一种新型的车载多媒体散热风扇控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及风扇控制电路，特别涉及一种新型的车载多媒体散热风扇控制电路。


背景技术：

2.车载多媒体系统被广泛安装到各种汽车中，随着电子技术发展，车载多媒体的soc处理能力越来越强，能够支持的功能越来越多，同时带来soc功耗越来越高。车载多媒体主要发热元器件从之前的功放变为现在的功放加soc，soc的功耗加大，电源芯片的使用数量和输出功率同步增加，主机产生的热量进一步增加，同时多媒体在车内的安装空间相对狭小，车载电子散热处理越来越重要。
3.传统处理散热的办法是结构上，在车载多媒体上放置一个大的散热片，大散热片可以增加中控主机的散热效果，但是散热片受制于体积和重量问题，不能无限制增加，同时过大的散热片也会大大增加中控主机的成本。
4.车厂对车载多媒体主机的体积一般是有要求的，同时中控主机功能较多，硬件pcba需要占据大量空间，注定主机不能只依靠增加散热片的体积和面积，借鉴其他电子产品，于是在主机内部增加一个散热风扇，风扇的引入解决了产品的散热问题，却带来新的问题，风扇电路如何处理开短路问题；硬件如何实现软件调速，保证风扇的寿命；风扇是电机系统，如何消除风扇电路的emc干扰问题；如何实时控制风扇状态，确保在特殊情况下，关闭风扇电源，避免发生危险等。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服现有技术缺陷，提供一种新型的车载多媒体散热风扇控制电路，使用风扇散热，避免使用了大面积的散热片，减轻了车载中控的体积和重量，依据不同的外部环境调节不同的风扇转速，能够最大程度的保证风扇的寿命。
6.本实用新型的目的是这样实现的：一种新型的车载多媒体散热风扇控制电路，包括限流电路、输出电压电路、控制电路、硬件过压保护电路、ad检测电路和mcu微控制单元；
7.所述限流电路用于电路中电流到达门限值时，反馈到控制电源输出电路的控制信号，限制输出电压电路的输出；
8.所述输出电压电路的输入端与控制电路的输出端相连接，用于接受控制电路信号，调节风扇供电电压的大小，控制风扇的转速；
9.所述控制电路的输入端与mcu微控制单元的输出端相连接，用于处理mcu微控制单元输出的pwm信号，同时接受硬件过压保护电路的反馈信号；
10.所述硬件过压保护电路的输入端与输出电压电路的输出端相连接，用于监测输出电路电压，电压达到门限后，反馈给控制电路；
11.所述ad检测电路用于将后端的电压信号转换后，输入到mcu微控制单元；
12.所述滤波电路用于滤除风扇电机转动引起的电压波动。
13.本实用新型工作时，风扇电源直接取电池电压，电池电压经过限流电路，电路中电流到达门限值时，限制输出电压电路的输出，输出电压电路接受控制电路信号，调节风扇供电电压的大小，控制风扇的转速；控制电路处理mcu微控制单元输出的pwm信号，实现以占空比的方式来控制风扇转速，同时接受硬件过压保护电路的反馈信号，确保输出电压在风扇的安全工作电压范围内；硬件过压保护电路监测输出电路电压，电压达到门限后，会反馈给控制电路；ad检测电路将后端的电压信号转换后，输入到mcu微控制单元，使mcu微控制单元根据外界情况的需要，对风扇进行调速；滤波电路在风扇供电的端口接大电容滤除风扇电机转动引起的电压波动。
14.本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比有益效果为：车载多媒体系统中使用风扇散热，避免使用了大面积的散热片，减轻了车载中控的体积和重量，风扇控制策略，通过硬件策略来实现限流限压，通过mcu微控制单元来实现调速，依据不同的外部环境调节不同的风扇转速，可以最大程度的保证风扇的寿命。
15.为了使得风扇的风速随外界调节的变化而变化，还包括mcu微控制单元，所述mcu微控制单元用于风扇调速，根据外界情况的需要，输出特定的占空比的pwm信号，进行风扇调速。
16.进一步的，所述输出电压电路采用三极管q1作为控制电压输出器件。
17.进一步的，所述控制电路包括电阻r6、电容c2和三极管q3，所述电阻r6一端与pwm信号输入端相连接，一端与三极管q3的基极相连接，所述三极管q3的发射极经电阻r8接地。
18.为了达到限流保护电路的目的，所述限流电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4和三极管q2，所述电阻r1一端与电池电压vbat、三极管q2发射极相连接，另外一端经电阻r2串联后与三极管q1的发射极相连接，所述三极管q2的基极经电阻r4与三极管q1的发射极相连接。
19.为了起到过压保护的作用，所述硬件过压保护电路包括电阻r9、电阻r10、电阻r11，电阻r12和三极管q4，所述三极管q4与三极管q3共发射极，所述三极管q4的基极连接在电阻r9、电阻r10、电阻r11和电阻r12之间，所述电阻r12另外一端接地。
20.进一步的，所述ad检测电路包括电阻r13、电阻r14和电阻r15，所述电阻r13的一端与三极管q1的集电极相连接，另外一端经电阻r14与mcu微控制单元的ad检测端口相连接；所述电阻r15的一端与三极管q1的集电极相连接，另外一端经电阻r14与mcu微控制单元的ad检测端口相连接。
附图说明
