一种可靠的风扇防挂死电路结构的制作方法

1.本实用新型属于电路设计技术领域，具体涉及一种可靠的风扇防挂死电路结构。


背景技术：

2.存储/服务器等产品运行过程中要保证良好的散热，主流散热方式是风扇+散热器的传统散热方式，通过基板管理控制器(baseboard manager controller，简称bmc)的软件调速算法，动态响应温度变化并调整风扇转速。正常条件下，存储/服务器产品的工作温度在5℃～40℃区间，此时风扇转速随着压力和温度的不同而被设置为不同的值，该设置值必须保证在满足散热条件下，运行设备的噪音尽可能的低。风扇调速存在一种故障场景，当风扇调速线程挂死导致脉冲宽度调制(pulse width modulation，简称pwm)信号长时间为低时，风扇可能会停转，进而导致设备某些芯片过热，引起宕机或芯片损坏等严重后果。
3.现有技术一般采用软件或者硬件看门狗的方式解决该问题，通过设置具体的超时时间(例如10s)，检测到超时后对调速芯片(例如bmc)进行强制重启，此方案bmc恢复时间过长，bmc系统重新启动可能需要几分钟，动态响应偏弱；另外一种方案是通过cpld对bmc进行检测，一旦发现bmc挂死之后，强制接管风扇，并控制风扇全速运转，选用此种方案时，由于bmc和cpld交互线程与bmc风扇调速线程不属于同一个线程，所以可能存在bmc风扇调速线程挂死，但是喂狗线程还正常的场景，此时该方案完全起不到作用。上述为现有技术的不足之处。
4.因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种可靠的风扇防挂死电路结构，以解决现有技术中存在的问题，是非常有必要的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种可靠的风扇防挂死电路结构，以解决上述技术问题，实现风扇调速线程挂死后风扇全速运转的功能，确保不会出现长时间风扇停转从而导致系统高温宕机甚至损坏芯片的现象。
6.为实现上述目的，本实用新型给出以下技术方案：
7.一种可靠的风扇防挂死电路结构，包括风扇调速芯片，风扇调速芯片连接第一晶体管的基极,第一晶体管的集电极通过上拉电阻连接+12v电压，第一晶体管的集电极连接风扇模组，第一晶体管的发射极接地，风扇调速芯片还连接cpld芯片，cpld芯片连接第二晶体管的基极，第二晶体管的集电极连接到第一晶体管的集电极,第二晶体管的发射极接地；通过风扇调速芯片输出风扇转速控制信号，风扇转速控制信号接入cpld芯片，通过cpld芯片实时检测风扇转速控制信号的状态判断风扇调速线程是否挂死，cpld芯片控制第二晶体管保证风扇不会停转。
8.作为优选，所述第一晶体管和所述第二晶体管均采用npn型三极管。
9.作为优选，所述风扇调速芯片采用ast2400型号的基础管理控制器(baseboard manager controller，简称bmc)芯片；ast2400型号的bmc芯片用于服务器的远程管理，还可
以兼用作服务器的显示芯片。
10.作为优选，所述cpld芯片采用xc9500xl型号芯片，xc9500xl型号芯片结构包括i/o控制模块、快速互连矩阵和功能模块，i/o控制模块负责控制输入输出的电气特性，快速互连矩阵负责信号的传递，连接所有的功能模块，每个功能模块包括乘积项分配器、可编程与阵列以及18个宏单元，宏单元是cpld芯片的基本结构，它可以实现基本的逻辑功能；将代码传送到cpld芯片中，判断风扇调速线程是否挂死，若出现风扇挂死现象，cpld芯片控制启动风扇全速转动。
11.作为优选，所述风扇模组包括风扇固定架，所述风扇固定架上设置有若干个风扇，所述若干个风扇均为pwm智能温控风扇，所述风扇固定架设置在存储/服务器的外侧，风扇固定架上设置通道，所述通道与存储/服务器的内部连通；通过风扇模组提供强大的气流，对存储/服务器的内部进行散热，防止存储/服务器运行过程中过热导致芯片损坏。
12.作为优选，所述cpld芯片还连接有风扇停转报警电路，所述风扇停转报警电路包括第一电阻，第一电阻的第一端连接vcc电压，第一电阻的第二端连接cpld芯片和第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接报警三极管的基极，报警三极管的发射极通过第三电阻连接vcc电压，报警三极管的集电极连接蜂鸣器的1号引脚，蜂鸣器的2号引脚接地；cpld芯片检测到风扇转速控制信号长时间为低电平时，强制输出一个高电平信号，高电平信号传入风扇停转报警电路，蜂鸣器进行报警，说明风扇具有停转的风险，当cpld芯片释放高电平信号后，蜂鸣器停止报警。
13.本实用新型的有益效果在于，存储/服务器类产品运行时，正常情况下风扇调速由风扇调速芯片控制，风扇调速芯片输出风扇转速控制信号，cpld芯片实时检测风扇转速控制信号的状态，发现该信号长时间为低电平时，cpld芯片强制传递一个高电平信号fan_ctrl_dis给第二晶体管的基极，则第二晶体管处于导通状态，风扇的pwm信号为高电平，pwm信号占空比为100％，风扇转速达到全速状态，当cpld芯片检测到风扇转速控制信号由低电平变化为高电平并且连续在高低电平之间翻转达到10次后，释放高电平信号fan_ctrl_dis，然后风扇转速回归到由风扇调速芯片控制。本实用新型提供的技术方案在风扇调速芯片失效或者硬件链路出现短路、开路等故障时可以确保风扇不会停转，确保产品不会出现过热从而导致芯片损坏或者宕机。此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
14.由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
