專利名稱：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)扇控制技術(shù)，尤指一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，很多風(fēng)冷設(shè)備為了滿足噪聲要求和延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命，大都采用根據(jù)設(shè)備或環(huán)境溫度調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的方法。
由于直流無(wú)刷風(fēng)扇的易用和可靠而成為大部分電子產(chǎn)品的首選方案，對(duì)此種風(fēng)扇進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制有兩種常用的方法脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)速和線性調(diào)壓調(diào)速。PWM調(diào)速由于受使用風(fēng)扇(風(fēng)扇額定電流不能超過300mA)和故障檢測(cè)困難的限制而應(yīng)用范圍較?。痪€性調(diào)壓調(diào)速則可應(yīng)用到任意一種兩線直流無(wú)刷風(fēng)扇。所以，目前采用線性調(diào)壓調(diào)速控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)大多采用風(fēng)扇控制專用芯片加線性調(diào)整電路構(gòu)成，如圖1所示。
圖中脈寬調(diào)制器FAN_IC為風(fēng)扇控制專用芯片。此方案的工作原理如下1、溫度傳感器輸出電壓隨環(huán)境溫度變化而變化，并將此電壓變化傳遞給風(fēng)扇控制芯片。
2、風(fēng)扇控制芯片根據(jù)傳感器的輸出電壓，計(jì)算當(dāng)前溫度值，并根據(jù)芯片內(nèi)置的風(fēng)扇速度控制曲線輸出此溫度下對(duì)應(yīng)占空比的PWM信號(hào)。
3、PWM信號(hào)經(jīng)過濾波電路將占空比變化的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖街底兓闹绷麟娖叫盘?hào)。
4、直流電平信號(hào)再用來控制MOS管兩端電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整風(fēng)扇兩端電壓，即調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的。
5、風(fēng)扇告警信號(hào)以一定的邏輯關(guān)系組合匯總到風(fēng)扇控制芯片，風(fēng)扇控制芯片可檢測(cè)風(fēng)扇的堵轉(zhuǎn)故障告警信號(hào)。
中央處理器通過I2C接口與風(fēng)扇控制部分進(jìn)行通信，設(shè)置參數(shù)及讀取告警信息等。
雖然現(xiàn)有技術(shù)方案能根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，但存在以下問題1、當(dāng)溫度傳感器損壞，風(fēng)扇控制系統(tǒng)由于沒有溫度反饋信號(hào)而使風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常或停轉(zhuǎn)，造成整個(gè)系統(tǒng)溫度異常，嚴(yán)重時(shí)將燒毀器件及單板。
2、當(dāng)風(fēng)扇控制芯片失效，輸出PWM信號(hào)異常時(shí)，如輸出全低信號(hào)，全部風(fēng)扇將停止轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度過高，單板燒毀。
3、當(dāng)驅(qū)動(dòng)MOS管損壞時(shí)，同樣會(huì)使全部風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，造成系統(tǒng)溫度過高，單板燒毀。
從上可看出，現(xiàn)有技術(shù)方案存在工作可靠性低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法及裝置，以解決現(xiàn)有控制技術(shù)可靠性低的缺點(diǎn)，以提高控制系統(tǒng)的可靠性。
為解決上述問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法，包括如下步驟A、脈寬調(diào)制器根據(jù)控制參數(shù)和至少兩路溫度檢測(cè)信號(hào)輸出至少兩路脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；B、至少將兩路脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電平信號(hào)；C、由每路直流信號(hào)分別控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓；以及D、由所述的驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置，包括微處理器，通過總線與微處理器連接的脈寬調(diào)制器，分別與脈寬調(diào)制器的輸入端和輸出端連接的溫度傳感器和濾波電路，與濾波電路輸出端連接的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路控制風(fēng)扇，其特征在于所述溫度傳感器至少為兩個(gè)，所述脈寬調(diào)制器具有至少兩個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端，至少其中兩個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端連接有所述的濾波電路，每一濾波電路連接有所述的驅(qū)動(dòng)電路。
根據(jù)上述控制裝置
所述脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端還設(shè)置有一監(jiān)控電路，該監(jiān)控電路檢測(cè)到脈寬調(diào)制器失效時(shí)使風(fēng)扇運(yùn)行在全速狀態(tài)。
