目前常用的有風(fēng)冷、熱管、水冷等散熱方式,散熱效果是按水冷,熱管,風(fēng)冷遞減。由于熱管和水冷工藝復(fù)雜、造價(jià)高等原因,一般在中小型設(shè)備中都采用風(fēng)冷方式。風(fēng)冷主要是通過風(fēng)扇,散熱片等將熱量傳至周圍環(huán)境(最終還是通過空氣散熱的),達(dá)到散熱的目的。風(fēng)冷的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉(比較其它散熱方法),安全可靠、技術(shù)成熟。其缺點(diǎn)是有噪音,風(fēng)扇壽命有時(shí)間限制等?,F(xiàn)在市場上采用風(fēng)冷散熱的產(chǎn)品,一般是開機(jī)時(shí)其散熱風(fēng)扇基本上就運(yùn)轉(zhuǎn),在開機(jī)整個(gè)過程中都是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的。而實(shí)際上大部分設(shè)備都存在間歇工作或負(fù)荷變化的特點(diǎn),在不接通負(fù)載或負(fù)載較輕松時(shí),可能不需要風(fēng)扇工作或者全速工作,僅靠散熱片或者風(fēng)扇低速運(yùn)轉(zhuǎn)就可以滿足散熱需求。有些設(shè)備中雖也考慮到這一點(diǎn),增加了溫度開關(guān)電路,當(dāng)達(dá)到某個(gè)溫度時(shí)風(fēng)扇全速運(yùn)轉(zhuǎn),低于某個(gè)溫度時(shí)風(fēng)扇停止。雖然部分解決了風(fēng)扇空轉(zhuǎn)、降低了噪聲,但過于簡單,并不能有效解決溫度高低與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速大小的問題。
為了有效的解決散熱問題,盡量減少散熱風(fēng)扇的不必要的運(yùn)轉(zhuǎn),本文基于PWM調(diào)速原理設(shè)計(jì)了一種溫控電路。該電路采用NE555時(shí)基集成電路產(chǎn)生三角調(diào)制波,由NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻產(chǎn)生隨溫度變化的調(diào)制電壓信號,三角波和調(diào)制電壓通過比較器產(chǎn)生脈寬可調(diào)的PWM脈寬調(diào)制波,然后驅(qū)動MOS功率管控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)。原理如圖1所示。
圖中,由U1(NE555)、D2、R2、R3和C2等組成三角波產(chǎn)生電路,其三角波的頻率由R2、R3和C2的值決定,根據(jù)圖中的參數(shù)可計(jì)算出其震蕩頻率大概是20KHz,在測試點(diǎn)T1測量的波形如圖2所示。
圖1中電位器W1和熱敏電阻RT1組成的電路實(shí)現(xiàn)了溫度到電壓的轉(zhuǎn)換,測試點(diǎn)T2處的電壓是由電阻分壓原理得到的,由10KNTC熱敏電阻的參數(shù)表可以計(jì)算出各個(gè)溫度值時(shí)對應(yīng)的電壓值,獲得電壓和溫度之間的關(guān)系。
PWM脈寬調(diào)制波是由單片比較器圖1PWM溫控風(fēng)扇電路原理圖U2(LM311)產(chǎn)生。三角波信號進(jìn)入比較器的正端輸入腳,溫度轉(zhuǎn)換的調(diào)制電壓信號進(jìn)入比較器的負(fù)端輸入腳,這樣在U2的7腳就得到PWM方波如圖3所示。根據(jù)三角波頂角與底角的電壓值,可以設(shè)計(jì)溫度電阻的分壓電路,完成溫度與PWM占空比(對應(yīng)著風(fēng)扇轉(zhuǎn)速)的關(guān)系。圖中電位器W1用來調(diào)節(jié)電阻分壓比,來改變溫度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
本文利用幾個(gè)簡單的元器件,巧妙地實(shí)現(xiàn)了對散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制,避免了風(fēng)扇在低溫時(shí)不必要的轉(zhuǎn)動,有效地減少了不必要的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。該電路成本低,結(jié)構(gòu)簡單,已得到成功應(yīng)用。
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