风扇驱动电路的制作方法
【专利摘要】一种风扇驱动电路，用于驱动第一风扇及第二风扇，第一风扇与第二风扇并联且分别与直流电源的正极相连。风扇驱动电路包括脉冲宽度调制信号产生模块、锁相与相位延后模块、脉波输出第一比较器及第一电容。脉冲宽度调制信号产生模块的一端与外部电源相连，另一端与第一风扇相连。锁相与相位延后模块与脉冲宽度调制信号产生模块相连。脉波输出第一比较器包括第一输入端、第二输入端及输出端。第一电容连接于直流电源的正极与地之间。风扇驱动电路利用前一级风扇中的电感在脉冲宽度调制信号产生模块在非工作周期产生的愣次电流预先驱动后一级风扇，节约了风扇驱动功耗和降低了噪音。
【专利说明】风扇驱动电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种风扇驱动电路，尤其涉及一种可降低风扇驱动能耗的驱动电路。
【背景技术】
[0002] 传统风扇的驱动线路，是一种持续性消耗能源以驱动风扇转动的不经济电路设 计，也因为电路需要不断的提供能源来驱动风扇，相关零件就会持续产生功耗消耗，造成寿 命的减短。如果风扇转速很高，消耗功率将会占据系统轻载时的绝大部分，如此便会使得系 统无法达到能源法规的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种风扇驱动电路，利用前一级风扇中电感产生的愣次电流来预先驱 动后一级风扇，降低了风扇驱动时的能耗与噪音。
[0004] 本发明提供一种风扇驱动电路，用于驱动第一风扇及第二风扇，第一风扇与第二 风扇并联且分别与直流电源的正极相连。风扇驱动电路包括脉冲宽度调制信号产生模块、 锁相与相位延后模块、脉波输出第一比较器及第一电容。脉冲宽度调制信号产生模块的一 端与外部电源相连，另一端与第一风扇相连，用于产生脉波驱动第一风扇及第二风扇。锁相 与相位延后模块与脉冲宽度调制信号产生模块相连，用于发送脉冲宽度调制信号给脉冲宽 度调制信号产生模块，使得脉冲宽度调制信号产生模块产生不同相位差的脉波。脉波输出 第一比较器包括第一输入端、第二输入端及输出端，第一输入端与锁相与相位延后模块相 连以获得锁相与相位延后模块产生的脉冲宽度调制信号，第二输入端输入参考电源，输出 端连接于第二风扇与地之间，用于依据脉冲宽度调制信号产生模块在接收到脉冲宽度调制 信号后输出脉冲脉波至第二风扇。第一电容连接于直流电源的正极与地之间。其中，风扇驱 动电路利用第一风扇中的电感在脉冲宽度调制信号产生模块在非工作周期产生愣次电流， 且将愣次电流储存于第一电容中，并利用愣次电流预先驱动第二风扇。
[0005] 优选的，脉冲宽度调制信号产生模块包括第二电容及电压比较器，电压比较器包 括第一输入端、第二输入端及输出端，电压比较器的第一输入端与外部电源相连，电压比较 器的第二输入端为电压参考端，电压比较器的输出端与第一风扇相连；其中，当电压比较器 的外界电压源电压大于电压比较器的参考电压时，电压比较器输出端输出高电平信号给脉 冲宽度调制信号产生模块，使得脉冲宽度调制信号产生模块输出正脉波，使得脉冲宽度调 制信号产生模块处于工作周期；当电压比较器的外界电压源小于电压比较器的参考电压 时，电压比较器的输出端输出低电平信号给脉冲宽度调制信号产生模块，使得脉冲宽度调 制信号产生模块处于非工作周期。
[0006] 优选的，锁相与相位延后模块与脉冲宽度调制信号产生模块连接，锁相与相位延 时模块用于产生相位差为180的脉冲宽度调制信号给脉冲宽度调制信号产生模块。
[0007] 优选的，风扇驱动电路还包括第三电容及电阻，第三电容与地相连，电阻与第二电 容相连，第三电容与电阻组成一滤波电路，用于将脉冲宽度调制信号产生模块所产生的三 角波转换成方波用于驱动第一风扇与第二风扇。
