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风扇控制电路及电子设备

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


风扇控制电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种风扇控制电路及电子设备。

背景技术

风扇广泛使用在计算机、通信设备、汽车电子设备、制冷设备等仪器设备上。风扇通过风扇叶片的旋转,产生高速气流,带走仪器设备运转时散发出的热量,以保证仪器设备处于正常工作的温度环境中,起到维持仪器设备正常运转,延长仪器设备的使用寿命等作用。该风扇的转速调节主要是通过与不同温度档位的控制信号对应的供电电压的方式对风扇转速进行调节,从而控制风速。

以风扇调速电路包括两个检测控制单元为例,根据每个检测控制单元发出的不同温度档位的控制信号,经过不同个数的稳压二极管,生成与该控制信号对应的供电电压,再通过三极管放大该供电电压,以调节风扇转速至符合该供电电压的转速。

然而,目前对风扇转速调节的方式存在线性度差,进而导致了风扇工作时噪音大,风扇的使用寿命较短的问题。

发明内容

本申请提供一种风扇控制电路及电子设备,用以解决目前对风扇转速调节的方式存在线性度差、风扇工作噪音大、风扇的使用寿命较短的问题。

第一方面,本申请提供一种风扇控制电路,所述风扇控制电路,包括:温度检测模块(10)、运算模块(20)、控制模块(30);

所述温度检测模块(10)的第一端与第一输入电源连接,所述温度检测模块(10)的第二端与所述运算模块(20)的第一输入端连接,所述运算模块(20)的第二输入端与N个风扇的供电端连接,所述运算模块(20)的输出端与所述控制模块(30)的第一端连接,所述控制模块(30)的第二端与第二输入电源连接,所述控制模块(30)的第三端与N个所述风扇的供电端相连;所述N为大于或等于1的整数;

所述温度检测模块(10),用于向所述运算模块(20)发送第一电压信号,所述第一电压信号用于表征温度变化情况;

所述运算模块(20),用于向所述控制模块(30)发送所述第一电压信号和第二电压信号的差分电压信号;所述第二电压信号与当前为所述风扇提供的输入电压相关;

所述控制模块(30),用于根据所述差分电压信号,调整所述第二输入电源为所述风扇提供的输入电压,以调整所述风扇的转速。

第二方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括:第一输入电源、第二输入电源、N个风扇和如权利要求1-10任一项所述的风扇控制电路;其中,所述N为大于或等于1的整数。

本申请提供的风扇控制电路及电子设备,通过利用模拟电路的方式,通过获取当前风扇转速相关的信号和当前检测温度相关的信号,获取当前风扇转速与当前检测温度对应的风扇转速之间的差距,从而不断地调整风扇的转速,以达到与检测温度相匹配的风扇转速,实现线性调节风扇转速的效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为现有技术提供的一种风扇控制电路的结构示意图;

图2为现有技术提供的另一种风扇控制电路的结构示意图;

图3为本申请实施例提供的一种风扇控制电路的结构示意图;

图4为本申请实施例提供的一种运算模块20电路的结构示意图;

图5为本申请实施例提供的一种控制模块30的结构示意图;

图6为本申请实施例提供的一种温度检测模块10的结构示意图;

图7为本申请实施例提供的另一种风扇控制电路的结构示意图;

图8为本申请实施例提供的一种风扇开关控制模块40的结构示意图;

图9为本申请实施例提供的再一种风扇控制电路的结构示意图;

图10为本申请实施例提供的又一种风扇控制电路的结构示意图。

通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1为现有技术提供的一种风扇控制电路的结构示意图,如图1所示,该风扇控制电路包括:输入电源,检测控制单元,稳压二极管,三极管。

其中,输入电源用于为风扇供电,提供与风扇所需转速相匹配的电流与电压。控制信号为检测到的温度对应的信号,检测控制单元用于将该控制信号转化为对应的电压信号。该电压信号经过稳压二极管,稳压后的电压信号导通三极管,从而使得输入电源输入的电压信号经过三极管的信号放大作用,发送到所需控制的风扇中,根据该电压信号调整该风扇的转速。

