專利名稱：風(fēng)扇調(diào)速控制電路及其控制方法、電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路及其控制方法、電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著目前通信或電子設(shè)備的復(fù)雜度和集成度的提升，設(shè)備的功耗也越來越大，在 固定的空間內(nèi)，功耗的大幅度增加為系統(tǒng)的散熱帶來了很大挑戰(zhàn)。通常，在自然散熱不能滿 足要求的情況下，需要增加風(fēng)扇來強迫風(fēng)冷散熱。風(fēng)扇一直處在高速運轉(zhuǎn)下能得到最好的 散熱效果，但同時設(shè)備噪音隨著風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的增大也將增大，進(jìn)出設(shè)備的灰塵量也將隨之增 加，風(fēng)扇長期高速運轉(zhuǎn)也造成能源的浪費。因此，風(fēng)扇調(diào)速電路應(yīng)運而生，其作用主要為減 少噪聲，減小功率損耗，增加風(fēng)扇的壽命以及有效地防止灰塵堆積。其中，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和供 電電壓成正比，風(fēng)扇的供電電壓越大則轉(zhuǎn)速越快，反之則慢。風(fēng)扇調(diào)速電路由溫度檢測和風(fēng) 扇電壓控制電路組成。溫度檢測電路是指將系統(tǒng)的溫度信號轉(zhuǎn)化成電信號的電路，風(fēng)扇電 壓控制電路是指系統(tǒng)根據(jù)溫度檢測電路得到的電信號產(chǎn)生控制信號，以此來調(diào)整風(fēng)扇供電 電壓的電路?，F(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)扇調(diào)速電路大多數(shù)是基于線性調(diào)壓的控制電路，如圖1所示為現(xiàn) 有技術(shù)中的線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)風(fēng)扇工作在常溫時，由主板發(fā)送的風(fēng) 扇變速信號FAN_RDS2為低電平，三極管Ql截止，經(jīng)過穩(wěn)壓管D2的負(fù)反饋作用，三極管Q2 的集電極與基級產(chǎn)生壓差，三極管Q2開啟并且工作在放大區(qū)，即Q2的集電極電壓Uc = Ue-Ubc,而Ubc由于穩(wěn)壓管D2的穩(wěn)壓作用控制在某個穩(wěn)壓值，從而使得輸出電壓FAN+穩(wěn)定 在風(fēng)扇的低風(fēng)速所需的電壓。假設(shè)輸入電壓Ui為12V，穩(wěn)壓管D2的穩(wěn)壓值為3. 3V，則FAN+ 的電壓為12V-0. 7V-3. 3V = 8V。當(dāng)風(fēng)扇工作的環(huán)境溫度變高到一定值時，F(xiàn)AN_RDS2為高電 平，此時Ql導(dǎo)通，電壓源通過電阻于Ql形成回路，Q2的基極電壓下降，此時的集電極和基極 正偏，三極管Q2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，此時輸出點電壓Uc約等于輸入點電壓Ue,使得輸出的 控制電壓穩(wěn)定在風(fēng)扇高風(fēng)速所需的電壓(約等于輸入電壓Ui)。線性電路的特點是電路設(shè) 計簡單，但其存在的問題是效率普遍較低，線性調(diào)速電路自身的損耗就將導(dǎo)致極大的浪費， 且較高的損耗決定了電路中必須選取功率較大的主開關(guān)管Q2，增加了成本?，F(xiàn)有技術(shù)中的直流轉(zhuǎn)直流(Direct Current-Direct Current ；以下簡稱DC-DC) 調(diào)速電路可以解決線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路的效率低的問題，如圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中 DC-DC調(diào)速電路的結(jié)構(gòu)示意圖，該電路的工作原理是微控制器(Micro Controller Unit ；以 下簡稱MCU)根據(jù)溫度信號，輸出一定占空比的脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation ；以下 簡稱PWM)脈沖信號，驅(qū)動DC-DC開關(guān)電路中的功率管，同時，輸出電壓可通過反饋回路實 時反饋給MCU。PWM脈沖的占空比決定了 DC-DC開關(guān)電路的輸出電壓(即風(fēng)扇供電電壓) 大小，進(jìn)而實現(xiàn)對風(fēng)扇速度的控制。如圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC調(diào)速電路中PWM信號 的波形示意圖，其中，占空比為高電平時間與周期的比值，即D = t。n/t，Vt為PWM信號的幅 值。然而，由于風(fēng)扇屬于可變負(fù)載，在環(huán)境溫度一定的情況下，DC-DC開關(guān)電路要輸出