[0008] 优选的，风扇驱动电路还包括第三风扇与脉波输出第二比较器，第三风扇与第一 风扇及第二风扇并联，且分别与直流电源正极相连。脉波输出第二比较器包括第一输入端、 第二输入端及输出端，脉波输出第二比较器的第一输入端与锁相与相位延后模块相连，脉 波输出第二比较器的第二输入端与脉冲宽度调制信号产生模块相连，脉波输出第二比较器 的输出端与第三风扇相连，用于输出脉波给第三风扇。
[0009] 优选的，锁相与相位延后模块与脉冲宽度调制信号产生模块连接，锁相与相位延 时模块用于产生相位差为120的脉冲宽度调制信号给脉冲宽度调制信号产生模块。
[0010] 优选的，风扇驱动电路还包括第一开关、第二开关及第三开关，第一开关、第二开 关及第三开关的第一电极分别与对应的第一风扇、第二风扇及第三风扇相连，第一开关、第 二开关及第三开关的第二电极分别与接地端相连，第一开关、第二开关及第三开关的控制 极分别与对应的电压比较器、脉波输出第一比较器及脉波输出第二比较器的输出端相连。 当脉冲宽度调制信号产生模块输出正脉波时，第一开关的控制极为高电平，第一开关导通， 第一风扇开始工作。当脉冲宽度调制信号产生模块停止工作时，第一开关的控制极为低电 平，第一风扇停止工作，且第一风扇中的电感利用脉冲宽度调制信号产生模块停止工作的 时间产生愣次电流，并将所产生的愣次电流储存于第一电容中用于预先驱动第二风扇。
[0011] 优选的，第一开关、第二开关及第三开关为N型非金属场效应管，第一开关、第二 开关及第三开关的第一电极为N型非金属场效应管的漏极，第一开关、第二开关及第三开 关的第二电极为N型非金属场效应管的源极，开第一开关、第二开关及第三开关的控制极 为N型非金属场效应管的栅极。
[0012] 本发明的风扇驱动电路利用前一级风扇中的电感在脉冲宽度调制信号产生模块 在非工作周期产生的愣次电流预先驱动后一级风扇，节约了风扇驱动功耗和降低了噪音。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明风扇驱动电路第一实施方式的电路图。
[0014] 图2为本发明风扇驱动电路第二实施方式的电路图。
[0015] 图3为本发明风扇驱动电路第三实施方式的电路图。
[0016] 主要元件符号说明
[0017] 风扇驱动电路 100
[0018] 脉冲宽度调制信号产生模块 101
[0019] 锁相与相位延后模块 103
[0020] 电压比较器 U1
[0021] 脉波输出第一比较器 U2
[0022] 脉波输出第二比较器 U3
[0023] 第一电容 C1
[0024] 第二电容 C2
[0025] 第三电容 C3
[0026] 电阻 R1
[0027] 直流电源 DC
[0028] 第一开关 K1
[0029] 第二开关 K2
[0030] 第三开关 K3
[0031] 第一风扇 Fanl
[0032] 第二风扇 Fan2
[0033] 第三风扇 Fan3
[0034] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0035] 请参阅图1，为本发明风扇驱动电路100的第一实施例的具体电路图。
[0036] 在本实施方式中，风扇驱动电路100包括第一风扇Fanl及第二风扇Fan2。第一风 扇Fanl与第二风扇Fan2并联且分别与直流电源DC的正极相连。风扇驱动电路100包括 脉冲宽度调制信号产生模块101、锁相与相位延后模块103、脉波输出第一比较器U2及第一 电容C1。其中，风扇驱动电路100利用第一风扇Fanl中的电感在脉冲宽度调制信号产生模 块101在非工作周期产生愣次电流，且将愣次电流储存于第一电容C1中，并利用愣次电流 预先驱动第二风扇Fan2。
[0037] 脉冲宽度调制信号产生模块101的一端与外部电源相连，另一端与第一风扇Fanl 相连，用于产生脉波驱动第一风扇Fanl及第二风扇Fan2。
