一种风机调速电路的制作方法

本发明涉及电器控制领域，特别涉及一种风机调速电路。

背景技术：

目前有很多发热设备采用风冷的方式进行散热。最普通而且简单的方式给风机供电，让风机一直工作，但是这种方式风机的转速无法与所需的散热量相匹配，导致能量损耗且产生噪音。

现在可以通过主控芯片调节风机的转速来解决上述问题，但是风机转速由主控芯片控制会占用主控芯片的资源，可能会导致主控芯片资源不足的情况。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种风机调速电路。该风机调速电路通过温度对风机的转速直接进行调节，无需经过主控芯片，形成一个温度与散热的闭环控制，节约了主控芯片的资源。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明公开了一种风机调速电路，该风机调速电路，包括：降压芯片u1、温度传感器u2、第一运算放大器u3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一二极管d1，

所述温度传感器u2采集降温对象的温度，所述温度传感器u2的输出端与所述第一运算放大器u3的反相输入端连接，所述降压芯片u1的电压输出端1与所述第一运算放大器u3的同相输入端连接，所述第一运算放大器u3的输出端与所述第三电阻r3的一端连接，所述第三电阻r3的另一端与所述第一二极管d1的负极连接，所述第一二极管d1的正极与所述降压芯片u1的反馈端6连接，所述降压芯片u1的反馈端6与所述第一电阻r1的一端连接，所述第一电阻r1的另一端接地，所述降压芯片u1的反馈端6与所述第二电阻r2的一端连接，所述第二电阻r2的另一端与所述降压芯片u1的电压输出端1连接，所述降压芯片u1的电压输出端1与风机的电源输入端连接，为风机提供电源，其中，所述降压芯片u1通过调整所述电压输出端1的电压使得所述反馈端6的电压维持在预设电压值。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第二运算放大器u4，

所述温度传感器u2的输出端与所述第二运算放大器u4的同相输入端连接，所述第二运算放大器u4的反相输入端接地，所述第二运算放大器u4的输出端与所述第一运算放大器u3的反相输入端连接。

可选的，所述风机调速电路，还包括：电感l，

所述电感l的一端与所述降压芯片u1的电压输出端1连接，所述电感l的另一端与所述第一运算放大器u3的同相输入端连接。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第二二极管d2，

所述第二二极管d2的正极接地，所述第二二极管d2的负极与所述降压芯片u1的电压输出端1连接。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4，

所述第一电容c1的一端与所述降压芯片u1的电压输入端2连接，所述第一电容c1的另一端接地；

所述第二电容c2的一端与所述降压芯片u1的电压输入端2连接，所述第二电容c2的另一端接地；

所述第三电容c3的一端与所述降压芯片u1的电压输出端1连接，所述第三电容c3的另一端接地；

所述第四电容c4的一端与所述降压芯片u1的电压输出端1连接，所述第四电容c4的另一端接地；

所述第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4在所述风机调速电路作为滤波的电容。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第五电容c5，

所述第五电容c5连接在所述降压芯片u1的电压输出端1与所述降压芯片u1的升压电容端3之间，作为取能的电容。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第六电容c6和第四电阻r4，

所述第六电容c6的一端与所述第一运算放大器u3的反相输入端连接，所述第六电容c6的另一端与所述第四电阻r4的一端连接，所述第四电阻r4的另一端与所述第一运算放大器u3的输出端连接；

所述第六电容c6、第四电阻r4和运算放大器组成积分电路。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第五电阻r5和第六电阻r6，

所述降压芯片u1的电压输出端1与所述第一运算放大器u3的同相输入端连接，具体配置为所述降压芯片u1的电压输出端1与所述第五电阻r5连接，所述第五电阻r5与所述第一运算放大器u3的同相输入端连接；

所述第六电阻r6的一端与所述第一运算放大器u3的同相输入端连接，所述第六电阻r6的另一端接地；

所述第五电阻r5和第六电阻r6在所述风机调速电路作为平衡电阻。

可选的，所述风机调速电路，还包括：第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9以及第十电阻r10，

所述第七电阻r7的一端与所述第一运算放大器u3的反相输入端连接，所述第七电阻r7的另一端与所述第二运算放大器u4的输出端连接；

所述第八电阻r8的一端与所述第二运算放大器u4的输出端连接，所述第八电阻r8的另一端与所述第二运算放大器u4的反相输入端连接；

所述第九电阻r9的一端与所述第二运算放大器u4的反相输入端连接，所述第九电阻r9的另一端接地；

所述第十电阻r10的一端与所述温度传感器u2的输出端连接，所述第十电阻r10的另一端与所述第二运算放大器u4的同相输入端连接；

所述第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9以及第十电阻r10在所述风机调速电路作为平衡电阻。

