電腦風扇控制電路的製作方法

2023-05-27 01:14:16 1

專利名稱：電腦風扇控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電腦風扇控制電路。
背景技術：
隨著電腦技術的飛速發展，電腦系統通常要進行大量的運算處理，任務繁忙時所 產生的熱量也逐漸增加，單憑散熱孔和散熱片無法解決散熱問題，在主動散熱設備上，性價 比較高的風冷技術一直是電腦系統最常採用的散熱方式，然而風扇雖然經濟實用，卻也存 在很多缺陷隨著轉速的增加，風扇在高速運轉中產生的噪音也逐漸增大；長時間的高速 運轉，不但會縮短風扇使用壽命，而且風扇本身也會產生很大熱量。如果風扇能在系統繁忙時高速運轉，在系統運轉平緩時降低轉速甚至停止，就可 以得到最合理的使用，不但提高了風扇的使用壽命，而且能減少不必要的熱量產生。現有 的一種智能風扇技術正是為實現風扇的合理使用而研發的，它利用^tel的脈衝寬度調製 (Pulseffidth Modulation, PWM)規範，根據輸入輸出控制晶片(Super I/O, SI0)控制 PWM 的佔空比來控制風扇的轉速。由於PWM變化的依據是中央處理器內部的二極體讀取的溫度 數據，其精確程度超過熱敏電阻，所以依據PWM的脈衝寬度的佔空比調整風扇轉速，其控制 精度也很高。通過智能風扇技術，用戶可以在基本輸入輸出系統(Basic Input Output System, BIOS)中自主設置CPU和主機板的溫度限制，當風扇通過PWM脈衝判斷溫度超過所 設限制，就會自動運轉，並可根據所產生的熱量大小調控轉速；相反，當溫度未超過設定的 限制，風扇則會適當休息。但是，現有的風扇中只有4引腳風扇可以通過PWM實現智能風扇功能，而3引腳風 扇由於沒有對應的引腳因此無法接收PWM信號，因此3引腳風扇仍需利用改變其工作電壓 大小來控制轉速。目前市場上支持智能風扇的主機板紛紜蕪雜，但是都存在一個共同的缺陷，只能 支持3引腳或者4引腳風扇中的一種。這樣對客戶而言，對風扇的選擇給他們帶來不便，同 樣對於製造商而言，由於主機板對風扇類型的局限性，對風扇連接器的選擇也提出了不同 要求，增加了元件採購難度。如果能把3引腳和4引腳風扇所需的控制電路集成在一起，使 主機板能夠控制3引腳和4引腳風扇的轉速，那麼諸如此類問題將不再發生。

發明內容
鑑於以上內容，有必要提供一種能夠控制不同類型風扇轉速的電腦風扇控制電路。一種電腦風扇控制電路，包括一控制晶片、一第一開關、一轉換電路、一第二開關 及一風扇連接器，所述第一開關的第一端與所述控制晶片相連，所述第一開關的第二端與 所述轉換電路相連，所述第一開關的第三端與所述風扇連接器的控制引腳相連，所述第二 開關的第一端與所述風扇連接器的電源引腳相連，所述第二開關的第二端與所述轉換電路相連，所述第二開關的第三端與一第一電源相連，當所述第一及第二開關的第一端與第二 端相連時，所述控制晶片發出的控制信號經所述轉換電路轉換成電壓信號後，輸出給所述 風扇連接器的電源引腳，當所述第一及第二開關的第一端與第三端相連時，所述控制晶片 發出的控制信號輸出給所述風扇連接器的控制引腳，所述第一電源輸出電壓給所述風扇連 接器的電源引腳。本發明電腦風扇控制電路集成了不同類型風扇的控制線路，並通過所述第一及第 二開關來根據風扇的類型選擇合適的控制方式，以對風扇的轉速進行準確的控制。


圖1是本發明電腦風扇控制電路較佳實施方式的原理框圖。圖2是圖1的電路圖。
具體實施例方式請參考圖1，本發明電腦風扇控制電路的較佳實施方式包括一控制晶片10、一第 一開關20、一轉換電路30、一第二開關40、一風扇連接器50及一分壓保護電路60。所述轉 換電路30通過所述第一開關20與所述控制晶片10相連，並通過所述第二開關40與所述 風扇連接器50相連。所述第一開關20與所述風扇連接器50相連。所述風扇連接器50通 過所述分壓保護電路60與所述控制晶片10相連。在本實施方式中，所述控制晶片10為一 S10(SuperInput/0utput，超級輸入輸出)晶片。請繼續參考圖2，所述第一開關20及第二開關40均包括一第一端1、一第二端2 及一第三端3。所述轉換電路30包括一積分電路32、一運算放大器Ul及一電子開關Ql，所 述積分電路32包括一電阻Rl及一電容Cl。所述風扇連接器50包括一接地弓丨腳1、一電源 引腳2、一偵測引腳3及一控制引腳4。所述分壓保護電路60包括一二極體Dl及三個電阻 R7-R9。