风扇工作状态检测电路及装置的制作方法

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及风扇工作状态检测电路及装置。

背景技术：

目前，很多电子设备因为长期运行会产生大量的热量，因此，会配备风扇用于散热。而如果风扇因为短路、堵转、停转等原因而导致风扇工作停止，则会造成电子设备内部温度升高，影响电子设备的使用，甚至会造成电子设备损坏，严重时，甚至会发生火灾危险。因此，对风扇的工作状态进行检测，确保风扇处于正常运行的状态是至关重要的。

但目前，对风扇工作状态检测都依靠带有状态指示输出的风扇，制造成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种风扇工作状态检测电路及装置，旨在解决风扇工作状态检测成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种风扇工作状态检测电路，所述风扇工作状态检测电路包括电流采样电路、信号放大电路、信号延迟电路和反向电路，所述电流采样电路、信号放大电路、信号延迟电路和反向电路依次串联，所述电流采样电路的输入端与风扇连接；

所述电流采样电路，用于采集风扇的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路；

所述信号放大电路，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路；

所述信号延迟电路，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路；

所述反向电路，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置，以使得所述信号处理装置根据所述反向结果确定风扇的工作状态。

可选地，所述电流采样电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电阻的一端与地线连接，所述第一电阻的另一端分别与所述风扇、所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述信号放大电路连接。

可选地，所述信号放大电路包括第二电阻，第三电阻，第四电阻和第一三极管，所述第二电阻的一端与第一电源连接，第二电阻的另外一端与所述第三电阻的一端连接，第三电阻的另外一端接地，所述第一三极管的基极连接于所述第二电阻和第三电阻之间，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻一端连接，所述第四电阻的另外一端与第二电源连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极还与所述信号延迟电路连接。

可选地，所述信号延迟电路包括二极管和第二电容，所述二极管的正极与所述信号放大电路连接，所述二极管的负极分别与所述第二电容和反向电路连接，所述第二电容的另一端接地。

可选地，所述反向电路包括第五电阻、第六电阻和第二三极管，所述第五电阻的一端与所述信号延迟电路连接，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极分别与所述第六电阻的一端和信号处理装置连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第六电阻的另一端与所述第三电源连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种风扇工作状态检测装置，所述风扇工作状态检测装置包括风扇工作状态检测电路和信号处理装置；

所述风扇工作状态检测电路包括电流采样电路、信号放大电路、信号延迟电路和反向电路，所述电流采样电路、信号放大电路、信号延迟电路和反向电路依次串联，所述电流采样电路的输入端与风扇连接；

所述电流采样电路，用于采集风扇的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路；

所述信号放大电路，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路；

所述信号延迟电路，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路；

所述反向电路，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置；

所述信号处理装置，用于根据所述反向结果确定风扇工作状态。

可选地，所述电流采样电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电阻的一端与地线连接，所述第一电阻的另一端分别与所述风扇、所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述信号放大电路连接。

可选地，所述信号放大电路包括第二电阻，第三电阻，第四电阻和第一三极管，所述第二电阻的一端与第一电源连接，第二电阻的另外一端与所述第三电阻的一端连接，第三电阻的另外一端接地，所述第一三极管的基极连接于所述第二电阻和第三电阻之间，所述第一三极管的集电极与所述第四电阻一端连接，所述第四电阻的另外一端与第二电源连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极还与所述信号延迟电路连接。

可选地，所述信号延迟电路包括二极管和第二电容，所述二极管的正极与所述信号放大电路连接，所述二极管的负极分别与所述第二电容和反向电路连接，所述第二电容的另一端接地。

可选地，所述反向电路包括第五电阻、第六电阻和第二三极管，所述第五电阻的一端与所述信号延迟电路连接，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极分别与所述第六电阻的一端和信号处理装置连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第六电阻的另一端与所述第三电源连接。

