風(fēng)扇控制電路和速度控制指南

線性電路通過為風(fēng)扇產(chǎn)生可變電源電壓來測(cè)量溫度并控制冷卻風(fēng)扇的速度。

隨著越來越多的電子設(shè)備進(jìn)入辦公室和家庭，風(fēng)扇噪音正成為一個(gè)更大的問題。在溫度條件允許的情況下，變速風(fēng)扇允許更慢、更安靜的風(fēng)扇速度。

風(fēng)扇控制電路的范圍從在特定溫度下提高風(fēng)扇速度的簡單開關(guān)到具有連續(xù)可變速度的數(shù)字控制風(fēng)扇。高速/低速開關(guān)價(jià)格低廉，但突然變速的聲音可能很煩人。數(shù)字控制風(fēng)扇性能良好，但這些電路成本更高，系統(tǒng)必須包括串行總線。本應(yīng)用筆記介紹了一種用于風(fēng)扇速度控制的低成本、獨(dú)立模擬電路（圖 1），可根據(jù)風(fēng)扇電壓和溫度之間的任何所需線性關(guān)系輕松調(diào)整（圖 2，曲線 B 和 C）。實(shí)際數(shù)據(jù)點(diǎn)與圖2中的目標(biāo)電壓作對(duì)比。

圖1.該電路提供與溫度成比例的連續(xù)線性風(fēng)扇控制電壓。

圖2.如文中所述，這些曲線說明了圖1中電路的電壓輸出與溫度的關(guān)系。

圖2中的曲線“A”表示MAX6605模擬溫度傳感器的輸出與溫度的關(guān)系，單位為°C：

Vsensor = 0.0119V/°C × 溫度 + 0.744V。

曲線“B”將風(fēng)扇電壓與溫度相關(guān)聯(lián)，并將8.0V的最小“地板”電壓與傾斜線相結(jié)合：

Vfan = 0.114V/°C ×溫度 + 6.86V。

底壓確保風(fēng)扇在低溫下旋轉(zhuǎn)，高于10°C時(shí)，電壓以0.114V/°C的斜率增加，直到45°C達(dá)到滿值。 簡單地放大MAX6605輸出并不能提供8V底電壓，獲得風(fēng)扇電壓斜率所需的增益（9.58 = 0.114/0.0119）與獲得y截點(diǎn)所需的增益（9.22 = 6.86V/0.744V）不同。

要將線“A”轉(zhuǎn)換為線“B”，必須從溫度傳感器輸出中減去電壓偏移，然后將結(jié)果乘以常數(shù)。這可以通過圖1的電路來實(shí)現(xiàn)，在該電路中，您連接標(biāo)有“減少偏移”的虛線。一個(gè)運(yùn)算放大器產(chǎn)生斜線，第二個(gè)運(yùn)算放大器產(chǎn)生底電壓。運(yùn)算放大器輸出連接到晶體管的方式是，要求更高輸出電壓的運(yùn)算放大器占主導(dǎo)地位。以下公式可確定電阻值：

對(duì)于條件 R2<

R2 = R1（AvVtemp0 - Vy-intB）/[（Av-1）（Vref - Vtemp0 + Vy-intB/Av）]，以及

R3 = R2（Av-1），其中

R1 是任何合理的值，

Av = 0.114/0.0119 = 9.58 是以 V/°C 為單位的所需斜率與溫度傳感器的斜率之比，

Vtemp0 = 0.744V 是 0°C 時(shí)的溫度傳感器電壓，

Vy-intB = 6.86V 是由所需（外推）溫度曲線指示的 y 截距，并且

Vref = 3.0V 是基準(zhǔn)電壓。

因此，選擇R1 = 301kΩ可以計(jì)算R2 = 3.158kΩ和R3 = 27.09kΩ。最接近的1%值分別為3.16kΩ和27.0kΩ。

以下公式可讓您計(jì)算底電壓：

R5 = R6（Vfloor - Vref）/（Vref），其中 R6 等于任何合理值，并且

Vfloor = 8V 是所需的最小輸出電壓。

因此，選擇R6 = 100kΩ可以計(jì)算R5 = 169kΩ。

在某些情況下，所需的失調(diào)增益大于所需的斜率增益，因此必須增加溫度傳感器的自然失調(diào)。對(duì)于所需的溫度曲線“C”，表示為：

Vfan = （0.114V/°C）（溫度 + 8.5V），

Av = 9.58的增益（斜率）與線路“B”相同，但所需的失調(diào)增益（8.5V/0.744V = 11.42）更大。因此，您可以使用原理圖的“增加偏移”版本。以下等式適用于這種情況：

R4 = R1（Vy-intC/Av - Vtemp0）/（Vref - Vy-intC/Av） = 20.41kΩ，

其中 Vy-intC = 8.5V 是所需溫度曲線與 y 軸的交點(diǎn)。當(dāng)R1 = 301kΩ時(shí)，R4最接近的1%值為20.5kΩ。

審核編輯：郭婷

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