一種智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的裝置，特別是涉及一種可根據(jù)電源發(fā)熱量智能控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—般箱式的用電裝置都設(shè)置有電源系統(tǒng)，但是電源處于工作狀態(tài)后會(huì)持續(xù)發(fā)熱，使箱體內(nèi)部形成高溫環(huán)境，長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境下，對(duì)于電子組件的使用期限有顯著的不利影響，易導(dǎo)致電子組件加速老化或線路故障率提高。
[0003]為了降低或除去電源產(chǎn)生的熱量，與電源裝置相伴設(shè)置的是若干個(gè)風(fēng)扇，使電源工作時(shí)產(chǎn)生的熱量可有效散至箱體外部，避免電源過熱。散熱風(fēng)扇在電源啟動(dòng)時(shí)可持續(xù)將電源產(chǎn)生的熱量排放至外部，以達(dá)到熱平衡狀態(tài)。
[0004]例如，CN02127291公開了一種電腦散熱裝置，利用電腦主機(jī)中既有的諸如網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)電路的持續(xù)存在電源，在電腦關(guān)機(jī)后繼續(xù)對(duì)電腦主機(jī)的散熱風(fēng)扇供應(yīng)電力，降低電腦主機(jī)及CPU的溫度，達(dá)到延長(zhǎng)電腦使用年限的目的。
[0005]CN032720351公開了一種伺服器中的散熱架構(gòu)，在中央處理單元上設(shè)有一散熱設(shè)備，電源供應(yīng)器上設(shè)有另一散熱設(shè)備，散熱設(shè)備為一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)散熱風(fēng)扇及一控制電路，控制電路依據(jù)熱源感應(yīng)器所感測(cè)的溫度，操控散熱風(fēng)扇對(duì)中央處理單元和電源供應(yīng)器進(jìn)行散熱，使中央處理單元和電源供應(yīng)器能維持其溫度于安全工作溫度的范圍內(nèi)。
[0006]風(fēng)扇由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一般的直流電機(jī)內(nèi)部都通過電刷來實(shí)現(xiàn)電流的換向，電刷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)有較大磨損，產(chǎn)生灰塵，而且噪音較大;直流無電刷風(fēng)扇則是采用電子元件(例如霍爾1C等)控制電機(jī)繞組之電流方向交替發(fā)生變化，而磁場(chǎng)交替改變使風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)起來的，無刷風(fēng)扇噪音小，磨損慢，壽命長(zhǎng)，而且不會(huì)產(chǎn)生電刷灰塵而影響壽命。
[0007]控制風(fēng)扇電機(jī)傳統(tǒng)的線路一般是功率三極管線性降壓，通過加穩(wěn)壓管保證啟動(dòng)電壓。這鐘線路缺點(diǎn)非常明顯，一是控制曲線離散性大，和TTC負(fù)溫度特性熱敏電阻無法精確匹配;二是降壓三極管本身有功率損耗，發(fā)熱嚴(yán)重，很多這種線路的失效首先就是這顆功率管的燒壞。
[0008]由于風(fēng)扇為滿足各項(xiàng)電子、網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品而逐漸日趨惰致化。而當(dāng)電源開始工作后，并不一定需要立刻啟動(dòng)風(fēng)扇，或者風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速并不需要很高的轉(zhuǎn)速，當(dāng)電源工作了一定時(shí)間后產(chǎn)生了熱量，需要風(fēng)扇根據(jù)電源產(chǎn)生的熱量來提高轉(zhuǎn)速，但是，由于不能保證線性的控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，常常會(huì)出現(xiàn)氣流的強(qiáng)弱變化，導(dǎo)致采樣溫度不能準(zhǔn)確確定，進(jìn)而不能輸出正確的信號(hào)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，達(dá)不到有效控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的效果，而目前，根據(jù)電源產(chǎn)生熱量的高低來線性控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的裝置還沒有。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種可根據(jù)電源發(fā)熱量的高低智能控制風(fēng)扇在一定采樣溫度區(qū)間線性控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的裝置，熱感應(yīng)器與電源散熱片完全熱接觸，根據(jù)電源散熱片上的熱量，利用熱感應(yīng)器產(chǎn)生的信號(hào)，通過信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊，線性控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供一種控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的單片機(jī)芯片，通過程序的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)熱感應(yīng)溫度在20-80°C之間時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速具有線性的增加，而在熱感應(yīng)溫度高于80攝氏度時(shí)，風(fēng)扇以最高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011 ]本發(fā)明的智能控制散熱風(fēng)扇的裝置，包括電源，熱感應(yīng)器，單片機(jī)芯片，控制電路、風(fēng)扇，所述熱感應(yīng)器與電源上的散熱片完全熱接觸，用于監(jiān)控電源的溫度，所述芯片能夠?qū)岣袘?yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度轉(zhuǎn)化成控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)，所述控制電路能夠根據(jù)控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0012]本發(fā)明有益的效果:熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度低于20°C時(shí)，風(fēng)扇以最低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)約能源;熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度在20-80°C之間時(shí)，風(fēng)扇以線性增加的方式提高轉(zhuǎn)速，能夠有效降低噪音;熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度高于80°C時(shí)，風(fēng)扇以最高速轉(zhuǎn)動(dòng)。在不影響電源的正常運(yùn)作而藉由簡(jiǎn)便的程序即可完成組裝，利用該裝置在20-80°C期間的線性控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，能夠有效的調(diào)節(jié)電源產(chǎn)生的熱量，提高工作效率。
[0013]設(shè)置兩個(gè)風(fēng)扇，一個(gè)進(jìn)氣，一個(gè)出氣，將電源產(chǎn)生的熱量排出裝置外，使電源內(nèi)部的環(huán)境溫度降低，延長(zhǎng)了電源的電子零件的壽命及提升其可靠度的效果，提高了自動(dòng)化程度。
[0014]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
【附圖說明】
[0015]圖1為數(shù)字風(fēng)扇溫控示意圖
[0016]圖2為溫度采集和信號(hào)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)示意圖
[0017]圖3為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路圖
[0018]圖4為風(fēng)扇智能控制策略圖
[0019]圖5為風(fēng)扇設(shè)置圖實(shí)施例
[0020]以下藉由較佳實(shí)施例，并參照附圖對(duì)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[0021]圖1為數(shù)字風(fēng)扇溫控示意圖，本發(fā)明能夠根據(jù)散熱片的溫度變化，通過熱敏電阻進(jìn)行溫度采樣，將采集到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過單片機(jī)的中的程序算法輸出為控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的pmi信號(hào)占空比，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)后改變散熱片的溫度，再次進(jìn)行溫度采樣，重復(fù)上述過程，以達(dá)到控制散熱片溫度的效果。
[0022]圖2為溫度采集和信號(hào)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)示意圖，R30(TTC103)，C36(104)和R32(10K)組成溫度采樣線路，采樣前端元件是TTC103，安裝位置在主散熱片旁并完全熱接觸，以便充分采樣散熱片的實(shí)時(shí)溫度，溫度采樣線路把散熱片的溫度轉(zhuǎn)換成和溫度對(duì)應(yīng)的模擬電壓，此電壓輸入到單片機(jī)第9腳。
[0023]單片機(jī)9腳內(nèi)部接ADC模塊，也就是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，把與散熱片溫度對(duì)應(yīng)的模擬電壓轉(zhuǎn)換成高精度1024級(jí)的數(shù)字信號(hào)。此數(shù)字信號(hào)交給單片機(jī)內(nèi)部的PWM模塊部分，PWM信號(hào)的占空比變化范圍對(duì)應(yīng)了 ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，此PWM信號(hào)從單片機(jī)的15腳輸出。
[0024]圖3為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路圖，F(xiàn)AN_P^信號(hào)從單片機(jī)15腳輸出后，接入風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)線路，1?17(110，04(2308050)，1?11(110和1?19(110組成電平轉(zhuǎn)換線路。01和03組成推拉式的M0SFET功率場(chǎng)效管高速驅(qū)動(dòng)線路。Q2(MDD3752)為P溝道，M0SFET為本線路的主開關(guān)元件。D6(SB240)，L3 (220UH)和Cl8 (47UF/35V)組成續(xù)流和LC濾波線路。
[0025 ]在C18上，得到一穩(wěn)定的直流電壓，整個(gè)控制曲線由MCU內(nèi)部的算法決定，此電壓變化范圍從6.5V至12V，6.5V時(shí)候轉(zhuǎn)速最低，風(fēng)扇的最低工做狀態(tài)，也就是啟動(dòng)電壓，12V為風(fēng)扇全速運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)C18上不同的電壓，可以讓風(fēng)扇得到不同的轉(zhuǎn)速，保證了溫度控制的線性度。