所述濾波電路的輸出端還設(shè)置有鉗位電路，該鉗位電路對(duì)所述的直流信號(hào)進(jìn)行鉗位，使驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓不低于設(shè)置值。
所述的每路濾波電路連接有多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。
所述的驅(qū)動(dòng)電路為MOS管。
上述裝置還包括復(fù)數(shù)個(gè)風(fēng)扇和連接于風(fēng)扇與脈寬調(diào)制器之間的故障告警電路；所述的復(fù)數(shù)個(gè)風(fēng)扇均勻地分成多組，每一組與一驅(qū)動(dòng)電路電連接。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、當(dāng)單個(gè)溫度傳感器損壞時(shí)不會(huì)因環(huán)境溫度無(wú)法檢測(cè)而使控制邏輯出現(xiàn)混亂，造成系統(tǒng)故障。
2、當(dāng)風(fēng)扇專用控制芯片失效時(shí)不會(huì)造成系統(tǒng)因溫度過高而損壞。
3、當(dāng)單個(gè)驅(qū)動(dòng)MOS管損壞時(shí)，不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別風(fēng)扇的停轉(zhuǎn)而使系統(tǒng)溫度過高而損壞。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)扇調(diào)速的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明風(fēng)扇分組示意圖；具體實(shí)施方式
參閱圖2脈寬調(diào)制器FAN_IC為風(fēng)扇控制專用芯片。微處理器(CPU)通過I2C總線與脈寬調(diào)制器連接，兩個(gè)溫度傳感器T1、T2與脈寬調(diào)制器FAN_IC連接，脈寬調(diào)制器內(nèi)的溫度傳感器T3與溫度傳感器T1、T2聯(lián)合檢測(cè)環(huán)境溫度并向脈寬調(diào)制器提供相應(yīng)的電信號(hào)。脈寬調(diào)制器FAN_IC具有兩個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端，每一輸出端連接有一濾波電路。該濾波電路將脈寬調(diào)制器FAN_IC輸出的具有一定占空比的脈沖信號(hào)通過濾波后輸出直流電平信號(hào)。在脈寬調(diào)制器FAN_IC的輸出端與濾波電路之間連接一監(jiān)控電路。該監(jiān)控電路實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)扇控制芯片輸出的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。每一濾波電路的輸出端連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，在本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電路為MOS管。每一驅(qū)動(dòng)電路連接一組風(fēng)扇，在濾波電路與驅(qū)動(dòng)電路之間連接一鉗位電路，該鉗位電路使驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓不低于設(shè)定值。在風(fēng)扇與脈寬調(diào)制器之間連接一故障告警電路，用于檢測(cè)風(fēng)扇的堵轉(zhuǎn)等。
參閱圖3所示，系統(tǒng)中的多個(gè)風(fēng)扇根據(jù)需要散熱的空間結(jié)構(gòu)均勻地分成幾組，以8個(gè)風(fēng)扇為例，風(fēng)扇1-1和1-2、風(fēng)扇2-1和2-2、風(fēng)扇3-1和3-2、風(fēng)扇4-1和4-2共分為四組，每一驅(qū)動(dòng)電路控制一組風(fēng)扇。當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路(MOS管)損壞時(shí)，造成的一組風(fēng)扇停轉(zhuǎn)對(duì)系統(tǒng)散熱影響最小。
本發(fā)明的工作原理微處理器(CPU)對(duì)風(fēng)扇控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，脈寬調(diào)制器根據(jù)控制參數(shù)和三個(gè)溫度傳感器檢測(cè)的環(huán)境溫度輸出兩路相應(yīng)占空比的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。多個(gè)溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)的備份使用，當(dāng)其中一個(gè)溫度傳感器發(fā)生故障，可切換到由另一個(gè)傳感器控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
兩路PWM信號(hào)分別經(jīng)過濾波后輸出直流電平信號(hào)，每路直流電平信號(hào)控制2個(gè)MOS管，每一個(gè)MOS管驅(qū)動(dòng)多個(gè)風(fēng)扇。采用2路PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)4個(gè)MOS管方式，當(dāng)單路PWM損壞，單個(gè)MOS管損壞時(shí)不會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓。
監(jiān)控電路實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)扇控制芯片輸出的PWM信號(hào)，當(dāng)PWM信號(hào)正常時(shí)，監(jiān)控電路不動(dòng)作，當(dāng)風(fēng)扇控制芯片失效，即輸出PWM信號(hào)沒有上升沿或下降沿時(shí)，監(jiān)控電路輸出高電平信號(hào)，使風(fēng)扇運(yùn)行在全速狀態(tài)，以保證在風(fēng)扇控制芯片失效的情況下系統(tǒng)不會(huì)因過熱而損壞。
