CN203516159U - 散热风扇控制电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种散热风扇控制电路及电子设备，该散热风扇控制电路包括电源输入端、温度采样模块、控制模块、稳压输出模块及用于为散热风扇提供工作电压的供电端，其中：电源输入端分别与控制模块、稳压输出模块连接；控制模块的输入端与温度采样模块连接，控制模块的输出端与稳压输出模块连接，用于接收温度采样模块采集的温度采样信号，并根据温度采样信号输出控制信号至稳压输出模块；稳压输出模块用于根据控制信号将经电源输入端输入的输入电源进行转换稳压后输出至散热风扇，控制散热风扇的工作状态。本实用新型可灵活应用于各种电子产品，适用范围广，且元器件较少，有效地降低了成本，可靠性高。

Description

散热风扇控制电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及一种散热风扇控制电路及电子设备。

背景技术

目前，随着电子产品的集成度越来越高以及大功率电子产品的应用越来越广泛，与电子产品性能及使用寿命息息相关的散热问题也随之成为电子产品设计中的重点和难点。现有的风扇控制电路适用范围比较窄，只局限使用在特定的电子产品上，给电子产品的设计带来不便，因此，为了提供快捷的方法和途径来解决众多电子产品的散热问题，急需一种可灵活应用于各种电子产品的散热风扇控制电路。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种成本较低且通用性高的散热风扇控制电路及电子设备。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种散热风扇控制电路，包括电源输入端、温度采样模块、控制模块、稳压输出模块及用于为散热风扇提供工作电压的供电端，其中：

所述电源输入端分别与所述控制模块、所述稳压输出模块连接；所述控制模块的输入端与所述温度采样模块连接，所述控制模块的输出端与所述稳压输出模块连接，所述控制模块用于接收所述温度采样模块采集的温度采样信号，并根据所述温度采样信号输出控制信号至所述稳压输出模块；所述稳压输出模块用于根据所述控制信号将经所述电源输入端输入的输入电源进行转换稳压后经所述供电端输出至散热风扇，控制散热风扇的工作状态。

优选地，所述控制模块包括微控制器、第一控制单元和第二控制单元，所述微控制器的输入端与所述温度采样模块连接，所述微控制器的第一输出端与所述第一控制单元的输入端连接，所述第一控制单元的输出端作为所述控制模块的第一输出端与所述稳压输出模块的第一输入端连接；所述微控制器的第二输出端与所述第二控制单元的输入端连接，所述第二控制单元的输出端作为所述控制模块的第二输出端与所述稳压输出模块的第二输入端连接。

优选地，所述第一控制单元包括第一三极管及第二三极管，所述第一三极管的基极与所述微控制器的第一输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述稳压输出模块的第一输入端连接，所述第二三极管的基极还与所述电源输入端连接。

优选地，所述第二控制单元包括第三三极管及第四三极管，所述第三三极管的基极与所述微控制器的第二输出端连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述稳压输出模块的第二输入端连接，所述第四三极管的基极还与所述电源输入端连接。

优选地，所述稳压输出模块包括第五三极管、第一稳压管、第二稳压管和第一电阻，所述第五三极管的集电极与所述电源输入端连接，所述第五三极管的发射极与所述供电端的正极连接，所述第五三极管的基极与所述第二稳压管的阴极连接，所述第五三极管的基极还与所述供电端的负极连接，所述第一电阻一端与所述第五三极管的基极连接，所述第一电阻的另一端与所述第五三极管的集电极连接，所述第二稳压管的阴极作为所述稳压输出模块的第一输入端与所述第二三极管的集电极连接；所述第二稳压管的阳极与所述第一稳压管的阴极连接，所述第一稳压管的阴极作为所述稳压输出模块的第二输入端与所述第四三极管的集电极连接，所述第一稳压管的阳极接地。