[0038] 在本实施方式中，脉冲宽度调制信号产生模块101包括第二电容C2及电压比较器 U1，电压比较器U1包括第一输入端、第二输入端及输出端，电压比较器U1的第一输入端与 外部电源相连，电压比较器的第二输入端为电压参考端，电压比较器U1的输出端与第一风 扇Fanl相连；其中，当电压比较器U1的外界电压源电压大于电压比较器U1的参考电压时， 电压比较器U1输出端输出高电平信号给脉冲宽度调制信号产生模块101，使得脉冲宽度调 制信号产生模块101处于工作周期，使得脉冲宽度调制信号产生模块101输出正脉波；当 电压比较器U1的外界电压源小于电压比较器U1的参考电压时，电压比较器U1的输出端输 出低电平信号给脉冲宽度调制信号产生模块101，使得脉冲宽度调制信号产生模块101处 于非工作周期。锁相与相位延后模块103与脉冲宽度调制信号产生模块101相连，用于发 送脉冲宽度调制信号给脉冲宽度调制信号产生模块101，使得脉冲宽度调制信号产生模块 101产生不同相位差的脉波。
[0039] 锁相与相位延后模块103用于产生相位差为180的脉冲宽度调制信号给脉冲宽度 调制信号模块101，使得脉冲宽度调制信号产生模块101产生脉波以驱动第二风扇Fan2。
[0040] 脉波输出第一比较器U2包括第一输入端、第二输入端及输出端，第一输入端与锁 相与相位延后模块103相连以获得锁相与相位延后模块103产生的脉冲宽度调制信号，第 二输入端输入参考电源，输出端连接于第二风扇与地之间，用于依据脉冲宽度调制信号产 生模块在接收到脉冲宽度调制信号后输出脉冲脉波至第二风扇。
[0041] 第一电容C1连接于直流电源DC的正极与地之间，用于储存电流用以预先驱动第 二风扇Fan2。风扇驱动电路100利用第一风扇Fanl中的电感在脉冲宽度调制信号产生模 块101在非工作周期产生愣次电流，且将愣次电流储存于第一电容C1中，并利用愣次电流 预先驱动第二风扇Fan2。如前，锁相与相位延后模块103会产生存在180度的相位差，也就 是脉冲宽度调制信号产生模块101在0到180度相位之间会发出正脉波，第一风扇Fanl也 处于工作状态。当180度个相位过后，脉冲宽度调制信号产生模块101会停止工作，此时第 一风扇Fanl中的电感会产生愣次电流，且将产生的愣次电流储存在第一电容C1中。当第 一风扇Fanl停止工作时，储存于第一电容C1中的愣次电流会预选驱动第二风扇Fan2。锁 相与相位延后模块103在180度到360度相位之间又会输出脉冲宽度调制信号给脉冲宽度 调制信号产生模块101，脉冲宽度调制信号产生模块101会输出正脉波给第二风扇Fan2以 驱动第二风扇。整个风扇驱动电路100如此循环工作，节省了风扇驱动时的能耗和降低了 噪音。
[0042] 在本实施方式中，风扇驱动电路100还包括第三电容C3及电阻R1，第三电容C3与 接地端相连，电阻R1与第二电容C2相连，第三电容C3与电阻R1组成一滤波电路，用于将 脉冲宽度调制信号产生模块101产生的三角波转换成方波以驱动第一风扇Fanl及第二风 扇 Fan2。
[0043] 在本实施方式中，风扇驱动电路100可应用于台式机（DT)、伺服器（Server)、紧急 电力供给（EPS)和各种交换机（LAN switch)产品。
[0044] 图2为本发明风扇驱动电路100的第二实施方式。
[0045] 在本实施方式中，与图1所示的实施例相比，风扇驱动电路100还包括第三风扇 Fan3与脉波输出第二比较器U2,其中，第三风扇Fan3与第一风扇Fanl及第二风扇Fan2并 联，且分别与直流电源DC正极相连。
[0046] 在本实施方式中，脉波输出第二比较器U2包括第一输入端、第二输入端及输出 端，脉波输出第二比较器U2的第一输入端与锁相与相位延后模块103相连，脉波输出第二 比较器U2的第二输入端与脉冲宽度调制信号产生模块103相连，脉波输出第二比较器U2 的输出端与第三风扇Fan3相连，用于输出脉波给所述第三风扇Fan3。