本实用新型将电流采样电路、信号放大电路、信号延迟电路和反向电路依次串联，所述电流采样电路的输入端与风扇连接；所述电流采样电路，用于采集风扇的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路；所述信号放大电路，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路；所述信号延迟电路，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路；所述反向电路，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置，以使得所述信号处理装置根据所述反向结果确定风扇的工作状态。本实用新型通过对风扇工作电流的检测，将风扇电流转化为电压，并将电压进行放大后反向进行输出，从而根据不同的输出结果实现风扇的工作状态检测，识别出风扇是否停转/短路等，简化了系统设计，使得风扇不需使用状态指示输出，降低了风扇设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型风扇工作状态检测电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种风扇工作状态检测电路，应用于电子设备中，该电子设备可以是带有风扇的电脑主机、音响设备等。该风扇工作状态检测电路用于检测风扇的工作状态，参见图1，在一实施例中，所述风扇工作状态检测电路包括电流采样电路10、信号放大电路20、信号延迟电路30和反向电路40，所述电流采样电路10、信号放大电路20、信号延迟电路30和反向电路40依次串联，所述电流采样电路10的输入端与风扇50连接；所述电流采样电路10，用于采集风扇的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路20；所述信号放大电路20，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路30；所述信号延迟电路30，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路40；所述反向电路40，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置60，以使得所述信号处理装置60根据所述反向结果确定风扇50的工作状态。

在本实施例中的风扇工作状态检测电路与风扇50连接，接收风扇50输出的电流信号，并根据风扇50输出的电流信号判断风扇50的工作状态。当风扇50正常工作时，电流会呈周期性变化，特别是在，在转子s/n极和定子的n/s极正对时，电流会为0。而当电流为0时，风扇50流入电流采样电路10的电流值为会0，这时，电流采样电路10采集风扇50输出的电流数据，并转化为对应的电压数据，即采集电流为0时对应的低电压传输至信号放大电路20，信号放大电路20将电流采样电路10传输的低电压数据进行反向放大后传输给信号延迟电路30。信号延迟电路30获得反向后的高电压数据后，将这个高电压数据延迟一段时间持续输出给反向电路40，即持续一段时间保持这个高电压结果输出给反向电路40，持续的这段时间要大于下一次高电压到来的时间。即信号延迟电路30要将高电压数据结果延迟到下一个高电压数据达到之前，使得下一个高电压数据到来之前，信号延迟电路30一直保持高电压数据输出给反向电路40，从而保证判断结果的准确性，反向电路40用于将高电压数据进行再次反向后输出低电压给信号处理装置60，信号处理装置60根据低电平确定风扇50处于正常状态。

而当风扇工作状态异常时，如当风扇50堵转时，风扇50内部转子和定子位置固定，电流恒定，不会变为0。则风扇50会给电流采样电路10输入一个电流值，这时，电流采样电路10采集风扇50输出的电流数据，并转化为对应的电压数据，即采集一定电流值对应的高电压传输至信号放大电路20，信号放大电路20将电流采样电路10传输的高电压数据进行反向放大后传输给信号延迟电路30。信号延迟电路30获得反向后的低电压数据后，不会进行信号延迟，而是直接输出给反向电路40，反向电路40用于将低电压数据进行再次反向后输出高电压给信号处理装置60，信号处理装置60根据高电平确定风扇50处于异常状态。

本实用新型将电流采样电路10、信号放大电路20、信号延迟电路30和反向电路40依次串联，所述电流采样电路10的输入端与风扇50连接；所述电流采样电路10，用于采集风扇50的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路20；所述信号放大电路20，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路30；所述信号延迟电路30，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路40；所述反向电路40，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置60，以使得所述信号处理装置60根据所述反向结果确定风扇50的工作状态。本实用新型通过对风扇工作电流的检测，将风扇电流转化为电压，并将电压进行放大后反向进行输出，从而根据不同的输出结果实现风扇50的工作状态检测，识别出风扇50是否停转/短路等，简化了系统设计，使得风扇50不需使用状态指示输出，降低了风扇50设计成本。

请一并参看图2，所述电流采样电路10包括第一电容c1和第一电阻r5，所述第一电阻r5的一端与地线连接，所述第一电阻r5的另一端分别与所述风扇50、所述第一电容c1的一端连接，所述第一电容c1的另一端与所述信号放大电路20连接。

当风扇50正常工作时，当风扇50周期性电流值为0时，与风扇50连接的第一电容c1的两端电压都为低电平，从而将低电平输出给与第一电容c1连接的信号放大电路20。

请继续参见图2，所述信号放大电路20包括第二电阻r1，第三电阻r6，第四电阻r2和第一三极管q1，所述第二电阻r1的一端与第一电源07连接，第二电阻r1的另外一端与所述第三电阻r6的一端连接，第三电阻r6的另外一端接地，所述第一三极管q1的基极连接于所述第二电阻r1和第三电阻r6之间，所述第一三极管q1的集电极与所述第四电阻r2一端连接，所述第四电阻r2的另外一端与第二电源08连接，所述第一三极管q1的发射极接地，所述第一三极管q1的集电极还与所述信号延迟电路30连接。