4穩(wěn)定的電壓給風(fēng)扇供電，就必須時刻根據(jù)反饋信號來調(diào)整占空比，因此必須采用一個完全 空閑的處理器來專門處理風(fēng)扇調(diào)速。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的DC-DC調(diào)速電路不能利用主板上 已有的CPU資源，必須采用額外的MCU，不僅造成成本浪費，其實現(xiàn)算法也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路及其控制方法、電子設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù) 中線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路效率低下以及DC-DC調(diào)速電路不能利用已有資源所造成的成本 浪費的問題，利用極少量的CPU資源和簡單分立元件實現(xiàn)優(yōu)異的風(fēng)扇調(diào)速功能，降低實現(xiàn) 成本，提高電路的工作效率。本發(fā)明提供一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，包括中央處理模塊、反饋控制電路模塊和直 流轉(zhuǎn)直流DC-DC電路模塊，其中所述中央處理模塊用于采集獲取外界溫度信號，將所述外界溫度信號轉(zhuǎn)換為脈寬 調(diào)制脈沖信號，將所述脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到所述反饋控制電路模塊中；所述反饋控制電路模塊用于根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電 壓獲取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)所述誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信 號生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入所述DC-DC電路模塊中；所述DC-DC電路模塊用于根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓， 根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。本發(fā)明提供一種風(fēng)扇調(diào)速控制方法，包括通過中央處理模塊采集獲取外界溫度信號，將所述外界溫度信號轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制 脈沖信號，將所述脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到反饋控制電路模塊中；通過所述反饋控制電路模塊根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電 壓獲取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)所述誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信 號生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入直流轉(zhuǎn)直流DC-DC電路模塊中；通過所述DC-DC電路模塊根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓， 根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括上述風(fēng)扇調(diào)速控制電路。本發(fā)明提供的風(fēng)扇調(diào)速控制電路及其控制方法、電子設(shè)備，通過設(shè)置中央處理模 塊、反饋控制電路模塊和DC-DC電路模塊，根據(jù)采集到的外界溫度信號生成PWM脈沖信號 和輸出電壓的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)誤差電壓信號和振蕩信號生成方波控制信 號，并在方波控制信號的控制下產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，以對風(fēng)扇進(jìn)行供電；本實施例解決了 現(xiàn)有技術(shù)中線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路效率低下以及DC-DC調(diào)速電路不能利用已有資源所造 成的成本浪費的問題，利用極少量的CPU資源和簡單分立元件實現(xiàn)優(yōu)異的風(fēng)扇調(diào)速功能， 降低了實現(xiàn)成本，提高了電路的工作效率，且實現(xiàn)算法相對簡單。