直流风扇电压控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及电源散热控制领域，尤其涉及到一种直流风扇电压控制电路。
【背景技术】
[0002] 在很多电子设备中，为了防止设备在长期工作状态下温度过高而损坏电子设备， 通常都会为主功率器件配备散热器，例如工控机、计算机、光伏逆变器等，尤其是在新能源 领域如风力发电、光伏逆变器等，为了减少机器损耗，一般都会通过对风扇进行调速以减少 机器本身的损耗。
[0003]目前，风扇的温控调速调速系统大都采用主控IC在接收到温度传感器信号后，通 过调节主控IC或微控芯片等的输出PffM信号来控制风扇的转速。这种方法需要控制芯片、 采样通道等，系统比较复杂，并且要求风扇有PWM调速功能，因此这种系统的成本比较高， 而且一般为了抗干扰还需要隔离PWM信号，是一种控制相对复杂，成本也比较高的方法。而 当主控IC或微控芯片受到外部干扰时(如静电冲击、温度过高等）主控IC或微控芯片容易 出现不正常状态，这样会导致风扇的状态异常，因此整个系统的可靠性较差。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种直流风扇电压控制电路，以实现直流风扇的调速。
[0005] 根据本申请的第一方面，本申请提供一种直流风扇电压控制电路，包括：
[0006] 电压变换电路，用于为直流风扇的直流电机提供合适的直流电压；
[0007] 控制电路，用于控制电压变换电路输出给直流电机的直流电压；
[0008] 反馈回路，反馈回路耦合在电压变换电路的直流电压输出端和控制电路之间。其 中，反馈回路包括：
[0009] 稳压模块，其包括输入端、输出端和参考电压端，其输入端和输出端分别耦合至电 压变换电路的直流电压输出端和低电平端；
[0010] 分压支路，分压支路耦合在稳压模块的输入端和输出端之间，分压支路包括串联 的分压电阻和感应单元，感应单元用于感应温度变化并随温度变化改变其阻值；参考电压 端耦合至分压支路中分压电阻和感应单元之间的感应节点。
[0011] 本申请的有益效果是：根据本申请提供的直流风扇电压控制电路，利用感应单元 随温度变化的特性来改变直流风扇电源反馈回路比例系数，从而达到通过改变输出电压以 调整风扇转速的目的。
【附图说明】
[0012] 图1为本申请实施例一直流风扇控制电路结构图；
[0013] 图2为本申请实施例一负热敏电阻特性曲线示意图；
[0014] 图3为本申请实施例二直流风扇控制电路结构图；
[0015] 图4为本申请实施例二正热敏电阻特性曲线示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0017] 在很多电子设备中，为了防止设备在长期工作状态下温度过高而损坏电子设备， 通常都会为主功率器件配备散热器，例如工控机、计算机、光伏逆变器等，尤其是在新能源 领域如风力发电、光伏逆变器等。一般而言，散热器包括散热风扇，通过散热风扇产生的气 流将电子设备中热气排出。如果主功率器件所处环境温度过高，则散热风扇应转动的更快， 以迅速将热气排出；当主功率器件所处环境温度合适时，散热风扇的转速可以适当降低，从 而节约能源。控制风扇转速的是加载在风扇上的电压，电压越大，转速越大。
[0018] 以光伏逆变器中的直流风扇为例进行说明。请参考图1，为本实施例公开的直流风 扇电压控制电路结构图，包括：电压变换电路1、控制电路2和反馈回路3。其中，电压变换 电路1用于为直流风扇的直流电机4提供合适的直流电压VFan;控制电路2用于控制电压 变换电路1输出给直流电机4的直流电压VFan;反馈回路3耦合在电压变换电路1的直流 电压输出端和控制电路2之间。
[0019] 在一种具体实施例中，反馈回路3包括：稳压模块32和分压支路31。
[0020] 稳压模块32包括输入端322、输出端323和参考电压端321，其输入端322和输出 端323分别耦合至电压变换电路1的直流电压输出端和低电平端GND;分压支路31耦合在 稳压模块32的输入端322和输出端323之间，分压支路31包括串联的分压电阻R3和感应 单元311，感应单元311用于感应温度变化并随温度变化改变其阻值；参考电压端321耦合 至，分压支路31中串联的分压电阻R3和感应单元311之间形成的感应节点Q。在一种具体 实施例中，感应单元311应当优选置于散热器上或者散热器附近的位置。
