风扇调速电路的制作方法

文档序号:12830025阅读:405来源:国知局

本实用新型涉及电力电子领域,具体地,涉及风扇调速电路。



背景技术:

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体的说,就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”,功率可以大到数百MW甚至GW,也可以小到数W甚至1W以下。

大功率电力电子产品中都有发热元件,很多设备需要采用直流风扇进行散热。直流风扇调速可延长风扇寿命,减小电力电子设备的损耗。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种风扇调速电路。

根据本实用新型提供的一种风扇调速电路,包括主电路和控制电路;

主电路包括直流电源1、第一功率开关管2、第二功率开关管3、滤波电感4、输出滤波电容5以及控制电路6;

直流电源1的负极为公共地,直流电源1的正极分别连接第一功率开关管2的D极、控制电路6;

第一功率开关管2的S极分别连接第二功率开关管3的D极、滤波电感4的一端;

第一功率开关管2的G极连接至控制电路6;

第二功率开关管3的G极连接至控制电路6;

第二功率开关管3的S极连接至公共地;

滤波电感4的另一端连接输出滤波电容5的一端、控制电路6中电阻R4的一端;

输出滤波电容5的另一端连接至公共地;

滤波电感4的另一端构成输出电压端。

优选地,所述控制电路6包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1以及控制芯片U1;

控制芯片U1的型号为IR2111;

电阻R3的一端为控制信号输入端;

电阻R3的另一端分别连接电阻R1的一端、电容C1的一端;

电容C1的另一端连接至公共地;

电阻R1的另一端分别连接电阻R4的另一端、电阻R2的一端、控制芯片U1的FB管脚;

直流电源1的正极连接控制芯片U1的电源端VCC;

第一功率开关管2的G极连接至控制电路6中的控制芯片U1的Ug管脚;

第二功率开关管3的G极连接至控制电路6中的控制芯片U1的Lg管脚。

与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:

1、电力电子行业的噪音主要来源于风扇,客户对于设备的噪音要求越来越高。采用风扇调速技术可使得风扇在绝大部分的时间里处于低俗旋转的状态,在这种状态下风扇的噪音非常的小。因此,本实用新型提供了一种硬件电路,基于本实用新型的进一步改进中,向该硬件电路输入相应的控制电平可调整转速。

2、电力电子产品的寿命主要受限于电解电容和直流风扇,基于本实用新型,有助于采用风扇调速技术可延长风扇的寿命,间接的提高了产品的可靠性,增加了产品的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本实用新型提供的风扇调速电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提出一种应用于电力电子行业的直流风扇调速电路,延长直流风扇的使用寿命,减小设备损耗,更高效合理的使用风扇。

本实用新型提供的风扇调速电路包括:直流电源1、第一功率开关管2、第二功率开关管3、滤波电感4、输出滤波电容5以及控制电路6。

本实用新型所述的直流电源1的负极为整个直流风扇电路的公共地,直流电源1的正极连接第一功率开关管2的D极、控制电路6中的控制芯片U1的电源端。第一功率开关管2的S极连接第二功率开关管3的D极、滤波电感4的一端;第一功率开关管2的G极连接至控制电路6中的控制芯片U1的Ug管脚。

第二功率开关管3的G极连接至控制电路6中的控制芯片U1的Lg管脚。第二功率开关管3的S极连接至公共地。

滤波电感4的另一端连接输出滤波电容5的一端、控制电路6中电阻R4的一端,输出滤波电容5的另一端连接至公共地。

本实用新型所述的控制电路6包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1以及控制芯片U1组成。电阻R3的一端为输入的PWM控制信号Vc,电阻R3的另一端连接电阻R1的一端、电容C1的一端。电容C1的另一端连接至公共地。电阻R1的另一端连接电阻R4的另一端、电阻R2的一端、控制芯片U1的FB管脚。

控制芯片U1的型号为IR2111;

管脚VCC的管脚号为1;

管脚Ug的管脚号为7;

管脚FB的管脚号为3;

管脚Lg的管脚号为5;

管脚GND的管脚号为4。

本实用新型中直流电源1、第一功率开关管2、第二功率开关管3、滤波电感4和输出滤波电容5构成了这个电源的主电路,主电路的结构为半桥电路。

优选地,直流电源1采用15V的电源,第一功率开关管2和第二功率开关管3的驱动信号为一对占空比为D的互补PWM信号。直流电源的电压稳定后,输出电压Vfan的值与占空比D成正比。

本实用新型的控制电路6的输入有电源、调速控制信号、输出电压反馈,输出有一对互补的PWM信号。

优选地,Vc信号的脉冲频率大于10kHz,高低电平电压分别为3.3V和0V,R3和C1构成一个低通滤波器,滤波器的截止频率小于1kHz。

本实用新型中输出电压Vfan的大小由调速控制信号Vc的占空比d决定,两者的比例为:

Vref为控制芯片U1的FB管脚的给定电压。

本实用新型所述的电路中Vc信号输入R3的一端,R3和C1组成的滤波器将Vc信号滤波成直流信号。Vc信号和Vfan电压信号经过电阻R1~R4的分压,输入至控制芯片U1的FB管脚,控制芯片U1会根据内部的参考电压Vref和FB管脚的压差来调节输出的Ug和Lg信号的占空比。

如果想减小风扇的转速,可通过增加Vc的占空比,使得FB管脚的电压大于Vref电压。FB管脚的电压大于Vref后控制芯片U1输出的Ug信号占空比减小Lg信号占空比增加,使得Vfan电压降低,保证FB管脚的电压等于Vref的电压。

反之如果想增加风扇的转速,可减小Vc的占空比,使得FB管脚的电压小于Vref电压。FB管脚的电压小于Vref后控制芯片U1输出的Ug信号占空比增大Lg信号占空比减小,使得Vfan电压增加,保证FB管脚的电压等于Vref的电压。

需要特别说明的是:

1、本实用新型不谋求对方法进行改进,但可以利用到现有技术中的方法。

2、PWM控制信号Vc为本领域常规的信号,本实用新型仅仅在结构上进行改进,得到硬件电路,使得可以将输入的PWM控制信号Vc得到相应的输出电压Vfan,但是并不涉及对如何从Vc得到Vfan的算法或者通信协议进行改进。

3、控制电路中的控制芯片U1的型号为IR2111;本领域技术人员可以从市场上公开购买到芯片本身以及与芯片对应的datasheet说明书(Data Sheet No.PD-6.028C),并且本领域技术人员完全有能力按照datasheet知晓芯片各个引脚之间的逻辑关系,而不必亲自设计算法。即,控制芯片U1及其所含算法逻辑完全可以通过公开购买的方式直接取得实现,不属于对现有技术中方法的改进。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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