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC調(diào)速電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC調(diào)速電路中PWM信號的波形示意圖；圖4為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例三中誤差電壓信號與方波控制信號的波 形示意圖；圖8為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制方法實施例一的流程圖；圖9為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制方法實施例二的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖4為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，本實施例提 供了一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，可以具體包括中央處理模塊1、反饋控制電路模塊2和DC-DC 電路模塊3。其中，中央處理模塊1用于采集獲取外界溫度信號，將所述外界溫度信號轉(zhuǎn)換 為脈寬調(diào)制脈沖信號，將所述脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到反饋控制電路模塊2中。本實施例 中的中央處理模塊1可以具體為CPU，通過中央處理模塊1對外界溫度進(jìn)行感應(yīng)，獲取到外 界溫度信號，該外界溫度信號經(jīng)過中央處理模塊1的處理，被轉(zhuǎn)換為一個脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation ；以下簡稱PWM)脈沖信號，并將該PWM脈沖信號輸出到反饋控制電路模 塊2中。反饋控制電路模塊2用于根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電壓獲 取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)所述誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信號生 成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入DC-DC電路模塊3中。DC-DC電路模塊3用 于根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū) 動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。本實施例通過反饋控制電路模塊2和DC-DC電路模塊3在電路中形 成一個閉環(huán)控制，對中央處理模塊1生成的PWM脈沖信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，生成方波控制 信號，在方波控制信號的控制下控制輸出電壓的電壓值大小，同時，在閉環(huán)控制下根據(jù)實時 反饋的輸出電壓的反饋信號對輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，以將輸出電壓穩(wěn)定在一個預(yù)設(shè)的固定值 上。由此可見，本實施例將現(xiàn)有技術(shù)中原本由MCU或CPU執(zhí)行的穩(wěn)定輸出電壓的功能移植 到單獨的電路中，從而減輕了 CPU的工作負(fù)擔(dān)，因此，本實施例無需采用額外的MCU，利用主 板上已有的CPU資源便可輸出穩(wěn)定的輸出電壓給風(fēng)扇供電。另外，本實施例中仍采用DC-DC 電路，則相比于現(xiàn)有技術(shù)中的線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路具有較高的效率。本實施例提供了一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，通過設(shè)置中央處理模塊、反饋控制電路 模塊和DC-DC電路模塊，根據(jù)采集到的外界溫度信號生成PWM脈沖信號和輸出電壓的反饋 信號生成誤差電壓信號，根據(jù)誤差電壓信號和振蕩信號生成方波控制信號，并在方波控制信號的控制下產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，以對風(fēng)扇進(jìn)行供電；本實施例解決了現(xiàn)有技術(shù)中線性 調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路效率低下以及DC-DC調(diào)速電路不能利用已有資源所造成的成本浪費的 問題，利用極少量的CPU資源和簡單分立元件實現(xiàn)優(yōu)異的風(fēng)扇調(diào)速功能，降低了實現(xiàn)成本， 提高了電路的工作效率，且實現(xiàn)算法相對簡單。