鉗位電路的作用是使控制MOS管的電壓不低于設(shè)定值，當(dāng)此直流電壓低于硬件設(shè)定的電壓值時(shí)，鉗位電路動(dòng)作，將電壓維持在設(shè)定值，保證風(fēng)扇以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，維持系統(tǒng)基本散熱要求。鉗位電路使系統(tǒng)工作更加可靠，當(dāng)無(wú)PWM輸出及監(jiān)控電路失效的情況下仍可維持系統(tǒng)基本散熱功能。
風(fēng)扇告警信號(hào)分為兩組，風(fēng)扇控制芯片可檢測(cè)風(fēng)扇的堵轉(zhuǎn)故障告警信號(hào)。當(dāng)任一風(fēng)扇停轉(zhuǎn)時(shí)，脈寬調(diào)制器均能夠反映故障信息，及時(shí)通知中央處理器CPU進(jìn)行故障告警。
對(duì)于發(fā)明中，脈寬調(diào)制器輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)不限于兩路，可根據(jù)需要適當(dāng)增加。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，包括如下步驟A、脈寬調(diào)制器根據(jù)控制參數(shù)和至少兩路溫度檢測(cè)信號(hào)輸出至少兩路脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；B、至少將兩路脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電平信號(hào)；C、由每路直流信號(hào)分別控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓；以及D、由所述的驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)脈寬調(diào)制器失效時(shí)，一監(jiān)控電路使風(fēng)扇工作在全速狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對(duì)所述的直流信號(hào)進(jìn)行鉗位，使驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓不低于設(shè)置值，以保證風(fēng)扇始終能以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每路直流信號(hào)至少控制兩驅(qū)動(dòng)電路。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于每一驅(qū)動(dòng)電路控制多個(gè)風(fēng)扇。
6.一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置，包括微處理器，通過總線與微處理器連接的脈寬調(diào)制器，分別與脈寬調(diào)制器的輸入端和輸出端連接的溫度傳感器和濾波電路，與濾波電路輸出端連接的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路控制風(fēng)扇，其特征在于所述溫度傳感器至少為兩個(gè)，所述脈寬調(diào)制器具有至少兩個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端，至少其中兩個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端連接有所述的濾波電路，每一濾波電路連接有所述的驅(qū)動(dòng)電路。
7.如權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于所述脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端還設(shè)置有一監(jiān)控電路，該監(jiān)控電路檢測(cè)到脈寬調(diào)制器失效時(shí)使風(fēng)扇運(yùn)行在全速狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于所述濾波電路的輸出端還設(shè)置有鉗位電路，該鉗位電路對(duì)所述的直流信號(hào)進(jìn)行鉗位，使驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓不低于設(shè)置值。
9.如權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于所述的每一濾波電路連接有多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。
10.如權(quán)利要求6至9之一所述的電路，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電路為MOS管。
11.如權(quán)利要求10所述的電路，其特征在于還包括復(fù)數(shù)個(gè)風(fēng)扇和連接于風(fēng)扇與脈寬調(diào)制器之間的故障告警電路；所述的復(fù)數(shù)個(gè)風(fēng)扇均勻地分成多組，每一組與一驅(qū)動(dòng)電路電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法，該方法包括步驟脈寬調(diào)制器根據(jù)控制參數(shù)和多路溫度檢測(cè)信號(hào)輸出至少兩路脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；將兩路脈沖寬度調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電平信號(hào)；由每路直流信號(hào)分別控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓；以及由所述的驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。本發(fā)明同時(shí)公開了風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置。采用本發(fā)明作為風(fēng)冷設(shè)備，可大大提高工作的可靠性。
文檔編號(hào)G05D23/19GK1577201SQ0314406
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者張冬艷, 呂書江, 謝勇明 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司