图1中以包括两个检测控制单元为例进行说明。其中,每个检测控制单元可以与温度检测模块相连接,该温度检测模块可以根据检测到的温度的不同,发送不同的控制信号。例如,该温度检测模块可以根据检测到的温度所处的区间,或者,检测到的温度是否达到预定阈值,输出控制信号1,或者,输出控制信号2,或者,不输出控制信号。

示例性的,当检测控制单元1接收到控制信号1时,将该控制信号1转化并输出为对应的电压信号1,该电压信号1经稳压二极管ZD600输出稳压后的电压信号1,该稳压后的电压信号1利用三极管能够放大电流、电压信号的特性,放大电压信号1。风扇根据放大后的电压信号1,调整其转速至与该放大后的电压信号1对应的转速1。

当检测控制单元2接收到控制信号2时,将该控制信号2转化并输出为对应的电压信号2,该电压信号2经过稳压二极管ZD601和ZD600,以使该三极管Q600导通,利用三极管放大电压信号2。风扇根据输入的该放大后的电压信号2,调整其转速至于该放大后的电压信号2对应的转速2。

当温度检测模块不输出控制信号时,控制电流3为经过稳压二极管ZD602的正极,由稳压二极管ZD600的负极输出稳压后的电压信号提供的。此时,该风扇控制电路将风扇的转速调整为对应的转速3,其实现方式与上述相同,此处不再赘述。

上述所说的转速1、转速2、转速3均为不同的风扇转速,风扇的转速取决于温度检测模块发送的控制信号。该方式实质上为,将温度划分为多个档位,对应了多个风扇转速档位的控制信号,以控制风扇在多个转速档位之间进行切换。然而,由于风扇的转速只能在多个转速档位之间进行切换,存在不能随着温度的变化进行线性调节的问题。进一步地,由于风扇的转速调节线性度较差,风扇在调节转速时,其转速变化也不是线性的变化,因此会导致风扇转速调节时噪音较大的问题,还会缩短风扇的使用寿命。

考虑到上述问题,目前提出使用比例积分微分(Proportion IntegrationDifferentiation,PID)控制电路输出脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)信号的方式,以驱动电路调节风扇转速的方法。

图2为现有技术提供的另一种风扇控制电路的结构示意图,如图2所示,该风扇控制电路包括:PID控制电路,脉冲宽度调制电路,驱动电路。

PID控制电路用于接收温度采集电路发出的温度采集信号,该PID控制电路例如可以是单片机,PID控制电路根据接收到的温度采集信号,输出与该温度采集信号对应的PWM脉冲宽度调制信号。由于PID控制电路输出的信号一般较小,因此,使用该脉冲宽度调制电路用于将PID控制电路输出的PWM脉冲宽度调制信号放大,并将放大后的PWM脉冲宽度调制信号输入到上述驱动电路中。

其中,PID控制电路根据温度采集电路发送的温度采集信号,输出与每个温度采集信号对应的PWM脉冲宽度调制信号。该温度采集信号可以是连续的,PID控制电路可以根据连续的温度采集信号,匹配对应的连续的PWM脉冲宽度调制信号。该连续的PWM脉冲宽度调制信号经过脉冲宽度调制电路的放大后,由驱动电路将该PWM脉冲宽度调制信号转化为对应的连续的电压信号,从而导通三极管Q700,以实现线性调节风扇转速的功能。

在图2中,电路中的其他部分与图1中的构造与作用相同,此处不再赘述。

然而,使用如图2的风扇控制电路,虽然解决了风扇转速控制线性度差的问题,但是PID控制电路存在结构比较复杂的问题,且PID控制电路、脉冲宽度调制电路、以及驱动电路存在成本比较高的问题。此外,由于PID输出的信号为PWM脉冲宽度调制信号,该PWM脉冲宽度调制信号经过驱动电路的转化后,三极管基极的控制电流存在脉动噪声,该电流脉动噪声经过三极管Q700的放大后,形成控制风扇转速的驱动电流的电流脉动噪声,存在控制风扇转速的驱动电流的电流脉动噪声过大的问题,风扇长期使用该驱动电流工作,会降低风扇的使用寿命。

