摘要: 了解线性电路如何测量温度,并通过为风扇产生可变电源电压来控制冷却风扇的速度。
线性电路测量温度,并通过为风扇产生可变电源电压来控制冷却风扇的转速。
随着越来越多的电子设备进入办公室和家庭,风扇噪音正成为一个更大的问题。当温度条件允许时,变速风扇允许更慢,更安静的风扇速度。
风扇控制电路的范围从在特定温度下提高风扇速度的简单开关到具有连续变速的数字控制风扇。高速/低速开关价格便宜,但突然变速的声音会让人讨厌。数字控制的风扇性能很好,但这些电路更昂贵,而且系统必须包括串行总线。本应用说明介绍了一种低成本、独立的风扇速度控制电路(图1),它可以很容易地调整风扇电压和温度之间的任何期望的线性关系(图2,曲线B和C)。实际数据点与图2中的期望电压相对应。
图1所示。该电路提供与温度成正比的连续线性风扇控制电压。
图2。如文中所述,这些曲线说明了图1中电路的电压输出与温度的关系。
图2中的曲线“A”表示MAX6605温度传感器的输出与温度在°C下的关系:
Vsensor = 0.0119V/°C × Temp + 0.744V。
曲线“B”表示风扇电压与温度的关系,并将8.0V的最低“底”电压与一条斜线结合在一起:
Vfan = 0.114V/°C × Temp + 6.86V。
地板电压保证风机在低温下正常运行,在10℃以上,电压以0.114V/℃的斜率增加,直到45℃时达到最大值。简单地放大MAX6605输出并不能提供8V底电压,获得风扇电压斜率所需的增益(9.58 = 0.114/0.0119)与获得y截距点所需的增益(9.22 = 6.86V/0.744V)也不相同。
要将“A”线转换为“B”线,必须从温度传感器输出中减去电压偏移量,然后将结果乘以常数。这可以通过图1的电路完成,在图1中,您连接标记为“减少偏移量”的虚线。一个运放产生斜线,第二个运放产生底电压。运算放大器输出连接到晶体管的方式是,要求更高输出电压的运算放大器占主导地位。下面的公式可以让你确定电阻器的值:
对于条件R2<<R1,
R2 = R1 (v (v) (temp0) - v (y-intB)) / (((v) (1) (v (ref) - v (temp0) + v (y-intB) / (v))),和
R3 = R2(A(v)-1)其中
R1是任意合理的值,
A(v) = 0.114/0.0119 = 9.58为所需斜率(v /°C)与温度传感器斜率之比;
V(temp0) = 0.744V为温度传感器在0℃时的电压,
V(y-intB) = 6.86V为所需(外推)温度曲线表示的y截距,且
V(ref) = 3.0V为参考电压。
因此,选择R1 = 301k欧姆可以计算出R2 = 3.158k欧姆和R3 = 27.09k欧姆。最接近的1%值分别是3.16k欧姆和27.0k欧姆。
下面的公式可以让你计算底板电压:
R5 = R6(V(floor) - V(ref))/(V(ref)),其中R6等于任意合理值,并且
V(地板)= 8V是所需的最小输出电压。
因此,选择R6 = 100k欧姆lets可以计算出R5 = 169k欧姆。
在某些情况下,所需的偏置增益大于所需的斜率增益,因此必须增加温度传感器的自然偏置。对于期望的温度曲线,“C”表示为:
Vfan = (0.114V/°C)(温度+ 8.5V),
A(v) = 9.58的增益(斜率)与B线相同,但所需的失调增益(8.5V/0.744V = 11.42)更大。因此,您可以使用原理图的“增加偏移量”版本。下面的等式适用于这种情况:
R4 = R1 (V (y-intC) / (V) - V (temp0)) / (V (ref) - V (y-intC) / (V)) = 20.41 k欧姆,
式中V(y- intc) = 8.5V为期望温度曲线与y轴的交点。对于R1 = 301k欧姆, R4最接近的可用1%值是20.5k欧姆。
这篇文章的类似版本出现在2002年3月21日的EDN杂志上。
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