一种智能风扇的制作方法

本发明涉及电子设备中的散热风扇，尤其涉及一种智能风扇。

背景技术：

现在，为了节能、降低风扇噪声和提高风扇的寿命，在电子设备内部一般都会进行调速设计。比如将电子设备设定的工作温度范围划分为几个区域，在低温区域时，采用低转速；中温区域，采用中等转速；高温区域，采用全速转。但这种调速方式有如下缺点：第一，调速策略比较粗矿，一般只做2-5级调速；第二，该高速方式有滞后性，没法根据环境温度来实时调速；第三，当调速电路失效后，风扇可能停转，如果没有及时发现，可能损坏设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种智能风扇。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种智能风扇，用于给预设设备进行散热,包括风扇本体、控制器、温度传感器、逻辑控制单元、电压调节单元；所述控制器与所述温度传感器连接，用于获得所述设备的实时温度；所述控制器通过所述逻辑控制单元控制所述电压调节单元的开启和关闭；所述电压调节单元包括电压调整器、第一电阻、第二电阻、第一电感、第二电容、第四电容；所述电压调整器为输出电压可调的dc-dc芯片，包括反馈端fb、输出端lx、使能端en；所述电压调整器的使能端en与所述逻辑控制单元连接；所述电压调整器的输出端lx与调速电压输出端之间串联所述第一电感；所述调速电压输出端与地端之间串联所述第二电容；所述调速电压输出端与地端之间依次串联所述第一电阻及第二电阻，且所述第一电阻及第二电阻的连接点与所述电压调整器的反馈端fb连接；所述第四电容与所述第一电阻并联；所述第二电阻为负温度系数热敏电阻；所述调速电压输出端连接所述风扇本体的电源端。

作为进一步改进，所述风扇本体包括状态引脚，与所述逻辑控制单元连接，用于检测风扇的转速。

作为进一步改进，还包括开关电路，用于选择所述风扇本体的电源端的输入电压。

作为进一步改进，所述开关电路包括单刀双掷继电器；所述单刀双掷继电器的常开端连接直流电源，常闭端连接所述调速电压输出端，公共端连接所述风扇本体的电源端；所述控制器通过所述逻辑控制单元控制所述单刀双掷继电器。

作为进一步改进，所述开关电路包括第一三极管、第二三极管；所述第一三极管的发射极连接直流电源，集电极连接所述风扇本体的电源端；所述第二三极管的发射极连接所述调速电压输出端，集电极连接所述风扇本体的电源端；所述控制器通过所述逻辑控制单元控制所述第一三极管及第二三极管。

作为进一步改进，所述控制器连接控制平台，用于将信息反馈给用户。

作为进一步改进，所述逻辑控制单元是基于cpld的逻辑芯片。

作为进一步改进，所述温度传感器采用lm75。

一种根据以上所述智能风扇的控制方法，包括以下步骤：

s1，在boot阶段，检测风扇是否正常，正常则进入步骤s2，不正常则挂在boot阶段；

s2，控制器实时监测所述设备的实时温度；

s3，当设备的工作温度低于阈值温度时，所述控制器通过所述逻辑控制单元关闭所述电压调整器，使得风扇停转；当温度高于等于所述阈值温度时，则开启所述电压调整器，风扇开始工作，由所述负温度系数热敏电阻实现无级调速。

一种根据以上所述控制方法，所述风扇本体的状态引脚连接所述逻辑控制单元，用于检测风扇的转速；还包括开关电路，用于选择所述风扇本体的电源端的输入电压；所述开关电路包括单刀双掷继电器；所述单刀双掷继电器的常开端连接直流电源，常闭端连接所述调速电压输出端，公共端连接所述风扇本体的电源端；所述单刀双掷继电器由所述控制器通过所述逻辑控制单元来控制，且所述控制方法还包括以下步骤：

s4，当所述控制器接收到风扇的停转信息，同时读取所述设备的当前实时温度；

s5，当设备的工作温度高于等于所述阈值温度时，所述控制器通过所述逻辑控制单元控制所述开关电路，直接将直流电源引至风扇电源端，使得风扇全速转动；

s6，检测风扇是否全速转动，当风扇也失效，则控制器执行整机复位操作。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：本发明可以切实地根据设备的实时温度来动态地调节风扇输出风力的大小，从而高效地利用电能，节省能源；另一方面通过故障检测可以有效提高风扇的可靠性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用来解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明的一种智能风扇的控制原理框图。