[0021] 在其它实施例中，为了实现对流过直流电机4的电流进行限流，在电压变换电路1 的直流电压输出端和反馈回路3之间还可以包括限流电阻Rl;当然，还应包括用于向稳压 模块32分流的分流电阻R2。限流电阻Rl的第一端耦合至电压变换电路1的直流电压输出 端；分流电阻R2的第二端耦合至输入端322 ;限流电阻Rl的第二端与分流电阻R2的第一 端耦合并耦合到控制电路2,从而将分流电阻R2两端的压差反馈至控制电路2。
[0022] 出于安规的考虑，该直流风扇电压控制电路还可以包括隔离模块5,隔离模块5耦 合在控制电路2和反馈回路3之间。在一种具体实施例中，隔离模块4可以通过现有技术 如光耦隔离U2实现，当然也可以进一步包括第二电容C2以实现滤波。通过隔离模块5将 分流电阻R2两端的压差反馈至控制电路2,可以实现反馈回路3和控制电路2的隔离，从而 保护了控制电路2,防止控制电路2被损害。另外一方面，隔离模块5可以分配直流电机4 过高的电压，从而对直流电机4的过压保护。
[0023] 在另一种具体实施例中，为了有效地补偿稳压模块32,可以根据需要在稳压模块 32的参考端321和输入端322之间增加反馈支路324,例如延迟环节、比例环节、微分环节、 比例-微分环节等，在本实施例中，反馈支路3为由第二电容C2和第四电阻R4实现的比 例-积分环节。
[0024] 下面结合具体的实施例予以说明。
[0025] 实施例一：
[0026] 请参考图1，为本实施例公开的直流风扇电压控制电路结构图。
[0027] 在本实施例中，具体地，对于分压支路31，感应单元311的阻值随感应到的温度升 高而减小，在一种具体实施例中，可以优选包括感应单元311负热敏电阻NTC，当然，在其它 实施例中，也可以是其它能够实现阻值随温度升高而减小的其它元件。在本实施例中，分压 电阻R3和感应单元311串联，分压电阻R3的另一端用于耦合至直流电压输出端，感应单元 311的另一端用于耦合至低电平端GND。以感应单元311包括负热敏电阻NTC为例，假设负 热敏电阻NTC的阻值为RNTe，RNTe的阻值跟随温度T的升高而减小，其电阻特性曲线示意图 如图2所示。
[0028] 在本实施例中，稳压模块32包括可控稳压源，以TL431为例进行说明。TL431的阳 极对应为稳压模块32的输入端322,TL431的阴极对应为稳压模块32的输出端323,TL431 的参考极对应为稳压模块32的参考电压端321。需要说明的是，在其它实施例中，稳压模块 32也可以包括其它的可控稳压源，相应地，稳压模块32的输入端322、输出端323和参考电 压端321也需要与之对应。根据可控稳压源(如TL431)的特性，可得直流电压输出端的电 压VFan为：
[0030]式中，Uraf为稳压模块32的参考电压端321 (如TL431的参考极）的电位，在一种 具体实施例中，稳压模块32的参考电压端321 (如TL431的参考极）的电位Uraf为常数，通 常为2. 5V，在其它实施例中，也可能是其它电位。
[0031] 当主功率器件温度升高时，负热敏电阻NTC的阻值RNTe减小，根据式（1)可知，直流 电压输出端的输出电压VFan增大，从而提高了风扇的转速，以加快散热；当然，根据式（1 )， 当主功率器件温度降低时，VFan也随着减小。在一种具体实施例中，负热敏电阻NTC优选 置于散热器附近的位置，在一种具体实施例中，如果条件允许，也可以直接置放在光伏逆变 器主功率器件的散热器上。
[0032] 为了过滤直流风扇工作过程中产生的电流波动和经由交流电源串入的干扰，使直 流电压输出端的电压VFan输出平稳，降低交变脉动波纹对直流风扇的影响，以使工作性能 更加稳定，反馈回路3还可以包括第一电容Cl，第一电容Cl耦合在电压变换电路1的直流 电压输出端和感应节点Q之间。
[0033] 当负热敏电阻NTC的阻值RNTe为0时，根据式（1)可知，VFan=〇〇,为了更有效地 保护直流风扇，防止过高的电压输入直流电机4,在一种具体实施例中，反馈回路3还可以 包括第七电阻R7,第七电阻R7耦合在负热敏电阻NTC和低电平端GND之间。在另一种具体 实施例中，还可以进一步包括第五电阻R5,第五电阻R5并联在感应单元311的两端。通