CN101290524B - 风扇电路 - Google Patents

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Abstract

一种风扇电路，用于接收CPU测温芯片输出的脉冲宽度调制信号以控制风扇的转动速度，包括一电流控制单元、一与电流控制单元电性连接的风扇绕组单元及一感应风扇绕组单元的转速的测速单元，所述CPU测温芯片输出的脉冲宽度调制信号通过其占空比的大小来表示CPU温度高低，所述风扇电路还包括一可更改其内部程序的可编程控制单元，该可编程控制单元分别与所述测速单元及电流控制单元电性连接，用于接收所述脉冲宽度调制信号与测速单元的转速信号以产生控制信号，该控制信号通过电流控制单元控制通过风扇绕组单元的电流，以控制风扇的转动速度。

Description

风扇电路
技术领域
本发明涉及一种风扇电路，尤其涉及一种用于控制风扇转速的风扇电路。
背景技术
目前，电脑、电视、投影机等电子设备已广泛应用于日常生活中。其中，部分电子设备在使用过程中会产生大量的热。如电脑中最重要的发热源为CPU。随着CPU处理速度的不断提高，其产生的热量也随之升高。由于热量的增加会影响到CPU的稳定性，因此，目前普遍采用风扇对CPU进行散热。并且，现有的风扇可以根据CPU的温度进行转速调整，使得在CPU高温时，风扇以高速转动，而在CPU低温时，风扇以低速转动，从而减小噪音。
现有技术中，电脑主板上一般设有一测温芯片，输出波形信号给风扇，并将CPU温度的变化反映在输出的PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)信号的占空比上。所述具有调速功能的CPU散热风扇共有四个引脚，除常用的正极、接地、转速输出信号(FG)外，还加入一个PWM信号输入引脚，将主板芯片的信号传递至风扇主控芯片，该风扇根据输入PWM信号的占空比来控制风扇转速。传统的风扇电路中的风扇主控芯片并不能直接接收PWM信号，往往通过一D/A(数模转换)电路，将PWM数字信号转化为模拟电压信号，再由风扇主控芯片接收。
然而，由于CPU的类型各种各样，不同的CPU的测温芯片输出的PWM数字信号的线形和斜率不一样，所需的D/A电路也不同，当同一种风扇要适应不同的CPU时，需要更改风扇电路中的D/A电路及调整其它硬体电路，整个周边硬体电路也需要重新设计，增加了风扇的电路成本。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种能适应各种PWM数字信号的风扇电路。
一种风扇电路，用于接收CPU测温芯片输出的脉冲宽度调制信号以控制风扇的转动速度，包括一电流控制单元、一与电流控制单元电性连接的风扇绕组单元及一感应风扇绕组单元的转速的测速单元，所述CPU测温芯片输出的脉冲宽度调制信号通过其占空比的大小来表示CPU温度高低，所述风扇电路还包括一可更改其内部程序的可编程控制单元，该可编程控制单元分别与所述测速单元及电流控制单元电性连接，用于接收所述脉冲宽度调制信号与测速单元的转速信号以产生控制信号，该控制信号通过电流控制单元控制通过风扇绕组单元的电流，以控制风扇的转动速度。
与现有技术相比，所述风扇电路降低了电路的设计成本，当需要更改风扇的型号时可以更改所述可编程芯片的程序而不需要改变风扇的硬件结构，大大节约硬件成本。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明风扇电路的结构连接框图。
图2是本发明风扇电路的实施电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明较佳实施方式所揭示的风扇电路100包括可编程控制单元10、电流控制单元20、风扇绕组单元30及测速单元40。其中，电流控制单元20分别与可编程控制单元10及风扇绕组单元30电性相连，测速单元40与可编程控制单元10电性连接，并可通过感应风扇绕组单元30的磁场而产生速度信号并将该信号反馈至可编程控制单元10。在本实施例中，脉冲宽度调制信号(以下简称PWM信号)通过其占空比的大小来表示CPU温度高低，并输入至可编程控制单元10。
如图2所示，本发明风扇电路100的可编程控制单元10为一可更改其内部程序的微控制芯片，例如一单片机，该可编程控制单元10包括一连接电源的电源端口V1、一接地端口V2、一输入PWM信号的信号端口P、一输入测速信号的信号端口H、及二连接电流控制单元20的输出端口Out1，Out2。
所述电流控制单元20包括二场效应管Q2、Q3及二电阻R5、R6。其中，在本实施例中二场效应管Q2、Q3均为P沟道耗尽型绝缘栅场效应管。该场效应管Q2的栅极与可编程控制单元10的输出端口Out1电性连接，其源极与一直流电源Vcc(可直接利用主板上的电源)电性连接，其漏极与风扇绕组单元30电性相连；所述场效应管Q3的栅极与可编程控制单元10的输出端口Out2电性连接，其源极与所述电源Vcc电性连接，其漏极与风扇绕组单元30电性相连。电阻R5连接场效应管Q2的栅极与源极，起限制通过场效应管Q2电流的作用；电阻R6则连接场效应管Q3的栅极与源极，起限制通过场效应管Q3电流的作用。
所述风扇绕组单元30二线圈L1、L2，该线圈L1的一端与场效应管Q2的漏极电性连接，另一端接地；所述线圈L2的一端与场效应管Q3的漏极电性连接，另一端接地。二线圈L1、L2通过电路的控制轮流工作以产生变化的磁场。
所述测速单元40在本实施例中为一霍尔元件，放置于风扇绕组单元30旁边，通过感应风扇绕组单元30产生的磁场产生与风扇转速大小相对应的转速信号，以监测风扇的转速并反馈至可编程控制单元10，以及通过端口FG输至安装所述CPU的主板。该测速单元40包括电源端口1、接地端口2、信号端口3，其中电源端口1与一二极管D的阴极电性连接，并通过该二极管D的阳极电性连接至所述直流电源Vcc；接地端口2接地；信号端口3与可编程控制单元10的端口H电性连接。测速单元40的端口3还连接一电阻R3及一三极管Q1以将转速信号放大输出至主板。所述端口1与端口3之间还连接有一电阻R2，起分流作用。
所述二极管D的阴极串联一电阻R1再与所述可编程控制单元10的端口V1电性连接，其中R1起分压作用，以使可编程控制单元10获得比电源Vcc电压更低的工作电压。另外，所述可编程控制单元10的端口V1还连接一电容C后接地，该电容C起滤波作用。
当本发明风扇电路100工作时，可编程控制单元10接收PWM信号，并同时结合测速单元40输入的风扇当前的转速信号，通过内部设定的程序输出PWM1信号与PWM2信号，通过电流控制单元20对通过风扇绕组单元30的电流进行控制，调整风扇的速度以适应CPU的温度。
在本实施例中，当CPU的温度升高时，输入的PWM信号的占空比增大，与测速单元40的转速信号一并经可编程控制单元10处理后，分别从可编程控制单元10的输出端口Out1、Out2交替输出的PWM1信号与PWM2信号的占空比也增大，其中当输出端口Out1的输出PWM1信号时输出端口Out2的输出保持为高电平信号，经电流控制单元20的场效应管Q2、Q3作用后通过线圈L1的增大的电流，并且没有电流通过线圈L2，此时线圈L1控制风扇转动；当可编程控制单元10的输出端口Out1的输出保持为高电信号，输出端口Out2的输出电压为PWM2信号时，经电流控制单元20的场效应管Q2、Q3作用后没有电流通过线圈L1，而通过线圈L2的电流增大，此时线圈L2控制风扇转动。因此，当可编程控制单元10的输出端口Out1、Out2交替输出的PWM1信号与PWM2信号的占空比增大时，通过整个风扇绕组单元30的电流也增大，其产生的磁场强度增大，最后风扇的转速得以提高。反之，当CPU的温度降低时，本发明风扇电路100可将风扇的转速降低，使风扇的转速可以根据CPU的实际温度进行调节，减少风扇的噪音。
当需要将风扇用于不同类型的CPU时，由于不同类型的CPU的测温芯片输出的PWM信号的占空比的线形和斜率不一样，在本发明风扇电路中只需要将可编程控制单元10的内部程序更改成可以适应新的PWM信号的程序即可，无需更改硬件，使风扇电路的设计、制造更加规范统一，适合大批量生产。另外，本发明通过可编程控制单元10直接接收PWM信号，相对现有技术节省了D/A电路，降低了硬件成本。

