一種機箱溫度自動控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電路，具體講涉及一種機箱溫度自動控制電路。
【背景技術】
[0002]為了避免高溫導致通信設備發生故障或失效，通信設備機箱中往往會安裝多個風扇來調節機箱溫度。常見的機箱風扇多為全速運轉，或者根據散熱人為的去配置風扇轉速，這兩種做法存在以下問題:①全速運轉提升了整機的能耗，縮短了風扇的使用壽命，降低了散熱管理的可靠性；②人為的配置風扇轉速首先降低了工作效率，另一方面溫度調節響應不及時會導致設備因溫度過高而失效，或者溫度正常而風扇仍超速旋轉。
[0003]另外，目前使用的機箱均未提供風扇轉速狀態以及機箱內溫度的可視化界面，使得機箱管理存在以下盲區:①無法得知機箱內風扇運轉情況，例如當有個別風扇出現故障時，由于其他風扇的噪聲較大導致無法通過聲音判斷是否機箱內是否有故障；②無法得知機箱內溫度情況，可能出現機箱內風扇仍在運轉，但由于其他原因導致了機箱內溫度異常。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有技術中所存在的上述不足，本實用新型提供一種機箱溫度自動控制電路。
[0005]本實用新型提供的技術方案是:一種機箱溫度自動控制電路，包括溫度傳感器、風扇、現場可編程門陣列FPGA、核心處理器、LCD液晶顯示屏和蜂鳴器；其改進之處在于:所述LCD液晶顯示屏鑲嵌在所述機箱外殼上，所述現場可編程門陣列FPGA分別通過風扇轉速控制電路和風扇轉速采集電路、TTL電平轉換器、實時時鐘、SPI接口、以及溫度讀取接口與所述風扇、所述LCD液晶顯示屏、所述蜂鳴器、所述核心處理器、以及所述溫度傳感器相連。
[0006]優選的，所述現場可編程門陣列FPGA包括所述SPI接口、所述溫度讀取接口、IXD接口、PWM波形輸出接口、時鐘控制接口和風扇轉速采集接口 ；
[0007]所述IXD接口與所述TTL電平轉換器相連，所述PWM波形輸出接口與所述風扇轉速控制電路相連，所述時鐘控制接口與所述實時時鐘相連，所述風扇轉速采集接口與所述風扇轉速采集電路相連。
[0008]優選的，所述溫度傳感器為單總線溫度傳感器DS18B20，所述溫度傳感器包括與電路電源相連的電源VCC引腳、與所述溫度讀取接口相連的數據線引腳、以及接地引腳；所述電源VCC引腳與所述數據線引腳之間連接有上拉電阻。
[0009]優選的，所述風扇包括分別與-48V電壓和OV電壓相連的電源接口、與所述風扇轉速控制電路相連的控制接口、以及與所述風扇轉速采集電路相連的轉速輸出接口。
[0010]進一步，所述風扇轉速控制電路包括第一反相器、第二反相器和與非門；所述PWM波形輸出接口包括PWM使能信號輸出接口和PWM控制信號輸出接口；所述PWM使能信號輸出接口與第一反相器的輸入端相連，所述PWM控制信號輸出接口與與非門的輸入端相連，所述第一反相器的輸出端與與非門的另一輸入端相連，所述與非門的輸出端與第二反相器的輸入端相連，所述第二反相器的輸出端與風扇的控制接口相連。
[0011]進一步，所述風扇轉速采集電路包括電阻和二極管，所述電阻的一端與電路電源VCC相連，其另一端分別與二極管的陽極和所述現場可編程門陣列FPGA的風扇轉速采集接口相連，所述二極管的陰極與所述風扇的轉速輸出接口相連。
[0012]與最接近的技術方案相比，本實用新型具有如下顯著進步:
[0013]I)本實用新型通過在機箱內部安裝溫度傳感器和風扇，并通過現場可編程門陣列FPGA實時控制風扇轉速，實現了機箱內部溫度的自動控制，節省了電源，降低了噪聲；
