易于设置工作点的风扇温控调速电路的制作方法
【专利摘要】一种易于设置工作点的风扇温控调速电路，以运算放大器为中心，配以运放偏置电路、温度检测电路、负反馈电路、限位电路和功率推动电路等构成。以较少的元件实现直流风扇的温控调速功能，能控制风扇维持运转、变速运转、最高转速运转，各种运转方式对应的工作点都有相应电路进行设置，电路内涵计算公式。本发明提供了详细的工作点设置方法和计算公式。
【专利说明】易于设置工作点的风扇温控调速电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及直流散热风扇的温控调速电路，尤其是涉及风扇温控调速电路工作点的设置。
【背景技术】
[0002]直流风扇是设备主要散热工具，因散热与噪声的矛盾，给风扇增加调速功能近年日益广泛。直流风扇调速主要采用PWM技术和调压式两种方式，PWM方式效果好，但成本因素影响了它的普及；调压式是采取调节风扇供电电压的方式控制直流风扇转速，它以简易、成本低、自成体系独立运行的优势在直流风扇温控调速电路中占有不低的比例。
[0003]调压式温控调速电路基本原理及在实践中面对的问题见说明书附图1，温度较低时，调速电路给风扇提供一个维持工作电压Ucv使风扇维持低速运转；当温度超过设定温度A时，风扇随温度变化作变速运转；达到另一个较高温度t2时，调速电路提供给风扇最高工作电压Uomax,风扇全速运转。三个状态,维持运转状态、变速运转状态、全速运转状态；两个点，风扇从维持运转转为变速运转的变速起始点，变速运转到全速运转的转换点；设计调速电路时，因三个状态两个点互相牵扯，使电路难以再简化；同时，调速电路工作点的设置缺乏简便公式，借助可调电阻实验来确定设计参数并不罕见。要使调压式温控调速电路得到更广泛的应用，还须从设计环节着手找到工作稳定的、内涵有计算公式的电路形式，并且这种电路形式应该结构简单、成本不高。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种易于设置工作点的风扇温控调速电路，以运算放大器为中心，配以运放偏置电路、温度检测电路、负反馈电路、限位电路和功率推动电路等构成。以较少的元件实现直流风扇的温控调速功能，能控制风扇维持运转、变速运转、最高转速运转，各种运转方式对应的工作点都有相应电路进行设置，电路内涵有计算公式。本发明提供了详细的工作点设置方法和计算公式。
[0005]电路构成:用运算放大器作放大器件；两只电阻从电源分压，中点接在运放的一个输入端为其提供偏置，同时用以设置放大电路基准电压；热敏电阻与一只电阻从电源分压，中点接在运放另一个输入端为其提供偏置，同时把热敏电阻随温度变化其阻值变化转化为电压变化提供给这个输入端；运放的输出端接功率推动电路；功率推动电路的输出端接直流风扇；负反馈电路一端接在功率推动电路输出端，或接在能体现功率推动电路输出端电压变化的电路点，另一端接运放接有温度检测电路的输入端；限位电路可以是具有单向导电特性的单个元件，也可以是含有单向导电特性元件的多个元件组合；限位电路至少有两个端子，一个端子接在功率推动电路输出端，或接在能体现功率推动电路输出端电压变化的电路点，检测输出端电压变化，另一个端子接在运放接有温度检测电路的输入端，控制这个输入端的电压，配合其它电路为风扇提供维持运转电压；电路输出端设有脉冲抑制电路，是与直流风扇并联的电容构成。【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是调压式温控调速电路输出电压与温度关系的普适曲线；
[0007]图2是第I实施例电路图；
[0008]图3是闭环电压增益Kf与温度及输出电压关系图；
[0009]图4是第2实施例电路图；
[0010]图5是第3实施例电路图；
[0011]图6是第4实施例电路图。
【具体实施方式】