Claims (8)

1.一种风扇电路，用于接收CPU测温芯片输出的脉冲宽度调制信号以控制风扇的转动速度，包括一电流控制单元、一与电流控制单元电性连接的风扇绕组单元及一感应风扇绕组单元的转速的测速单元，其特征在于：所述CPU测温芯片输出的脉冲宽度调制信号通过其占空比的大小来表示CPU温度高低，所述风扇电路还包括一可更改其内部程序的可编程控制单元，该可编程控制单元分别与所述测速单元及电流控制单元电性连接，用于接收所述脉冲宽度调制信号与测速单元的转速信号以产生控制信号，该控制信号通过电流控制单元控制通过风扇绕组单元的电流，以控制风扇的转动速度。
2.如权利要求1所述的风扇电路，其特征在于：所述电流控制单元包括第一、第二场效应管，所述第一、第二场效应管的栅极分别与可编程控制单元电性连接，其源极与一直流电源电性连接，其漏极与所述风扇绕组单元电性连接。
3.如权利要求2所述的风扇电路，其特征在于：所述第一、第二场效应管均为P沟道耗尽型绝缘栅场效应管。
4.如权利要求3所述的风扇电路，其特征在于：所述电流控制单元还包括第一、第二电阻，该第一电阻连接第一场效应管的栅极与源极，该第二电阻连接第二场效应管的栅极与源极，分别起限制通过第一、第二场效应管的电流的作用。
5.如权利要求2所述的风扇电路，其特征在于：所述电源与所述可编程控制单元之间串联有一二极管及一第三电阻，该电阻起分压作用。
6.如权利要求1所述的风扇电路，其特征在于：所述测速单元为一霍尔元件，该霍尔元件通过感应风扇绕组单元的磁场以产生所述转速信号。
7.如权利要求1所述的风扇电路，其特征在于：所述可编程控制单元连接一电容后接地，该电容起滤波作用。
8.如权利要求1所述的风扇电路，其特征在于：所述可编程控制单元为单片机。
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