[0014]2)本實用新型通過在機箱外殼上安裝受現場可編程門陣列FPGA控制的IXD顯示屏，可實時顯示機箱內部溫度，以及機箱內的風扇轉速，實現了機箱內溫度控制的可視化，提升了機箱內部溫度控制的高效性和可靠性；
[0015]3)通過設置受現場可編程門陣列FPGA控制的報警器，可有效防止機箱內風扇轉速達到上限時，機箱內部溫度仍然過高的有效報警，提高了機箱運行的可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明提供的機箱溫度自動控制電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為了更好地理解本實用新型，下面結合說明書附圖和實例對本實用新型的內容做進一步的說明。
[0018]本發明提供的機箱溫度自動控制電路如圖1所示:主要包括溫度傳感器、風扇、現場可編程門陣列FPGA、蜂鳴器、核心處理器MPC8247和IXD液晶顯示屏；
[0019]溫度傳感器為單總線溫度傳感器DS18B20，有3個引腳，分別是電源VCC引腳、數據線引腳和接地引腳。數據線是漏極開路，數據線引腳與電源VCC引腳之間接一個上拉電阻，用于給溫度傳感器提供穩定工作電源。
[0020]現場可編程門陣列FPGA包括SPI接口、溫度讀取接口、IXD接口、PWM波形輸出接口、時鐘控制接口和風扇轉速采集接口 ；
[0021]風扇有四個接線端，分別接-48V電壓、OV電壓、風扇轉速控制電路和風扇轉速采集電路，其中風扇轉速控制電路的另一端與現場可編程門陣列FPGA的PWM波形輸出接口連接，風扇轉速采集電路的另一端與現場可編程門陣列FPGA的風扇轉速采集接口連接；
[0022]核心處理器MPC8247與現場可編程門陣列FPGA的SPI接口相連；
[0023]現場可編程門陣列FPGA的IXD接口通過TTL電平轉換器與IXD液晶顯示屏連接；其時鐘控制接口通過實時時鐘與蜂鳴器連接；其溫度讀取接口與溫度傳感器的數據線引腳連接；
[0024]現場可編程門陣列FPGA通過溫度傳感器讀取機箱內部的溫度，并存入其內部的寄存器，核心處理器MPC8247通過SPI接口讀取寄存器中的溫度信息，根據溫度信息，通過SPI接口向現場可編程門陣列FPGA的寄存器內部存入PWM波形參數，由現場可編程門陣列FPGA的PWM波形輸出接口輸出相應的PWM使能信號和PWM控制信號，并通過風扇轉速控制電路傳送給風扇，從而控制風扇的轉速；風扇轉速控制電路包括與非門、第一反相器和第二反相器，其中第二反相器為思密特反相器，PWM使能信號經第一反相器反向后輸出到與非門的一輸入端；PWM控制信號輸入到與非門的另一輸入端，兩路信號經與非門運算后由思密特反相器輸出至風扇的控制端，從而控制風扇的轉速；
[0025]風扇采集電路包括電阻和二極管，電阻的一端與電路電源相連，另一路與二極管的陽極和現場可編程門陣列FPGA的風扇轉速采集接口相連，電流由二極管的陽極流向風扇，現場可編程門陣列FPGA的風扇轉速采集接口采集二極管陽極的電壓變化波形，現場可編程門陣列FPGA由二極管陽極的電壓變化波形判斷風扇轉速，并將轉速存入其內部的寄存器；
[0026]核心處理器MPC8247通過SPI接口讀取現場可編程門陣列FPGA的寄存器中的溫度信息和風扇轉速信息，并生成顯示顯示信息，再將顯示信息通過SPI接口存入現場可編程門陣列FPGA的寄存器，由現場可編程門陣列FPGA的IXD接口驅動IXD液晶顯示屏顯示溫度和風扇轉速；
[0027]當風扇轉速已經達到最大，機箱內部溫度過高時，現場可編程門陣列FPGA還可以通過時鐘控制接口和實時時鐘控制蜂鳴器報警，提醒進行人工干預，保證機箱可靠工作。
