專利名稱：一種風扇檢測電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信設備中的風扇檢測電路。
技術背景一些通信設備因功耗較大，經常需要風冷散熱，因此會用到風扇。在低 端通信設備上因成本關系，風扇一般只有風扇電源和地接線，對于這種風扇 的狀態監控，只能通過監控風扇電源電流實現。現有風扇狀態檢測技術較多，可通過檢測風扇電機狀態實現，如果風扇只才是供電源和地引線，則大多通過;f全測電源電流實現，可通過ADC或者比 較器實現對電源狀態的檢測。發明內容本發明要解決的技術問題是，提供一種高可靠性、超低成本的風扇檢測 電路。為解決上述問題，本發明提出了一種風扇檢測電路，包括兩端分別與風 扇電源和風扇接口第一端相連的一過流保護器件，其特征在于，還包括連接 在風扇接口第二端和地之間的一鉗位電路和一分壓電路，以及控制端連接到 所述分壓電路中間接點的一電子開關器件，所述風扇接口連通或斷開時，所 述分壓電路中間接點的輸出電壓控制所述電子開關器件輸出不同的數字信 號值。進一步的，上述電路還可具有以下特點，還包括一濾波電容Cl,該電 容C1連接在所述過流保護器件與所述風扇接口相連的 一端與地之間。進一步的，上述電路還可具有以下特點，所述鉗位電路包括一個二極管 或相互串聯的多個二極管，且最后一個二極管的陰極接地，所述風扇接口連
通時，所述二極管正向導通時的鉗位電壓經所述分壓電路分壓，在所述中間 接點的電壓值高于所述電子開關器件的開啟電壓。進一步的，上述電路還可具有以下特點，所述分壓電路包括多個串聯的 電阻，所述風扇接口連通時，所述鉗位電^各的鉗位電壓經所述多個電阻分壓 后，在所述中間接點的電壓值高于所述電子開關器件的開啟電壓。進一步的，上述電路還可具有以下特點，還包括兩個鐵氧體磁珠，分別 與所述風扇接口的第 一端和第二端直接相連，其中與所述風扇<^妄口第 一端相 連的鐵氧體磁珠的另 一端連接到所述過流保護器件，與所述風扇接口第二端 相連的鐵氧體磁J朱的另 一端連接到所述鉗位電路和分壓電^各。進一步的，上述電路還可具有以下特點，所述電子開關器件為雙極型三 極管或金屬-氧化物半導體場效應管。進一步的，上述電路還可具有以下特點，所述電子開關器件為雙極型三極管，其基極連接到所述分壓電路的中間接點，其集電極經一電阻R4與第 二電源VCC2相連，其發射極接地，輸出的數字信號從該三極管的集電極引 出。進一步的，上述電路還可具有以下特點，還包括穩壓二極管D3,該穩 壓二極管D3連接在所述電子開關器件的控制端與地之間。進一步的，上述電路還可具有以下特點，還包括一電容C2，該電容C2 連接在所述電子開關器件的控制端與地之間，用于濾除所述控制端電壓噪聲。進一步的，上述電路還可具有以下特點，所述電容C2的取值范圍是 luF 0.01uF。可以看出，本發明通過對風扇電源電流的檢測實現對風扇狀態的檢測； 利用二極管的正向導通時的鉗位電壓，判斷風扇是否在位，是否有短路或者 短路故障；利用雙極型三極管或者MOSFET (金屬-氧化物場效應管)的開 啟特性，將風扇工作狀態轉化為數字量，供系統監控用。另外，考慮到系統 的可靠性與安規，設計中考慮風扇短路保護、過流保護、噪聲隔離等需求。 因此，本發明采用最簡單的分立器件，實現了基本的風扇狀態檢測功能，可 靠性高，成本低。
圖1是本發明風扇檢測電路原理圖。
具體實施方式