优选地，所述稳压输出模块还包括第二电阻、第一电容及以第二电容，所述第一电容及所述第二电容均为极性电容，所述第一电容的正极与所述第五三极管的发射极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的负极连接，所述第二电容的正极与所述第五三极管的基极连接，所述第二电阻一端与所述第二电容的正极连接，所述第二电阻另一端与所述第二稳压管的阴极连接。

优选地，所述温度采样模块包括热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述微控制器的输入端连接，所述热敏电阻的另一端接地。

优选地，所述控制模块还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第三电阻一端经所述第四电阻与所述电源输入端连接，所述第三电阻另一端与所述第四三极管的基极连接，所述第五电阻一端经所述第四电阻与所述电源输入端连接，所述第五电阻另一端与所述第二三极管的基极连接。

优选地，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管和第五三极管均为NPN型三极管。

本实用新型还提出一种电子设备，包括如上所述的散热风扇控制电路。

本实用新型提出的一种散热风扇控制电路及电子设备，由控制模块根据所述温度采样模块采集的温度采样信号向稳压输出模块输出不同的控制信号，再通过稳压输出模块根据不同的控制信号将输入电源转换为不同大小的供电电压为散热风扇供电，从而控制散热风扇的高低转速，由于能根据采集的温度采样信号来控制散热风扇转速的高低，可灵活应用于各种电子产品，适用范围广，且元器件较少，有效地降低了成本，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例散热风扇控制电路的结构框图；

图2是本实用新型较佳实施例散热风扇控制电路的电路图。

为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，图1是本实用新型较佳实施例散热风扇控制电路的结构框图。所述散热风扇控制电路，包括电源输入端1、温度采样模块2、控制模块3、稳压输出模块4及用于为散热风扇提供工作电压的供电端5，其中：

所述电源输入端1分别与所述控制模块3、所述稳压输出模块4连接；所述控制模块3的输入端与所述温度采样模块2连接，所述控制模块3的输出端与所述稳压输出模块4连接，所述控制模块3用于接收所述温度采样模块2采集的温度采样信号，并根据所述温度采样信号输出控制信号至所述稳压输出模块4；所述稳压输出模块4用于根据所述控制信号将经所述电源输入端1输入的输入电源VCC进行转换稳压后经所述供电端5输出至散热风扇，控制散热风扇的工作状态，具体地，控制散热风扇的开启、关闭及高低转速。

具体地，参照图2，图2是本实用新型较佳实施例散热风扇控制电路的电路图。

所述控制模块3包括微控制器30、第一控制单元31和第二控制单元32，所述微控制器30的输入端与所述温度采样模块2连接，所述微控制器30的第一输出端与所述第一控制单元31的输入端连接，所述第一控制单元31的输出端作为所述控制模块3的第一输出端与所述稳压输出模块4的第一输入端连接；所述微控制器30的第二输出端与所述第二控制单元32的输入端连接，所述第二控制单元32的输出端作为所述控制模块3的第二输出端与所述稳压输出模块4的第二输入端连接。

上述第一控制单元31包括第一三极管Q1及第二三极管Q2，所述第一三极管Q1的基极与所述微控制器30的第一输出端连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极与所述第二三极管Q2的基极连接，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极与所述稳压输出模块4的第一输入端连接，所述第二三极管Q2的基极还与所述电源输入端1连接。

上述第二控制单元32包括第三三极管Q3及第四三极管Q4，所述第三三极管Q3的基极与所述微控制器30的第二输出端连接，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极与所述第四三极管Q4的基极连接，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第四三极管Q4的集电极与所述稳压输出模块4的第二输入端连接，所述第四三极管Q4的基极还与所述电源输入端1连接。

