DC直流风扇电路工作原理分析.ppt

風扇電路工作原理,制作:楊平 2005年4月8日,AVC Group Datech Technology Co., Ltd.,前言,隨著IT行業的發展, 電腦CPU運行速度飛速提升,其CPU因高速運算所產生熱量越來越多,因此對CPU的散熱系統要求越來越高.為了滿足更高性能散熱又節約能源程控風扇就運用而生了.程控風扇在高精度轉速及節約能源方面較傳統IC控制風扇有著較大的優勢.,內容,一.直流風扇電磁動力工作原理 二.典型電路工作原理,1.電磁基礎 A.磁 任何一個具有磁性的物質那麼它就會存在著 兩個磁极,我們定議為N极與S极;极端磁場強 度最強(磁性最強),中間磁場強度弱 B.電磁的產生: 線圈在通電的狀況下產生磁場; 磁場的方向為:線圈電流的流入 方向逆時針方向90度為磁場N 极,正時針方向90度為S极,一.風扇電磁動力原理,N,S,N,S,C.磁場的作用力(同性相斥異性相吸): 在磁性物質當中,N极與S极是相對應的 即在任一磁性物質當中都存在著N极與 S极, 兩個磁性物質的作用 力為同极相斥異极相吸,一.風扇電磁動力原理,N,N,S,S,F,F,2.磁介說明 軟磁與硬磁物質: 在通電或在磁場的影響下會產生磁性, 但當斷開電后或無磁場時則又不帶磁 性, 這類物質稱為軟磁性物質(例如矽 鋼片); 當斷開電后或無磁場時物質仍 保留一些磁性,這類物質稱為硬磁(例如 磁條,在充磁后則保留磁性).,一.風扇電磁動力原理,3.磁條充磁后磁場狀況 充磁后相當於具有四條磁鐵緊靠在一起; 在磁條的圓形空間中形成四個磁場 在N极與S极的相接處磁場強度 最強,一.風扇電磁動力原理,N,N,N,N,S,S,S,S,磁框,磁條,N极与S极相接處 磁場強度最強,一.風扇電磁動力原理,4. 未通電時磁條与矽鋼片的狀況 未通電狀況下的磁條相對矽鋼片位置如下 圖;即磁條的四個磁場最強處位於與矽 鋼片開口處;,磁條,磁框,矽鋼片,線圈,磁場強度最強與矽 鋼片開口處相對應,程控風扇的特點,1.程控IC的PWM模組輸出功能對風扇起到了精準的轉速控制 2.啟動時間長,對風扇工作狀態具有一定檢測能力 ,例如對風扇鎖死反應快立即切斷線圈電源從而避免不必要的燒毀 3.程序IC對轉速曲線的精度主要取決於IC的數模轉換精度,以及內部存儲器大小,實例DS9238-12HBPA電路分析,一.電源供應電路,1.線圈12V供電電路: A.輸出前端采用二极体可防止線圈反向電壓對電腦電 源的反向沖擊 B.同時用兩顆整流二极体,用以增大整机可承受電流 C.風扇在進行高轉時12V電源輸出波形如下圖,12V電源輸出,兩顆同規格整流二极体 用以增大整機承受電流,12V電源輸出波形,5v穩壓電源輸出,2.各IC用穩壓電路: A.采用LM7805得到穩定的電壓輸出 B.使用限流電阻加電容,使輸入穩定 C.積納二极體保護穩壓IC的輸入在額定範圍內,LM7805穩壓IC,限流電阻,積納二极體 保護穩壓IC,二.轉速控制電路,1.控制IC電路: A.采用電阻分壓電路得到模數轉換的基準電平 當這兩顆電阻有問題時,則會造成轉速曲線 整体偏移. B.LIMIT腳用於限流,保護MOS驅動IC,當MOS 驅動IC輸出很大的電流時, LIMIT腳位貞測 到該訊號,程控IC立即切掉峰值電流,從而保 護了MOS驅動IC,A/D轉換 基準電平,20#腳 峰值電流檢測腳,C.程控IC各引腳功能說明: R0:風扇信號輸出腳 F0:HALL IC感應輸入腳 HA/HB:交替控制輸出腳與PWMA/PWMB共 同工作 PWMA/PWMB:脈沖調寬輸出腳,對轉速控制 LIMIT:限流保護偵測腳位 SIGNAL:模擬量輸入腳 , 外部轉速控制信號 經電路轉換后的電壓信號輸入腳,A.U3,U4驅動MOS ; 該零件集成一個NMOS和一個PMOS; 電流可達6A , VDS耐壓30V B.Q2,Q3,Q4,Q5為U3,U4的推動管, Q2,Q4受到程控IC的控制, 當Q2導通時Q4截止, 當Q4導通時Q2截止 ; 從而使當U3 NMOS導通則U4 PMOS導通 , U3 PMOS截止,U4 NMOS截止,電流方向如右圖電流1所示,三.線圈驅動電路,1,2,四.HALL IC感應電路及信號輸出電路,A.U2為HALL IC 用以感應磁條的磁場 B.當扇葉旋轉,磁條也就在旋轉, 那麼HALL IC感應到磁條磁場的切換 , 第三腳輸出高低電平, 直接傳送到U5