Ups电源系统中直流风扇安全故障检测电路的制作方法
【专利摘要】UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，涉及直流风扇检测领域，包括依次连接的安全输入保护电路、信号转换电路和波动电压检测电路，本实用新型设置波动电压检测电路来检测所述直流风扇两端的电压变化情况，从而获取直流风扇内的线圈的感抗的变化频率，根据直流风扇的特性，直流风扇转动一周，直流风扇内的线圈的感抗变化的周期个数与风扇的叶片数量相当，如此，获取到直流风扇内的线圈的感抗的变化频率便可精确得出直流风扇的转速；同时本实用新型针对这一周期性的变化频率，设计了安全输入保护电路对整个电路依照信号输入频率逐周保护，而且响应十分快速及时，充分保护了整个检测器件的安全，使检测电路的使用寿命大大提高。
【专利说明】UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及直流风扇检测领域，具体为UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路。
【背景技术】
[0002]UPS (Uninterrupted Power Supply,不间断电源)是能在电网停电时提供交流电力的电源设备，是一些需要持续不断电源供应的设备必需配备的设备。散热对于UPS而言同样重要，目前许多UPS设备在需要散热的地方安装有直流风扇，以达到散热的目的，然而直流风扇工作时也会发生故障，如不及时找出故障风扇进行维修更换，就可能会给UPS带来不必要的损失，因此许多UPS都配备有检测直流风扇故障的检测电路，传统的检测电路一般是通过与直流风扇串联RC电路采样电压，再通过外围电路将其转换为高电平或低电平的故障信号，这样只能检测直流风扇转动和不转动这两种情况，不能检测堵转，更不能精确检测风扇的转速；而且现有直流风扇的检测电路对过载及负载短路的保护不够，检测器件的损坏往往是由于缺少保护电路或保护电路不及时造成的，虽然有些专用集成电路集成了某种保护功能，但往往保护参数单一不能很方便地实现设计者意图，而没有使用具备保护功能集成电路的方案，则检测器件处于裸奔状态，随时面临意外情况下的损坏。即使有意单独设计保护电路,往往电路相对复杂,成本也相应较高。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，包括依次连接的安全输入保护电路、信号转换电路和波动电压检测电路，所述的安全输入保护电路包括电阻R9，PNP型三极管Q3，NPN型三极管Q2，电阻R8和电阻R7，其中，电阻R9的一端与三极管Q3的发射极相连，电阻R9与三极管Q3发射极的连接节点处连接数字信号输入，电阻R9的另一端与三极管Q3的基极、三极管Q2的集电极相连并交汇于A点；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与三极管Q3的集电极以及电阻R8 —端相连，电阻R7 —端接地，另一端与电阻R8的另一端相连。
[0006]进一步的，所述的信号转换电路包括三极管Q1、M0S管VT、二极管ZD3、电容Cl、电容C2和分压电阻R2，三极管Ql的基极经由电容Cl与分压电阻R2的一端连接，所述分压电阻R2的另一端接地，二极管ZD3与电容Cl并联，二极管ZD3的负极连接于电容Cl与三极管Ql的接点，二极管ZD3的正极外接直流风扇FAN ;三极管Ql集电极通过电阻R5外接电源VCC，三极管Ql发射极通过电阻R8与三极管Q2的基极连接；M0S管VT的栅极经由电容C2与三极管Ql的集电极连接，栅极同时接入电源VDD，M0S管VT的漏极连接安全输入保护电路中的A点，源极通过电阻R7接地，电容C2与MOS管VT的接点通过电阻R6接地，MOS管VT的栅极向故障判断电路输出所述数字信号。
[0007]进一步的，所述的波动电压检测电路包括分压电阻R3和与所述分压电阻R3并联的稳压管ZD1、ZD2，分压电阻R3与直流风扇FAN串联，稳压管ZDl —端接地，另一端连接在二极管ZD3与直流风扇FAN间，稳压管ZD2的一端接地，另一端与电阻R2的接地端和二极管ZD3的正极连接。
[0008]综上所述，直流风扇包含有线圈，各个线圈轮流通电以产生旋转磁场来驱动包含有磁环的风扇叶片转动，线圈是感性元件，直流风扇转动时，其感抗也会随风扇叶片内的磁环的转动发生周期性变化，直流风扇两端的电压便发生相应的周期性变化，本实用新型利用这个特点，设置波动电压检测电路来检测所述直流风扇两端的电压变化情况，从而获取直流风扇内的线圈的感抗的变化频率，根据直流风扇的特性，直流风扇转动一周，直流风扇内的线圈的感抗变化的周期个数与风扇的叶片数量相当，如此，获取到直流风扇内的线圈的感抗的变化频率便可精确得出直流风扇的转速；同时本实用新型针对这一周期性的变化频率，设计了安全输入保护电路对整个电路依照信号输入频率逐周保护，而且响应十分快速及时，充分保护了整个检测器件的安全，使检测电路的使用寿命大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0010]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0011]如图1所示的UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，包括依次连接的安全输入保护电路、信号转换电路和波动电压检测电路，所述的安全输入保护电路包括电阻R9，PNP型三极管Q3，NPN型三极管Q2，电阻R8和电阻R7，其中，电阻R9的一端与三极管Q3的发射极相连，电阻R9与三极管Q3发射极的连接节点处连接数字信号输入，电阻R9的另一端与三极管Q3的基极、三极管Q2的集电极相连并交汇于A点；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与三极管Q3的集电极以及电阻R8 —端相连，电阻R7 —端接地，另一端与电阻R8的另一端相连；