圖5為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，本實施例提 供了一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，本實施例提供的風(fēng)扇調(diào)速控制電路在上述圖4所示的基礎(chǔ)之 上，反饋控制電路模塊2可以具體包括振蕩電路21、低通濾波電路22、反饋電路23、誤差放 大器24和脈寬調(diào)制比較器25。其中，振蕩電路21具體用于生成固定周期的鋸齒波形式的 振蕩信號。低通濾波電路22具體用于接收中央處理模塊1輸出的所述脈寬調(diào)制脈沖信號， 對所述脈寬調(diào)制脈沖信號進(jìn)行濾波處理，生成誤差基準(zhǔn)電壓信號。本實施例中的低通濾波 電路22可以由彼此并聯(lián)的RC電路組成，PWM脈沖信號經(jīng)過濾波處理后形成平滑的直流電 壓，即誤差基準(zhǔn)電壓信號，該誤差基準(zhǔn)電壓信號的電壓值大小等于PWM脈沖信號的平均值， 且其與PWM脈沖信號的占空比成比例關(guān)系。反饋電路23用于采用分壓的形式，根據(jù)輸出電 壓獲取反饋信號。誤差放大器24用于接收低通濾波電路22輸出的所述誤差基準(zhǔn)電壓信號 和所述反饋信號，對所述誤差基準(zhǔn)電壓信號和所述反饋信號進(jìn)行誤差放大處理，并生成誤 差電壓信號。本實施例中誤差放大器24的正極輸入端輸入誤差基準(zhǔn)電壓信號，其負(fù)極輸入 端輸入輸出電壓的反饋信號，經(jīng)過誤差放大器24的誤差放大處理，得到相應(yīng)的誤差放大信 號，用以反映反饋信號與誤差基準(zhǔn)電壓信號之間的差別。脈寬調(diào)制比較器25用于接收所述 誤差放大器輸出的所述誤差電壓信號和所述振蕩電路輸出的所述振蕩信號，對所述誤差電 壓信號和所述振蕩信號的值的大小進(jìn)行比較處理，并生成方波控制信號，并將所述方波控 制信號輸入DC-DC電路模塊3中。PWM比較器25的正極輸入端輸入誤差電壓信號，其負(fù)極 輸入端輸入振蕩電路21生成的振蕩信號，經(jīng)過PWM比較器25的比較放大處理，生成控制輸 出電壓的方波控制信號。具體地，本實施例中的DC-DC電路模塊3可以具體包括驅(qū)動電路31和控制電路 32。其中，驅(qū)動電路31用于接收所述反饋控制電路模塊輸出的方波控制信號，對所述方 波控制信號進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的方波控制信號輸出到控制電路32中。控制 電路32用于根據(jù)接收到的濾波處理后的方波控制信號對輸出電壓進(jìn)行控制，產(chǎn)生穩(wěn)定的 輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。本實施例中的控制電路 32中可以具體包括金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor ；以下簡稱M0SFET)，即MOS管，控制電路32通過根據(jù)濾波處理后的方 波控制信號控制該MOS管的導(dǎo)通時間來控制輸出電壓。本實施例提供了一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，通過設(shè)置中央處理模塊、反饋控制電路 模塊和DC-DC電路模塊，根據(jù)采集到的外界溫度信號生成PWM脈沖信號和輸出電壓的反饋 信號生成誤差電壓信號，根據(jù)誤差電壓信號和振蕩信號生成方波控制信號，并在方波控制 信號的控制下產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，以對風(fēng)扇進(jìn)行供電；本實施例解決了現(xiàn)有技術(shù)中線性 調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路效率低下以及DC-DC調(diào)速電路不能利用已有資源所造成的成本浪費的 問題，利用極少量的CPU資源和簡單分立元件實現(xiàn)優(yōu)異的風(fēng)扇調(diào)速功能，降低了實現(xiàn)成本， 提高了電路的工作效率，且實現(xiàn)算法相對簡單。圖6為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，本實施例提供了一種具體的風(fēng)扇調(diào)速控制電路，本實施例提供的風(fēng)扇調(diào)速控制電路在上述圖4或圖5 所示的基礎(chǔ)之上，中央處理模塊可以具體為主板上的CPU。DC-DC電路模塊中的控制電路可 以具體由MOS管Q1、續(xù)流二極管D1、電感L1和濾波電容C2組成，驅(qū)動電路可以具體由電阻R5 和R4、電容C3、M0S管Q2和Q3以及二極管D2組成。反饋控制電路模塊中的振蕩電路可以具 體由電阻R6、R7、R7和R9、電容C4和C5以及放大器組成，低通濾波電路可以具體由電阻R1和 C1組成，反饋電路可以具體由串聯(lián)連接在輸出電壓Vtl與地信號之間的電阻R2和R3組成，反 饋電路的輸出端從電阻R2和R3之間引出。