专利名称：一种风扇调速的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇调速的装置及方法。
背景技术：
目前，通讯领域中的单板集成度越来越高，而系统设备越来越小，尤其是当单板工作在高功率的情况下，设备内的散热问题就变得相对突出了，解决设备的散热问题有多种方法，其中风扇作为一种有效的散热工具已得到了非常广泛的应用。虽然风扇的风速越大， 散热效果越强，但高风速也使风扇这一强噪声源的噪声功率成指数级增加，并且加大了系统功耗，而风扇长期工作在全速模式也会减少寿命，所以如何简便有效地调节风扇转速就成了电路设计中的一个重要环节。现有的风扇调速的主要解决方法是对于带转速控制信号线的风扇，由控制端输出转速控制PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制，简称脉宽调制)信号直接给风扇进行调速，PWM是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种技术。对于不带转速控制信号的风扇，主要是控制风扇的电源电压来达到调速的目的，而要对电压可调，要么设计一个可调的电源来给风扇供电，要么采用电阻分压来实现，这些方法太过复杂，而且成本高，功耗大。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种风扇调速的装置及方法，以解决上述相关技术中的风扇调速过于复杂，而且成本高，功耗大的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种风扇调速的装置，包括电平转换单元，用于对输入的控制信号进行电平转换；开关控制单元，用于根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源通断。进一步地，所述风扇为2线风扇。进一步地，还包括处理器单元，用于产生控制信号。进一步地，电平转换单元包括三极管和电源。进一步地，开关控制单元包括MOS管，所述MOS管和风扇的电源串联。进一步地，前述控制信号为占空比可调的脉冲宽度调制信号。进一步地，处理器单元根据当前设备状态输出调速控制信号，所述调速控制信号包括占空比可调的脉冲宽度调制信号。进一步地，占空比根据设备温度的高低设置。进一步地，风扇供电的时间与脉冲宽度调制信号低电平的占空比成正比。根据本发明的另一方面，提供了一种风扇调速的方法，包括处理器单元产生控制信号并发送给电平转换单元；电平转换单元将输入的控制信号进行电平转换后发送给开关控制单元；开关控制单元根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源通断。进一步地，处理器单元根据当前设备状态输出调速控制信号，所述调速控制信号包括占空比可调的脉冲宽度调制信号。由于本发明的上述技术特征，本发明提供的一种风扇调速的装置及方法实现起来简单，功耗低，成本也不是很高，并且能根据需要设计多种转速档位，转速调整精确，效果好。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明实施例的一种风扇调速装置的示意图；图2是根据本发明实施例的一种风扇调速装置的电路示意图；图3是根据本发明实施例的对多个风扇调速的示意图；图4是根据本发明实施例的一种风扇调速方法的流程图；图5是根据本发明实施例的占空比的图示。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明提供了一种风扇调速装置，该装置包括将输入控制信号进行电平转换的电平转换单元，根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源自身通断的开关控制单元，开关控制单元串联到风扇电源中。风扇转速控制信号输入到电平转换单元，电平转换单元调整控制信号电平后输入给开关控制单元，开关控制单元根据控制信号不断地对风扇电源进行通断电控制，达到控制风扇转速的目的，转速的大小还可以由控制信号占空比来调整。控制信号占空比如图5所示，控制信号是指PWM信号，这是一种方波信号，方波正电平时间与方波周期时间的比就是占空比，方波周期不变，正电平时间可以由处理器来控制，这样就控制了占空比。本发明原理框图如图1所示，图1是根据本发明实施例的一种风扇调速装置的示意图。控制信号是设备主控端根据当前工作环境状态输出的调速控制信号，设备主控端如图1中的处理器单元，PWM控制信号可以由它产生，PWM信号的占空比是处理器根据当前温度来控制的。控制信号一般都为占空比可调的PWM方波信号，不同的占空比对应不同的转速，系统设备(比如基站系统)根据需要可以自定义转速档位，如低于0度，输出30%占空比的PWM为1档；0度 25度时，输出50%占空比的PWM为2档等。该调速PWM信号送入电平转换单元，电平转换单元对PWM信号的电平幅值进行转换，调整为适合开关控制单元的电平，保持原PWM信号的占空比。经过电平转换后的控制信号送入开关控制单元，开关控制单元根据控制信号不断地通断风扇的电源，通或断的时间由PWM控制信号的占空比来控制。图2是根据本发明实施例的一种风扇调速装置的电路示意图。