[0047] 在本实施方式中，锁相与相位延后模块103与脉冲宽度调制信号产生模块101连 接，锁相与相位延时模块103用于产生相位差为120的脉冲宽度调制信号给脉冲宽度调制 信号产生模块101。
[0048] 图3为本发明风扇驱动电路100的第三实施方式。
[0049] 在本实施方式中，与图2所示的实施例相比，风扇驱动电路100还包括第一开关 K1、第二开关K2及第三开关K3。第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3的第一电极分别 与对应的第一风扇Fanl、第二风扇Fan2及第三风扇Fan3相连。第一开关K1、第二开关K2 及第三开关K3的第二电极分别与接地端相连，第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3的 控制极分别与对应的电压比较器U1、脉波输出第一比较器U2及脉波输出第二比较器U2的 输出端相连。
[0050] 第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3为N型非金属场效应管，第一开关K1、第 二开关K2及第三开关K3的第一电极为N型非金属场效应管的漏极，第一开关K1、第二开关 K2及第三开关K3的第二电极为N型非金属场效应管的源极，开第一开关K1、第二开关K2 及第三开关K3的控制极为N型非金属场效应管的栅极。
[0051] 当脉冲宽度调制信号产生模块101输出正脉波时，第一开关K1的控制极为高电 平，第一开关K1导通，所述第一风扇Fanl开始工作。
[0052] 当脉冲宽度调制信号产生模块101停止工作时，第一开关K1的控制极为低电平， 第一风扇Fanl停止工作，且第一风扇Fanl中的电感利用脉冲宽度调制信号产生模块103 停止工作的时间产生愣次电流，并将所产生的愣次电流储存于第一电容C1中用于预先驱 动第二风扇Fan2。
[0053] 当第二风扇Fan2工作一段时间后，S卩120个相位差后，脉冲宽度调制信号产生模 块101将会停止工作，第二开关K2的控制极为低电平，第二风扇Fan2也停止工作。第二风 扇Fan2中的电感利用脉冲宽度调制信号产生模块103停止工作的时间产生愣次电流，并将 所产生的愣次电流储存于第一电容C1中用于预先驱动第三风扇Fan3。如此循还。
[0054] 此外，在其他实施方式中，风扇驱动电路中的风扇还可以为4个、5个到η个。
[0055] 从而，本发明各种实施方式中的风扇驱动电路利用前一级风扇中的电感在脉冲宽 度调制信号产生模块101在非工作周期产生的愣次电流预先驱动后一级风扇，节约了风扇 驱动功耗和降低了噪音。
【权利要求】
1. 一种风扇驱动电路，用于驱动第一风扇及第二风扇，所述第一风扇与第二风扇并联 且分别与直流电源的正极相连，其特征在于，所述风扇驱动电路包括： 脉冲宽度调制信号产生模块，一端与外部电源相连，一端与所述第一风扇及所述第二 风扇相连，用于产生脉波驱动所述第一风扇及所述第二风扇； 锁相与相位延后模块，与所述脉冲宽度调制信号产生模块相连，用于发送脉冲宽度调 制信号给所述脉冲宽度调制信号产生模块，使得所述脉冲宽度调制信号产生模块产生不同 相位差的脉波； 脉波输出第一比较器，包括第一输入端、第二输入端及输出端，第一输入端与所述锁相 与相位延后模块相连以获得所述锁相与相位延后模块产生的脉冲宽度调制信号，第二输入 端输入参考电源，输出端连接于所述第二风扇与地之间，用于依据所述脉冲宽度调制信号 产生模块在接收到脉冲宽度调制信号后输出脉冲脉波至所述第二风扇；及 第一电容，连接于所述直流电源的正极与地之间； 其中，所述风扇驱动电路利用所述第一风扇中的电感在所述脉冲宽度调制信号产生模 块在非工作周期产生愣次电流，且将所述愣次电流储存于所述第一电容中，并利用所述愣 次电流预先驱动所述第二风扇。
