Ups电源系统中直流风扇钳位式检测电路的制作方法
【专利摘要】UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路，涉及直流风扇检测领域，包括依次连接的波动电压检测电路和信号转换电路，本实用新型设置波动电压检测电路来检测所述直流风扇两端的电压变化情况，从而获取直流风扇内的线圈的感抗的变化频率，根据直流风扇的特性，直流风扇转动一周，直流风扇内的线圈的感抗变化的周期个数与风扇的叶片数量相当，如此，获取到直流风扇内的线圈的感抗的变化频率便可精确得出直流风扇的转速；同时本实用新型在信号转换电路中设置了钳位放大电路，一方面可以对整个检测电路进行电压保护，同时还能对检测电信号起到放大作用，提高检测效果。
【专利说明】UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及直流风扇检测领域，具体为UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路。
【背景技术】
[0002]UPS (Uninterrupted Power Supply,不间断电源)是能在电网停电时提供交流电力的电源设备，是一些需要持续不断电源供应的设备必需配备的设备。散热对于UPS而言同样重要，目前许多UPS设备在需要散热的地方安装有直流风扇，以达到散热的目的，然而直流风扇工作时也会发生故障，如不及时找出故障风扇进行维修更换，就可能会给UPS带来不必要的损失，因此许多UPS都配备有检测直流风扇故障的检测电路，传统的检测电路一般是通过与直流风扇串联RC电路采样电压，再通过外围电路将其转换为高电平或低电平的故障信号，这样只能检测直流风扇转动和不转动这两种情况，不能检测堵转，更不能精确检测风扇的转速；而且现有直流风扇的检测电路对过载及负载短路的保护不够，检测器件的损坏往往是由于缺少保护电路或保护电路不及时造成的，虽然有些专用集成电路集成了某种保护功能，但往往保护参数单一不能很方便地实现设计者意图，而没有使用具备保护功能集成电路的方案，则检测器件处于裸奔状态，随时面临意外情况下的损坏。即使有意单独设计保护电路，往往电路相对复杂，成本也相应较高，另外，当检测电路信号变弱时，如果不能将信号放大，对于检测结果的准确性有很大的影响。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路，以解决【背景技术】中的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路，包括依次连接的波动电压检测电路和信号转换电路，所述的波动电压检测电路包括分压电阻Rl和与所述分压电阻Rl并联的稳压管Dl、D2，分压电阻Rl与直流风扇FAN串联，稳压管Dl —端接地，另一端连接在二极管D3与直流风扇FAN间；所述的信号转换电路包括三极管Q1、M0S管Tl、二极管D3、电容Cl、电容C2和分压电阻R2，三极管Ql的基极经由电容Cl与分压电阻R2的一端连接，所述分压电阻R2的另一端接地，二极管D3与电容Cl并联，二极管D3的负极连接于电容Cl与三极管Ql的接点，二极管D3的正极外接直流风扇FAN ;三极管Ql集电极通过电阻R5外接电源VCC,三极管Ql发射极通过电阻R8与三极管Q2的基极连接；M0S管Tl的栅极经由电容C2与三极管Ql的集电极连接，栅极同时接入电源VDD，M0S管Tl的漏极输出检测信号FANNET，源极通过电阻R7接地，电容C2与MOS管Tl的接点通过电阻R9接地；在所述的电容C2与三极管Ql的集电极间设有钳位放大电路，所述的钳位放大电路包括运算放大器U、M0S管T2和电阻R3、R6、R7和R8 ;所述MOS管T2的漏极接经电阻R6接入输入电压，MOS管T2的栅极与运算放大器U的输出端out和电阻R3 —端连接，MOS管T2的源极接地，运算放大器U反向输入端与电阻R7 —端和电阻R8的连接点连接，电阻R7的另一端与电容C2与MOS管T2漏极的连接点连接，电阻R8另一端接地，电阻R7另一端与MOS管T2漏极连接，并作为电信号输出端。
[0006]进一步的，所述稳压管D2的一端接地，另一端与电阻R2的接地端和二极管D3的正极连接。
[0007]综上所述，本实用新型设置波动电压检测电路来检测所述直流风扇两端的电压变化情况，从而获取直流风扇内的线圈的感抗的变化频率，根据直流风扇的特性，直流风扇转动一周，直流风扇内的线圈的感抗变化的周期个数与风扇的叶片数量相当，如此，获取到直流风扇内的线圈的感抗的变化频率便可精确得出直流风扇的转速；同时本实用新型在信号转换电路中设置了钳位放大电路，一方面可以对整个检测电路进行电压保护，同时还能对检测电信号起到放大作用，提高检测效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0009]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0010]如图1所示的UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路，包括依次连接的波动电压检测电路和信号转换电路，所述的波动电压检测电路包括分压电阻Rl和与所述分压电阻Rl并联的稳压管D1、D2，分压电阻Rl与直流风扇FAN串联，稳压管Dl —端接地，另一端连接在二极管D3与直流风扇FAN间；所述的信号转换电路包括三极管Q1、M0S管Tl、二极管D3、电容Cl、电容C2和分压电阻R2，三极管Ql的基极经由电容Cl与分压电阻R2的一端连接，所述分压电阻R2的另一端接地，二极管D3与电容Cl并联，二极管D3的负极连接于电容Cl与三极管Ql的接点，二极管D3的正极外接直流风扇FAN ;三极管Ql集电极通过电阻R5外接电源VCC，三极管Ql发射极通过电阻R8与三极管Q2的基极连接；M0S管Tl的栅极经由电容C2与三极管Ql的集电极连接，栅极同时接入电源VDD，M0S管Tl的漏极输出检测信号FANNET，源极通过电阻R7接地，电容C2与MOS管Tl的接点通过电阻R9接地；在所述的电容C2与三极管Ql的集电极间设有钳位放大电路，所述的钳位放大电路包括运算放大器U、M0S管T2和电阻R3、R6、R7和R8 ;所述MOS管T2的漏极接经电阻R6接入输入电压，MOS管T2的栅极与运算放大器U的输出端out和电阻R3 —端连接，MOS管T2的源极接地，运算放大器U反向输入端与电阻R7 —端和电阻R8的连接点连接，电阻R7的另一端与电容C2与MOS管T2漏极的连接点连接，电阻R8另一端接地，电阻R7另一端与MOS管T2漏极连接，并作为电信号输出端；另外，所述稳压管D2的一端接地，另一端与电阻R2的接地端和二极管D3的正极连接。
[0011 ] 波动电压检测电路检测所述直流风扇两端的电压变化频率并产生与其变化频率相同的电压检测信号传递给信号转换电路，信号转换电路将所述电压检测信号转换为频率与所述电压检测信号的频率成比例关系的作为风扇运行状态指示信号的数字信号输出。
[0012]分压电阻Rl经由电阻R2和电容Cl向三极管Ql输出的分压电阻Rl两端的电压信号就是电压检测信号，分压电阻Rl两端的电压变小时，由于电容Cl两端电压不能突变，三极管Ql基极电压被拉低，三极管Ql截止，MOS管Tl的漏极经由电容C2和电阻R5从12V外接电源处充电，故而MOS管Q2导通，信号转换电路的输出端，即MOS管Q2的栅极向故障判断电路输出的数字信号输入从高电平跳变到低电平，此时，电容Cl经由电阻R4从外接电源VCC处快速充电，使三极管Ql的基极电平短时间内恢复到高电平，三极管Ql恢复导通，MOS管Tl恢复截止，数字信号输入从低电平跳变到高电平，另外，分压电阻Rl两端的电压变大时通过二极管D3和电阻R3也可让三极管Ql的基极电平恢复到高电平以让三极管Ql导通。三极管Ql持续导通，直到分压电阻Rl两端的电压在下一个周期里再次变小时再次重复上述过程，如此循环从而得到与分压电阻Rl两端电压变化的频率相同的数字信号输入；钳位放大电路起到信号放大和电路保护的作用，使整个检测电路更稳定。检测效果更好。
[0013]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路，其特征在于:包括依次连接的波动电压检测电路和信号转换电路，所述的波动电压检测电路包括分压电阻Rl和与所述分压电阻Rl并联的稳压管Dl、D2，分压电阻Rl与直流风扇FAN串联，稳压管Dl —端接地，另一端连接在二极管D3与直流风扇FAN间；所述的信号转换电路包括三极管Ql、MOS管Tl、二极管D3、电容Cl、电容C2和分压电阻R2，三极管Ql的基极经由电容Cl与分压电阻R2的一端连接，所述分压电阻R2的另一端接地，二极管D3与电容Cl并联，二极管D3的负极连接于电容Cl与三极管Ql的接点，二极管D3的正极外接直流风扇FAN ;三极管Ql集电极通过电阻R5外接电源VCC，三极管Ql发射极通过电阻R8与三极管Q2的基极连接；M0S管Tl的栅极经由电容C2与三极管Ql的集电极连接，栅极同时接入电源VDD，M0S管Tl的漏极输出检测信号，源极通过电阻R7接地，电容C2与MOS管Tl的接点通过电阻R9接地；在所述的电容C2与三极管Ql的集电极间设有钳位放大电路，所述的钳位放大电路包括运算放大器U、M0S管T2和电阻R3、R6、R7和R8 ;所述MOS管T2的漏极接经电阻R6接入输入电压，MOS管T2的栅极与运算放大器U的输出端out和电阻R3 —端连接，MOS管T2的源极接地，运算放大器U反向输入端与电阻R7 —端和电阻R8的连接点连接，电阻R7的另一端与电容C2与MOS管T2漏极的连接点连接，电阻R8另一端接地，电阻R7另一端与MOS管T2漏极连接，并作为电信号输出端。
2.根据权利要求1所述的UPS电源系统中直流风扇钳位式检测电路，其特征在于:所述稳压管D2的一端接地，另一端与电阻R2的接地端和二极管D3的正极连接。
【文档编号】F04D27/00GK204099254SQ201420506045
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】朱晓宏 申请人:江西双宏科技电气有限公司