一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路

摘要

本实用新型公开了一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路，包括依次连接的主控电路、放大电路及稳压电路；主控电路包括热敏电阻NTC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3；其中，电阻R1与电阻R2一端连接作为主控电路输入端与放大电路的输出端连接，电阻R3一端分别与放大电路输出端及散热风扇J1第二输入端连接，电阻R1另一端与电阻R3另一端均与热敏电阻NTC1连接，电阻R2另一端与热敏电阻NTC1另一端均与散热风扇J1第一输入端连接且接地，电阻R3与散热风扇J1之间连接有电压输出端Vout。通过设置多电路结合的控制电路，能够根据电气机柜内部的温度变化进行实时调节，从而改变散热风扇的转速，降低风扇的噪音与损耗。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气机柜控制电路技术领域，具体来说，涉及一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路。

背景技术

电气柜是控制系统的重要组成部分，电气柜中一般含有PLC、继电器、接触器、断路器等供电和控制用电子元器件。由于功率密度的提高，设备内部的电子元件在做功的过程中产生热量逐渐积累，从而影响整个系统的可靠性，降低设备寿命。

为解决散热问题，在大功率电子设备中通常使用风冷来进行散热。由于风扇是活动部件，在工作时会产生噪音、影响系统效率以及减少风扇寿命的问题，因此，风扇大多采用受控开启，只有在需要的时候，如温度超过设定值等才开启，如果温度返回到设定值以下时，又会停止。

通常包含两种开启方式，一种是根据检测到的温度值来开启风扇，这种方式会造成很大的噪音，而且容易使风扇在开启与关闭间来回切换。另一种是通过温度来调整风扇的转速，使设备温度恒定在一定范围内，这种方式好处是风扇的噪音得到很好控制，同时节约了风扇的损耗，延长了寿命。但调试风扇大多控制较为复杂，或在温度临界时难以开启风扇。

如专利号CN210343805U公开了一种风扇驱动控制电路，该控制电路用户通过调节开关可以使风扇启动并对其进行调节，将该驱动信号发送至主控芯片，再由主控芯片通过脉冲调制输出引脚向控制模块发送脉冲电平以达到驱动风扇的目的，基于主控芯片即可实现整体统筹控制，包括风扇启动、调节档位等，无需设置额外的运放，免去了各级器件间可能存在的响应拖延，电路更加简单可靠，整体驱动响应更快，成本更低，符合产业化需求。但该电路仍存在一定的缺陷，例如该电路不能根据温度控制风扇的转速，满足不同场景下的风扇自调节，在加快电路响应速度时，没有针对触发信号进行增强放大，不利于低频信号对电路的驱动。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路，包括依次连接的主控电路、放大电路及稳压电路；

主控电路包括热敏电阻NTC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3；

其中，电阻R1与电阻R2一端连接作为主控电路输入端与放大电路的输出端连接，电阻R3一端分别与放大电路输出端及散热风扇J1第二输入端连接，电阻R1另一端与电阻R3另一端均与热敏电阻NTC1连接，电阻R2另一端与热敏电阻NTC1另一端均与散热风扇J1第一输入端连接且接地，电阻R3与散热风扇J1之间连接有电压输出端Vout。

进一步的，放大电路包括放大器A1、放大器A2、电容C1、电容 C2、电容C3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D1；

其中，放大器A1的同相输出端与电容C1一端连接，电容C1的另一端作为放大电路输入端与稳压电路的输出端连接，放大器A1的反相输入端与电阻R5一端连接，放大器A1的同相输出端与电阻R7一端、二极管D1负极连接，电阻R7的另一端与放大器A2的反相输入端、电容C3一端连接，放大器A2的同相输入端与电容C2一端、电阻R8一端连接，放大器A2的同相输出端分别与电容C2另一端、电阻R8另一端及主控电路的输入端连接，电阻R6一端与二极管D1正极连接，电阻 R5另一端、电阻R6另一端及电容C3另一端均接地。

进一步的，放大器A1与放大器A2型号均为LM741。

进一步的，稳压电路包括场效应管VT1、场效应管VT2、场效应管 VT3及电阻R4；

其中，场效应管VT2的漏极与场效应管VT1的栅极连接作为共同引出端与第一电压输入端Vin1连接，场效应管VT1的漏极与第二电压输入端Vin2连接，场效应管VT2的源极与场效应管VT3的源极连接，场效应管VT3的栅极与场效应管VT3的漏极连接作为共同引出端并接地，场效应管VT2的栅极与场效应管VT1的源极连接后的共同引出端作为稳压电路的输出端与放大电路的输入端连接。