有鉴于此,本申请实施例提供了一种风扇控制电路,利用模拟电路的方式,通过获取当前风扇转速相关的信号和当前检测温度相关的信号,获取当前风扇转速与当前检测温度对应的风扇转速之间的差距,从而不断地调整风扇的转速,以达到与检测温度相匹配的风扇转速,实现线性调节风扇转速的目的。此外,模拟电路的结构简单,成本较低,也能够避免因PWM脉冲宽度调制信号产生的电流脉动噪声问题。

下面,结合具体地实施例对本申请实施例提供的风扇控制电路进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图3为本申请实施例提供的一种风扇控制电路的结构示意图。如图3所示,该风扇控制电路包括:温度检测模块10、运算模块20、控制模块30。

温度检测模块10的第一端与第一输入电源连接,温度检测模块10的第二端与运算模块20的第一输入端连接,运算模块20的第二输入端与N个风扇的供电端连接,运算模块20的输出端与控制模块30的第一端连接,控制模块30的第二端与第二输入电源连接,控制模块30的第三端与N个风扇的供电端相连;N为大于或等于1的整数;

其中,第一输入电源用于向温度检测模块10提供初始电压,从而使该温度检测模块10能够通过初始电压获得与检测温度相关的电压信号。其中,该第一输入电源为直流电源,第一输入电源输出的电压可以根据实际情况设定,例如,该温度检测模块10的额定工作电压可以为5V。

该温度检测模块10用于根据检测到的温度变化情况,例如可以是通过温度检测模块10中电阻阻值的变化,得到不同温度对应的不同的第一电压信号,并将该第一电压信号发送至运算模块20中。该温度检测模块10可以为任意具有温度检测功能,并能够将温度检测结果以电压信号形式输出的模块,例如,该温度检测模块10中可以包括温度传感器或者热敏电阻等,本申请实施例对此不进行限定。

运算模块20,用于将接收到的第一电压信号和第二电压信号进行差分计算,从而获得差分电压信号。其中,运算模块20通过获得由温度检测模块10第二端发送的第一电压信号,和由风扇的供电端发送的第二电压信号,差分计算获得差分电压信号,该差分电压信号用于表征当前风扇转速对应的电压信号与当前检测温度对应的目标风扇转速对应的电压信号之间的差距。其中,该第二电压信号表征与当前风扇转速相对应的电压信号,该电压信号与当前为该风扇提供的输入电压相关。由于上述第一电压信号是根据温度的线性变化而线性的变化的,因此上述差分电压信号也是线性的,进而为后续控制模块30线性调节风扇转速提供了基础。其中,运算模块20中存在进行差分计算的处理元件,该运算模块20可以为任一具备电压信号处理功能的模块,例如,该运算模块20例如可以包括运算放大器,或者,其他能够进行电压信号差分计算的电子元件。

第二输入电源用于向控制模块30,以及,风扇进行提供初始电压,以使控制模块30能够将该初始电压调节为目标风扇转速对应的电压,该目标风扇转速为与差分电压信号对应的风扇转速所需的电压。其中,该第二输入电源为直流电源,第二输入电源输出的电压为可以根据实际情况设定,但至少要大于该风扇最大转速对应所需的电压。

控制模块30通过获得的上述差分电压信号,调整该第二输入电源为风扇提供的初始电压,以调整所述风扇的转速。上述根据差分电压信号,调整该第二输入电源为风扇提供的输入电压的方式可以是,通过可以进行电压调整的模块,将第二输入电源为风扇提供的输入电压调整为与上述差分电压信号相关的输入电压,根据该输入电压,将风扇调整为与该输入电压对应的转速。其中,该控制模块30可以为任一具有电压控制功能的模块,例如,该控制模块30可以是具备电压控制功能的电路,例如,三极管,或者金属—氧化物—半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor,MOS)等。本申请实施例对此不作限定。

其中,该风扇控制电路所连接的风扇数量可以是一个,也可以是多个。示例性的,该风扇控制电路可以通过并联连接多个运行状态相同的风扇,例如运行转速始终一致的风扇;也可以每个风扇控制电路仅控制一个风扇,通过使用多个上述风扇控制电路,从而达到对每个风扇的运行状态单独控制的目的。本申请对风扇以及该风扇控制电路的设置方式不做限定。