下面將結合附圖及應用實例對本發明的技術方案進行更詳細的說明。 圖1所示是本實施例的風扇檢測電路，下面對電路中的器件作簡單說明Fl為保險絲，用于過流安規防護； Cl為濾波電容，用于電源濾波；L1和L2為鐵氧體磁珠，用于隔離風扇工作時的電氣噪聲，防止噪聲通 過電源和地線等途徑耦合到系統內部，干擾系統工作；Dl和D2為二極管，構成一鉗位電路，二極管的正向電流必須大于風扇 工作時候的峰值電流，鉗位電壓約0.7V;我們的應用中，采用的二極管最 大正向工作電流為1A,風扇正常工作范圍內，測量出的二極管鉗位電壓為 760mV左右，Dl, D2串聯的鉗位電壓約1.5V;Tl為雙極型三極管，但也可采用MOSFET等其它的電子開關器件。Rl為選焊的Oohm電阻，當Dl的鉗位電壓能夠可靠開啟三極管Tl的 時候，焊接R1， Dl的鉗位電壓是否能可靠開啟三極管Tl，取決于Dl和 Tl的參數；當Dl不能可靠開啟VI的時候，不焊Rl,此時D1和D2的開 啟電壓之和能夠可靠開啟Tl;本實施例中，Rl是不焊接的，也即Dl和D2 均有壓降。C2為電容，1uF 0.01uF都可以，用于濾除T1基極電壓的噪聲，降低誤 判幾率；R2和R3構成分壓電路，保證三極管基極在風扇的不同狀態下可靠的開 啟和關閉；我們的應用中R2=536ohm, R3=lkohm,不同應用中R2和R3與 Tl的開啟電壓和Dl, D2的正向壓降相關，阻值選取會有所不同。D3為穩壓二極管，反向擊穿電壓不得高于三極管Tl基極能夠容忍的最 高電壓，用于風扇連接器短路時對三極管的防護。在我們的應用中，風扇電源VCC1為12V，數字系統電源VCC2為3.3V。下面對以上器件的連接關系進行說明，應說明的是，說明書及權利要求 中中的"相連"可以指直接相連，也可以指間隔相連。如圖l所示，二極管 Dl和D2串聯，D2陰極接地，電阻Rl (可選)連接在Dl和D2的接點與 地之間。Dl陽極經鐵氧體磁珠L2與風扇接口的第二端相連，風扇接口的第 一端依次經氧體^茲J朱L1、保險絲Fl與風扇電源VCC1相連，濾波電容C1 連接在F1和L1的接點與地之間；電阻R2 、 R3串聯在D1陽極和地之間， 其中間接點與三極管Tl基極相連，Tl集電極經電阻R4與第二電源VCC2 相連，其發射極接地，電容C2和穩壓二極管D3并聯在T1基極與地之間， 輸出的數字信號FAN—OK從Tl集電極引出。電路工作原理參看圖1,風扇在位并工作正常的時候，電流會經由Fl, LI, L2, Dl, D2流向地，R2支路由于分流較小，可以忽略。如果風扇功耗約為1W， 則Dl和D2上的電流在100mA左右，正向壓降Vdl+Vd2約1.5V，因二極 管特殊的伏安特性，此電壓比較穩定，受風扇電流波動影響較小。因Dl ,D2正向導通，此時Tl的基極電壓Vb卜Vdl+Vd2 )*R3/( R2+R3 ), 按照Vdl+Vd2=1.5V， R3=lkohm， R2=536ohm,計算Vb-0.97V，大于所選 三極管T1 (型號PMBT3904)的飽和基射電壓Vbe-sat 0.85V，能夠保證開 關三極管T1充分飽和，Tl飽和時的集電極-射極電壓為約Vce=0.3V,集電 極電流Ic= (Vcc2-Vce) /R4=0.3mA, R4=10kohm， Vcc2=3.3V, Tl耗散功 率大約為Vce*Ic=0.1mW,遠小于三極管最大耗散功率250mW。風扇不在位或者風扇內部毀壞造成斷路，不消耗電流的情況下，Tl基 極電勢為0 (此時Tl基極處于高阻狀態)，工作在截止狀態，此時FAN—OK 相當于直4妄通過R4上拉到Vcc2,不考慮FAN—OK扇出負載電流的情況下， FAN—OK電平約為Vcc2。另外，電路的設計考慮到了風扇短路的故障情況，能夠保證風扇毀壞不 引起除監控系統以外的電路的整體失效。