[0012]第I实施例电路分析
[0013]见说明书附 图2，因分析关系到计算工作点，分析前需先确定温度h、温度t2和维持电压Ucv参见说明书附图1，根据实际需要确定A、t2，参考风扇生产厂家给出的直流风扇最低启动电压数据确定维持电压Uo0 ；
R2
[0014]维持电压Uo。的设置该实施例电路由Rl与R2从电源分压，分压电压VCCu—.~
K1+R2
RT
提供给运放A的同相输入端；温度传感器RT与R3从电源分压，分压电压提供
R3tR I
给运放A的反相输入端；温度传感器RT采用NTC负温度系数热敏电阻。先假设运放两个输
入端工作点都已经设置为大致等于I VCC;再假设二极管D开路，又假设环境温度极低，看
RTR2
一下电路工作状况:这时RT阻值很大，造成VCC=7^> VCC:^，即运放的反相输
R3+RTK1+K2
入端电压大于同相输入端电压\+，运放将输出低电平，三极管BG截止，输出电压Uo为
零。现在接入二极管D，再看一下电路工作状况:此时D的正端电压高于负端电压，D因获
得正向电压而导通；D导通拉低了运放反相输入端电压，使运放输出端电压上升，三极管导
通，输出电压Uo升高；当运放输入端电压VA_ = VA+时，电路工作状态达到平衡，这时的输出
电压正是需要的使风扇维持低速运转的维持电压Uotl;由于电路平衡时运放两输入端电压
R2
相等，VA-=VA+= VCC^^ ;从运放反相输入端出发，经二极管D、三极管B-E这条路
径看过去，功率推动电路输出端与运放输入端的电位差有:二极管导通压降Vf和三极管的
R2
Vbe,因此:Uo0=一 VF-VBE;由上式得到Rl、R2分压比:
CxlaT R2
[0015]= U°0+^V—,式中:VF_ 二极管正向工作电压，有了分压比，也就有了计算R1、R2的依据；确定Rl、R2后，维持电压Uo0的设置完成。
[0016]由以上分析可知，维持电压Uo0只与R1、R2分压比相关，之后其它工作点的设置不
R2
影响维持电压的设定；同时可知，确定R1、R2阻值以后，得到分压电压VCC;-^，它被单
R1+R2
独放置于运放的一个输入端，不但决定维持电压Ucv而且是放大电路进入放大区时的基准电压。[0017]从上面分析看出:正是由于二极管D的接入，调速电路输出电压Uo被限制为不低
于
【权利要求】
1.一种易于设置工作点的风扇温控调速电路，包括:用运算放大器作放大器件；两只电阻从电源分压，中点接在运放的一个输入端为其提供偏置，同时用以设置放大电路基准电压；热敏电阻与一只电阻从电源分压，中点接在运放另一个输入端为其提供偏置，同时把热敏电阻随温度变化其阻值变化转化为电压变化提供给这个输入端；运放的输出端接功率推动电路；功率推动电路的输出端接直流风扇；负反馈电路一端接在功率推动电路输出端，或接在能体现功率推动电路输出端电压变化的电路点，另一端接运放接有温度检测电路的输入端；直流风扇并联有抑制脉冲电压的电容；其特征是:有一限位电路；
2.如权利要求1所述易于设置工作点的风扇温控调速电路，其特征在于:所述限位电路可以是具有单向导电特性的单个元件，也可以是含有单向导电特性元件的多个元件组合；
3.如权利要求1所述易于设置工作点的风扇温控调速电路，其特征在于:所述限位电路至少有两个端子，一个端子接在功率推动电路输出端，或接在能体现功率推动电路输出端电压变化的电路点，检测输出端电压变化，另一个端子接在运放接有温度检测电路的输入端，控制这个输入端的电压，配合其它电路为风扇提供维持运转电压。
【文档编号】F04D27/00GK103982455SQ201410242561
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月25日 优先权日:2014年5月25日
【发明者】姜智康, 姜菡 申请人:姜智康, 姜菡