本申请实施例提供的风扇控制电路,通过将温度检测模块10输出的与温度相关的第一电压信号,以及,风扇提供的与输入电压相关的第二电压信号发送至运算模块20中的运算放大器中,运算放大器根据上述两个电压信号计算获得差分电压信号,然后将该差分电压信号发送至控制模块30,以控制风扇的转速,提高了风扇转速控制的线性度,并且减小了风扇运转产生的噪音。并且,本申请的控运算模块20的构造简单,成本较低,同时避免了因PWM信号造成的电流脉冲问题。

下面以运算模块20通过运算放大器获得差分电压信号为例,对上述运算模块20的实现方式进行示例说明。

图4为本申请实施例提供的一种运算模块20电路的结构示意图。如图4所示,该运算模块20可以包括:运算放大器UB100B、第一电阻RB108和第二电阻RB109。

运算放大器UB100B的第一输入端(负极,图4中运算放大器的6脚)为上述运算模块20的第一输入端,运算放大器UB100B的第二输入端(正极,图4中运算放大器的5脚)分别与第一电阻RB108的第一端、第二电阻RB109的第一端连接,第一电阻RB108的第二端为上述运算模块20的第二输入端,第二电阻RB109的第二端接地。

其中,该运算放大器UB100B用于根据上述第一电压信号,以及,上述第二电压信号获得差分电压信号,即,根据表征温度检测模块10的温度检测结果的第一电压信号,和,表征当前为风扇提供的输入电压对应的第二电压信号获得该差分电压信号。该电压差分信号经过控制模块30处理后,可以用于表征目标风扇转速相关的电压信号。上述运算放大器UB100B如何根据第一电压信号和第二电压信号进行差分比较,是本领域的公知的常识,本申请实施例对此不进行赘述。

第一电阻RB108的第二端与风扇的供电端(正极)相连,第二电阻RB109的第一端与第一电阻RB108的第一端相连。上述第一电阻RB108和第二电阻RB108,通过分压将当前为风扇提供的输入电压对应的第二电压信号发送至上述运算放大器UB100B的第二输入端。

可选的,继续参照图4,该运算模块20还可以包括下述至少一项:第一滤波子模块21、环路补偿子模块22、第三电容EC101。

其中,第一滤波子模块21包括:第三电阻RB102和第一电容CB101。上述运算放大器UB100B的第一输入端通过第三电阻RB102与温度检测模块10的第二端连接,第一电容CB101的第一端与运算放大器UB100B的第一输入端连接,该第一电容CB101的第二端接地。

该第三电阻RB102一方面用于将温度检测模块10发送的第一电压信号传递至运算放大器UB100B的第一输入端,另一方面与第一电容CB101组成电阻-电容(Resistor-Capacitance circuit,RC)滤波电路,利用RC滤波电路能够去除电压信号噪声等特点,提高温度检测模块10发送给运算放大器UB100B的第一输入端的第一电压信号的稳定性。

上述环路补偿子模块22包括:第四电阻RB101和第二电容CB100;第四电阻RB101的第一端与运算放大器UB100B的输出端(图4中运算放大器的7脚)连接,第四电阻RB101的第二端与第二电容CB100的第一端连接,第二电容CB100的第二端与运算放大器UB100B的第一输入端连接。

该环路补偿子模块22为运算放大器UB100B的反馈电路,用于补偿运算模块20的电压信号在受到扰动时的性能不足,从而维持运算模块20的电压信号的稳定,以使运算放大器UB100B的输出端输出的差分电压信号更加稳定,避免因差分电压信号波动导致风扇转速的波动,从而延长风扇的使用寿命,降低风扇运转时的噪声。

第三电容EC101的第一端与第一电阻RB108的第二端连接,第三电容EC101的第二端接地,该第三电容EC101的第一端还与风扇的供电端连接。该第三电容EC101用于降低风扇运转期间产生的电磁波动对运算放大器UB100B接收到的第二电压信号带来的影响和噪声,从而增加运算放大器UB100B接收到的第二电压信号的稳定性,进一步提升运算放大器UB100B获得的差分电压信号的稳定性。