保險管Fl在風扇過流的情況下會 熔斷，保證電源部分的故障隔離；如果保險管沒有熔斷，則D3能起到對后 級電路的保護作用，D3為穩壓二極管，穩壓值必須低于三極管Tl的基極-射極最大容限電壓，保護三極管T1，防止T1因基極電壓過高被擊穿后12V 直接與FAN一OK網絡導通的情況出現，實現信號部分的故障隔離。我們的 設計中D3齊納擊穿穩壓2.4V, Tl基極最大容限電壓為6V。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的 形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1、一種風扇檢測電路，包括兩端分別與風扇電源和風扇接口第一端相連的一過流保護器件，其特征在于，還包括連接在風扇接口第二端和地之間的一鉗位電路和一分壓電路，以及控制端連接到所述分壓電路中間接點的一電子開關器件，所述風扇接口連通或斷開時，所述分壓電路中間接點的輸出電壓控制所述電子開關器件輸出不同的數字信號值。
2、 如權利要求1所述的風扇檢測電路，其特征在于還包括一濾波電容Cl,該電容Cl連接在所述過流保護器件與所述風扇 接口相連的 一端與地之間。
3、 如權利要求1所述的風扇檢測電路，其特征在于所述鉗位電路包括一個二極管或相互串聯的多個二極管，且最后一個二 極管的陰極接地，所述風扇接口連通時，所述二極管正向導通時的鉗位電壓 經所述分壓電路分壓，在所述中間接點的電壓值高于所述電子開關器件的開 啟電壓。
4、 如權利要求1或3所述的風扇檢測電路，其特征在于 所述分壓電路包括多個串聯的電阻，所述風扇接口連通時，所述鉗位電路的鉗位電壓經所述多個電阻分壓后，在所述中間接點的電壓值高于所述電 子開關器件的開啟電壓。
5、 如權利要求1所述的風扇檢測電路，其特征在于還包括兩個鐵氧體-茲珠，分別與所述風扇接口的第一端和第二端直接相 連，其中與所述風扇接口第 一端相連的鐵氧體磁珠的另 一端連接到所述過流 保護器件，與所述風扇接口第二端相連的鐵氧體磁珠的另 一端連接到所述鉗 位電路和分壓電路。
6、 如權利要求1所述的風扇檢測電路，其特征在于 所述電子開關器件為雙極型三極管或金屬-氧化物半導體場效應管。
7、 如權利要求1所述的風扇檢測電路，其特征在于所述電子開關器件為雙極型三極管，其基極連接到所述分壓電路的中間 接點，其集電極經一電阻R4與第二電源VCC2相連，其發射極接地，輸出 的數字信號從該三極管的集電極引出。
8、 如權利要求1所述的風扇檢測電路，其特征在于還包括穩壓二極管D3，該穩壓二極管D3連接在所述電子開關器件的控 制端與i也之間。
9、 如權利要求l、 2或8所述的風扇檢測電路，其特征在于還包括一電容C2，該電容C2連接在所述電子開關器件的控制端與地之 間，用于濾除所述控制端電壓噪聲。
10、 如權利要求9所述的風扇檢測電路，其特征在于 所述電容C2的取值范圍是1uF 0.01uF。
全文摘要
一種風扇檢測電路，包括兩端分別與風扇電源和風扇接口第一端相連的一過流保護器件，其特征在于，還包括連接在風扇接口第二端和地之間的一鉗位電路和一分壓電路，以及控制端連接到所述分壓電路中間接點的一電子開關器件，所述風扇接口連通或斷開時，所述分壓電路中間接點的輸出電壓控制所述電子開關器件輸出不同的數字信號值。本發明采用最簡單的分立器件，實現了基本的風扇狀態檢測功能，可靠性高，成本低。
文檔編號G01R19/145GK101113992SQ20071012985
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月27日 優先權日2007年7月27日
發明者李新雙 申請人:中興通訊股份有限公司