电平转换单元由一个三极管和相应的电源组成，开关控制单元由一个MOS管组成，MOS管串联在风扇的电源上。三极管工作在饱和区或截止区，控制信号为高电平时，三极管BE极导通，CE导通将MOS 管G极下拉到低电平，MOS管截止，风扇电源断开；控制信号为低电平时，三极管CE截止，MOS管G极被上拉到VCC，这时MOS管导通，风扇正常供电。风扇供电的时间与PWM控制信号低电平的占空比成正比，即风扇的转速与控制信号低电平的占空比成正比。图3为控制多种多个风扇的应用图。2线、3线、4线风扇的意思是根据该型号风扇有几根信号线来定义的2线两根电源线(一正一负)3线两根电源线，一根状态信号线4线两根电源线，一根状态线，一根控制信号线。 2线风扇是指只有两根电源线的风扇，没有专用的调速信号线和状态信号线。4线风扇是指有两根电源线，一根调速控制线，一根转速状态线。系统中经常同时使用了两种风扇，而且需要同时进行调速控制，同一种占空比的调速信号送过来，对于4线风扇，该信号可以分别直接送入风扇进行调速。对于2线风扇，调速信号经过电平转换后送给开关控制单元，开关控制单元可以对所有需要调速的2线风扇进行统一的调速，开关控制单元串联在2线风扇的总电源上。这样系统只需要提供一根调速控制线就可以对多种多个风扇同时调速。图4为根据本发明实施例的一种风扇调速方法的流程图。本发明的一种风扇调速的方法，包括以下步骤SlOO 处理器单元产生控制信号并发送给电平转换单元；S102 电平转换单元将输入的控制信号进行电平转换后发送给开关控制单元；S104开关控制单元根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源通断。其中，平转换单元由三极管和电源组成，开关控制单元由MOS管组成，所述MOS管和风扇的电源串联，处理器单元根据当前设备状态输出调速控制信号，所述调速控制信号包括占空比可调的脉冲宽度调制信号，占空比根据设备温度的高低设置，风扇供电的时间与脉冲宽度调制信号低电平的占空比成正比。综上所述，由于本发明的上述技术特征，本发明提供的一种风扇调速的装置及方法实现起来简单，功耗低，成本也不是很高，并且能根据需要设计多种转速档位，转速调整精确，效果好。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路单元，或者将它们中的多个单元或步骤制作成单个集成电路单元来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种风扇调速的装置，其特征在于，包括电平转换单元，用于对输入的控制信号进行电平转换； 开关控制单元，用于根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源通断。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风扇为2线风扇。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括处理器单元，用于产生控制信号。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电平转换单元包括三极管和电源。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元包括MOS管，所述MOS 管和风扇的电源串联。
6.根据权利要求1至5任一所述的装置，其特征在于，所述控制信号为占空比可调的脉冲宽度调制信号。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器单元根据当前设备状态输出调速控制信号，所述调速控制信号包括占空比可调的脉冲宽度调制信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述占空比根据设备温度的高低设置。
9.根据权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于，风扇供电的时间与脉冲宽度调制信号低电平的占空比成正比。
10.一种风扇调速的方法，其特征在于，包括 处理器单元产生控制信号并发送给电平转换单元；电平转换单元将输入的控制信号进行电平转换后发送给开关控制单元； 开关控制单元根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源通断。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述处理器单元根据当前设备状态输出调速控制信号，所述调速控制信号包括占空比可调的脉冲宽度调制信号。
全文摘要
本发明公开了一种风扇调速的装置，包括电平转换单元，用于对输入的控制信号进行电平转换；开关控制单元，用于根据电平转换单元输出的信号控制风扇电源通断。本发明还公开了一种风扇调速的方法。本发明提供的一种风扇调速的装置及方法实现起来简单，功耗低，成本也不是很高，并且能根据需要设计多种转速档位，转速调整精确，效果好。
文档编号F04D27/00GK102261343SQ201010185280
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者赵琰 申请人:中兴通讯股份有限公司