进一步的，场效应管VT1与场效应管VT2均为NMOS晶体管，场效应管VT3为PMOS晶体管，且场效应管VT2与场效应管VT3分别为设置工作在亚阈值区。

进一步的，场效应管VT1与场效应管VT2的阈值电压相同。

本实用新型的有益效果为：

1、通过设置热敏电阻调节的风扇控制电路，能够根据电气机柜内部的温度变化进行实时调节，从而改变散热风扇的转速，对冷却散热的效果进行适时性匹配，最大程度的降低风扇的噪音与损耗，进而提高散热设备及电气机柜整体的使用寿命。

2、通过加入放大电路，能够对输入信号进行同相比例放大，不仅能够提高电路中信号的强度，还能提升电路中信号的线性度与连续性；同时配合稳压电路，能够保证输入信号的稳定，从而提高输入信号的响应速度与精度，大大降低弱信号的造成的延迟。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路的电路原理图。

图中：

1、主控电路；2、放大电路；3、稳压电路。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于电气机柜冷却的风扇控制电路。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图1所示，根据本实用新型实施例的用于电气机柜冷却的风扇控制电路，包括依次连接的主控电路1、放大电路2及稳压电路3；

主控电路1包括热敏电阻NTC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3；

其中，电阻R1与电阻R2一端连接作为主控电路1输入端与放大电路2的输出端连接，电阻R3一端分别与放大电路2输出端及散热风扇 J1第二输入端连接，电阻R1另一端与电阻R3另一端均与热敏电阻 NTC1连接，电阻R2另一端与热敏电阻NTC1另一端均与散热风扇J1 第一输入端连接且接地，电阻R3与散热风扇J1之间连接有电压输出端 Vout。

在一个实施例中，放大电路2包括放大器A1、放大器A2、电容 C1、电容C2、电容C3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管 D1；

其中，放大器A1的同相输出端与电容C1一端连接，电容C1的另一端作为放大电路2输入端与稳压电路3的输出端连接，放大器A1的反相输入端与电阻R5一端连接，放大器A1的同相输出端与电阻R7一端、二极管D1负极连接，电阻R7的另一端与放大器A2的反相输入端、电容C3一端连接，放大器A2的同相输入端与电容C2一端、电阻 R8一端连接，放大器A2的同相输出端分别与电容C2另一端、电阻R8 另一端及主控电路1的输入端连接，电阻R6一端与二极管D1正极连接，电阻R5另一端、电阻R6另一端及电容C3另一端均接地。

在一个实施例中，放大器A1与放大器A2型号均为LM741。

在一个实施例中，稳压电路3包括场效应管VT1、场效应管VT2、场效应管VT3及电阻R4；

其中，场效应管VT2的漏极与场效应管VT1的栅极连接作为共同引出端与第一电压输入端Vin1连接，场效应管VT1的漏极与第二电压输入端Vin2连接，场效应管VT2的源极与场效应管VT3的源极连接，场效应管VT3的栅极与场效应管VT3的漏极连接作为共同引出端并接地，场效应管VT2的栅极与场效应管VT1的源极连接后的共同引出端作为稳压电路3的输出端与放大电路2的输入端连接。

在一个实施例中，场效应管VT1与场效应管VT2均为NMOS晶体管，场效应管VT3为PMOS晶体管，且场效应管VT2与场效应管VT3 分别为设置工作在亚阈值区。

在一个实施例中，场效应管VT1与场效应管VT2的阈值电压相同。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，当温度升高时，热敏电阻NTC1的阻值变小，流经热敏电阻NTC1的电流变大，导致流经电阻R3的电流也跟着变大，电阻 R3两端的电压变大，导致风扇两端的电压+Vout也跟着变大，风扇的转速也就变大。当温度降低时，热敏电阻NTC1的阻值变大，流经热敏电阻NTC1的电流变小，导致流经电阻R3的电流也跟着变小，电阻R3两端的电压变小，导致风扇两端的电压+Vout也跟着变小，风扇的转速也就变小。风扇的转速随着热敏电阻NTC1周围的温度变化，温度高时，加快风扇转速散热，温度低时，降低风扇转速节能。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设置热敏电阻调节的风扇控制电路，能够根据电气机柜内部的温度变化进行实时调节，从而改变散热风扇的转速，对冷却散热的效果进行适时性匹配，最大程度的降低风扇的噪音与损耗，进而提高散热设备及电气机柜整体的使用寿命。通过加入放大电路2，能够对输入信号进行同相比例放大，不仅能够提高电路中信号的强度，还能提升电路中信号的线性度与连续性；同时配合稳压电路3，能够保证输入信号的稳定，从而提高输入信号的响应速度与精度，大大降低弱信号的造成的延迟。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。