图2为本发明的电压调节单元的电路原理图。

图3为本发明的一种智能风扇的控制流程图。

主要元件符号说明

控制器100

温度传感器200

逻辑控制单元300

电压调节单元400

开关电路500

调速电压输出端410

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

下面将结合附图和实施方式对本发明的一种智能风扇作具体介绍。

请参阅附图1-3，一种智能风扇，用于给预设设备进行散热,包括风扇本体、控制器100、温度传感器200、逻辑控制单元300、电压调节单元400；

所述控制器100与所述温度传感器200连接，所述温度传感器200设置于所述设备温度最高的位置，用于获得所述设备的实时温度，优选的，所述温度传感器200采用lm75；所述控制器100用来执行所述风扇本体的智能控制实现无级调速和故障检测，可以由各种型号的cpu来实现，比如freescale的powerpc系列。

所述电压调节单元400包括电压调整器u1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电感l1、第二电容c2、第四电容c4；所述电压调整器u1为输出电压可调的dc-dc芯片，包括反馈端fb、输出端lx、使能端en；所述电压调整器u1的使能端en与所述逻辑控制单元300连接；所述控制器100通过所述逻辑控制单元300控制所述电压调节单元400的开启和关闭；本实施例中，优选的所述逻辑控制单元300采用基于cpld的逻辑芯片，所述电压调整器u1的开启和关闭是通过所述控制器100来写cpld的内部寄存器来实现的。

所述电压调整器u1的输出端lx与调速电压输出端410之间串联所述第一电感l1，所述调速电压输出端410与地端之间串联所述第二电容c2，组成lc滤波电路；所述调速电压输出端410与地端之间依次串联所述第一电阻r1及第二电阻r2，且所述第一电阻r1及第二电阻r2的连接点与所述电压调整器u1的反馈端fb连接；所述第四电容c4与所述第一电阻r1并联；所述第二电阻r2为负温度系数热敏电阻，设置在所述设备温度最高的位置；所述调速电压输出端410连接所述风扇本体的电源端。所述电压调整器u1的comp端与地端之间依次串联第三电阻r3及第三电容c3，设置所述电压调整器u1的开关频率；电源输入端vin连接直流电源vin，且与地端之间串联第一电容c1；所述电压调整器u1的输出电压vout＝vin*(1+r1/r2),当所述设备温度升高，r2的阻值将减小，使得所述电压调整器u1的输出电压vout增加，所述风扇转速增大；当所述设备温度降低，r2的阻值将增大，使得所述电压调整器u1的输出电压vout减小，所述风扇转速减小。本实施例具体实施时，所述设备起机后，在boot阶段，所述控制器100检测所述风扇是否正常，若正常则进入主程序，所述控制器100实时监测所述设备的实时温度，当温度低于阈值温度时，所述控制器100通过所述逻辑控制单元300关闭所述电压调整器u1，使得风扇停转；当温度高于所述阈值温度时，则打开所述电压调整器u1，根据所述负温度系数热敏电阻的反馈调整电压输出，从而实现风扇的无级调速。本实施例中，优选的，所述阈值电压为所述设备的最高工作温度-10℃，本实施例中，所述阈值电压为30℃。为了更好获得合适的反馈阻值，优选的，所述第二电阻r2采用热敏电阻和普通电阻串并联而成，其中，热敏电阻和普通电阻的选取，要依据热测试获得的“设备温度-风扇转速-电压调整器输出电压-反馈电阻阻值”四者之间的关系来确定。

进一步的，在本发明较佳的实施例中，所述风扇本体包括状态引脚，与所述逻辑控制单元300连接，由所述逻辑控制单元300来检测所述风扇的转速。当检测到所述风扇的转速为0时，则以中断的方式通告给所述控制器100。

