自制5～12V自動溫控散熱風(fēng)扇

在一些功率較大的開關(guān)電源、逆變器及充電電路中，內(nèi)部的大功率三極管（或場效應(yīng)管）雖然加有散熱器，但是發(fā)熱量仍然較大，尤其是夏季高溫時，這些大功率管經(jīng)常會因溫度過高而損壞。本文介紹一款簡單易制的自動溫度控制電路，其可以自動檢測大功率三極管（或大功率IC）的溫度，當(dāng)溫度達到設(shè)定值時，自動開啟散熱風(fēng)扇散熱，直至管子的溫度低于設(shè)定值。

LM393是一款低功耗雙電壓比較器，內(nèi)部含有兩個電壓比較器。本電路只使用其內(nèi)部的一個比較器與三極管VT1一起構(gòu)成具有回差電壓的施密特檢測電路。Rt為NTC熱敏電阻（NTC為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，其阻值會隨著溫度的升高而降低），這里作為溫度傳感器使用，用來檢測大功率管的溫度。

在散熱器溫度較低時，固定在散熱器上的熱敏電阻Rt的阻值較大，LM393的③腳電壓低于②腳電壓，此時LM393的①腳輸出為低電平，三極管VT1和VT2皆處于截止?fàn)顟B(tài)，VT2集電極接的散熱風(fēng)扇不工作。隨著散熱器溫度的升高，Rt的阻值自動減小，LM393的③腳電壓逐漸增大。當(dāng)溫度升高到設(shè)定值（一般選擇在60℃左右）時，LM393的③腳電壓高于②腳電壓，其①腳輸出變?yōu)楦唠娖?，三極管VT1和VT2皆導(dǎo)通。此時，散熱風(fēng)扇得電工作，對散熱器降溫。

在VT1導(dǎo)通時，電阻R4被短路，此時LM393的②腳的參考電壓將降低，這樣便可以使本電路具有一定的回差電壓，從而避免了散熱風(fēng)扇的頻繁啟動。隨著散熱器溫度的降低，Rt的阻值增大，使LM393的③腳電壓降低，當(dāng)?shù)陀冖谀_的下限參考電壓時，LM393的輸出端①腳輸出變?yōu)榈碗娖?，使三極管VT1、VT2截止，散熱風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動。此時由于VT1截止，R4不再被短路，LM393的②腳的參考電壓又回到了上限參考電壓。
LM393電壓比較器的工作電壓范圍很寬，在2～36V范圍內(nèi)皆可工作。本電路中，由于三極管VT2的耐壓值只有25V，故不能在較高的電壓下工作。本電路工作電壓范圍為5～12V，為了避免電源電壓波動導(dǎo)致LM393的參考電壓發(fā)生變化，建議采用三端穩(wěn)壓IC或穩(wěn)壓管穩(wěn)壓供電。
上圖為常用的MF52A和MF58型NTC熱敏電阻。這兩種NTC熱敏電阻體積小、價格低廉，并且有多種阻值可選。本電路選用50K的熱敏電阻。制作時，將熱敏電阻緊貼散熱器固定，并涂抹導(dǎo)熱硅脂，使熱敏電阻與散熱器緊密接觸。

散熱風(fēng)扇可以選用上圖所示的小型直流散熱風(fēng)扇。風(fēng)扇的工作電壓視實際電路而定。

本電路中，調(diào)整電阻R1的阻值，即可使風(fēng)扇在所需的溫度下工作。LM393的②腳的上下限參考電壓由電阻R2、R3和R4決定，具體大小可以根據(jù)實際需要調(diào)整。三極管VT1和VT2的β要求大于250。該電路亦可以用來給大功率的功放IC散熱。