一种风扇自动调速控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于交换机设备散热技术领域，具体涉及一种风扇自动调速控制装置包括供电模块、温度监测模块、系统主控模块、风扇转速控制模块、风扇状态检测模块和风扇模块，通过温度监测模块采集交换机内部温度，通过系统主控模块根据温度监测模块采集到的交换机内部温度控制风扇转速控制模块，进而实现风扇转速控制，由于本发明专利技术是基于现有的经济型3pin风扇，因此在兼顾了散热风扇的经济效益的同时，具备散热风扇从转速自动控制到风扇状态监测的闭环控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种风扇自动调速控制装置及控制方法


[0001]本专利技术属于交换机设备散热
，尤其涉及一种风扇自动调速控制装置及控制方法。

技术介绍

[0002]工业上的交换机和服务器等通信设备在功率较大时会产生较多热量，导致设备温度升高。为了保证设备在一个相对适的环境温度下温度运行，通常需要设计散热装置降低设备的温度，进而保证系统正常工作，一般会采用安装直流散热风扇进行强制散热降温。
[0003]现在所使用的散热风扇方案一般分为2pin、3pin和4pin三种类型。其中2pin风扇只有电源接口，通电即全速工作，能耗与噪音一直处于此风扇的最大状态，不具有根据系统功耗等级调整转速，不具备经济/节能性，且此类风扇没有转速/状态检测功能，不能获取风扇正常/异常工作状态提供给系统/用户进行提示。3pin风扇在2pin风扇基础上增加了转速检测/状态告警型号，一般分为两种类型，FG类3pin风扇输出为转速信号，RD类3pin风扇输出风扇状态告警信号，但此类风扇不具备调速功能。4pin风扇在3pin风扇基础上增加了PWM(脉宽调制)信号，可以实现精确的调速，能耗、噪音方面可控，但是4pin直流散热风扇一般需搭配专用PWM驱动或PWM驱动芯片，系统设计较复杂，整体成本高，特别针对大功率PON/OLT/交换机类产品，经济效益低。
[0004]上诉三种不同类型的直流散热风扇系统中要么价格成本低但是具有功能缺陷，要么具备全功能但是价格成本较高的缺点。
[0005]因此需要发展一种改进的3pin直流风扇散热装置，在兼顾经济效益的同时能够具备风扇的状态检测以及自动调速功能。