上述稳压输出模块4包括第五三极管Q5、第一稳压管D1、第二稳压管D2和第一电阻R1，所述第五三极管Q5的集电极与所述电源输入端1连接，所述第五三极管Q5的发射极与所述供电端1的正极连接，所述第五三极管Q5的基极与所述第二稳压管D2的阴极连接，所述第五三极管Q5的基极还与所述供电端1的负极连接，所述第一电阻R1一端与所述第五三极管Q5的基极连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第五三极管Q5的集电极连接，所述第二稳压管D2的阴极作为所述稳压输出模块4的第一输入端与所述第二三极管Q2的集电极连接；所述第二稳压管D2的阳极与所述第一稳压管D1的阴极连接，所述第一稳压管D1的阴极作为所述稳压输出模块4的第二输入端与所述第四三极管Q4的集电极连接，所述第一稳压管D1的阳极接地。

进一步地，所述稳压输出模块4还包括第二电阻R2、第一电容C1及以第二电容C2，所述第一电容C1及所述第二电容C2均为极性电容，主要用于稳定电路电压，防止电路自激。所述第一电容C1的正极与所述第五三极管Q5的发射极连接，所述第一电容C1的负极与所述第二电容C2的负极连接，所述第二电容C2的正极与所述第五三极管Q5的基极连接，所述第二电阻R2一端与所述第二电容C2的正极连接，所述第二电阻R2另一端与所述第二稳压管D2的阴极连接。

上述温度采样模块2包括热敏电阻Rt，所述热敏电阻Rt的一端与所述微控制器30的输入端连接，所述热敏电阻Rt的另一端接地。热敏电阻Rt的阻值随着温度的升高而降低，因此，可利用热敏电阻Rt的此特性来采集温度的变化，将温度的变化转化为相应的电平信号作为温度采样信号。

进一步地，所述控制模块3还包括第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4可起到限流的作用，以避免该电路中的元器件因较大电流而损坏，第三电阻R3和第五电阻R5为下拉电阻。

所述第三电阻R3一端经所述第四电阻R4与所述电源输入端1连接，所述第三电阻R3另一端与所述第四三极管Q4的基极连接，所述第五电阻R5一端经所述第四电阻R4与所述电源输入端1连接，所述第五电阻R5另一端与所述第二三极管Q2的基极连接。

本实施例中，上述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4和第五三极管Q5均以NPN型三极管为例进行说明，当然，也不限定其为其他类型的三极管，如PNP型三极管，另外，图1中将第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4的内置偏压电阻画出以示意。

本实用新型较佳实施例散热风扇控制电路的工作原理具体描述如下：

本实施例中，热敏电阻Rt置于电子产品中需检测的具体散热点处，用于采集该电子产品的实时温度采样信号，当该电子产品的散热点温度达到预设的第一温度阈值时，则热敏电阻Rt的阻值随着温度的升高也随之降低，温度采样模块2采集到一第一温度采样信号，并将所述第一温度采样信号发送至所述微控制器30。

所述微控制器30根据所述第一温度采样信号进行分析处理，所述微控制器30的第一输出端输出一高电平信号至第一三极管Q1的基极，则第一三极管Q1导通，第二三极管Q2的基极电压被拉低，则第二三极管Q2截止；所述微控制器30的第二输出端输出一低电平信号至第三三极管Q3的基极，则第三三极管Q3截止，第四三极管Q4的基极电压为高电平，则第四三极管Q4导通，由此，稳压输出模块4中的第五三极管Q5、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2及第二稳压管D2组成串联稳压电路，当***启动上电时，第四电阻R4为第五三极管Q5的上偏置电阻，则第五三极管Q5导通，利用第五三极管Q5的电流放大作用，可以在第二稳压管D2电流较小的情况下，经供电端5向散热风扇提供较大的电流，又由于此时输出至供电端5的电压UL=UD2-Ube，其中UD2为第二稳压管D2的反向击穿电压，Ube为第五三极管Q5的BE集导通电压，为一固定值，一般硅管为0.7V，锗管为0.3V，可忽略不计，则供电端5的电压UL=UD2，稳压输出模块4通过该串联稳压电路将输入电源电压VCC转换输出稳定的电压UL至供电端5，向散热风扇供电，散热风扇启动，当供电端5的电压UL=UD2时，散热风扇工作在低速状态下，说明此时电子产品散热点的温度不是很高，只需散热风扇工作在低速状态即可。

