本應(yīng)用說(shuō)明描述了控制冷卻風(fēng)扇的標(biāo)準(zhǔn)方法的替代方法。使用PWM輸出的溫度傳感的典型方法可能導(dǎo)致過(guò)量的噪聲。相反，將PWM風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性的電路可以降低噪聲。

風(fēng)扇是許多熱管理策略的必要組成部分，但是風(fēng)扇在全速運(yùn)行時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的可聽(tīng)噪音。調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速作為溫度的函數(shù)是降低系統(tǒng)噪聲的好方法。進(jìn)行這種調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)方法(在圖1中以簡(jiǎn)化形式顯示)使用將溫度傳感與PWM輸出相結(jié)合的IC，該IC反過(guò)來(lái)控制直流無(wú)刷風(fēng)扇的電源。

風(fēng)扇控制器(IC1)測(cè)量外部二極管連接晶體管的溫度，該晶體管可以是分立晶體管或英特爾 或AMD 微處理器上的熱感二極管。然后根據(jù)測(cè)量到的溫度，風(fēng)扇控制器自動(dòng)調(diào)整其PWM輸出波形的占空比。風(fēng)扇控制特性，如風(fēng)扇開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的溫度、初始PWM占空比和溫度/占空比關(guān)系的斜率，都是通過(guò)SMBus編程的。因此，在低溫下，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)緩慢(或根本不旋轉(zhuǎn))，產(chǎn)生很少的噪音。隨著系統(tǒng)溫度的升高，需要更多的冷卻，風(fēng)扇就會(huì)加速。風(fēng)扇速度的變化是漸進(jìn)的，所以如果風(fēng)扇速度控制器編程正確，用戶可能不會(huì)注意到電路的運(yùn)行。

MAX6653是一款A(yù)CPI兼容的本地和遠(yuǎn)端結(jié)溫度傳感器以及風(fēng)扇控制器。它能夠測(cè)量自身的芯片溫度，以及遠(yuǎn)端PN結(jié)的溫度，并根據(jù)所測(cè)得的溫度來(lái)控制直流冷卻風(fēng)扇的速度。

其主要特性和優(yōu)點(diǎn)包括：

遠(yuǎn)端結(jié)溫傳感器，具有±1°C的精度，范圍在+60°C至+100°C。

ACPI兼容的可編程溫度報(bào)警。

本地和遠(yuǎn)端結(jié)溫的測(cè)量分辨率均為0.125°C。

可編程溫度偏移，用于系統(tǒng)校準(zhǔn)。

SMBus 2線串行接口，具有超時(shí)檢測(cè)功能。

自動(dòng)或手動(dòng)的風(fēng)扇速度控制，以及PWM風(fēng)扇控制輸出。

風(fēng)扇速度的監(jiān)視和看門(mén)狗功能，以及風(fēng)扇故障和失效的指示。

與2線或3線風(fēng)扇(轉(zhuǎn)速計(jì)輸出)兼容。

電源電壓范圍在+3V至+5.5V。

附加的關(guān)斷設(shè)定值。

受控的PWM上升/下降時(shí)間。

此外，MAX6653還包括一個(gè)閉環(huán)風(fēng)扇控制器，可以根據(jù)模擬或數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)反饋來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度。其工作溫度范圍為-40℃～+125℃(遠(yuǎn)端傳感器)和0℃～+70℃(評(píng)估板)。該產(chǎn)品適用于多種應(yīng)用，包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、電信設(shè)備、測(cè)試設(shè)備和工作站等。

以上信息僅供參考，如需了解更多信息，建議訪問(wèn)Maxim Integrated官方網(wǎng)站或查閱相關(guān)數(shù)據(jù)手冊(cè)。

PWM輸出驅(qū)動(dòng)功率晶體管Q1，調(diào)制風(fēng)扇的電源。PWM調(diào)制簡(jiǎn)單、廉價(jià)、高效，但它將一系列脈沖應(yīng)用于風(fēng)扇的電源。伴隨著每個(gè)PWM脈沖的是風(fēng)扇組件的輕微物理擾動(dòng)，這可能導(dǎo)致風(fēng)扇噪聲的增加，通常以PWM頻率的“咔嗒”聲的形式出現(xiàn)。根據(jù)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，這種噪音可能是幾乎聽(tīng)不見(jiàn)的，或者可能是適度的響亮和分散用戶。

為了盡量減少這種多余的噪音，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇與直流電壓。直流驅(qū)動(dòng)消除了PWM脈沖和由此增加的風(fēng)扇噪聲。圖2的電路本質(zhì)上是一個(gè)具有高輸出電流能力的反相放大器。它過(guò)濾來(lái)自IC1的PWM波形，并提供隨占空比線性變化的電流和電壓增強(qiáng)輸出。它還反轉(zhuǎn)PWM波形，因此當(dāng)PWM輸出為0V時(shí)，對(duì)風(fēng)扇的100%驅(qū)動(dòng)發(fā)生。

風(fēng)扇全速運(yùn)行的標(biāo)稱供電電壓為12V。pwm -線性電路工作電壓為12V, IC1工作電壓為3.3V。由于Q3的基極電壓為3.3V，因此其發(fā)射極電壓約為2.7V。Q3的發(fā)射極作為放大器的反相輸入。R1、R2和R3在放大器周圍提供反饋。注意，通過(guò)R1和R2的大部分電流也流過(guò)R3，在PWM輸出和風(fēng)扇之間提供電壓增益。為了適應(yīng)該增益，Q2的漏極被驅(qū)動(dòng)為承擔(dān)相應(yīng)的電壓。電容C1和C3通過(guò)濾波PWM波形產(chǎn)生有效的直流輸出電壓。少量的漣漪是聽(tīng)不見(jiàn)的，因此是可以接受的。但是，如果有必要，您可以更改電容值，以根據(jù)電容大小交易紋波電壓。

請(qǐng)注意，圖2中的C1是一個(gè)相當(dāng)大的值(100μF)，因?yàn)樗糜谶^(guò)濾來(lái)自IC1的93.5Hz最大PWM頻率信號(hào)。將IC1替換為產(chǎn)生更高頻率PWM的風(fēng)扇控制器IC，可以降低C1的值。具有較高PWM頻率的風(fēng)扇控制器的示例包括MAX6615 / MAX6616 (35kHz)， MAX6639 (25kHz)和MAX6641 (35kHz)。使用這些ic中的任何一個(gè)，將PWM頻率設(shè)置為最大值，可以將C1降低到1μF左右。

圖3顯示了圖2電路的輸出電壓與PWM占空比的關(guān)系。傳遞函數(shù)是線性的，表現(xiàn)良好。為了最小化輸出紋波，將IC1的PWM輸出頻率設(shè)置為最高可用值。設(shè)置PWM輸出極性，為100%占空比的PWM輸出提供0V。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇時(shí)，一定要選擇一個(gè)占空比，導(dǎo)致輸出電壓至少為滿量程的40%。請(qǐng)注意，40%的最小電壓是一個(gè)準(zhǔn)則;不同的風(fēng)扇型號(hào)在低電源電壓下運(yùn)行的能力不同。