21.图1本实用新型的电路示意图。
22.图2本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
23.如图1所示的一种新型的车载多媒体散热风扇控制电路，包括限流电路、输出电压电路、控制电路、硬件过压保护电路、ad检测电路和滤波电路；
24.限流电路用于电路中电流到达门限值时，反馈到控制电源输出电路的控制信号，限制输出电压电路的输出，起到过流保护作用；
25.输出电压电路的输入端与控制电路的输出端相连接，接受控制电路信号，调节风
扇供电电压的大小，控制风扇的转速；
26.控制电路的输入端与mcu微控制单元的输出端相连接，用于处理mcu微控制单元输出的pwm信号，实现以占空比的方式来控制风扇转速，同时接受硬件过压保护电路的反馈信号，确保输出电压在风扇的安全工作电压范围内；
27.硬件过压保护电路的输入端与输出电压电路的输出端相连接，用于监测输出电路电压，电压达到门限后，反馈给控制电路；
28.ad检测电路用于将后端的电压信号转换后，输入到mcu微控制单元；
29.滤波电路用于滤除风扇电机转动引起的电压波动，风扇中含有电机，工作时会产生传导干扰，通过滤波电路，防止其污染前端电源。
30.mcu微控制单元，mcu微控制单元用于风扇调速，根据外界情况的需要，输出特定的占空比的pwm信号，进行风扇调速；由于电池电压是非稳定电压，需要同时使用ad端口检测风扇输入电压，依据反馈电压进一步调节占空比，使得风速随外界调节的变化而变化。
31.如图2所示，限流电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4和三极管q2，电阻r1一端与电池电压vbat、三极管q2发射极相连接，另外一端经电阻r2串联后与三极管q1的发射极相连接，三极管q2的基极经电阻r4与三极管q1的发射极相连接。当电路中的电流较大时，电阻r1和电阻r2会产生电压降，当电阻r1和电阻r2的电压降之和达到三极管q2导通电压时，三极管q2导通，电源电压到达三极管q1的基极，抑制三极管q1导通，达到限流目的，保护电路。
32.控制电路包括电阻r6、电容c2和三极管q3，电阻r6一端与pwm信号输入端相连接，一端与三极管q3的基极相连接，三极管q3的发射极经电阻r8接地。fs-ctl为mcu微控制单元输出的pwm信号，pwm信号经过电阻r6和电容c2滤波后，形成直流电压，pwm波的占空比影响滤波后的直流电压，占空比越高，直流电压越高，三极管q3基极电压不同对应着三极管q3的导通深度不同，三极管q3的导通情况直接影响功率三极管q1的基极，直接控制三极管q1的导通深度，达到控制三极管q1输出电压的目的，综上三极管q1的输出电压随pwm的占空比变化而变化。
33.输出电压电路采用三极管q1作为控制电压输出器件，用一个较大功率三极管q1作为控制电压输出器件，三极管q1工作在放大区域，三极管q1的导通深度直接影响后端的输出电压，对三极管q1的流经基极电流控制，可以控制输出电压；同时三极管q1的输出电压，直接影响风扇的转速。
34.硬件过压保护电路包括电阻r9、电阻r10、电阻r11，电阻r12和三极管q4，三极管q4 与三极管q3共发射极，三极管q4的基极连接在电阻r9、电阻r10、电阻r11和电阻r12之间，电阻r12另外一端接地。当三极管q1的电压输出电压过高时，经过电阻r9、电阻r10、电阻r11和电阻r12四个电阻分压，当电阻r12分的电压达到三极管q4导通要求时，三极管q4导通，三极管q4与三极管q3共发射极，三极管q4导通会抑制三极管q3导通，最后形成平衡，从而保持三极管q1输出电压不会超过阀值，起到过压保护作用。
35.ad检测电路包括电阻r13、电阻r14和电阻r15，电阻r13的一端与三极管q1的集电极相连接，另外一端经电阻r14与mcu微控制单元的ad检测端口相连接；电阻r15的一端与三极管q1的集电极相连接，另外一端经电阻r14与mcu微控制单元的ad检测端口相连接；三极管q1的输出电压较高，超出mcu微控制单元的量产，使用电阻r13和电阻r15分压，分压后的电压接到微控制单元mcu的ad检测端口上，这样mcu微控制单元可以实时监测风扇的输出电
压，对于一些突发情况，可以通过软件实现控制。
36.滤波电路主要是由电容c4、电容c5、电容c6和电容ec1并联构成，风扇内部是电机，电机工作时会参数低频的干扰，会逆向传导到电源上，在风扇供电的端口接大电容滤除风扇电机转动引起的电压波动。
37.本实用新型工作时，风扇电源直接取电池电压，电池电压经过限流电路，电路中电流到达门限值时，限制输出电压电路的输出，输出电压电路接受控制电路信号，调节风扇供电电压的大小，控制风扇的转速；控制电路处理mcu微控制单元输出的pwm信号，实现以占空比的方式来控制风扇转速，同时接受硬件过压保护电路的反馈信号，确保输出电压在风扇的安全工作电压范围内；硬件过压保护电路监测输出电路电压，电压达到门限后，会反馈给控制电路；ad检测电路将后端的电压信号转换后，输入到mcu微控制单元，使mcu微控制单元根据外界情况的需要，对风扇进行调速；滤波电路在风扇供电的端口接大电容滤除风扇电机转动引起的电压波动。
38.本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。