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SOT-23 SMBus风扇速度控制器延长电池寿命,降低噪音

来源:analog 发布时间:2023-10-26

摘要: LTC1695采用SOT-23封装,提供系统控制器或微控制器通过2线SMBus接口调节典型5V/≤1w风扇速度所需的所有功能。

使用Linear Technology的LTC1695优化这些产品内部冷却风扇的运行,可以提高笔记本电脑和其他便携式设备的电池运行时间,降低噪音。LTC1695采用SOT-23封装,提供系统控制器或微控制器通过2线SMBus接口调节典型5V/≤1w风扇速度所需的所有功能。根据系统的瞬时散热需求,调节风扇转速,降低散热风扇功耗,延长电池续航时间。当热环境允许时,通过在最大转速以下运行风扇,实际上可以消除噪声。设计师还可以通过使用温度传感器的反馈来控制风扇速度,从而控制便携式设备的温度。

图1显示了一个典型的应用程序。通过SMBus向LTC1695发送6位数字代码,可以轻松编程风扇速度。该代码被转换成一个参考电压,用于调节LTC1695内部线性调节器的输出电压。系统控制器可以启用可选的升压功能,通过向风扇输出5V 250ms,然后将输出电压降低到其编程值,从而消除风扇启动问题。另一个重要特征是系统控制器可以从存储在LTC1695中的信息中读取过流和过温故障条件。该部件的SMBus地址在内部硬连接为1110 100 (MSB到LSB, A6到A0),数据代码位D0到D6锁存于SMBus数据确认信号的下降沿(D6是Boost-Start Enable位,D5到D0转换为线性比例输出电压,00-3F十六进制= 0V-5V)。LTC1694也出现在图1中,它是一个双SMBus加速器/上拉器件,可以与LTC1695结合使用。


图1所示 SMBus风扇调速控制器

升压启动定时器,热关闭和过电流箝位功能

直流风扇的启动电压一般要求高于其最小失速电压。例如,Micronel 5V风扇需要3.5V启动电压,但一旦启动,它将运行直到其终端电压降至2.1V以下(其失速电压)。因此,用户需要确保风扇正常启动,然后再将风扇电压编程为低于启动电压的值。在失速状态下监测风扇的直流电流并没有帮助,因为有些风扇在失速和运行状态下,在相同的端子电压下消耗的电流几乎相同。另一种方法是检测是否存在风扇换相纹波电流。然而,这是复杂的,需要根据特定品牌的风扇的特点进行定制。LTC1695通过使用升压启动定时器提供了一个简单而有效的解决方案。通过系统控制器将Boost-Start Enable位设置为高位,LTC1695在将电压降低到其编程值之前向风扇输出5V,持续250ms(参见图2的启动电压曲线)。


图2 风扇启动电压分布图

在系统控制器读取命令期间,数据字节码中的第6位和第7位分别被定义为热关机状态(the)和过流故障(OCF)。在主机回读期间,数据字节寄存器的其余部分(0到5位)被设置为低电平。如果晶片结温超过155°C, LTC1695关闭其PMOS通管并设置The位高。在过流故障期间,LTC1695的过流检测器将OCF位设置为高,并主动箝位输出电流至330mA。这保护了LTC1695的PMOS通管。在死短条件下(V(OUT) = 0),尽管LTC1695箝位输出电流,但芯片上耗散的大量功率将迫使LTC1695进入热关断状态。这些LTC1695的双重保护功能可以保护IC和风扇,更重要的是,可以提醒主机系统热管理故障。在发生故障时,SMBus逻辑继续运行,以便主机轮询故障状态数据。

结论

LTC1695提高了电池的运行时间,降低了便携式设备的噪音。此外,它还通过控制设备冷却风扇的操作提供重要的性能和保护功能。它采用SOT-23封装,可通过SMBus接口轻松编程。

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