[0028]以上僅為本實用新型的實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均在申請待批的本實用新型的權利要求范圍之內。
【主權項】
1.一種機箱溫度自動控制電路，包括溫度傳感器、風扇、現場可編程門陣列FPGA、核心處理器、LCD液晶顯示屏和蜂鳴器；其特征在于:所述LCD液晶顯示屏鑲嵌在所述機箱外殼上，所述現場可編程門陣列FPGA分別通過風扇轉速控制電路和風扇轉速采集電路、TTL電平轉換器、實時時鐘、SPI接口、以及溫度讀取接口與所述風扇、所述LCD液晶顯示屏、所述蜂鳴器、所述核心處理器、以及所述溫度傳感器相連。
2.如權利要求1所述的一種機箱溫度自動控制電路，其特征在于: 所述現場可編程門陣列FPGA包括所述SPI接口、所述溫度讀取接口、IXD接口、PWM波形輸出接口、時鐘控制接口和風扇轉速采集接口 ； 所述LCD接口與所述TTL電平轉換器相連，所述PWM波形輸出接口與所述風扇轉速控制電路相連，所述時鐘控制接口與所述實時時鐘相連，所述風扇轉速采集接口與所述風扇轉速采集電路相連。
3.如權利要求1所述的一種機箱溫度自動控制電路，其特征在于: 所述溫度傳感器為單總線溫度傳感器DS18B20，所述溫度傳感器包括與電路電源相連的電源VCC引腳、與所述溫度讀取接口相連的數據線引腳、以及接地引腳；所述電源VCC引腳與所述數據線引腳之間連接有上拉電阻。
4.如權利要求1所述的一種機箱溫度自動控制電路，其特征在于: 所述風扇包括分別與-48V電壓和OV電壓相連的電源接口、與所述風扇轉速控制電路相連的控制接口、以及與所述風扇轉速采集電路相連的轉速輸出接口。
5.如權利要求2所述的一種機箱溫度自動控制電路，其特征在于: 所述風扇轉速控制電路包括第一反相器、第二反相器和與非門；所述PWM波形輸出接口包括PWM使能信號輸出接口和PWM控制信號輸出接口；所述PWM使能信號輸出接口與第一反相器的輸入端相連，所述PWM控制信號輸出接口與與非門的輸入端相連，所述第一反相器的輸出端與與非門的另一輸入端相連，所述與非門的輸出端與第二反相器的輸入端相連，所述第二反相器的輸出端與風扇的控制接口相連。
6.如權利要求2所述的一種機箱溫度自動控制電路，其特征在于: 所述風扇轉速采集電路包括電阻和二極管，所述電阻的一端與電路電源VCC相連，其另一端分別與二極管的陽極和所述現場可編程門陣列FPGA的風扇轉速采集接口相連，所述二極管的陰極與所述風扇的轉速輸出接口相連。
【專利摘要】本實用新型提供一種機箱溫度自動控制電路，包括溫度傳感器、風扇、現場可編程門陣列FPGA、核心處理器、LCD液晶顯示屏和蜂鳴器；所述LCD液晶顯示屏鑲嵌在所述機箱外殼上，所述現場可編程門陣列FPGA分別通過風扇轉速控制電路和風扇轉速采集電路、TTL電平轉換器、實時時鐘、SPI接口、以及溫度讀取接口與所述風扇、所述LCD液晶顯示屏、所述蜂鳴器、所述核心處理器、以及所述溫度傳感器相連。本實用新型提供的技術方案降低了機箱的工作噪聲，實現了機箱溫度的自動控制、以及機箱溫度和風扇轉速的可視化，提高了機箱運行的可靠性。
【IPC分類】F04D27-00
【公開號】CN204357738
【申請號】CN201420788344
【發明人】陶靜, 吳軍民, 張剛, 黃輝, 黃在朝, 張小建, 鄧輝, 陳磊, 王瑋, 沈文, 于海, 虞躍, 姚啟桂, 黃治, 王向群, 李春龍, 喻強, 任杰, 陳偉, 于鵬飛, 劉川, 吳鵬, 孫曉艷, 張增華, 郭雅娟, 黃偉, 王小波
【申請人】國家電網公司, 中國電力科學研究院, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月11日