在本實施例中，CPU對外界溫度進(jìn)行感應(yīng)，并將采集到的外界溫度信號轉(zhuǎn)換為一個 PWM脈沖信號，CPU輸出的PWM脈沖信號經(jīng)過RC低通濾波電路進(jìn)行濾波處理后，形成一個平 滑的直流電壓，即誤差基準(zhǔn)電壓信號Vkef，該誤差基準(zhǔn)電壓信號Vkef的電壓值大小等于PWM 脈沖信號的平均值，且與PWM脈沖信號的占空比成比例關(guān)系，即滿足下述公式⑴Veef = VtXD(1)其中，Vt為經(jīng)過低通濾波器濾波前的PWM脈沖信號的幅值，D為PWM脈沖信號的占 空比。由此可見，生成的誤差基準(zhǔn)電壓信號Vkef的電壓值大小是可調(diào)的，將該誤差基準(zhǔn)電壓 信號Vkef接至反饋控制電路模塊的誤差放大器的正極輸入端。誤差放大器的負(fù)極輸入端為 通過反饋電路獲取到的反饋信號Vfb，該反饋信號Vfb為經(jīng)過電阻R2和R3對輸電壓分壓而得 到的。誤差放大器對反饋信號Vfb和誤差基準(zhǔn)電壓信號Vkef進(jìn)行比較，得到被放大的誤差電 壓信號\。將誤差放大器生成的誤差電壓信號Ve輸入到PWM比較器的正極輸入端，將振蕩 電路生成的振蕩信號Vs輸入到PWM比較器的負(fù)極輸入端，通過對誤差電壓信號Ve和振蕩信 號入進(jìn)行比較，輸出方波控制信號Al。圖7為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制電路實施例三中誤差電 壓信號與方波控制信號的波形示意圖，如圖7所示，方波控制信號Al的脈沖寬度，即其占空 比與誤差電壓信號Ve的電壓值成正比。繼續(xù)如圖6所示，PWM比較器輸出的方波控制信號依次經(jīng)過驅(qū)動電路中的R5、C3、 R4、Q2> Q3、D2的驅(qū)動處理，進(jìn)而對MOS管Q1進(jìn)行驅(qū)動，PWM比較器輸出的方波控制信號以負(fù) 反饋的形式來控制MOS管Q1的關(guān)斷。由上述描述可知，當(dāng)誤差基準(zhǔn)電壓信號Vkef增大時，誤 差放大器輸出的誤差電壓信號V6隨之增大，而根據(jù)圖7可知，當(dāng)誤差電壓信號V6增大時，誤 差電壓信號Ve與鋸齒波的相交時間延遲，MOS管Q1的方波控制信號的高電平部分將增大， 即其占空比加大，從而可以根據(jù)誤差基準(zhǔn)電壓信號Vkef和反饋信號Vfb的大小來調(diào)整MOS管 Q1的導(dǎo)通時間，進(jìn)而控制輸出電壓的大小。在本實施例中，通過反饋控制電路模塊和DC-DC 電路模塊形成的閉環(huán)控制，可以控制使得Vkef與Vfb的電壓值相等，因此得到輸出電壓滿足 如下等式(2)V0 = VeefX (R2+R3)/R3(2)以下將以一個具體的實例來對本實施例的風(fēng)扇調(diào)速控制電路的工作過程進(jìn)行具 體說明，假設(shè)需要實現(xiàn)一個二級風(fēng)扇調(diào)速控制電路，風(fēng)扇的工作電壓范圍是[5，12] V，風(fēng)扇 的高速驅(qū)動電壓為12V，低速驅(qū)動電壓為8V。CPU的輸出的PWM脈沖信號的幅值為Vt = 3. 3V，則通過RC濾波處理后的Veef的取值范圍是
V，假設(shè)取R2 = R3 = 10k。當(dāng)設(shè)備 的溫度低于設(shè)定的水線溫度時(比如60°C )，設(shè)定PWM脈沖信號的脈沖寬度為0. 61，使得經(jīng) 過RC濾波后的Vkef為2V。再通過誤差放大器、PWM比較器的處理，使得驅(qū)動Q1的脈沖占空 比得到調(diào)節(jié)，輸出電壓Vo = VeefX (R2+R3)/R3 = 4V。此時風(fēng)扇兩端壓差為12V-4V = 8V，由此實現(xiàn)了風(fēng)扇的低速供電。當(dāng)設(shè)備溫度高于設(shè)定的水線溫度時(比如60°C)，設(shè)定PWM脈 沖信號的脈沖寬度為0，使得經(jīng)過RC濾波后的Vkef為0V。通過誤差放大器、PWM比較器的處 理，驅(qū)動Q1的脈沖占空比得到調(diào)節(jié)，輸出電壓Vo穩(wěn)定在0V。此時風(fēng)扇兩端壓差為12V-0V =12V，由此實現(xiàn)了風(fēng)扇的高速供電。以此類推，如果需要設(shè)計一個12V/10V/8V的三級風(fēng)扇 調(diào)速控制，則只要分別將PWM脈沖信號的脈沖寬度設(shè)定為0. 61,0. 30和0即可實現(xiàn)，按此方 法可簡單地擴展到更多級的調(diào)速。在本實施例中，由于由負(fù)載變動引起的輸出調(diào)節(jié)由反饋控制電路模塊和DC-DC電 路模塊來完成，則CPU只需在溫度變化而需要調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時改變PWM信號的占空比即可， 僅占用很少的資源，則無需采用額外的MCU來處理。