所述第一開關20的第一端1與所述控制晶片10相連，以接收所述控制晶片10輸 出的脈衝寬度調製信號PWM。所述第一開關20的第二端2通過所述電阻Rl與所述運算放 大器Ul的反相輸入端相連，並依次通過所述電阻Rl及所述電容Cl接地。所述第一開關20 的第三端3通過一電阻R5與一第一電源VCCl相連，並通過一電阻R6與所述風扇連接器50 的控制引腳4相連。所述運算放大器Ul的同相輸入端通過一電阻R3接地。所述電子開關 Ql的第一端與所述運算放大器Ul的輸出端相連，並通過一電阻R2與一第二電源VCC2相 連。所述電子開關Ql的第二端與所述第二電源VCC2相連。所述電子開關Ql的第三端通 過一電阻R4與所述運算放大器Ul的同相輸入端相連，並與所述第二開關40的第二端2相 連。所述第二開關40的第一端1與所述風扇連接器50的電源引腳2相連，所述第二開關 40的第三端3與所述第二電源VCC2相連。所述二極體Dl的陽極與所述風扇連接器50的 偵測引腳3相連，並通過所述電阻R7與所述第二電源VCC2相連，還通過所述電阻R8與所 述控制晶片10相連，且依次通過所述電阻R8及R9接地。所述二極體Dl的陰極與所述第 二電源VCC2相連。所述風扇連接器50的接地引腳1接地。在本實施方式中，所述電腦風扇控制電路設於一電腦主機板上，所述第一開關20 及第二開關40均為設於所述主機板上的跳線；所述電子開關Ql為PMOS場效應管，其第一、 第二及第三端分別對應於PMOS場效應管的柵極、源極及漏極；所述二極體Dl為一穩壓二極體。在其他實施方式中，所述第一開關20、所述第二開關40及所述電子開關Ql均可為其他 形式的開關。當一 3引腳風扇接入所述主機板時，所述風扇連接器50的控制引腳4被閒置，將 所述第一開關20及第二開關40的第一端1與第二端2連接起來後，所述轉換電路30接收 所述控制晶片10發出的脈衝寬度調製信號PWM，所述3引腳風扇的轉速變化與所述電子開 關Ql的第三端電壓的變化成正比。當所述控制晶片10發出的脈衝寬度調製信號PWM的佔 空比增加時，所述積分電路32將離散的脈衝寬度調製信號PWM轉化為連續的模擬信號的電 壓值增大，所述模擬信號經所述運算放大器Ul的反相輸入端輸入，再由所述運算放大器Ul 的輸出端輸出給所述電子開關Ql的第一端時，電壓值減小。此時，所述電子開關Ql的第一 端和第二端之間的電壓差變大，所述場效應管Ql導通程度變大，所述第二電源VCC2通過所 述電子開關Ql輸入到所述風扇連接器50偵測引腳3的電壓變大，所述3引腳風扇的轉速 增加。反之，當所述控制晶片10發出的脈衝寬度調製信號PWM的佔空比減少時，所述3引 腳風扇的轉速減小。當一 4引腳風扇接入所述主機板時，將所述第一開關20及第二開關40的第一端1 與第三端3連接起來，所述控制晶片10發出的脈衝寬度調製信號PWM的經所述電阻R5上 拉到所述第一電源VCCl，增強了所述脈衝寬度調製信號PWM從所述控制晶片10傳輸到所述 風扇連接器50的驅動能力，再經所述電阻R6輸入所述風扇連接器50的控制引腳4，所述第 二電源VCC2輸出的電壓輸入所述風扇連接器50的電源引腳2，所述4引腳風扇的轉速變化 與所述脈衝寬度調製信號PWM的佔空比成正比。由於所述4引腳風扇內部已經集成了脈衝 寬度調製信號控制線路，這裡不再贅述。在本實施方式中，所述第一電源VCCl的電壓值為 5V，所述第二電源VCC2的電壓值為12V。當接入所述主機板的3引腳風扇或4引腳風扇工作時，所述風扇連接器50的偵測 引腳3輸出的風扇實際轉速信號經所述分壓保護電路60輸出給所述控制晶片10，以便所述 控制晶片10對風扇的轉速進行調整。所述分壓保護電路60中的二極體Dl利用其單向導 通性來實現電壓鉗位功能，當所述二極體Dl的陽極因短路等意外情況而電壓過大時，所述 二極體Dl導通，過大的電壓洩漏到所述第二電源VCC2，從而有效地防止了因電壓過大而導 致的損壞風扇或所述控制晶片10的狀況。所述風扇實際轉速信號經所述電阻R7上拉到所 述第二電源VCC2，增強了所述風扇實際轉速信號從所述風扇連接器50傳輸到所述控制芯 片10的驅動能力，再經所述電阻R8、R9分壓後，所述風扇實際轉速信號滿足了所述控制芯 片10的電壓需求。本發明電腦風扇控制電路集成了不同類型風扇的控制線路，並通過所述第一開關 20及第二開關40來根據風扇的類型選擇合適的控制方式，以對風扇的轉速進行準確地控 制。
權利要求