技术实现思路

[0006]基于上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种风扇自动调速控制装置，用以解决目前直流散热风扇系统中价格成本低但是具有功能缺陷或者具备全功能但是价格成本较高的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一方面，提供一种风扇自动调速控制装置，包括
[0009]供电模块，用于提供风扇工作所需的被控电压；
[0010]温度监测模块，用于实时采集交换机内环境温度并传输至系统主控模块；
[0011]系统主控模块，用于获取所述温度监测模块采集的环境温度信号，并计算其所处的初始设定的温度值区间向风扇转速控制模块发送转速控制指令；
[0012]风扇转速控制模块，用于接收所述系统主控模块的转速控制指令进行转速控制；
[0013]风扇状态检测模块，用于检测风扇的工作状态并传输给系统主控模块；
[0014]风扇模块，用于接收风扇转速控制模块的指令进行对应转速的运行；
[0015]其中，
[0016]所述系统主控模块通过FAN_Status信号与所述风扇状态检测模块连接；
[0017]所述系统主控模块通过FAN_Control信号与所述风扇转速控制模块连接；
[0018]所述系统主控模块通过I2C_SDA_Sensor/I2C_Sensor_SDA信号与所述温度监测模块连接；
[0019]所述风扇转速控制模块通过FAN_Control信号与所述温度监测模块连接；
[0020]风扇转速控制模块通过FAN_PWR与风扇模块的供电正极连接；
[0021]风扇模块的状态输出信号FAN_TACH与所述风扇状态检测模块连接。
[0022]优选的，风扇转速控制模块包括N型MOS管Q1、P型MOS管Q2、PNP型晶体管Q3、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；
[0023]P型MOS管Q2的栅极通过电阻R1与P型MOS管Q2的源极连接，P型MOS管Q2的源极与PNP型晶体管Q3的发射极连接；
[0024]P型MOS管Q2的源极通过电阻R3与PNP型晶体管Q3的基极连接；
[0025]P型MOS管Q2的控制极通过电阻R2连接到N型MOS管Q1的漏极连接；P型MOS管Q2的漏极与PNP型晶体管Q3的集电极连接；
[0026]P型MOS管Q2的源极通过电容C1接地；
[0027]P型MOS管的源极通过信号Power与供电模块连接；
[0028]N型MOS管Q1的源极接地；
[0029]N型MOS管Q1的控制极通过FAN_Control信号与温度监测模块的温度检测芯片U2的O.S.管脚3连接；
[0030]PNP型晶体管的集电极通过FAN_PWR信号与风扇模块的连接作M1的正极供电连接。
[0031]优选的，所述温度监测模块包括温度传感器芯片U2和电容C205；
[0032]温度传感器芯片U2的SDA管脚1通过I2C_SDA_Sensor信号与主控系统模块连接；
[0033]温度传感器芯片U2的SCL管脚2通过I2C_SCL_Sensor信号与主控系统模块连接；
[0034]温度传感器芯片U2的O.S管脚3通过FAN_Control信号与风扇转速控制模块的N型MOS管Q1的控制极连接；
[0035]温度传感器芯片U2的GND管脚4与地连接；
[0036]温度传感器芯片U2的A2/A1/A0管脚5/6/7与地连接；
[0037]温度传感器芯片U2的VDD管脚8与系统供电VDD连接；
[0038]优选的，所述风扇状态检测模块包括可重复触发单稳态触发器U1A、电阻R7、电阻RT、电容CT、电容C4和电容C5；
[0039]可重复触发单稳态触发器U1A的B输入端管脚2通过FAN_TACH信号与风扇模块的状态、转速输出脉冲信号连接；
[0040]可重复触发单稳态触发器U1A的A输入端管脚1接地；
[0041]可重复触发单稳态触发器U1A的CLR端管脚3接供电VDD；
[0042]可重复触发单稳态触发器U1A的REXT/CEXT管脚15通过电容CT连接到U1A的CEXT管脚14；
[0043]可重复触发单稳态触发器U1A的REXT/CEXT管脚15通过电阻RT连接到供电VDD；
[0044]可重复触发单稳态触发器U1A的VCC管脚16与供电VDD连接；
[0045]可重复触发单稳态触发器U1A的VCC管脚16通过电容C4，电容C5接地；
[0046]可重复触发单稳态触发器U1A的Q管脚13不使用；
[0047]可重复触发单稳态触发器U1A的Q#管脚4通过FAN_Status/Speed与系统主控模块连接；
[0048]可重复触发单稳态触发器U1A的GND管脚8接地。
[0049]优选的，系统主控模块包括系统控制器，系统控制器为专用芯片或者可编程逻辑阵列，所述专用芯片的型号为RTL8382L；
[0050]所述系统控制器的FAN_Status信号与风扇状态检测模块的可重复触发单稳态触发器U1A的Q#管脚4连接；
[0051]所述系统控制器的I2C_SDA_Sensor信号与温度监测模块的温度传感器芯片U本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风扇自动调速控制装置，其特征在于，包括：供电模块，用于提供风扇工作所需的被控电压；温度监测模块，用于实时采集交换机内环境温度并传输至系统主控模块；系统主控模块，用于获取所述温度监测模块采集的环境温度信号，并计算其所处的初始设定的温度值区间，并向风扇转速控制模块发送转速控制指令；风扇转速控制模块，用于接收所述系统主控模块的转速控制指令进行转速控制；风扇状态检测模块，用于检测风扇的工作状态并传输给系统主控模块；风扇模块，用于接收风扇转速控制模块的指令进行对应转速的运行；其中，所述系统主控模块通过FAN_Status信号与所述风扇状态检测模块连接；所述系统主控模块通过FAN_Control信号与所述风扇转速控制模块连接；所述系统主控模块通过I2C_SDA_Sensor/I2C_Sensor_SDA信号与所述温度监测模块连接；所述风扇转速控制模块通过FAN_Control信号与所述温度监测模块连接；风扇转速控制模块通过FAN_PWR与风扇模块的供电正极连接；风扇模块的状态输出信号FAN_TACH与所述风扇状态检测模块连接。2.根据权利要求1所述的一种风扇自动调速控制装置，其特征在于，风扇转速控制模块包括N型MOS管Q1、P型MOS管Q2、PNP型晶体管Q3、电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；P型MOS管Q2的栅极通过电阻R1与P型MOS管Q2的源极连接，P型MOS管Q2的源极与PNP型晶体管Q3的发射极连接；P型MOS管Q2的源极通过电阻R3与PNP型晶体管Q3的基极连接；P型MOS管Q2的控制极通过电阻R2连接到N型MOS管Q1的漏极连接；P型MOS管Q2的漏极与PNP型晶体管Q3的集电极连接；P型MOS管Q2的源极通过电容C1接地；P型MOS管的源极通过信号Power与供电模块连接；N型MOS管Q1的源极接地；N型MOS管Q1的控制极通过FAN_Control信号与温度监测模块的温度检测芯片U2的O.S.管脚3连接；PNP型晶体管的集电极通过FAN_PWR信号与风扇模块的连接作M1的正极供电连接。3.根据权利要求1所述的一种风扇自动调速控制装置，其特征在于，温度监测模块包括温度传感器芯片U2和电容C205；温度传感器芯片U2的SDA管脚1通过I2C_SDA_Sensor信号与主控系统模块连接；温度传感器芯片U2的SCL管脚2通过I2C_SCL_Sensor信号与主控系统模块连接；温度传感器芯片U2的O.S管脚3通过FAN_Control信号与风扇转速控制模块的N型MOS管Q1的控制极连接；温度传感器芯片U2的GND管脚4与地连接；温度传感器芯片U2的A2/A1/A0管脚5/6/7与地连接；温度传感器芯片U2的VDD管脚8与系统供电VDD连接。4.根据权利要求1所述的一种风扇自动调速控制装置，其特征在于，
风扇状态检测模块包括可重复触发单稳态触发器U1A、电阻R7、电阻RT、电容CT、电容C4和电容C5；可重复触发单稳态触发器U1A的B输入端管脚2通过FAN_TACH信号与风扇模块的状态、转速输出脉冲信号连接；可重复触发单稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘如成，牛友武，许勇，
申请(专利权)人：四川天邑康和通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：