本實施例提供了一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，通過設(shè)置中央處理模塊、反饋控制電路 模塊和DC-DC電路模塊，根據(jù)采集到的外界溫度信號生成PWM脈沖信號和輸出電壓的反饋 信號生成誤差電壓信號，根據(jù)誤差電壓信號和振蕩信號生成方波控制信號，并在方波控制 信號的控制下產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，以對風(fēng)扇進(jìn)行供電；本實施例解決了現(xiàn)有技術(shù)中線性 調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路效率低下以及DC-DC調(diào)速電路不能利用已有資源所造成的成本浪費的 問題，利用極少量的CPU資源和簡單分立元件實現(xiàn)優(yōu)異的風(fēng)扇調(diào)速功能，降低了實現(xiàn)成本， 提高了電路的工作效率，且實現(xiàn)算法相對簡單。本實施例還提供了一種電子設(shè)備，可以具體包括上述圖4、圖5或圖6所示的風(fēng)扇 調(diào)速控制電路。圖8為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制方法實施例一的流程圖，如圖8所示，本實施例提供了 一種風(fēng)扇調(diào)速控制方法，可以具體采用上述電路實施例一中的結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。本實施 例提供的風(fēng)扇調(diào)速控制方法可以具體包括如下步驟步驟801，通過中央處理模塊采集獲取外界溫度信號，將所述外界溫度信號轉(zhuǎn)換為 脈寬調(diào)制脈沖信號，將所述脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到反饋控制電路模塊中。步驟802，通過所述反饋控制電路模塊根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根 據(jù)輸出電壓獲取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)所述誤差電壓信號和振蕩電路生成 的振蕩信號生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入DC-DC電路模塊中。步驟803，通過所述DC-DC電路模塊根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的 輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。圖9為本發(fā)明風(fēng)扇調(diào)速控制方法實施例二的流程圖，如圖9所示，本實施例提供了 一種風(fēng)扇調(diào)速控制方法，可以具體采用上述電路實施例二或?qū)嵤├械慕Y(jié)構(gòu)，此處不再 贅述。本實施例提供的風(fēng)扇調(diào)速控制方法在上述圖8所示的基礎(chǔ)之上，其中，上述步驟802 可以具體包括如下步驟步驟812，通過振蕩電路生成固定周期的鋸齒波形式的振蕩信號。步驟822，通過低通濾波電路接收所述中央處理模塊輸出的所述脈寬調(diào)制脈沖信 號，對所述脈寬調(diào)制脈沖信號進(jìn)行濾波處理，生成誤差基準(zhǔn)電壓信號。步驟832，通過反饋電路采用分壓的形式，根據(jù)輸出電壓獲取反饋信號。步驟842，通過誤差放大器接收所述低通濾波電路輸出的所述誤差基準(zhǔn)電壓信號 和所述反饋信號，對所述誤差基準(zhǔn)電壓信號和所述反饋信號進(jìn)行誤差放大處理，并生成誤 差電壓信號。
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步驟852，通過脈寬調(diào)制比較器接收所述誤差放大器輸出的所述誤差電壓信號和 所述振蕩電路輸出的所述振蕩信號，對所述誤差電壓信號和所述振蕩信號的值的大小進(jìn)行 比較處理，并生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入DC-DC電路模塊中。具體地，上述步驟803可以具體包括如下步驟步驟813，通過驅(qū)動電路接收所述反饋控制電路模塊輸出的方波控制信號，對所述 方波控制信號進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的方波控制信號輸出到控制電路中。步驟823，通過控制電路根據(jù)接收到的濾波處理后的方波控制信號對輸出電壓進(jìn) 行控制，產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。本步 驟具體通過根據(jù)濾波處理后的方波控制信號控制金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的導(dǎo)通時 間來控制輸出電壓。