进一步的，在本发明较佳的实施例中，还包括开关电路500，用于选择所述风扇本体的电源端的输入电压，所述风扇本体的电源端可以选择连接所述调速电压输出端410，根据温度的变化实现无级调速，也可选择直接连接直流电源，让所述风扇全速转动。本实施例中，优选的，所述开关电路500包括单刀双掷继电器k1；所述单刀双掷继电器k1的常开端连接直流电源vin，常闭端连接所述调速电压输出端410，公共端连接所述风扇本体的电源端；所述控制器100通过所述逻辑控制单元300控制所述单刀双掷继电器k1。具体实施时，在正常使用情况时所述风扇本体的电源端连接所述调速电压输出端410，当所述控制器100接收到所述风扇停转信息的同时读取所述设备的实时温度，如果所述设备的实时温度达到设定的阈值温度时，则判定所述电压调节单元400出现故障，此时所述控制器100通过所述逻辑控制单元300控制所述单刀双掷继电器k1，使所述风扇本体的电源端连接到所述直流电源vin，使得所述风扇全速转动。进一步的，可以检测所述风扇是否全速转动，如果风扇也失效，则所述控制器100执行整机复位操作。

进一步的，在其它实施例中，所述开关电路500包括第一三极管、第二三极管；所述第一三极管的发射极连接直流电源vin，集电极连接所述风扇本体的电源端；所述第二三极管的发射极连接所述调速电压输出端410，集电极连接所述风扇本体的电源端；所述控制器100通过所述逻辑控制单元300控制所述第一三极管及第二三极管。具体实施时，在正常使用时，控制所述第二三极管导通，所述第一三极管截止，所述风扇本体的电源端连接所述调速电压输出端410。当所述控制器100接收到所述风扇停转信息的同时读取所述设备的实时温度，如果所述设备的实时温度达到设定的阈值温度时，则判定所述电压调节单元400出现故障，此时所述控制器100通过所述逻辑控制单元300控制所述第一三极管导通，所述第二三极管截止，使所述风扇本体的电源端连接到所述直流电源vin，使得所述风扇全速转动。

进一步的，在本发明较佳的实施例中，所述控制器100连接控制平台，用于将信息反馈给用户。在所述设备起机后，所述控制器100检测所述风扇不正常时，可以通过所述控制平台反馈给用户；运行时，检测到所述电压调节单元400出现故障时，也可以通过所述控制平台告知用户。

进一步的，在本发明较佳的实施例中，所述逻辑控制单元300是基于cpld的逻辑芯片。

一种根据以上所述智能风扇调速控制及故障检测装置的控制方法，包括以下步骤：

s1，在boot阶段，检测风扇是否正常，正常则进入步骤s2，不正常则挂在boot阶段；

s2，控制器100实时监测所述设备的工作温度；

s3，当设备的工作温度低于阈值温度时，所述控制器100通过所述逻辑控制单元300关闭所述电压调整器u1，使得风扇停转；当温度高于等于所述阈值温度时，则开启所述电压调整器u1，风扇开始工作，由所述负温度系数热敏电阻实现无级调速。

一种根据以上所述控制方法，所述风扇本体的状态引脚连接所述逻辑控制单元300，用于检测风扇的转速；还包括开关电路500，用于选择所述风扇本体的电源端的输入电压；所述开关电路500包括单刀双掷继电器k1；所述单刀双掷继电器k1的常开端连接直流电源vin，常闭端连接所述调速电压输出端410，公共端连接所述风扇本体的电源端；所述单刀双掷继电器k1由所述控制器100通过所述逻辑控制单元300来控制，且所述控制方法还包括以下步骤：

s4，当所述控制器100接收到风扇的停转信息，同时读取所述设备的当前实时温度；

s5，当设备的工作温度高于等于所述阈值温度时，所述控制器100通过所述逻辑控制单元300控制所述开关电路500，直接将直流电源vin引至风扇电源端，使得风扇全速转动；

s6，检测风扇是否全速转动，当风扇也失效，则控制器100执行整机复位操作；当风扇全速转动，则通过所述控制平台将故障反馈给用户。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。