专利名称：一种有告警输出的直流风扇的故障检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于检测装置，具体涉及一种有告警输出的直流风扇的故障检测装置。
背景技术：
现有的电力电子设备，本身的损耗发热较大，所以经常需要借用风扇对其冷却。电 子控制设备中的供电多有直流源提供，并且直流风扇易调速，因此直流风扇经常被用在电 子设备中。和交流风扇相比，直流风扇需增加部件实现从直流到交流的转换，故直流风扇易 出现故障。通常直流风扇会出现堵转、断路、不在位，故障出现时，设备发热部件很可能因为 过热而损坏。因此，对于风扇故障的准确及时检测显得很重要。 目前，直流风扇分为无告警输出和有告警输出两种类型。无告警输出的风扇，只提 供电源和地的引线。如果需要检测风扇状态，则需要通过外接电路，目前大部分途径是通过 检测风扇电流实现检测的，由于这种风扇的故障检测方法存在一些短处，所以越来越多的 用户开始使用有告警输出的直流风扇，这种风扇除了有电源和地之外还具有一根风扇告警 信号，而对于风扇告警信号的合理处理就显得尤为重要。 现有对有告警输出的风扇检测方法是在输出风扇告警信号上连接合适的上拉电
阻和电源。用户一般根据风扇信号的电平转换来判断风扇是否正常，如图l所示。 现有的故障检测方法在对多个风扇进行处理时需要分别对多个故障信号进行处
理，这样检测的通道较多；当风扇反接时会对后级电路及风扇造成损坏，并且风扇的告警信
号输出易受温度、电源等干扰因素影响而出现电平波动，电平的波动会使后续电路发生误检测。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种有告警输出的直流风扇的故障检测
装置，可以同时实现对多个风扇的故障检测并通过告警灯指示出现故障的风扇。 为了解决上述问题，本实用新型公开了一种有告警输出的直流风扇的故障检测装
置，该装置包括多路并联的风扇故障检测电路，所有风扇故障检测电路接连到信号处理单
元的输入端，其中，每一路风扇故障检测电路中第一限流电阻的一端连接到电源，所述第一
限流电阻的另一端连接到所述信号处理单元的输入端以及该风扇的告警信号。 进一步地，上述装置中，每一路风扇故障检测电路中还包括发光二极管以及第二
限流电阻，所述第一限流电阻的一端连接到所述电源，另一端连接到所述风扇的告警信号
以及所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接到所述第二限流电阻的一端，所
述第二限流电阻的另一端连接到所述信号处理单元的输入端。 进一步地，所述信号处理单元采用光耦或者三极管实现。 其中，所述信号处理单元采用光耦实现时，所述第二限流电阻的一端接入光耦原 边的输入端，光耦原边的输出端接地，光耦副边的输入端接电源，光耦副边的输出端输出检
3测信号，同时，所述输出端通过下拉电阻接地。 所述信号处理单元采用三极管实现时，所述第二限流电阻的一端接入三极管的基 极，所述三极管的基极还通过分压电阻接地，所述三极管的集电极接电源，所述三极管的发 射极输出检测信号。 同一路风扇故障检测电路中，所述第一限流电阻与所述第二限流电阻的阻值相同 或者不同。 不同的风扇故障检测电路中所述第一限流电阻的阻值相同或者不同。 不同的风扇故障检测电路中所述第二限流电阻的阻值相同或者不同。 本发明技术方案采用了多路共用式故障检测电路，可以同时对多个风扇进行故障
检测，只需提供一路故障输出信号就可以说明风扇故障的存在，并且通过告警灯指示出现
故障的风扇，故障风扇查找方便快速。另外，本发明不仅实现对多台直流风扇在位、断路、堵
转、反接情况下告警信号的检测处理，还实现了风扇反接时对风扇及检测电路的有效保护，
提高故障检测电路的抗干扰能力，使故障检测更加可靠和准确。
图1 (a)是现有技术对带告警信号输出直流风扇的故障检测电路示意图； 图l(b)是图l(a)所示电路中风扇连接插头示意图； 图2是本发明的电路示意图； 图3是本实施例中采用光耦实现信号处理的电路示意图； 图4(a)是本发明实际应用中采用PC817光耦实现信号处理的电路示意图； 图4(b)是图4(a)所示电路中风扇连接插头示意图； 图5是本实施例中采用三极管实现信号处理的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。 —种有告警输出的直流风扇的故障检测装置，如图2所示，包括多路并联的风扇