可选的，所述温度传感器u2输出的电压随着采集到的温度的升高而增大。

本发明公开的一种风机调速电路，包括：降压芯片u1、温度传感器u2、第一运算放大器u3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一二极管d1，温度传感器u2采集降温对象的温度，温度传感器u2的输出端与第一运算放大器u3的反相输入端连接，降压芯片u1的电压输出端1与第一运算放大器u3的同相输入端连接，第一运算放大器u3的输出端与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与第一二极管d1的负极连接，第一二极管d1的正极与降压芯片u1的反馈端6连接，降压芯片u1的反馈端6与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端接地，降压芯片u1的反馈端6与第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与降压芯片u1的电压输出端1连接，降压芯片u1的电压输出端1与风机的电源输入端连接，为风机提供电源，其中，降压芯片u1通过调整电压输出端1的电压使得反馈端6的电压维持在预设电压值。温度传感器采集降温对象的温度升高时，温度传感器输出的电压增高，使第一运算放大器的输出端电压减小，通过第三电阻r3的电流增大，降压芯片u1的反馈端6的电压减小，为了维持降压芯片u1的反馈端6的电压不变，降压芯片增大电压输出端电压，因此风机两端电压增大，转速加快。降温对象的温度下降时与之相反。本发明实现了直接采集温度对风机转速进行调节，形成一个温度与散热条件的闭环控制，节约了主控芯片的资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种风机调速电路的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种风机调速电路的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种风机调速电路，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

随着科技的发展，如中央处理器(cpu)、单片机等的许多电子器件，因为要进行很多的计算与事务处理，会导致这些电子器件发热。如果没有很好的散热方式可能会使这些电子器件烧毁。风冷，即通过风机进行散热是业内常用的散热方式。但是给风机供电，让风机一直工作且要让风机能够对多数情况都能进行有效的散热，需要较大的转速，这样就会产生下面两个问题：一是风机本身的功耗是一直持续不变的，导致能源浪费；二是风机工作一直以一个较大的转速工作产生噪音。

目前直流风机调速的方式有两种，一种是采用具有调速功能的风机，利用主控芯片对风机的转速进行控制。另一种是通过主控芯片控制风机的直流电源电压值，达到控制转速的目的。但是，这两种方式，都需要占用主控芯片的资源，导致主控芯片的资源浪费，且采集温度信号，经过算法然后输出信号对风机转速进行控制，增加了控制的难度和工作量。

因此，本发明提供了一种风机调速电路，自身可以直接采集温度信号对风机转速进行调节，形成了一个温度与散热条件的闭环控制，无需通过主控芯片对风机转速进行控制，节约了主控芯片资源，减少了数字编程的工作量。

本发明实施例提供的一种风机调速电路，如图1所示，图1中u1为降压芯片，u2为温度传感器，u3为第一运算放大器，r1为第一电阻，r2为第二电阻，r3为第三电阻，d1为第一二极管。其中，降压芯片u1有六个端，1端out为电压输出端，2端input为电源电压输入端，3端cboost升压电容端，4端ground为接地端，6端feed为反馈端，7端on/off为电源输出控制端，“+”代表运算放大器的同相输入端，“-”代表运算放大器的反相输入端，“gnd”代表接地，vcc为供电电源输入电压，vcco为降压芯片u1的电压输出端电压，wd为温度传感器u2输出的电压，fd为降压芯片u1的反馈端电压。

该风机调速电路，包括：降压芯片u1、温度传感器u2、第一运算放大器u3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一二极管d1，

温度传感器u2采集降温对象的温度，温度传感器u2的输出端与第一运算放大器u3的反相输入端连接，降压芯片u1的电压输出端1与第一运算放大器u3的同相输入端连接，第一运算放大器u3的输出端与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与第一二极管d1的负极连接，第一二极管d1的正极与降压芯片u1的反馈端6连接，降压芯片u1的反馈端6与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端接地，降压芯片u1的反馈端6与第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与降压芯片u1的电压输出端1连接，降压芯片u1的电压输出端1与风机的电源输入端连接，为风机提供电源，其中，降压芯片u1通过调整电压输出端1的电压使得反馈端6的电压维持在预设电压值。

