易于設置工作點的風扇溫控調速電路的制作方法
【專利摘要】一種易于設置工作點的風扇溫控調速電路，以運算放大器為中心，配以運放偏置電路、溫度檢測電路、負反饋電路、限位電路和功率推動電路等構成。以較少的元件實現直流風扇的溫控調速功能，能控制風扇維持運轉、變速運轉、最高轉速運轉，各種運轉方式對應的工作點都有相應電路進行設置，電路內涵計算公式。本發明提供了詳細的工作點設置方法和計算公式。
【專利說明】易于設置工作點的風扇溫控調速電路
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及直流散熱風扇的溫控調速電路，尤其是涉及風扇溫控調速電路工作點的設置。
【背景技術】
[0002]直流風扇是設備主要散熱工具，因散熱與噪聲的矛盾，給風扇增加調速功能近年日益廣泛。直流風扇調速主要采用PWM技術和調壓式兩種方式，PWM方式效果好，但成本因素影響了它的普及；調壓式是采取調節風扇供電電壓的方式控制直流風扇轉速，它以簡易、成本低、自成體系獨立運行的優勢在直流風扇溫控調速電路中占有不低的比例。
[0003]調壓式溫控調速電路基本原理及在實踐中面對的問題見說明書附圖1，溫度較低時，調速電路給風扇提供一個維持工作電壓Ucv使風扇維持低速運轉；當溫度超過設定溫度A時，風扇隨溫度變化作變速運轉；達到另一個較高溫度t2時，調速電路提供給風扇最高工作電壓Uomax,風扇全速運轉。三個狀態,維持運轉狀態、變速運轉狀態、全速運轉狀態；兩個點，風扇從維持運轉轉為變速運轉的變速起始點，變速運轉到全速運轉的轉換點；設計調速電路時，因三個狀態兩個點互相牽扯，使電路難以再簡化；同時，調速電路工作點的設置缺乏簡便公式，借助可調電阻實驗來確定設計參數并不罕見。要使調壓式溫控調速電路得到更廣泛的應用，還須從設計環節著手找到工作穩定的、內涵有計算公式的電路形式，并且這種電路形式應該結構簡單、成本不高。
【發明內容】
[0004]本發明提出一種易于設置工作點的風扇溫控調速電路，以運算放大器為中心，配以運放偏置電路、溫度檢測電路、負反饋電路、限位電路和功率推動電路等構成。以較少的元件實現直流風扇的溫控調速功能，能控制風扇維持運轉、變速運轉、最高轉速運轉，各種運轉方式對應的工作點都有相應電路進行設置，電路內涵有計算公式。本發明提供了詳細的工作點設置方法和計算公式。
[0005]電路構成:用運算放大器作放大器件；兩只電阻從電源分壓，中點接在運放的一個輸入端為其提供偏置，同時用以設置放大電路基準電壓；熱敏電阻與一只電阻從電源分壓，中點接在運放另一個輸入端為其提供偏置，同時把熱敏電阻隨溫度變化其阻值變化轉化為電壓變化提供給這個輸入端；運放的輸出端接功率推動電路；功率推動電路的輸出端接直流風扇；負反饋電路一端接在功率推動電路輸出端，或接在能體現功率推動電路輸出端電壓變化的電路點，另一端接運放接有溫度檢測電路的輸入端；限位電路可以是具有單向導電特性的單個元件，也可以是含有單向導電特性元件的多個元件組合；限位電路至少有兩個端子，一個端子接在功率推動電路輸出端，或接在能體現功率推動電路輸出端電壓變化的電路點，檢測輸出端電壓變化，另一個端子接在運放接有溫度檢測電路的輸入端，控制這個輸入端的電壓，配合其它電路為風扇提供維持運轉電壓；電路輸出端設有脈沖抑制電路，是與直流風扇并聯的電容構成。【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是調壓式溫控調速電路輸出電壓與溫度關系的普適曲線；
[0007]圖2是第I實施例電路圖；
[0008]圖3是閉環電壓增益Kf與溫度及輸出電壓關系圖；
[0009]圖4是第2實施例電路圖；
[0010]圖5是第3實施例電路圖；
[0011]圖6是第4實施例電路圖。
【具體實施方式】
[0012]第I實施例電路分析