应了解,本申请实施例仅以上述示例进行说明,对于以上所说的环路补偿子模块22、第三电容、第一滤波子模块21,本申请实施例仅对其所能实现的功能进行说明,但并不限于以上模块与结构,以上功能也可以通过其他的实现方式实现,只要能够达到上述的功能即可。

下面,对本申请实施例提供的风扇控制电路的控制模块30进行详细说明。图5是本申请实施例提供的一种控制模块30的结构示意图。如图5所示,该控制模块30可以包括:稳压二极管和电压调整子模块31。该电压调整子模块31包括Z个第七电阻、M个信号放大元件,所述M为大于或等于1的整数,当所述M大于1时,所述Z为大于或等于1的整数,当所述M等于1时,所述Z为0。

M个信号放大元件依次级联,每个信号放大元件的第二端与下一信号放大元件的第一端连接,每个信号放大元件的第二端与每个第七电阻的第一端连接,所述每个第七电阻的第二端与下一信号放大元件的第二端连接,且所有信号放大元件共用第三端;稳压二极管的第一端为控制模块30的第一端,稳压二极管的第二端与M个信号放大元件中的第一个信号放大元件的第一端连接,M个信号放大元件中的最后一个信号放大元件的第二端为控制模块30的第二端,最后一个信号放大元件的第三端为控制模块30的第三端。

其中,该稳压二极管用于根据差分电压信号控制上述电压调整子模块31第一端的电压信号。该电压调整子模块31用于对差分电压信号进行处理,并根据处理后的差分电压信号对应的电压信号,调整第二输入电源为风扇提供的电压,从而调整风扇的转速。

上述信号放大元件例如可以是三极管或者是MOS管等任意一种用于放大电压信号的电子元件,上述第二开关的个数可以根据电路实际的供电能力确定,本申请对此不作限制。

继续参照图5,以电压调整子模块31包括第一个信号放大元件QB101、第二个信号放大元件QB100,一个第七电阻RB100为例进行详细说明,其中,此处的信号放大元件QB101、QB100假设均为三极管。

第一个信号放大元件QB101的第一端(B极,基极)与稳压二极管ZD100的第二端连接,第一个信号放大元件QB101的第二端(E极,发射极)分别于第二个信号放大元件QB100的第一端(B极,基极)、第七电阻RB100的第一端连接,第一个信号放大元件QB101的第三端(C极,集电极)分别与风扇的供电段、第一电阻RB108的第一端,第三电容EC101的第一端连接。第二个信号放大元件QB100的第一端(B极,基极)分别与第七电阻RB100的第一端、第一个信号放大元件QB101的第二端(E极,发射极)连接,第二个信号放大元件QB100的第二端(E极,发射极)分别与第七电阻RB100的第二端、第二输入电源连接,第二个信号放大元件QB100的第三端(C极,集电极)分别与风扇的供电段、第一电阻RB108的第一端,第三电容EC101的第一端连接。

其中,第七电阻RB100为偏置电阻,为第二个信号放大元件QB100的第一端(B极,基极)提供偏置电压。稳压二极管ZD100输出的电压信号通过三极管QB101和三极管QB100的信号放大作用,获得与差分电压信号对应的电压信号,从而调节第二输入电源向风扇的供电端的供电电压。

可选的,为了避免第二输入电源的输入电压不稳定的问题,还可以在上述控制模块30中设置LC滤波电路。继续参照图7,该控制模块30还包括:电感和第五电容。

电感LB100的第一端与最后一个信号放大元件QB100的第二端和最后一个第七电阻RB100的第二端连接,电感LB100的第二端分别与第二输入电源和第五电容EC100的第一端连接,第五电容EC100的第一端分别于电感LB100的第二端和第二输入电源连接,第五电容EC100的第二端接地。

其中,该电感LB100和第五电容EC100组成LC滤波电路,传递第二输入电源输入的直流电流,并将该直流电流中的噪声剔除,从而提高第二输入电源为风扇提供的电流和电压的稳定性。

下面,对于本申请实施例提供的温度检测模块10进行详细说明。图6是本申请实施例提供的一种温度检测模块10的结构示意图。如图6所示,该温度检测模块10可以包括:热敏电阻NTC100、第八电阻RB104、第九电阻RB103、第十电阻RB105。