故障检测电路，具体所包含的风扇故障检测电路的数目由所检测风扇数量决定，对于每一
路风扇故障检测电路而言，需要一只限流电阻R，其一端接到电源l(即VCC1)上，另一端接
到发光二极管VD的阳极，发光二极管的阴极接到限流电阻RL的一端，电阻RL的另一端接
到信号处理单元的输入，风扇告警信号则连接到发光二极管VD的阳极。 其中，同一路风扇故障检测电路中，限流电阻R与限流电阻RL的阻值可以相同，也
可以不同；而对于不同的风扇故障检测电路之间，所有的限流电阻R(即整个装置中的限流
电阻R)可以选用同一阻值的电阻，也可以分别选用不同阻值的电阻，同样地，整个装置中
的限流电阻RL也可以选用同一阻值的电阻，也可以选用不同阻值的电阻。 下面介绍上述装置的工作过程。 首先可以将每一路风扇故障检测电路中直流风扇的告警信号定义为FAN_Fx， (x =1，2，3...)，告警信号端通过限流电阻R接到VCC1上。当风扇正常工作时，信号FAN—Fx 则保持低电平，限流电阻R中流有电流，限流电阻RL以及发光二极管VD中则没有电流流 过，此时，信号处理单元中的光耦或者三极管处于截止状态，发光二极管指示灯熄灭；[0028] 当风扇出现堵转或者断路时，信号FAN_Fx则为高阻状态，即信号FAN_Fx会保持高 电平，这样，信号处理单元中的光耦原边或者三极管基极存在从VCC1经流限流电阻R、发光 二极管VD以及限流电阻RL的电流，信号处理单元中的光耦或者三极管处于开通状态，发光 二极管指示灯点亮，提示用户该路风扇出现故障。 当风扇插头出现反接时，发光二极管指示灯点亮，并且由于采用了限流电阻RL，信 号处理单元就不会因为非正常的告警信号而导致过流烧坏，同时，风扇内部的告警电路也 不会损坏。即限流电阻RL起到了反接保护作用。另外，风扇正常工作情况下告警输出信号 也易受温度、电源等外界干扰而波动，限流电阻RL的使用还可以提高故障检测电路的抗干 扰能力。 上述装置中，信号处理单元可采用光耦或者三极管实现。当信号处理单元选用光 耦实现时，根据安规以及电路的要求，光耦的原边地和副边地可以连接也可以分开，并根据 光耦规格计算限流电阻R和RL的大小；当选用三极管时，风扇地和检测信号地必须一致，而 限流电阻的阻值大小则需要根据三极管的开通特性计算。 下面先介绍信号处理单元采用光耦实现时的电路，如图3所示，限流电阻RL的一 端接入光耦原边的输入端，光耦原边的另一端接VCC1地；光耦的副边的一端接到VCC2上， 副边的另一端通过下拉电阻R'接到VCC2地上，其中，VCC1和VCC2可以进行共地连接，也 可以进行非共地连接；光耦的副边连接下拉电阻的输出端输出的即为风扇故障检测电路的 检测信号。 具体地，以检测的风扇数目是5为例，来介绍采用光耦实现信号处理的故障检测 装置，此时，该故障检测装置选用了 PC817光耦，如图4 (a)所示，该光耦的原边和副边共地， 其开启电流为2毫安即满足导通工作，推荐最大电流不应超过50毫安，发光二极管选用①3 红发光管，工作电流在1至10mA之间，限流电阻R和RL均选用5. 1K电阻。 当一只风扇堵转时，光耦输入电流为2. 4毫安(即最小工作电流)，电流满足发光 二极管工作要求，即该风扇故障检测电路中的发光二极管的指示灯变亮；当五只风扇全堵 转时，光耦输入电流为12毫安(即最大工作电流)，五路风扇故障检测电路中的发光二极管 的指示灯全部变亮，由此可以看出，最大和最小工作电流均在光耦推荐的工作范围之内。而 对于发光二极管则可选用1N4148，因为其的推荐最大使用电流为200毫安，故可以满足电 路使用要求。电阻损耗通过核算是0.05W，选用功率为1/4W的电阻作为限流电阻即可满足 电路要求。 并且，实验表明按照上述各参数构成的风扇故障检测电路中，当风扇正常运行时， 光耦关闭，红发光管熄灭且检测信号为低电平信号；当任意一台或更多台风扇出现堵转、断 路、未接入以及风扇反接故障时，风扇故障检测电路均会启动光耦工作，检测信号为高电平 信号，同时相应的红发光管被点亮，通过信号处理单元输出的检测信号电平可判断风扇故 障，通过被点亮的红发光管可具体定位发生故障的风扇。 