专利名称：基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，尤其是一种根据计算机内环境温度，实现对系统风扇转速的精确线性控制装置，属于电子技术应用领域。
背景技术：
随着计算机技术的不断发展及产品品质的不断提升，人们对计算机整机综合使用性能的要求也在日益提高。在综合使用性能中，人们对主机噪音的降低产生了更高的要求，希望在满足系统散热的前提下，使噪音尽可能的减少。
台式计算机的噪音主要来自冷却风扇，包括电源风扇和CPU风扇。由于电脑行业不断的推陈出新、尤其是在对电脑运行速度方面的努力追求，使得计算机内部的零部件乃至整机的温度得以升高。过去，解决温度升高问题的方法是提高电源风扇和CPU风扇的转速，但提高转速的同时，也提高了计算机整机的噪音。
解决温度升高并抑制噪音的方法主要有如下几种1、加大风扇，降低转速采用大功率风扇并将风扇的转速相对降低，使通风量增大，此时由于转速较低，故，噪音不大。这种方法不够完美，因为当计算机不在大负荷状态下工作时，温度不高，所以会有一部分通风量浪费。
2、利用温控电路，调节风扇转速这种方法是将温度区域人为设定2-3个档位，并与之对应设定风扇转速阶梯式档位。通过温度测量元件实际测得的温度值判定所对应的温度区域，进而控制风扇运行于设定的转速档位。该方法只是将温度与排风量的线性关系进行近似等效，所以不能精确的对风扇转速进行控制。
通常情况下，计算机并不是始终工作在满负荷状态下，而此时完全没有必要使风扇全速运转。只有根据计算机的实际温度变化去控制风扇的转速，在风扇转速与环境温度之间建立函数关系才能达到最佳的降热、降噪音效果。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，它利用热敏元件根据环境温度变化而提供的变化参数、通过控制电路提供控制信号，实现对计算机系统风扇转速的线性控制，最大限度地降低了计算机的噪音。
本实用新型的目的是这样实现的一种基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，它包括温度采集元件以及转速控制电路；控制电路包括恒流反馈电路和驱动单元；温度采集元件跨接转速控制电路中恒流反馈电路的输入、输出端；恒流反馈电路的输出端接驱动单元输入端；驱动单元输出端与风扇电源输入端连接；恒流反馈电路由运算放大器、电容、分压电阻组成，温度采集元件连接在运算放大器的输出端与反向输入端之间；电容跨接在运算放大器的输出端与反向输入端之间；分压电阻与运算放大器的正向输入端连接；温度采集元件为热敏电阻并设置在计算机系统风扇的进风口处。
本实用新型采用恒流源控制方案，将热敏元件的两端跨接在恒流电路运算放大器的输入、输出端；利用热敏元件，将环境温度的改变转化为后级放大电路输入端电压的变化，从而为系统风扇转速的控制提供了精确的控制信号，真正做到对温度变化的高精度敏感反应，使系统风扇转速得到完全的线性控制。该装置在满足计算机系统散热降温的前提下，使系统噪音始终保持在较低的水平上。
图1为本实用新型一实施例的控制流程图；图2为本实用新型一实施例的电路原理图；图3为本实用新型一实施例的具体应用示意图；图4为本实用新型一实施例的风扇电压与温度变化的曲线图。
具体实施方式
以下，通过一具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
该实施例在根据温度变化对风扇转速进行控制的过程中，其主要流程如图1所示。温度检测模块将温度信号传入恒流反馈电路，得到的电压变化信息通过信号放大器输出到驱动电路，驱动电路改变风扇转速，从而达到控制目的。
如图2所示，温度采集元件为一高精度热敏电阻TR2，该电阻接入恒流反馈电路运算放大器IC7的输出端。电容C跨接在运算放大器IC7的输出和反向输入端2，利用电容充放电保持压降平衡的特性，把热敏电阻TR2的变化反馈到运算放大器IC7的反向输入端2。
由于运算放大器具有“虚断”的特性，使流过连接运算放大器IC7正、反输入端的电阻R93、R95的电流可以近似为零；而利用运算放大器“虚短”的特性使热敏电阻TR3的低电平始终保持为R88、R90的分压，再加上流过电容C的电流因充电趋于零，所以流过热敏电阻TR3的电流就是流过电阻R94、R9 6的电流之和。
该恒流反馈电路自动调整并始终保持给热敏电阻TR2提供恒定电流。因此，当热敏电阻TR2的阻值随温度变化而改变时，运算放大器IC7的输出端电压将随之发生变化并自动传递到下一级放大电路中。
在放大电路中，R86上的电压是恒定的，设为U5，前级热敏电阻上的电压设为U1，该放大电路的输出电压设为U0。根据上述“虚断”概念，得到对应关系如下
(U1-U5)/R84＝(U5-U0)/R91通过以上算式，将U0设定，使放大器工作在线性放大状态。当采样电压(即U1)发生线性变化时，通过放大来驱动后端的三极管放大电路，而三极管放大电路则驱动并改变风扇FAN的转速，使风扇FAN的转速得到良好的线性控制。
如图3所示，为本实用新型所提供的控制电路在计算机中的实际应用。图中风扇1设置在计算机机箱2中，采用卧放方式，热量通过散热网3排出。由于采用了温度线性控制，故，可以采用大风扇。将大风扇安装为向上抽风，向外排风的方式。
图4为风扇电压与温度变化的曲线图。从图中看出，随着环境温度的变化，风扇电压表现出良好的线性变化。本实施例利用温度控制，使计算机在不同温度的工作状态下均能够进行良好的散热，并使整机的噪音得到了最大限度的降低，同时，风扇转速的线性控制，也使风扇的使用寿命得到相对的延长。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，它包括温度采集元件以及转速控制电路，其特征在于控制电路包括恒流反馈电路和驱动单元；所述的温度采集元件跨接转速控制电路中恒流反馈电路的输入、输出端；恒流反馈电路的输出端接驱动单元输入端；驱动单元输出端与风扇电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，其特征在于所述的恒流反馈电路由运算放大器、电容、分压电阻组成，温度采集元件连接在运算放大器的输出端与反向输入端之间；电容跨接在运算放大器的输出端与反向输入端之间；分压电阻与运算放大器的正向输入端连接。
3.根据权利要求1所述的基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，其特征在于所述的温度采集元件设置在计算机系统风扇的进风口处。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，其特征在于所述的温度采集元件为热敏电阻。
5.根据权利要求1所述的风扇转速的温度线性控制电路，其特征在于所述的驱动单元包括放大电路、驱动电路，放大电路的输入端与恒流反馈电路的输出端连接；放大电路的输出端连接驱动电路的输入端；驱动电路的输出端与风扇电源输入端连接。
专利摘要一种基于环境温度的系统风扇转速线性控制装置，它包括温度采集元件以及转速控制电路；控制电路包括恒流反馈电路和驱动单元；温度采集元件跨接转速控制电路中恒流反馈电路的输入、输出端；恒流反馈电路的输出端接驱动单元输入端；驱动单元输出端与风扇电源输入端连接；温度采集元件为热敏电阻并设置在计算机系统风扇的进风口处。本实用新型采用恒流源控制方案，利用热敏元件，将环境温度的改变转化为后级放大电路输入端电压的变化，从而为系统风扇转速的控制提供了精确的控制信号，使系统风扇转速得到完全的线性控制，在满足计算机系统散热降温的前提下，使系统噪音始终保持在较低的水平上。
文档编号G06F1/20GK2612982SQ0228186
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月22日 优先权日2002年10月22日
发明者李波, 于涌巍, 张国 申请人:联想(北京)有限公司