抗電磁干擾的PWM風(fēng)扇控制器原理及應(yīng)用

微芯科技(Microchip )公司提供一種工作于PWM模式的風(fēng)扇制冷速度控制器系列產(chǎn)品，用于無刷直流風(fēng)扇（參考文獻(xiàn)1）。為了利用PWM波形的占空比來控制風(fēng)扇速度，可以使用外部 NTC（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻或微芯公司的一種PIC微控制器及其 SMBus 串行數(shù)據(jù)總線。圖1示出了TC664 和 TC665 控制器數(shù)據(jù)資料描述的一種典型應(yīng)用（參考文獻(xiàn)2）。利用電容值為1mF的頻率控制電容器CF和風(fēng)扇控制器IC1產(chǎn)生一個(gè)PWM脈沖串，它的標(biāo)稱頻率為30 Hz，依賴于溫度或命令的占空比變化范圍是30%~100%。

雖然使用PWM模式的控制器可以降低晶體管QA（它驅(qū)動風(fēng)扇）的功耗，但 100 mA 方波電機(jī)驅(qū)動電流可能對附近的高靈敏度音頻電路導(dǎo)致不需要的干擾。圖2中的電路解決了這個(gè)問題。一個(gè)額外的驅(qū)動晶體管Q1以及一個(gè)由C3和R3組成的RC 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)簡單的PWM到線性轉(zhuǎn)換器。還可以使用另一個(gè)PWM到線性轉(zhuǎn)換電路，比如基于運(yùn)算放大器的積分器。

圖3示出了Q2的集電極的直流電壓與IC1的PWM驅(qū)動輸出波形的占空比之間關(guān)系圖。施加到風(fēng)扇的電壓對應(yīng)于Q2的集電極電壓和12V電源電壓之間的差值。即使風(fēng)扇兩端出現(xiàn)了穩(wěn)定的電壓，風(fēng)扇電機(jī)的換向產(chǎn)生的電流脈沖仍然會在連接到Q2的發(fā)射極的電流檢測電阻器RSENSE兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓，并且 IC1的所有保護(hù)和警告特性均保持可用狀態(tài)。

列出的元件值對100 mA/12 V 無刷風(fēng)扇有效。可使用一個(gè)通用NPN晶體管（比如 2N2222）作為驅(qū)動晶體管Q1，并使用一個(gè)NPN晶體管［比如飛兆(Fairchild)半導(dǎo)體公司的PZT2222A，功耗為風(fēng)扇最大功耗的三分之一］作為Q2。請注意：通過改變CF的值，可在15 Hz ~ 35 Hz范圍內(nèi)改變 PWM 的標(biāo)稱頻率。