[0012]所述的信号转换电路包括三极管Q1、M0S管VT、二极管ZD3、电容Cl、电容C2和分压电阻R2，三极管Ql的基极经由电容Cl与分压电阻R2的一端连接，所述分压电阻R2的另一端接地，二极管ZD3与电容Cl并联，二极管ZD3的负极连接于电容Cl与三极管Ql的接点，二极管ZD3的正极外接直流风扇FAN ;三极管Ql集电极通过电阻R5外接电源VCC，三极管Ql发射极通过电阻R8与三极管Q2的基极连接；M0S管VT的栅极经由电容C2与三极管Ql的集电极连接，栅极同时接入电源VDD，MOS管VT的漏极连接安全输入保护电路中的A点，源极通过电阻R7接地，电容C2与MOS管VT的接点通过电阻R6接地，MOS管VT的栅极向故障判断电路输出所述数字信号；
[0013]所述的波动电压检测电路包括分压电阻R3和与所述分压电阻R3并联的稳压管201、202，分压电阻1?3与直流风扇FAN串联，稳压管ZDl —端接地，另一端连接在二极管ZD3与直流风扇FAN间，稳压管ZD2的一端接地，另一端与电阻R2的接地端和二极管ZD3的正极连接。
[0014]波动电压检测电路检测所述直流风扇两端的电压变化频率并产生与其变化频率相同的电压检测信号传递给信号转换电路，信号转换电路将所述电压检测信号转换为频率与所述电压检测信号的频率成比例关系的作为风扇运行状态指示信号的数字信号输出。
[0015]当数字信号输入为高电平且通过作用到MOS管VT后，MOS管VT开始导通并且电流开始增加，电阻R7上压降也同步增大，电阻R7上压降大于三极管Q2导通电压后，三极管Q2开始导通，电阻R9压降开始增加，电阻R9压降超过三极管Q3导通电压后，三极管Q3导通，三极管Q3导通的结果是使NPN三极管Q2的基极电压上升促使三极管Q2导通程度进一步加大，而三极管Q2导通程度的加大又促使三极管Q3导通程度的进一步加大，如此正反馈的结果是三极管Q2、三极管Q3快速进入了饱和自锁状态，由于NPN三极管Q2饱和，MOS管驱动单元进入关断状态，R7上压降为0，但由于三极管Ql饱和抬高了三极管Q2基极电压，自锁状态仍然继续维持，MOS管处于持续关断状态，当数字信号为低电平，自锁状态解除。
[0016]分压电阻Rl经由电阻R2和电容Cl向三极管Ql输出的分压电阻Rl两端的电压信号就是电压检测信号，分压电阻Rl两端的电压变小时，由于电容Cl两端电压不能突变，三极管Ql基极电压被拉低，三极管Ql截止，MOS管VT的漏极经由电容C2和电阻R5从12V外接电源处充电，故而MOS管Q2导通，信号转换电路的输出端，即MOS管Q2的栅极向故障判断电路输出的数字信号输入从高电平跳变到低电平，此时，电容Cl经由电阻R4从外接电源VCC处快速充电，使三极管Ql的基极电平短时间内恢复到高电平，三极管Ql恢复导通，MOS管VT恢复截止，数字信号输入从低电平跳变到高电平，另外，分压电阻Rl两端的电压变大时通过二极管ZD3和电阻R3也可让三极管Ql的基极电平恢复到高电平以让三极管Ql导通。三极管Ql持续导通，直到分压电阻Rl两端的电压在下一个周期里再次变小时再次重复上述过程，如此循环从而得到与分压电阻Rl两端电压变化的频率相同的数字信号输入。
[0017]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，其特征在于，UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，包括依次连接的安全输入保护电路、信号转换电路和波动电压检测电路，所述的安全输入保护电路包括电阻R9，PNP型三极管Q3，NPN型三极管Q2，电阻R8和电阻R7，其中，电阻R9的一端与三极管Q3的发射极相连，电阻R9与三极管Q3发射极的连接节点处连接数字信号输入，电阻R9的另一端与三极管Q3的基极、三极管Q2的集电极相连并交汇于A点；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极与三极管Q3的集电极以及电阻R8 —端相连，电阻R7 —端接地,另一端与电阻R8的另一端相连。
2.根据权利要求1所述的UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，其特征在于:所述的信号转换电路包括三极管Ql、MOS管VT、二极管ZD3、电容Cl、电容C2和分压电阻R2，三极管Ql的基极经由电容Cl与分压电阻R2的一端连接，所述分压电阻R2的另一端接地，二极管ZD3与电容Cl并联，二极管ZD3的负极连接于电容Cl与三极管Ql的接点，二极管ZD3的正极外接直流风扇FAN ;三极管Ql集电极通过电阻R5外接电源VCC，三极管Ql发射极通过电阻R8与三极管Q2的基极连接；MOS管VT的栅极经由电容C2与三极管Ql的集电极连接，栅极同时接入电源VDD，MOS管VT的漏极连接安全输入保护电路中的A点，源极通过电阻R7接地，电容C2与MOS管VT的接点通过电阻R6接地。
3.根据权利要求1所述的UPS电源系统中直流风扇安全故障检测电路，其特征在于:所述的波动电压检测电路包括分压电阻R3和与所述分压电阻R3并联的稳压管ZD1、ZD2，分压电阻R3与直流风扇FAN串联，稳压管ZDl —端接地，另一端连接在二极管ZD3与直流风扇FAN间，稳压管ZD2的一端接地，另一端与电阻R2的接地端和二极管ZD3的正极连接。
【文档编号】F04D27/00GK204082610SQ201420521987
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】陈晓晓 申请人:陈晓晓