变，风扇转速恒定，其中，驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风扇控制装置，其特征在于，包含转速检测单元、鉴相器、控制单元，其中：　所述转速检测单元，用于检测风扇转速，转换为风扇转速信号，输出到鉴相器；　所述鉴相器，用于接收所述风扇转速信号，和一输入参考信号进行比较，输出一相位差信号至 所述控制单元；　所述控制单元，用于根据所述相位差信号调节一驱动信号，输出该驱动信号至风扇，控制风扇转速。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵刚锋，齐建，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]