可选的，降压芯片u1可以采用lm2678电压变换器。lm2678电压变换器具有较高的变换效率，适用于本发明的风机调速电路。

可选的，降压芯片u1的反馈端6的电压需要保持在预设值，所以当反馈端6的电压发生变化时，降压芯片会改变占空比，从而改变电压输出端1的电压，直到反馈端6的电压恢复到预设值。

可选的，降压芯片u1的电源电压输入端2连接直流电源，给该直流风机调速电路供电。

可选的，温度传感器u2输出的电压随着采集到的温度的升高而增大。

可选的，本发明所采用的风机，其转速可以随着电压增大而加快。

需要说明的是，在本发明中温度传感器可以采用输出电压采集到的温度的升高而减小的温度传感器，相应的风机需要采用转速随着电压增大而减小的风机。具体采用什么温度传感器和风机，只要在不脱离本发明原理的情况下均属于本发明的保护范围。

可选的，温度传感器u2需要电源供电，温度传感器u2的电源电压输入端可以接在降压芯片u1的电压输出端，使降压芯片u1为温度传感器u2供电。这样的接法不会影响本发明的实现。

可选的，第一运算放大器u3需要电源供电，第一运算放大器u3的电源电压输入端可以接在降压芯片u1的电压输出端，使降压芯片u1为第一运算放大器u3供电。这样的接法不会影响本发明的实现。

温度传感器采集降温对象的温度升高时，温度传感器输出的电压增高，使第一运算放大器的输出端电压减小，通过第三电阻r3的电流增大，降压芯片u1的反馈端6的电压减小，为了维持降压芯片u1的反馈端6的电压不变，降压芯片增大电压输出端电压，因此风机两端电压增大，转速加快。降温对象的温度下降时与之相反。本发明实现了直接采集温度对风机转速进行调节，形成一个温度与散热条件的闭环控制，节约了主控芯片的资源。

需要说明的是，当r3中的电流越变越大时，相当于第一电阻r1并联了一个越来越小的电阻，所以反馈端的电压，又因为第一电阻r1和第二电阻r2串联，所以反馈端6的电压即r1两端的电压越来越小，为了保持反馈端6的预设电压值，降压芯片u1加大占空比，使电压输出脚的电压增大，第一电阻r1可以分到更多的电压，直至反馈端6恢复预设电压值。

在一实施例中，如图2所示，图2中，降压芯片，u2为温度传感器，u3为第一运算放大器，u4为第二运算放大器，r1为第一电阻，r2为第二电阻，r3为第三电阻，r4为第四电阻，r5为第五电阻，r6为第六电阻，r7为第七电阻，r8为第八电阻，r9为第九电阻，r10为第十电阻，c1为第六电容，c2为第二电容，c3为第三电容，c4为第四电容，c5为第五电容，c6为第一电容，d1为第一二极管，d2为第二二极管，l为电感。其中，降压芯片u1有六个端，1端out为电压输出端，2端input为电源电压输入端，3端cboost升压电容端，4端ground为接地端，6端feed为反馈端，7端on/off为电源输出控制端，“+”代表运算放大器的同相输入端，“-”代表运算放大器的反相输入端，“gnd”代表接地，vcc为供电电源输入电压，vcco为降压芯片u1的电压输出端电压，wd为温度传感器u2输出的电压，fd为降压芯片u1的反馈端电压。

可选的，在一具体实施例中，降压芯片的电源电压输入端2接入直流电源，降压芯片的接地端4和电源输出控制端7接地。

可选的，在一具体实施例中，风机调速电路，还包括：第二运算放大器u4，

温度传感器u2的输出端与第二运算放大器u4的同相输入端连接，第二运算放大器u4的反相输入端接地，第二运算放大器u4的输出端与第一运算放大器u3的反相输入端连接。

需要说明的是，第二运算放大器u4可以放大温度传感器u2的输出电压，因为大多数的温度传感器输出的电压都会比较小，所以需要通过运算放大器的放大，当然如果采用可以输出足够电压的温度传感器，就不需要运算放大器对其电压进行放大。

可选的，第二运算放大器u4需要电源供电，第二运算放大器u4的电源电压输入端可以接在降压芯片u1的电压输出端，使降压芯片u1为第二运算放大器u4供电。这样的接法不会影响本发明的实现。