热敏电阻NTC100的第一端与第八电阻RB104的第一端连接,热敏电阻NTC100的第二端分别与第八电阻RB104的第二端、第九电阻RB103的第一端连接,第九电阻RB103的第二端与第十电阻RB105的第一端连接,第十电阻RB105的第二端接地。热敏电阻NTC100的第一端为温度检测模块10的第一端,热敏电阻NTC100的第二端为温度检测模块10的第二端。

其中,热敏电阻NTC100用于根据检测温度调整第一电压信号,其阻值随着检测温度的升高而降低,即该,热敏电阻NTC100第二端的电压随着温度的升高而降低。因此,该温度检测模块10能够随检测温度的变化,调整输出的第一电压信号。

第八电阻RB104与热敏电阻NTC100并联,用于保护温度检测模块10的电路,当热敏电阻NTC100工作异常时,第八电阻能够防止该温度检测模块10的电路短路。第九电阻RB103与第十电阻RB105用于和热敏电阻NTC100分压,防止该热敏电阻NTC100两端的电压过大损坏该热敏电阻NTC100。

此外,考虑到在该风扇控制电路的使用场景中可能存在温度较低、所需散热的设备处于低功耗运转,或者用户存在关闭风扇的使用场景等情况,该风扇控制电路还需要能够控制是否开启风扇进行散热的功能。因此,本申请实施例提供的风扇控制电路还可以提供风扇开关控制的功能,通过该功能,不仅能够满足用户更多的使用场景,还能够提高风扇的使用寿命。

图7是本申请实施例提供的另一种风扇控制电路的结构示意图,如图7所示,该风扇控制电路还可以包括:风扇开关控制模块40。

风扇开关控制模块40的第一端与外部控制模块60连接,风扇开关控制模块40的第二端与运算放大器的第一输入端连接,风扇开关控制模块40的第三端接地。

其中,外部控制模块60例如可以是需要人工操作的物理开关,或者是,微处理器。该外部控制模块60可以发送风扇关闭控制信号,以及,风扇开启控制信号。本申请实施例提供的风扇控制电路可以通过该风扇关闭控制信号控制风扇停止运转,通过该风扇开启控制信号控制风扇开始运转。

该风扇开关控制模块40用于在接收到外部控制模块60发送的风扇关闭控制信号时,将第一电压信号转换为低电平的第一电压信号,此处所说的低电平的第一电压信号的电平低于运算模块20输出的差分电压信号的电平,由于第一电压信号的电平较低,低于运算模块20输出的差分电压信号的电平,因此该差分电压信号无法发送至控制模块30中。因此,通过该低电平的第一电压信号,会使得该风扇控制电路无法形成闭合回路,从而切断风扇的供电,停止风扇的运转。

下面,以外部控制模块60是微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)-微处理器为例,对该风扇开关控制模块40进行说明。图8是本申请实施例提供的一种风扇开关控制模块40的结构示意图,如图8所示,该风扇开关控制模块40可以包括:第一开关QB102、第五电阻RB106、第六电阻RB107和第四电容CB102。

第五电阻RB106的第一端为风扇开关控制模块40的第一端,第五电阻RB106的第二端分别与第六电阻RB107的第一端、第四电容CB102的第一端、第一开关QB102的第一端连接,第六电阻RB107的第二端、第四电容CB102的第二端、第一开关QB102的第三端均接地,第一开关QB102的第二端为风扇开关控制模块40的第二端,第一开关QB102的第三端为风扇开关控制模块40的第三端。

其中,该第一开关QB102例如可以是三极管,MOS管等用于控制电路能否形成闭合回路的电子元件中的任意一种,此处以第一开关QB102是三极管为例进行说明。该第一开关QB102用于根据外部控制模块60发送的高电平的风扇关闭控制信号,使第一开关QB102导通,由于第一开关QB102的第三端接地,则使得第一开关QB102第二端的第一电压信号变为低电平的第一电压信号,即,使运算放大器UB100B的第一输入端接收到的第一电压信号为低电平的第一电压信号,从而使得运算放大器UB100B的输出端的电平高于运算放大器UB100B的第一输入端的电平,无法将差分电压信号发送至控制模块30中;或者,根据外部控制模块60发送的低电平的风扇开启控制信号,使得该第一开关QB102的第一端中不存在导通电流,即第一开关QB102断开,该风扇开关控制模块40此时不参与风扇控制电路,风扇控制电路正常运转,为风扇提供电压,并调节风扇的转速。