[0026]圖4為風(fēng)扇智能控制策略圖，在ab段，熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度低于20°C時(shí)，風(fēng)扇以最低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng);在be段，熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度在20-80°C之間時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和溫度成線性變化;在cd段，熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度高于80°C時(shí)，風(fēng)扇以全速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]圖5為風(fēng)扇設(shè)置圖，分別設(shè)置進(jìn)氣風(fēng)扇1和排氣風(fēng)扇2，在機(jī)箱上設(shè)置進(jìn)氣口3和出氣口 4，在進(jìn)氣風(fēng)扇1和排氣風(fēng)扇2之間的線路板5上設(shè)置電源以及在電源散熱片上設(shè)置熱感應(yīng)器。通過熱感應(yīng)器采集的溫度信號(hào)經(jīng)過單機(jī)片轉(zhuǎn)化后能夠同時(shí)控制進(jìn)氣風(fēng)扇1和排氣風(fēng)扇2的轉(zhuǎn)速。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于，包括電源，熱感應(yīng)器，單片機(jī)芯片，控制電路，風(fēng)扇。所述熱感應(yīng)器上的熱敏電阻與電源上的散熱片完全熱接觸，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電源的溫度，所述單片機(jī)芯片能夠?qū)岣袘?yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度轉(zhuǎn)化成控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)，所述控制電路能夠根據(jù)控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于，包括兩個(gè)風(fēng)扇，一個(gè)用于吸進(jìn)空氣，一個(gè)用于排出空氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于，所述裝置被設(shè)置于電轉(zhuǎn)染儀內(nèi)，在電轉(zhuǎn)染儀的機(jī)箱上設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口。4.一種電轉(zhuǎn)染儀，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置用于降低電轉(zhuǎn)染儀電源的溫度的用途。6.—種智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于，包括電源，熱感應(yīng)器，單片機(jī)芯片，控制電路，風(fēng)扇。所述熱感應(yīng)器上的熱敏電阻與電源上的散熱片完全熱接觸，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電源的溫度，所述單片機(jī)芯片能夠?qū)岣袘?yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度轉(zhuǎn)化成控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)，所述控制電路能夠根據(jù)控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于，包括兩個(gè)風(fēng)扇，一個(gè)用于吸進(jìn)空氣，一個(gè)用于排出空氣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能控制散熱風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的裝置，包括電源，熱感應(yīng)器，單片機(jī)芯片，控制電路、風(fēng)扇，所述熱感應(yīng)器上的熱敏電阻與電源上的散熱片完全熱接觸，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電源的溫度，所述單片機(jī)芯片能夠?qū)岣袘?yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溫度轉(zhuǎn)化成控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)，所述控制電路能夠根據(jù)控制風(fēng)扇線性轉(zhuǎn)速的信號(hào)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度低于20℃時(shí)，風(fēng)扇以最低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)約能源；熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度在20-80℃之間時(shí)，風(fēng)扇以線性增加的方式提高轉(zhuǎn)速，能夠有效降低噪音；熱感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的溫度高于80℃時(shí)，風(fēng)扇以最高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
【IPC分類】F04D25/16, F04D27/00
【公開號(hào)】CN105465027
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511024183
【發(fā)明人】劉晨光, 朱士英, 戴曉兵
【申請(qǐng)人】蘇州壹達(dá)生物科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日