当该电子产品的散热点温度继续升高，达到预设的第二温度阈值时，则热敏电阻Rt的阻值随着温度的继续升高也随之继续降低，温度采样模块2采集到一第二温度采样信号，并将所述第二温度采样信号发送至所述微控制器30。

所述微控制器30根据所述第二温度采样信号进行分析处理，所述微控制器30的第一输出端输出一高电平信号至第一三极管Q1的基极，则第一三极管Q1导通，第二三极管Q2的基极电压被拉低，则第二三极管Q2截止；所述微控制器30的第二输出端输出一高电平信号至第三三极管Q3的基极，则第三三极管Q3导通，第四三极管Q4的基极电压被拉低，则第四三极管Q4截止，由此，稳压输出模块4中的第五三极管Q5、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第二稳压管D2及第一稳压管D1组成串联稳压电路，当***启动上电时，第四电阻R4为第五三极管Q5的上偏置电阻，则第五三极管Q5导通，利用第五三极管Q5的电流放大作用，可以在第二稳压管D2电流较小的情况下，经供电端5向散热风扇提供较大的电流，又由于此时输出至供电端5的电压UL=UD2+UD1-Ube，其中UD2为第二稳压管D2的反向击穿电压，UD1为第一稳压管D1的反向击穿电压，Ube为第五三极管Q5的BE集导通电压，为一固定值，一般硅管为0.7V，锗管为0.3V，可忽略不计，则供电端的电压UL=UD2+UD1，稳压输出模块4通过该串联稳压电路将输入电源电压VCC转换输出稳定的电压UL至供电端5，向散热风扇供电，散热风扇启动，当供电端5的电压UL=UD2+UD1时，散热风扇工作在高速状态下，说明此时电子产品散热点的温度已很高，需散热风扇工作在高速状态下为电子产品进行散热，以避免电子产品因高温而损坏。

当电子产品散热点的温度随着散热风扇在高速状态下散热一段时间而达到正常温度，也即电子产品散热点的温度小于预设的第一温度阈值时，温度采样模块2采集到一第三温度采样信号，并将所述第三温度采样信号发送至所述微控制器30。所述微控制器30根据所述第三温度采样信号进行分析处理，所述微控制器30的第一输出端输出一低电平信号至第一三极管Q1的基极，则第一三极管Q1截止，第二三极管Q2的基极电压为高电平，则第二三极管Q2导通，此时无论微控制器30的第二输出端输出高电平信号或低电平信号，稳压输出模块4输出至供电端的电压UL均为0，则此时散热风扇停止工作，说明此时电子产品散热点的温度已恢复正常，无需散热风扇进行散热，停止散热风扇可节约资源，避免资源的浪费及散热风扇的损耗。

进一步地，关于该电路参数的选择，还可有：

限流电阻R4：R4=(Vcc－V1)/Iin

输出电流Iout(max)最大值：Iout(max)=(Vcc－Vout－Vbe)(1＋β1)/R3，

其中，Iin为输入电流，Vbe为第五三极管的BE集导通电压，β1为第五三极管的放大倍数。

本实施例由于能根据采集的温度采样信号来控制散热风扇转速的高低，可灵活应用于各种电子产品，适用范围广，且元器件较少，有效地降低了成本，可靠性高。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括上述散热风扇控制电路，其工作原理如上所述，在此不再赘述。由于采用了上述散热风扇控制电路，能根据电子设备的实时温度对散热风扇进行控制，控制其工作在高速、低速及停止状态，有效地避免了电子设备因高温造成的损坏，且该电路可灵活应用于各种电子产品中，适用范围广，通用性高，又由于该电路采用的元器件较少且均为常用的电子元件，故降低了电子设备的经济成本，提高其性能的稳定性。