2. 如权利要求1所述的风扇驱动电路，其特征在于，所述脉冲宽度调制信号产生模块 包括第二电容及电压比较器，所述电压比较器包括第一输入端、第二输入端及输出端，所述 电压比较器的第一输入端与外部电源相连，所述电压比较器的第二输入端为电压参考端， 所述电压比较器的输出端与第一风扇相连； 其中，当所述电压比较器的外界电压源电压大于所述电压比较器的参考电压时，所述 电压比较器输出端输出高电平信号给所述脉冲宽度调制信号产生模块，使得所述脉冲宽度 调制信号产生模块输出正脉波，使得所述脉冲宽度调制信号产生模块处于工作周期； 当所述电压比较器的外界电压源小于所述电压比较器的参考电压时，所述电压比较器 的输出端输出低电平信号给所述脉冲宽度调制信号产生模块，使得所述脉冲宽度调制信号 产生模块处于所述非工作周期。
3. 如权利要求1所述的风扇驱动电路，其特征在于，所述锁相与相位延后模块与所述 脉冲宽度调制信号产生模块连接，所述锁相与相位延时模块用于产生相位差为180的脉冲 宽度调制信号给所述脉冲宽度调制信号产生模块。
4. 如权利要求2所述的风扇驱动电路，其特征在于，所述风扇驱动电路还包括第三电 容及电阻，所述第三电容与地相连，所述电阻与所述第二电容相连，所述第三电容与所述电 阻组成一滤波电路，用于将所述脉冲宽度调制信号产生模块所产生的三角波转换成方波用 于驱动所述第一风扇与所述第二风扇。
5. 如权利要求2所述的风扇驱动电路，其特征在于，还包括： 第三风扇，与所述第一风扇及所述第二风扇并联，且分别与所述直流电源正极相连； 脉波输出第二比较器，所述脉波输出第二比较器包括第一输入端、第二输入端及输出 端，所述脉波输出第二比较器的第一输入端与所述锁相与相位延后模块相连，所述脉波输 出第二比较器的第二输入端与所述脉冲宽度调制信号产生模块相连，所述脉波输出第二比 较器的输出端与第三风扇相连，用于输出脉波给所述第三风扇。
6. 如权利要求5所述的风扇驱动电路，其特征在于，所述锁相与相位延后模块与所述 脉冲宽度调制信号产生模块连接，所述锁相与相位延时模块用于产生相位差为120的脉冲 宽度调制信号给所述脉冲宽度调制信号产生模块。
7. 如权利要求5所述的风扇驱动电路，其特征在于，所述风扇驱动电路还包括第一开 关、第二开关及第三开关，所述第一开关、第二开关及第三开关的第一电极分别与对应的所 述第一风扇、第二风扇及第三风扇相连，所述第一开关、第二开关及第三开关的第二电极分 别与接地端相连，所述第一开关、第二开关及第三开关的控制极分别与对应的所述电压比 较器、脉波输出第一比较器及脉波输出第二比较器的输出端相连； 当所述脉冲宽度调制信号产生模块输出正脉波时，所述第一开关的控制极为高电平， 所述第一开关导通，所述第一风扇开始工作； 当所述脉冲宽度调制信号产生模块停止工作时，所述第一开关的控制极为低电平，所 述第一风扇停止工作，且所述第一风扇中的电感利用所述脉冲宽度调制信号产生模块停止 工作的时间产生愣次电流，并将所产生的愣次电流储存于所述第一电容中用于预先驱动所 述第二风扇。
8. 如权利要求7所述的风扇驱动电路，其特征在于，所述第一开关、第二开关及第三开 关为N型非金属场效应管，所述第一开关、第二开关及第三开关的第一电极为N型非金属场 效应管的漏极，所述第一开关、第二开关及第三开关的第二电极为N型非金属场效应管的 源极，所述开第一开关、第二开关及第三开关的控制极为N型非金属场效应管的栅极。
【文档编号】H02P1/54GK104065309SQ201310084345
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】戴明泽 申请人:鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司