下面再介绍信号处理单元采用三极管实现时的电路，如图5所示，限流电阻RL的 一端接入三极管的基极，分压电阻R"—端接到三极管的基极上，分压电阻R"的另一端接 到电源地上，使用NPN或者PNP三极管时，发射基连接上拉或者下拉电阻R'，集电极接入 VCC2，发射极输出的信号即为风扇故障检测电路的检测信号。 从上述实施例可以看出，本发明装置针对带告警输出的直流风扇采用了多路共用式的故障检测电路，实现对多个风扇的故障检测并通过告警灯指示出现故障的风扇，整个 检测处理电路输出一路检测信号。另外，该方法还可实现风扇反接时对风扇及处理电路的 有效保护，提高故障检测电路的抗干扰能力。 当然，本发明还可有多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况，熟悉本 领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的更改或变化，但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，均应包含在本发明所附的权利要求的保护范围之 内。
权利要求一种有告警输出的直流风扇的故障检测装置，其特征在于，该装置包括多路并联的风扇故障检测电路，所有风扇故障检测电路接连到信号处理单元的输入端，其中，每一路风扇故障检测电路中第一限流电阻的一端连接到电源，所述第一限流电阻的另一端连接到所述信号处理单元的输入端以及该风扇的告警信号。
2. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，每一路风扇故障检测电路中还包括发光二极管以及第二限流电阻，所述第一限流电阻 的一端连接到所述电源，另一端连接到所述风扇的告警信号以及所述发光二极管的阳极， 所述发光二极管的阴极连接到所述第二限流电阻的一端，所述第二限流电阻的另一端连接 到所述信号处理单元的输入端。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于， 所述信号处理单元采用光耦或者三极管实现。
4. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元采用光耦实现时，所述第二限流电阻的一端接入光耦原边的输入 端，光耦原边的输出端接地，光耦副边的输入端接电源，光耦副边的输出端输出检测信号， 同时，所述输出端通过下拉电阻接地。
5. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元采用三极管实现时，所述第二限流电阻的一端接入三极管的基极， 所述三极管的基极还通过分压电阻接地，所述三极管的集电极接电源，所述三极管的发射 极输出检测信号。
6. 如权利要求2、4或5所述的装置，其特征在于，同一路风扇故障检测电路中，所述第一限流电阻与所述第二限流电阻的阻值相同或者 不同。
7. 如权利要求2、4或5所述的装置，其特征在于，不同的风扇故障检测电路中所述第一 限流电阻的阻值相同或者不同。
8. 如权利要求2、4或5所述的装置，其特征在于， 不同的风扇故障检测电路中所述第二限流电阻的阻值相同或者不同。
专利摘要本实用新型涉及一种有告警输出的直流风扇的故障检测装置，属于检测装置。本实用新型公开的故障检测装置包括多路并联的风扇故障检测电路，所有风扇故障检测电路接连到信号处理单元的输入端，其中，每一路风扇故障检测电路中第一限流电阻的一端连接到电源，所述第一限流电阻的另一端连接到所述信号处理单元的输入端以及该风扇的告警信号。本实用新型技术方案可以同时对多个风扇进行故障检测，并且通过告警灯指示出现故障的风扇，故障风扇查找方便快速。
文档编号F04B51/00GK201474944SQ20092016374
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者张新永 申请人:中兴通讯股份有限公司