本實施例提供了一種風(fēng)扇調(diào)速控制方法，根據(jù)采集到的外界溫度信號生成PWM脈 沖信號和輸出電壓的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)誤差電壓信號和振蕩信號生成方波 控制信號，并在方波控制信號的控制下產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，以對風(fēng)扇進(jìn)行供電；本實施例 解決了現(xiàn)有技術(shù)中線性調(diào)壓風(fēng)扇調(diào)速電路效率低下以及DC-DC調(diào)速電路不能利用已有資 源所造成的成本浪費的問題，利用極少量的CPU資源和簡單分立元件實現(xiàn)優(yōu)異的風(fēng)扇調(diào)速 功能，降低了實現(xiàn)成本，提高了電路的工作效率，且實現(xiàn)算法相對簡單。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序 在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者 光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路，其特征在于，包括中央處理模塊、反饋控制電路模塊和直流轉(zhuǎn)直流DC DC電路模塊，其中所述中央處理模塊用于采集獲取外界溫度信號，將所述外界溫度信號轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制脈沖信號，將所述脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到所述反饋控制電路模塊中；所述反饋控制電路模塊用于根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電壓獲取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)所述誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信號生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入所述DC DC電路模塊中；所述DC DC電路模塊用于根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述反饋控制電路模塊包括振蕩電路、低 通濾波電路、反饋電路、誤差放大器和脈寬調(diào)制比較器，其中所述振蕩電路用于生成固定周期的鋸齒波形式的振蕩信號；所述低通濾波電路用于接收所述中央處理模塊輸出的所述脈寬調(diào)制脈沖信號，對所述 脈寬調(diào)制脈沖信號進(jìn)行濾波處理，生成誤差基準(zhǔn)電壓信號；所述反饋電路用于采用分壓的形式，根據(jù)輸出電壓獲取反饋信號； 所述誤差放大器用于接收所述低通濾波電路輸出的所述誤差基準(zhǔn)電壓信號和所述反 饋信號，對所述誤差基準(zhǔn)電壓信號和所述反饋信號進(jìn)行誤差放大處理，并生成誤差電壓信 號；所述脈寬調(diào)制比較器用于接收所述誤差放大器輸出的所述誤差電壓信號和所述振蕩 電路輸出的所述振蕩信號，對所述誤差電壓信號和所述振蕩信號的值的大小進(jìn)行比較處 理，并生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入所述DC-DC電路模塊中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在于，所述DC-DC電路模塊包括驅(qū)動電路和 控制電路，其中所述驅(qū)動電路用于接收所述反饋控制電路模塊輸出的方波控制信號，對所述方波控制 信號進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的方波控制信號輸出到所述控制電路中；所述控制電路用于根據(jù)接收到的濾波處理后的方波控制信號對輸出電壓進(jìn)行控制，產(chǎn) 生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述控制電路包括金屬氧化物半導(dǎo)體型 場效應(yīng)管，所述控制電路通過根據(jù)濾波處理后的方波控制信號控制所述金屬氧化物半導(dǎo)體 型場效應(yīng)管的導(dǎo)通時間來控制輸出電壓。
5.一種風(fēng)扇調(diào)速控制方法，其特征在于，包括通過中央處理模塊采集獲取外界溫度信號，將所述外界溫度信號轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制脈沖 信號，將所述脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到反饋控制電路模塊中；通過所述反饋控制電路模塊根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電壓獲 取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)所述誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信號生 