15.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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型提供的一种可靠的风扇防挂死电路设计的电路图。
17.图2为风扇停转报警电路的电路图。
18.其中，1
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风扇调速芯片，2
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第一晶体管，3
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上拉电阻，4
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风扇模组，5
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cpld芯片，6
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第二晶体管，7
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第一电阻，8
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第二电阻，9
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第三电阻，10
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报警三极管，11
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蜂鸣器。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。
20.如图1所示，本实用新型提供的一种可靠的风扇防挂死电路结构，包括风扇调速芯片1，风扇调速芯片1连接第一晶体管2的基极,第一晶体管2的集电极通过上拉电阻3连接+12v电压，第一晶体管2的集电极连接风扇模组4，第一晶体管2的发射极接地，风扇调速芯片1还连接cpld芯片5，cpld芯片5连接第二晶体管6的基极，第二晶体管6的集电极连接到第一晶体管2的集电极,第二晶体管6的发射极接地；通过风扇调速芯片1输出风扇转速控制信号，风扇转速控制信号接入cpld芯片5，通过cpld芯片5实时检测风扇转速控制信号的状态判断风扇调速线程是否挂死，cpld芯片5控制第二晶体管6保证风扇不会停转。
21.如图2所示，所述cpld芯片5还连接有风扇停转报警电路，所述风扇停转报警电路包括第一电阻7，第一电阻7的第一端连接vcc电压，第一电阻7的第二端连接cpld芯片5和第二电阻8的第一端，第二电阻8的第二端连接报警三极管10的基极，报警三极管10的发射极通过第三电阻9连接vcc电压，报警三极管10的集电极连接蜂鸣器11的1号引脚，蜂鸣器11的2号引脚接地；cpld芯片5检测到风扇转速控制信号长时间为低电平时，强制输出一个高电平信号，高电平信号传入风扇停转报警电路，蜂鸣器11进行报警，说明风扇具有停转的风险，当cpld芯片5释放高电平信号后，蜂鸣器11停止报警。
22.本实施例中，所述第一晶体管2和所述第二晶体管6均采用npn型三极管。
23.本实施例中，所述风扇调速芯片1采用ast2400型号的基础管理控制器(baseboard manager controller，简称bmc)芯片；ast2400型号的bmc芯片用于服务器的远程管理，还可以兼用作服务器的显示芯片。
24.本实施例中，所述cpld芯片5采用xc9500xl型号芯片，xc9500xl型号芯片结构包括i/o控制模块、快速互连矩阵和功能模块，i/o控制模块负责控制输入输出的电气特性，快速互连矩阵负责信号的传递，连接所有的功能模块，每个功能模块包括乘积项分配器、可编程与阵列以及18个宏单元，宏单元是cpld芯片5的基本结构，它可以实现基本的逻辑功能；将代码传送到cpld芯片5中，判断风扇调速线程是否挂死，若出现风扇挂死现象，cpld芯片5控制启动风扇全速转动。
25.本实施例中，所述风扇模组4包括风扇固定架，所述风扇固定架上设置有若干个风扇，所述若干个风扇均为pwm智能温控风扇，所述风扇固定架设置在存储/服务器的外侧，风扇固定架上设置通道，所述通道与存储/服务器的内部连通；通过风扇模组4提供强大的气流，对存储/服务器的内部进行散热，防止存储/服务器运行过程中过热导致芯片损坏。
26.本实施例运行时，存储/服务器类产品运行正常情况下风扇调速由风扇调速芯片1控制，风扇调速芯片1输出风扇转速控制信号，cpld芯片5实时检测风扇转速控制信号的状态，发现该信号为低电平并且低电平持续时间达到30s后，cpld芯片5强制传递一个高电平信号fan_ctrl_dis给第二晶体管6的基极，则第二晶体管6处于导通状态，风扇的pwm信号为高电平，pwm信号占空比为100％，风扇转速达到全速状态，当cpld芯片5检测到风扇转速控制信号由低电平变化为高电平并且连续在高低电平之间翻转达到10次后，释放高电平信号fan_ctrl_dis，然后风扇转速回归到由风扇调速芯片1控制。本实施例在风扇调速芯片1失效或者硬件链路出现短路、开路等故障时可以确保风扇不会停转，确保产品不会出现过热
从而导致芯片损坏或者宕机。
27.以上公开的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本实用新型原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本实用新型的保护范围内。