可选的，在一具体实施例中，风机调速电路，还包括：电感l，

电感l的一端与降压芯片u1的电压输出端1连接，电感l的另一端与第一运算放大器u3的同相输入端连接。

需要说明的是，电感l具有滤波的作用。

可选的，在一具体实施例中，风机调速电路，还包括：第二二极管d2，

第二二极管d2的正极接地，第二二极管d2的负极与降压芯片u1的电压输出端1连接。

可选的，在一具体实施中，风机调速电路，还包括：第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4，

第一电容c1的一端与降压芯片u1的电压输入端2连接，第一电容c1的另一端接地；

第二电容c2的一端与降压芯片u1的电压输入端2连接，第二电容c2的另一端接地；

第三电容c3的一端与降压芯片u1的电压输出端1连接，第三电容c3的另一端接地；

第四电容c4的一端与降压芯片u1的电压输出端1连接，第四电容c4的另一端接地；

第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4在风机调速电路作为滤波的电容。

需要说明的是滤波可以使电压以及通过电路电流的脉动减小，波形变得平滑。

可选的，在一具体实施例中，风机调速电路，还包括：第五电容c5，

第五电容c5连接在降压芯片u1的电压输出端1与降压芯片u1的升压电容端3之间，作为取能的电容。

需要说明的是，第五电容c5可以提高输入电压，使降压芯片u1的内部损耗减小，从而提高电源的效率。

可选的，在一具体实施例中，风机调速电路，还包括：第六电容c6和第四电阻r4，

第六电容c6的一端与第一运算放大器u3的反相输入端连接，第六电容c6的另一端与第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端与第一运算放大器u3的输出端连接；

第六电容c6、第四电阻r4和运算放大器组成积分电路。

需要说明的是，积分电路可以用于反馈控制中的积分补偿。

可选的，在一具体实施例中，风机调速电路，还包括：第五电阻r5和第六电阻r6，

降压芯片u1的电压输出端1与第一运算放大器u3的同相输入端连接，具体配置为降压芯片u1的电压输出端1与第五电阻r5连接，第五电阻r5与第一运算放大器u3的同相输入端连接；

第六电阻r6的一端与第一运算放大器u3的同相输入端连接，第六电阻r6的另一端接地；

第五电阻r5和第六电阻r6在风机调速电路作为平衡电阻。

需要说明的是，平衡电阻可以消除静态基极电流对输出电压的影响，大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡。

可选的，在以具体实施例中，风机调速电路，还包括：第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9以及第十电阻r10，

第七电阻r7的一端与第一运算放大器u3的反相输入端连接，第七电阻r7的另一端与第二运算放大器u4的输出端连接；

第八电阻r8的一端与第二运算放大器u4的输出端连接，第八电阻r8的另一端与第二运算放大器u4的反相输入端连接；

第九电阻r9的一端与第二运算放大器u4的反相输入端连接，第九电阻r9的另一端接地；

第十电阻r10的一端与温度传感器u2的输出端连接，第十电阻r10的另一端与第二运算放大器u4的同相输入端连接；

第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9以及第十电阻r10在风机调速电路作为平衡电阻。

需要说明的是，平衡电阻可以消除静态基极电流对输出电压的影响，大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡。

可选的，在如图2的直流风机调速电路，有vcco＝fd*(r2/r1+1)，运算放大器同相输入端的电压为vcco*r6/(r5+r6)，运算放大器反相输入端的电压为wd*(1+r4/r5)。

本发明公开的一种风机调速电路，包括：降压芯片u1、温度传感器u2、第一运算放大器u3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第一二极管d1，温度传感器u2采集降温对象的温度，温度传感器u2的输出端与第一运算放大器u3的反相输入端连接，降压芯片u1的电压输出端1与第一运算放大器u3的同相输入端连接，第一运算放大器u3的输出端与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与第一二极管d1的负极连接，第一二极管d1的正极与降压芯片u1的反馈端6连接，降压芯片u1的反馈端6与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端接地，降压芯片u1的反馈端6与第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与降压芯片u1的电压输出端1连接，降压芯片u1的电压输出端1与风机的电源输入端连接，为风机提供电源，其中，降压芯片u1通过调整电压输出端1的电压使得反馈端6的电压维持在预设电压值。温度传感器采集降温对象的温度升高时，温度传感器输出的电压增高，使第一运算放大器的输出端电压减小，通过第三电阻r3的电流增大，降压芯片u1的反馈端6的电压减小，为了维持降压芯片u1的反馈端6的电压不变，降压芯片增大电压输出端电压，因此风机两端电压增大，转速加快。降温对象的温度下降时与之相反。本发明实现了直接采集温度对风机转速进行调节，形成一个温度与散热条件的闭环控制，节约了主控芯片的资源。

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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。