第五电阻RB106用于控制外部控制模块60发送的风扇关闭控制信号,或者风扇开启控制信号的电压大小,以防该信号的电压过大损坏第一开关QB102。第六电阻RB107与第四电容CB102组成RC滤波电路,以提高外部控制模块60发送的风扇关闭控制信号,或者风扇开启控制信号的稳定性。

继续参照图8,外部控制模块60可以包括:MCU-微处理器和二极管DB100。

其中,该MCU-微处理器的第一端与二极管DB100的第一端连接,二极管DB100的第二端与风扇开关控制模块40的第一端连接,该二极管DB100的第二端是外部控制模块60的第一端。

该MCU-微处理器例如可以根据预设的策略输出风扇关闭控制信号,或者风扇开启控制信号。该预设的策略例如可以是在特定的时间段输出对应的信号,或者是在特定的温度下输出对应的信号等,本申请对此不作限制。

该二极管DB100用于将MCU-微处理器输出的风扇关闭控制信号,或者风扇开启控制信号传递至风扇开关控制模块40。

可选地,考虑到风扇存在故障的可能,即风扇可能会异常停止运转,例如风扇扇叶堵塞,或者,风扇的转速与风扇的供电端当前电压对应的转速不一致,且其转速差超过一定阈值。若风扇运转出现故障,会导致使用该风扇的设备散热不充分,从而因高温损坏该设备。因此,还需要对风扇是否出现故障进行检测,以便用户能够及时对风扇进行修复,避免损坏设备。

图9为本申请实施例提供的再一种风扇控制电路的结构示意图。如图9所示,该风扇控制电路还包括:风扇故障检测模块50。

该风扇故障检测模块50的第一端与N个风扇的信号端(如图9中的风扇的端口2)连接,该信号端例如可以是PG信号端。风扇故障检测模块50的第二端与第三输入电源连接,风扇故障检测模块50的第三端与第四输入电源连接,风扇故障检测模块50的第五端接地,风扇故障检测模块50的第四端为风扇故障输出接口。

该风扇故障检测模块50用于检测该风扇是否出现运转故障,并输出与运转故障对应的故障信号,以提示用户及时修复风扇。该风扇故障检测模块50具体用于在风扇的信号端输出高电平的第三电压信号时,输出低电平的第四电压信号,第四电压信号用于表征风扇存在故障。上述高电平的第三电压信号表征该风扇的当前转速对应的工作电压不在风扇的额定工作电压范围内,即该风扇存在运转故障。

其中,风扇的信号端用于输出与风扇的当前转速对应的工作电压是否处于该风扇的额定工作电压范围内。

上述第三输入电源用于向风扇故障检测模块50供电,上述第四输入电源用于向风扇故障输出接口供电。

该风扇故障输出接口例如可以是连接了MUC-微处理器、发光二极管(LightEmitting Diode,LED)灯泡、蜂鸣器等任一种用于提醒用户风扇是否出现运转故障的元件,或,电路。风扇故障输出接口发送风扇是否存在故障的信号,通过上述任一种元件向用户进行故障提醒。例如,若该风扇故障输出接口连接的是MUC-微处理器时,可以通过MUC-微处理器将风扇故障信号推送到用户的其他终端设备上,例如可以通过小程序、网页页面等方式推送风扇故障信息。若该风扇故障输出接口连接的是LED灯泡时,可以通过控制该LED灯泡闪烁报警。若该风扇故障输出接口连接的是蜂鸣器时,可以通过使蜂鸣器发出声音以提示用户风扇出现故障。

继续参照图9,本申请实施例以风扇故障输出接口连接的为LED灯泡为例进行说明。如图9所示,该风扇故障检测模块50包括第十一电阻RB110、第十二电阻RB111、第十三电阻RB112、第十四电阻RB113、第十五电阻RB114、第六电容CB103、第七电容CB104和第三开关QB103。