1.一種電腦風扇控制電路，包括一控制晶片、一第一開關、一轉換電路、一第二開關及 一風扇連接器，所述第一開關的第一端與所述控制晶片相連，所述第一開關的第二端與所 述轉換電路相連，所述第一開關的第三端與所述風扇連接器的控制引腳相連，所述第二開 關的第一端與所述風扇連接器的電源引腳相連，所述第二開關的第二端與所述轉換電路相 連，所述第二開關的第三端與一第一電源相連，當所述第一及第二開關的第一端與第二端 相連時，所述控制晶片發出的控制信號經所述轉換電路轉換成電壓信號後，輸出給所述風 扇連接器的電源引腳，當所述第一及第二開關的第一端與第三端相連時，所述控制晶片發 出的控制信號輸出給所述風扇連接器的控制引腳，所述第一電源輸出電壓給所述風扇連接 器的電源引腳。
2.如權利要求1所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述轉換電路包括一積分電 路、一運算放大器及一電子開關，所述運算放大器的同相輸入端通過一第一電阻接地，所述 運算放大器的反相輸入端通過所述積分電路與所述第一開關的第二引腳相連，所述運算放 大器的輸出端與所述電子開關的第一端相連，所述電子開關的第二端與所述第一電源相 連，並通過一第二電阻與所述電子開關的第一端相連，所述電子開關的第三端與所述第二 開關的第二端相連，並通過一第三電阻與所述運算放大器的同相輸入端相連，當所述第一 及第二開關的第一端與第二端相連時，所述控制晶片發出的控制信號經所述積分電路轉換 成模擬信號，所述模擬信號經所述運算放大器放大後輸出給所述電子開關，以控制所述電 子開關的導通程度，進而將所述第一電源輸出的電壓通過所述電子開關輸出給所述風扇連 接器的電源引腳。
3.如權利要求2所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述積分電路包括一第四電 阻及一電容，所述第四電阻的一端與所述第一開關的第二端相連，以接收所述控制信號，所 述第四電阻的另一端通過所述電容接地，並與所述運算放大器的反相輸入端相連。
4.如權利要求2所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述電子開關為一PMOS場效 應管，所述電子開關的第一端、第二端及第三端分別為所述PMOS場效應管的柵極、源極及 漏極。
5.如權利要求1所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述風扇連接器的接地引腳 接地，偵測引腳通過一分壓保護電路與所述控制晶片相連，以將風扇的實際轉速輸出給所 述控制晶片。
6.如權利要求5所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述分壓保護電路包括一二 極管，所述二極體的陽極與所述風扇連接器的偵測引腳相連，並通過一第一電阻與所述第 一電源相連，還通過一第二電阻與所述控制晶片相連，且依次通過所述第二電阻及一第三 電阻接地，所述二極體的陰極與所述第一電源相連。
7.如權利要求6所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述二極體為一穩壓二極體。
8.如權利要求1所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述控制晶片為一超級輸入 輸出晶片，所述控制信號為一脈衝寬度調製信號。
9.如權利要求1所述的電腦風扇控制電路，其特徵在於所述第一及第二開關均為跳線。
全文摘要
一種電腦風扇控制電路，包括一控制晶片、一第一及一第二開關、一轉換電路及一風扇連接器，第一開關的第一端與控制晶片相連，第一開關的第二端與轉換電路相連，第一開關的第三端與風扇連接器的控制引腳相連，第二開關的第一端與風扇連接器的電源引腳相連，第二開關的第二端與轉換電路相連，第二開關的第三端與一第一電源相連，當第一及第二開關的第一端與第二端相連時，控制晶片發出的控制信號經轉換電路轉換成電壓信號後，輸出給風扇連接器的電源引腳，當第一及第二開關的第一端與第三端相連時，控制晶片發出的控制信號輸出給風扇連接器的控制引腳，第一電源輸出電壓給風扇連接器的電源引腳。本發明電腦風扇控制電路可控制不同類型風扇的轉速。
文檔編號F04D27/00GK102042249SQ20091030821
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月12日 優先權日2009年10月12日
發明者歐光峰 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司