本实用新型提出的一种散热风扇控制电路及电子设备，由控制模块根据所述温度采样模块采集的温度采样信号向稳压输出模块输出不同的控制信号，再通过稳压输出模块根据不同的控制信号将输入电源转换为不同大小的供电电压为散热风扇供电，从而控制散热风扇的高低转速，由于能根据采集的温度采样信号来控制散热风扇转速的高低，可灵活应用于各种电子产品，适用范围广，且元器件较少，有效地降低了成本，可靠性高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种散热风扇控制电路，其特征在于，包括电源输入端、温度采样模块、控制模块、稳压输出模块及用于为散热风扇提供工作电压的供电端，其中：

所述电源输入端分别与所述控制模块、所述稳压输出模块连接；所述控制模块的输入端与所述温度采样模块连接，所述控制模块的输出端与所述稳压输出模块连接，所述控制模块用于接收所述温度采样模块采集的温度采样信号，并根据所述温度采样信号输出控制信号至所述稳压输出模块；所述稳压输出模块用于根据所述控制信号将经所述电源输入端输入的输入电源进行转换稳压后经所述供电端输出至散热风扇，控制散热风扇的工作状态。

2.根据权利要求1所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述控制模块包括微控制器、第一控制单元和第二控制单元，所述微控制器的输入端与所述温度采样模块连接，所述微控制器的第一输出端与所述第一控制单元的输入端连接，所述第一控制单元的输出端作为所述控制模块的第一输出端与所述稳压输出模块的第一输入端连接；所述微控制器的第二输出端与所述第二控制单元的输入端连接，所述第二控制单元的输出端作为所述控制模块的第二输出端与所述稳压输出模块的第二输入端连接。

3.根据权利要求2所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述第一控制单元包括第一三极管及第二三极管，所述第一三极管的基极与所述微控制器的第一输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述稳压输出模块的第一输入端连接，所述第二三极管的基极还与所述电源输入端连接。

4.根据权利要求2所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述第二控制单元包括第三三极管及第四三极管，所述第三三极管的基极与所述微控制器的第二输出端连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述稳压输出模块的第二输入端连接，所述第四三极管的基极还与所述电源输入端连接。

5.根据权利要求3或4所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述稳压输出模块包括第五三极管、第一稳压管、第二稳压管和第一电阻，所述第五三极管的集电极与所述电源输入端连接，所述第五三极管的发射极与所述供电端的正极连接，所述第五三极管的基极与所述第二稳压管的阴极连接，所述第五三极管的基极还与所述供电端的负极连接，所述第一电阻一端与所述第五三极管的基极连接，所述第一电阻的另一端与所述第五三极管的集电极连接，所述第二稳压管的阴极作为所述稳压输出模块的第一输入端与所述第二三极管的集电极连接；所述第二稳压管的阳极与所述第一稳压管的阴极连接，所述第一稳压管的阴极作为所述稳压输出模块的第二输入端与所述第四三极管的集电极连接，所述第一稳压管的阳极接地。

6.根据权利要求5所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述稳压输出模块还包括第二电阻、第一电容及以第二电容，所述第一电容及所述第二电容均为极性电容，所述第一电容的正极与所述第五三极管的发射极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的负极连接，所述第二电容的正极与所述第五三极管的基极连接，所述第二电阻一端与所述第二电容的正极连接，所述第二电阻另一端与所述第二稳压管的阴极连接。

7.根据权利要求2所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述温度采样模块包括热敏电阻，所述热敏电阻的一端与所述微控制器的输入端连接，所述热敏电阻的另一端接地。

8.根据权利要求2、3或4所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述控制模块还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第三电阻一端经所述第四电阻与所述电源输入端连接，所述第三电阻另一端与所述第四三极管的基极连接，所述第五电阻一端经所述第四电阻与所述电源输入端连接，所述第五电阻另一端与所述第二三极管的基极连接。

9.根据权利要求5所述的散热风扇控制电路，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管和第五三极管均为NPN型三极管。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的散热风扇控制电路。

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