第十一电阻RB110的第二端与第十二电阻RB111的第一端连接,第十二电阻RB111的第二端分别与第十三电阻RB112的第一端、第六电容CB103的第一端、第三开关QB103的第一端连接,第三开关QB103的第二端分别与第十四电阻RB113的第一端、第十五电阻RB114的第一端连接,第十五电阻RB114的第二端与第七电容CB104的第一端连接;第十三电阻RB112的第二端、第六电容CB103的第二端、第三开关QB103的第三端、第七电容CB104的第二端均接地。

第十二电阻RB111的第一端为风扇故障检测模块50的第一端,第十一电阻RB110的第一端为风扇故障检测模块50的第二端,第十四电阻RB113的第二端为风扇故障检测模块50的第三端,第七电容CB104的第一端为风扇故障检测模块50的第四端,第七电容CB104的第二端为风扇故障检测模块50的第五端。

其中,第三输入电源用于为风扇故障检测模块50提供初始电压,以避免因风扇异常断电,风扇故障检测模块50中不存在初始电压的情况。第十一电阻RB110用于控制第三输入电源的电压,以防该电压过大损坏风扇故障检测模块50中的其他电子元件。第十二电阻RB111用于控制传输风扇信号端输出的高电平的第三电压信号的电压,避免因电压过大损坏第三开关QB103的问题。第十三电阻RB112与第六电容CB103组成RC滤波电路,对上述第三电压信号进行滤波,保证该第三电压信号的稳定性。

第三开关QB103例如可以是三极管,或者MOS管,此处以第三开关QB103是三极管为例进行说明。第三开关QB103用于在风扇信号端输出的高电平的第三电压信号时,第三开关QB103的第一端(B极,基极)获得导通电压,使得第三开关QB103闭合。

第十四电阻RB113用于控制第四输入电源输入的电压大小,以保护第三开关QB103不受损坏,第十五电阻RB114用于与第七电容CB104组成RC滤波电路,对传输向风扇故障输出接口的第四电压信号进行滤波,保证该第四电压信号的稳定性。

如上所述,当第三开关QB103断开时,风扇故障输出接口为高电平。在风扇信号端输出的高电平的第三电压信号时,第三开关QB103的第一端(B极,基极)获得导通电压,使得第三开关QB103闭合,由于第三开关QB103的第三端(E极,发射极)接地,则使得第十四电阻RB113的第一端、和、第十五电阻RB114的第一端处变为低电平。因此,风扇故障输出接口从高电平转变为低电平,输出低电平的第四电压信号。

下面,继续参照图9,该风扇故障输出接口连接了LED灯泡LED100,当风扇故障输出接口输出低电平的第四电压信号时,可以控制该LED灯泡LED100熄灭,或者,常亮,或者,闪烁等,以提示用户此时风扇发生了故障,需要进行修复。

应理解,本申请实施例仅是以LED灯泡为例进行了说明,对于具体选取哪种提醒用户的方式,可以参考现有技术中的故障提示方式,本申请对此不做限制。

为方便理解,图10是本申请实施例提供的又一种风扇控制电路的结构示意图。如图10所示,该风扇控制电路包括:温度检测模块10、运算模块20、控制模块30、风扇开关控制模块40、风扇故障检测模块50。

上述模块具有的技术效果与前述实施例中的风扇控制电路类似,在此不再赘述。

本申请实施例提供的风扇控制电路,通过将温度检测模块输出的与温度相关的第一电压信号,以及,风扇提供的与输入电压相关的第二电压信号发送至运算模块中,运算模块根据上述两个电压信号计算获得差分电压信号,然后将该差分电压信号放大后,用于控制风扇的转速。此外,还增加了风扇开关控制模块用于控制风扇的开关,增加风扇故障检测模块,以在风扇故障时及时提醒用户。本申请实施例提供的风扇控制电路,通过运算模块计算获得连续的差分电压信号,以实现线性的风扇转速条件,此外,该运算模块的结构简单,成本较低,也避免了因PWM脉冲宽度调制信号产生的电流脉动噪声问题。

另一方面,本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括前述任一实施例中所示的风扇控制电路,以及第一输入电源、第二输入电源、N个风扇,其具有的技术效果与前述风扇控制电路类似,在此不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

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06120116547904