[0013]見說明書附 圖2，因分析關系到計算工作點，分析前需先確定溫度h、溫度t2和維持電壓Ucv參見說明書附圖1，根據實際需要確定A、t2，參考風扇生產廠家給出的直流風扇最低啟動電壓數據確定維持電壓Uo0 ；
R2
[0014]維持電壓Uo。的設置該實施例電路由Rl與R2從電源分壓，分壓電壓VCCu—.~
K1+R2
RT
提供給運放A的同相輸入端；溫度傳感器RT與R3從電源分壓，分壓電壓提供
R3tR I
給運放A的反相輸入端；溫度傳感器RT采用NTC負溫度系數熱敏電阻。先假設運放兩個輸
入端工作點都已經設置為大致等于I VCC;再假設二極管D開路，又假設環境溫度極低，看
RTR2
一下電路工作狀況:這時RT阻值很大，造成VCC=7^> VCC:^，即運放的反相輸
R3+RTK1+K2
入端電壓大于同相輸入端電壓\+，運放將輸出低電平，三極管BG截止，輸出電壓Uo為
零。現在接入二極管D，再看一下電路工作狀況:此時D的正端電壓高于負端電壓，D因獲
得正向電壓而導通；D導通拉低了運放反相輸入端電壓，使運放輸出端電壓上升，三極管導
通，輸出電壓Uo升高；當運放輸入端電壓VA_ = VA+時，電路工作狀態達到平衡，這時的輸出
電壓正是需要的使風扇維持低速運轉的維持電壓Uotl;由于電路平衡時運放兩輸入端電壓
R2
相等，VA-=VA+= VCC^^ ;從運放反相輸入端出發，經二極管D、三極管B-E這條路
徑看過去，功率推動電路輸出端與運放輸入端的電位差有:二極管導通壓降Vf和三極管的
R2
Vbe,因此:Uo0=一 VF-VBE;由上式得到Rl、R2分壓比:
CxlaT R2
[0015]= U°0+^V—,式中:VF_ 二極管正向工作電壓，有了分壓比，也就有了計算R1、R2的依據；確定Rl、R2后，維持電壓Uo0的設置完成。
[0016]由以上分析可知，維持電壓Uo0只與R1、R2分壓比相關，之后其它工作點的設置不
R2
影響維持電壓的設定；同時可知，確定R1、R2阻值以后，得到分壓電壓VCC;-^，它被單
R1+R2
獨放置于運放的一個輸入端，不但決定維持電壓Ucv而且是放大電路進入放大區時的基準電壓。[0017]從上面分析看出:正是由于二極管D的接入，調速電路輸出電壓Uo被限制為不低
于
【權利要求】
1.一種易于設置工作點的風扇溫控調速電路，包括:用運算放大器作放大器件；兩只電阻從電源分壓，中點接在運放的一個輸入端為其提供偏置，同時用以設置放大電路基準電壓；熱敏電阻與一只電阻從電源分壓，中點接在運放另一個輸入端為其提供偏置，同時把熱敏電阻隨溫度變化其阻值變化轉化為電壓變化提供給這個輸入端；運放的輸出端接功率推動電路；功率推動電路的輸出端接直流風扇；負反饋電路一端接在功率推動電路輸出端，或接在能體現功率推動電路輸出端電壓變化的電路點，另一端接運放接有溫度檢測電路的輸入端；直流風扇并聯有抑制脈沖電壓的電容；其特征是:有一限位電路；
2.如權利要求1所述易于設置工作點的風扇溫控調速電路，其特征在于:所述限位電路可以是具有單向導電特性的單個元件，也可以是含有單向導電特性元件的多個元件組合；
3.如權利要求1所述易于設置工作點的風扇溫控調速電路，其特征在于:所述限位電路至少有兩個端子，一個端子接在功率推動電路輸出端，或接在能體現功率推動電路輸出端電壓變化的電路點，檢測輸出端電壓變化，另一個端子接在運放接有溫度檢測電路的輸入端，控制這個輸入端的電壓，配合其它電路為風扇提供維持運轉電壓。
【文檔編號】F04D27/00GK103982455SQ201410242561
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月25日 優先權日:2014年5月25日
【發明者】姜智康, 姜菡 申請人:姜智康, 姜菡