在本实施例中，当电流为0时，电流采样电路10输出低电平后，与电流采样电路10连接的第一三极管q1会处于断开状态，从而使得分别与第一三极管q1的集电极、第二电源08连接的信号延迟电路30会输入一个高电平。

进一步地，所述信号延迟电路30包括二极管d1和第二电容c2，所述二极管d1的正极与所述信号放大电路20连接，所述二极管d1的负极分别与所述第二电容c2和反向电路40连接，所述第二电容c2的另一端接地。

需要说明的是，当电流为0时，信号放大电路20输出一个高电平给二极管d1后，到导致二极管d1导通，从而输出一个高电平给反向电路40。而当电流不为0时，第二电容c2会进行反向充电，给反向电路40输出一个较小的电流，并能保持一段时间，从而使得反向电路40在一段时间内一直接收高电平。

其中，所述反向电路40包括第五电阻r4、第六电阻r3和第二三极管q2，所述第五电阻r4的一端与所述信号延迟电路30连接，所述第五电阻r4的另一端与所述第二三极管q2的基极连接，所述第二三极管q2的集电极分别与所述第六电阻r3的一端和信号处理装置60连接，所述第二三极管q2的发射极接地，所述第六电阻r3的另一端与所述第三电源014连接。

当电流为0时，反向电路接收高电平后，会导致第二三极管q2导通，从而使得信号处理装置6输入低电平。

以下基于图2中所示出的电路结构，对装置低功耗运行的过程做详细说明。风扇正常工作时的电流会呈现周期性变化，在转子s/n极和定子的n/s极正对时，电流会变为0，而在其他状态电流不为0。而当电流为0时，a点电压为低时，b点电压也被拉低，q1截至，c点电压为高，当c点电压为高时，通过d1,给c2充电，d点电压变为高电平；d点电平为高时，q2导通，e点电压为低，则soc或mcu检测到低，确认风扇正常工作。而当风扇正常工作时，电流不为0时，即当c点电压为低时，由于d1的反向截至，c2只能给q2的b极放电，而电流又很小，可保证在c点电压下一个高电平到来前，保证q2一直导通，e点电压为低，从而根据e点低电压值可以确定风扇的工作状态为正常。

而当风扇异常时如风扇堵转时，风扇内部转子和定子位置固定，电流恒定不变，且不为0，a点电压为高时，b点电压变高，q1导通，c点电压为低，q2不导通，e点电压为高，从而根据e点高电压值可以确定风扇的工作状态为异常。

而当风扇异常时如开路或不插时，a点电压一直为低，q1一直导通，q2不导通，e点电压为高，从而根据e点高电压值可以确定风扇的工作状态为异常。

而当风扇异常时如短路时，a点电压恒定，则b点电压不变，q1一直导通，q2不导通，e点电压为高，从而根据e点高电压值可以确定风扇的工作状态为异常。

通过风扇输出的不同的电流值，经过采集、放大，延迟和反向后对应输出不同的电压信号，从而根据不同的电压信息确定风扇的不同工作状态，进行风扇工作状态的检测识别。

本实用新型还提供一种风扇工作状态检测装置，所述风扇工作状态检测装置包括风扇工作状态检测电路100和信号处理装置60；

所述风扇工作状态检测电路100包括电流采样电路10、信号放大电路20、信号延迟电路30和反向电路40，所述电流采样电路10、信号放大电路20、信号延迟电路30和反向电路40依次串联，所述电流采样电路10的输入端与风扇50连接；所述电流采样电路10，用于采集风扇的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路20；所述信号放大电路20，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路30；所述信号延迟电路30，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路40；所述反向电路40，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置60；

所述信号处理装置60，用于根据所述反向结果确定风扇50工作状态。

在本实施例中的风扇工作状态检测电路与风扇50连接，接收风扇50输出的电流信号，并根据风扇50输出的电流信号判断风扇50的工作状态。当风扇50正常工作时，电流会呈周期性变化，特别是在，在转子s/n极和定子的n/s极正对时，电流会为0。而当电流为0时，风扇50流入电流采样电路10的电流值为会0，这时，电流采样电路10采集风扇50输出的电流数据，并转化为对应的电压数据，即采集电流为0时对应的低电压传输至信号放大电路20，信号放大电路20将电流采样电路10传输的低电压数据进行反向放大后传输给信号延迟电路30。信号延迟电路30获得反向后的高电压数据后，将这个高电压数据延迟一段时间持续输出给反向电路40，即持续一段时间保持这个高电压结果输出给反向电路40，持续的这段时间要大于下一次高电压到来的时间。即信号延迟电路30要将高电压数据结果延迟到下一个高电压数据达到之前，使得下一个高电压数据到来之前，信号延迟电路30一直保持高电压数据输出给反向电路40，反向电路40用于将高电压数据进行再次反向后输出低电压给信号处理装置60，信号处理装置60根据低电平确定风扇50处于正常状态。