成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入直流轉(zhuǎn)直流DC-DC電路模塊中；通過所述DC-DC電路模塊根據(jù)接收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù) 所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述通過所述反饋控制電路模塊根據(jù)接收到的所述脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電壓獲取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù) 所述誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信號生成方波控制信號，并將所述方波控制信號 輸入直流轉(zhuǎn)直流DC-DC電路模塊中包括通過振蕩電路生成固定周期的鋸齒波形式的振蕩信號；通過低通濾波電路接收所述中央處理模塊輸出的所述脈寬調(diào)制脈沖信號，對所述脈寬 調(diào)制脈沖信號進(jìn)行濾波處理，生成誤差基準(zhǔn)電壓信號；通過反饋電路采用分壓的形式，根據(jù)輸出電壓獲取反饋信號；通過誤差放大器接收所述低通濾波電路輸出的所述誤差基準(zhǔn)電壓信號和所述反饋信 號，對所述誤差基準(zhǔn)電壓信號和所述反饋信號進(jìn)行誤差放大處理，并生成誤差電壓信號；通過脈寬調(diào)制比較器接收所述誤差放大器輸出的所述誤差電壓信號和所述振蕩電路 輸出的所述振蕩信號，對所述誤差電壓信號和所述振蕩信號的值的大小進(jìn)行比較處理，并 生成方波控制信號，并將所述方波控制信號輸入DC-DC電路模塊中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述通過所述DC-DC電路模塊根據(jù)接 收到的所述方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào) 整風(fēng)扇風(fēng)速包括通過驅(qū)動電路接收所述反饋控制電路模塊輸出的方波控制信號，對所述方波控制信號 進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的方波控制信號輸出到控制電路中；通過控制電路根據(jù)接收到的濾波處理后的方波控制信號對輸出電壓進(jìn)行控制，產(chǎn)生穩(wěn) 定的輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述通過控制電路根據(jù)接收到的濾波處 理后的方波控制信號對輸出電壓進(jìn)行控制，產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓包括通過根據(jù)濾波處理后的方波控制信號控制金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管的導(dǎo)通時間 來控制輸出電壓。
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1-4中任一項所述的風(fēng)扇調(diào)速控制 電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風(fēng)扇調(diào)速控制電路及其控制方法、電子設(shè)備，其中電路包括中央處理模塊、反饋控制電路模塊和DC-DC電路模塊，其中中央處理模塊用于采集獲取外界溫度信號，將外界溫度信號轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制脈沖信號，將脈寬調(diào)制脈沖信號輸入到反饋控制電路模塊中；反饋控制電路模塊用于根據(jù)接收到的脈寬調(diào)制脈沖信號和根據(jù)輸出電壓獲取到的反饋信號生成誤差電壓信號，根據(jù)誤差電壓信號和振蕩電路生成的振蕩信號生成方波控制信號；DC-DC電路模塊用于根據(jù)接收到的方波控制信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，根據(jù)輸出電壓對風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動，以調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速。本發(fā)明提供一種風(fēng)扇調(diào)速方法和電子設(shè)備。本發(fā)明降低了實現(xiàn)成本。
文檔編號F04D27/00GK101985946SQ20101052317
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者肖群, 陳時淦 申請人:北京星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司