电源风扇控制电路.doc

电源风扇控制电路最简单的风扇控制方案是采用一个开关控制风扇, 这种方案虽然简单, 但效率非常低, 因为风扇提供的制冷能量远远高于实际需求. 另外, 这种开关控制方案产生的噪声很大. 利用脉宽调制技术(PWM) 可以提高风扇的工作效率和稳定性,但 PWM 方案并非当前最好的解决方案. 本文提出了两种替代方案, 一种基于线性调节器架构, 另一种基于开关调节器架构, 它们都可以直接利用 PWM 调制信号控制 3 线风扇的转速, 提供更高效率. 典型的风扇控制器可提供 PWM 信号输出, 对风扇速度进行控制. 一般情况下, 低频信号(30~100Hz) 通过占空比可调信号控制风扇马达的导通和断开, 从而调节风扇的转速. 不幸的是, 对 3 线风扇( 电源、地和转速计输出) 电源进行斩波控制会制约转速计信号( 提供给风扇控制器的反馈信号), 因为信号在占空比的低电平期间被截止, 从而影响控制环路. 一些风扇控制器试图补偿这些影响, 但效果不佳. 此外, 交替地开关风扇还会产生“喀嗒”噪声. 一种解决方案是采用低通滤波器平滑 PWM 信号, 12V 风扇, 控制电压的典型值为 5~12V, 可以使用一个廉价的线性调节器驱动风扇. 另外, 电路中需要引入 RC 滤波电路对 PWM 输出进行平滑处理, 然后经过一个运放缓冲或外部调节器对电流进行放大. 这种方案原理上是可行的, 但是如果没有额外的保护将很容易造成电路损坏, 风扇一旦短路就会损坏整个电路. 通用的线性调节器非常适合风扇驱动应用. 线性调节器由运算放大器、导通晶体管、限流器、短路保护电路及高温保护电路组成, 所有功能电路都集成在一个封装内, 价格也非常合理. 更重要的是, 典型的线性调节器能提供 ~ 的电流, 可满足绝大部分风扇控制的需求. 在典型应用中, 控制器将 100Hz 的 PWM 信号施加到导通晶体管的基极, 根据 PWM 的占空比触发风扇电机电流的导通和断开, 1 电路采用 100Hz 的 PWM 信号控制风扇,PW M 信号由 U1( 双通道温度监控器 MAX6639, 带有两路自动 PW M 风扇速度控制输出) 的漏极开路输出提供. 这个电路不是控制导通晶体管的通断, 而是用图 1所示 PW M 信号控制线性调节器(U2) 滤波电路平滑 PWM 输出, 时间常数等于 R1 、 R2A 和 R2B 的戴维南等效电阻与电容 C1 1: 基于线性调节器的简单而低成本的风扇控制电路. U2 调节输出电压,使 VOUT 与 ADJ 之间的电压稳定在 . 假设不计 U1 对输出的影响,则 U2 的输出电压等于 × (1+R2/R1), 其中 R2=R2A+R2B. 假设要考虑 U1 的控制作用,则需注意是 R2A U1 的 PWM 极性控制位设置成正极性占空比时, 占空比为 0% 的输出产生很小的 PWM 信号, 使漏极开路输出连续导通, 等效于 R2B 短路. 在这种情况下,R2A( Ω) 决定最小输出电压为 . 对保持有效的转速信号并同时最小化风扇的功耗而言, 这个电压已经足够低. R2B 与 R2A 的和确定 VOUT 的最大