而当风扇工作状态异常时，如当风扇50堵转时，风扇50内部转子和定子位置固定，电流恒定，不会变为0。则风扇50会给电流采样电路10输入一个电流值，这时，电流采样电路10采集风扇50输出的电流数据，并转化为对应的电压数据，即采集一定电流值对应的高电压传输至信号放大电路20，信号放大电路20将电流采样电路10传输的高电压数据进行反向放大后传输给信号延迟电路30。信号延迟电路30获得反向后的低电压数据后，不会进行信号延迟，而是直接输出给反向电路40，反向电路40用于将低电压数据进行再次反向后输出高电压给信号处理装置60，信号处理装置60根据高电平确定风扇50处于异常状态。

本实用新型将电流采样电路10、信号放大电路20、信号延迟电路30和反向电路40依次串联，所述电流采样电路10的输入端与风扇50连接；所述电流采样电路10，用于采集风扇50的电流数据并转化为对应的电压数据，并传输至所述信号放大电路20；所述信号放大电路20，用于放大所述电压数据，并传输至所述信号延迟电路30；所述信号延迟电路30，用于对所述电压数据进行延迟输出至所述反向电路40；所述反向电路40，用于将所述电压数据进行反向，并将反向结果输出至信号处理装置60，以使得所述信号处理装置60根据所述反向结果确定风扇50的工作状态。本实用新型通过对风扇工作电流的检测，将风扇电流转化为电压，并将电压进行放大后反向进行输出，从而根据不同的输出结果实现风扇50的工作状态检测，识别出风扇50是否停转/短路等，简化了系统设计，使得风扇50不需使用状态指示输出，降低了风扇50设计成本。

请一并参看图2，所述电流采样电路10包括第一电容c1和第一电阻r5，所述第一电阻r5的一端与地线连接，所述第一电阻r5的另一端分别与所述风扇50、所述第一电容c1的一端连接，所述第一电容c1的另一端与所述信号放大电路20连接。

当风扇50正常工作时，当风扇50周期性电流值为0时，与风扇50连接的第一电容c1的两端电压都为低电平，从而将低电平输出给与第一电容c1连接的信号放大电路20。

请继续参见图2，所述信号放大电路20包括第二电阻r1，第三电阻r6，第四电阻r2和第一三极管q1，所述第二电阻r1的一端与第一电源07连接，第二电阻r1的另外一端与所述第三电阻r6的一端连接，第三电阻r6的另外一端接地，所述第一三极管q1的基极连接于所述第二电阻r1和第三电阻r6之间，所述第一三极管q1的集电极与所述第四电阻r2一端连接，所述第四电阻r2的另外一端与第二电源08连接，所述第一三极管q1的发射极接地，所述第一三极管q1的集电极还与所述信号延迟电路30连接。

在本实施例中，当电流为0时，电流采样电路10输出低电平后，与电流采样电路10连接的第一三极管q1会处于断开状态，从而使得分别与第一三极管q1的集电极、第二电源08连接的信号延迟电路30会输入一个高电平。

进一步地，所述信号延迟电路30包括二极管d1和第二电容c2，所述二极管d1的正极与所述信号放大电路20连接，所述二极管d1的负极分别与所述第二电容c2和反向电路40连接，所述第二电容c2的另一端接地。

需要说明的是，当电流为0时，信号放大电路20输出一个高电平给二极管d1后，到导致二极管d1导通，从而输出一个高电平给反向电路40。而当电流不为0时，第二电容c2会进行反向充电，给反向电路40输出一个较小的电流，并能保持一段时间，从而使得反向电路40在一段时间内一直接收高电平。

其中，所述反向电路40包括第五电阻r4、第六电阻r3和第二三极管q2，所述第五电阻r4的一端与所述信号延迟电路30连接，所述第五电阻r4的另一端与所述第二三极管q2的基极连接，所述第二三极管q2的集电极分别与所述第六电阻r3的一端和信号处理装置60连接，所述第二三极管q2的发射极接地，所述第六电阻r3的另一端与所述第三电源014连接。

当电流为0时，反向电路接收高电平后，会导致第二三极管q2导通，从而使得信号处理装置6输入低电平。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。