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風(fēng)扇控制器TC650及TC651(圖)

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作者:戴維德 時(shí)間:2007-02-06 來源: 收藏
tc650及tc651是帶有溫度傳感器用于無刷直流風(fēng)扇速度控制的集成電路。這兩個(gè)器件主要特點(diǎn):根據(jù)檢測(cè)的溫度來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,達(dá)到合理的散熱功能,既減小風(fēng)扇噪聲、延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命,又能節(jié)省電能;工廠已在器件內(nèi)設(shè)定溫度控制的范圍,并分成多級(jí)pwm控制,使用戶無需設(shè)定及外設(shè)電阻元件,電路簡(jiǎn)潔、使用方便;從25℃到+70℃,其典型精度可達(dá)±1℃;低功耗,靜態(tài)電流典型值50μa;工作電壓范圍2.8~5.5v;內(nèi)部有超溫報(bào)警信號(hào)(tover)輸出(電平信號(hào));工作溫度-40℃~+125℃。

  這兩種芯片主要應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)過熱保護(hù)、機(jī)頂盒、筆記本電腦、數(shù)據(jù)通信裝置、電源系統(tǒng)里的散熱風(fēng)扇控制。

管腳排列與功能
  tc650及tc651采用8腳msop封裝,其管腳排列相同,如圖1所示,各管腳功能如表1所示。

表1 tc650/651管腳

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/22738.htm
管腳
符號(hào)
功  能
1
vdd
電源輸入端(2.8-5.5v),可與風(fēng)扇電源無關(guān)
2
nc
空腳
3
shdn
風(fēng)扇關(guān)閉控制端,低電平(15%vdd以下)有效。在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),仍能檢測(cè)溫度。若溫度超過報(bào)警溫度,則tover端輸出低電平報(bào)警信號(hào)
4
gnd
5
nc
空腳
6
tover
超溫報(bào)警信號(hào)輸出端,超溫時(shí)輸出低電平
7
gnd
8
pwm
pwm風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)輸出端,輸出脈沖幅度接近電源電壓,正常頻率是15hz


結(jié)構(gòu)與工作原理
  tc650及tc651的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。它由溫度傳感器,a/d變換器(將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)),由工廠設(shè)定的溫度下限tl、溫度上限th、超溫報(bào)警閥值溫度tover及溫度分檔值t1~t4存入內(nèi)部存儲(chǔ)器,占空比邏輯控制電路,振蕩器及反相驅(qū)動(dòng)器等組成。

  測(cè)溫二極管檢測(cè)發(fā)熱器件的溫度后,由a/d變換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),此信號(hào)與存儲(chǔ)器存的溫度相比較后,去控制占空比邏輯控制電路,經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器輸出相應(yīng)的占空比脈沖(pwm信號(hào))來驅(qū)動(dòng)外接雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管,來控制直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速(風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與占空比大小成比例)。
  tc650與tc651的不同在于pwm占空比的輸出,如表2所示。
表2

型號(hào)
tc650
tc651
溫度(t=tj)
pwm占空比輸出
pwm占空比輸出
tl
40%
關(guān)斷
tl≤t
50%
50%
t1≤t
60%
60%
t2≤t
70%
70%
t3≤t
80%
80%
t4≤t
90%
90%
th≤tover
100%
100%
tover≤t
tover輸出低電平
tover輸出低電平
注: tover=th+10

表3
范圍
tl()
th()
后綴
10
25
35
ac
30
40
bd
35
45
ce
15
25
40
ad
30
45
be
35
50
cf
20
25
45
ae
30
50
bf
35
55
cg
30
25
55
ag


  表2中tl、th、t1~t4及tover已由工廠設(shè)置好,如表3所示。t1~t4為溫度間隔=(th-tl)/5。
  例如,tl=25℃、th=35℃,則t1~t4的各級(jí)溫度間隔=(35℃-25℃)/5=2℃;即t1=27℃,t2=29℃,t3=31℃,t4=33℃。tover=th+10℃,即tover=45℃(工廠在芯片內(nèi)設(shè)定好)。這種器件的型號(hào)為tc650ac或tc651ac,ac為型號(hào)后綴。
  從表2可以看出tc650與tc651的區(qū)別:在使用tc650時(shí),即使檢測(cè)的溫度tl時(shí),pwm端無輸出,直流無刷電機(jī)是不轉(zhuǎn)的。當(dāng)t>tl后,兩者運(yùn)轉(zhuǎn)是相同的。
  如果風(fēng)扇電機(jī)有故障或外接晶體管損壞,使溫度上升到tover以上(tover=th+10℃),則tover由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?。此信?hào)一般輸入到微控制器,說明溫度控制有故障,由微控制器實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警或其他措施(如切斷負(fù)載等)。tover有5℃的滯后溫度,以防止產(chǎn)生振蕩。
  關(guān)閉控制可在shdn端加低電平來實(shí)現(xiàn),此時(shí)pwm端輸出為低電平,晶體管截止,風(fēng)扇電機(jī)不工作。這種關(guān)閉控制適用于筆記本電腦或其他便攜式電子產(chǎn)品在充電時(shí)無需風(fēng)扇運(yùn)行的情況。在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),耗電約50μa。


應(yīng)用電路
  tc650及tc651的典型應(yīng)用電路如圖3所示。工作電壓為5v,直流無刷電機(jī)工作電壓為12v,額定電流為500ma。風(fēng)扇控制器的shdn及tover與微控制器接口,用于控制關(guān)閉pwm輸出及超溫報(bào)警。外接電阻r用來調(diào)節(jié)npn三極管的集電極電流(r值的大小與三極管的β有關(guān))。npn三極管的icm應(yīng)大于風(fēng)扇電機(jī)的額定電流,耐壓要高于電機(jī)的工作電壓。



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