一种风机单元自适应控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种风机控制装置，特别涉及一种风机单元自适应控制装置。

背景技术：

在机柜式电子设备系统中，采用风冷散热是最常见的系统散热方式，而风机单元是最常用的风冷散热装置，采用风机单元通过合理的风道设计，可以解决整个机柜的系统散热问题。

传统的风机单元装置大多采用上电即以最大转速高速旋转的工作方式，通常没有转速控制功能，转速恒定，功能单一。如此长时间高速运转会缩短风机使用寿命，浪费电能，而且极易毁坏其他设备，甚至引发火灾。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种风机单元自适应控制装置，本实用新型能够根据周围环境温度的变化而自适应地调节风机转速，而且本实用新型能够减小电能的浪费，延长风机的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术措施：

一种风机单元自适应控制装置包括控制电路、控制开关电路、传感器电路、继电器电路、电平转换电路、计算机终端以及指示电路，所述控制电路的信号输入端分别连接控制开关电路的信号输出端、传感器电路的信号输出端，控制电路与计算机终端之间通过电平转换电路双向通信连接，控制电路信号输出端分别连接继电器电路的信号输入端、指示电路的信号输入端，控制电路与多个风机之间双向通信连接。

本实用新型还可以通过以下技术措施进一步实现。

优选的，所述控制电路包括FPGA控制芯片，所述FPGA控制芯片的型号为美国ALTERA公司的生产的EP4CE6E22C8L芯片。

优选的，所述传感器电路为温度传感器，所述温度传感器的芯片型号为美国Analog Devices公司生产的AD7416芯片。

优选的，所述继电器电路包括继电器和二极管，所述继电器的芯片型号为G5NB-1A-E，继电器的引脚1连接+5V电源以及二极管的负极，继电器的引脚4连接FPGA控制芯片的信号输出端以及二极管的正极，继电器的引脚2分别连接第二开关的一端、第三开关的一端以及220V交流电源，继电器的引脚3分别连接第二开关的另一端、第三开关的另一端以及220V交流电源，所述FPGA控制芯片的信号输入端连接第一开关的一端，所述第一开关的另一端接地。

优选的，所述指示电路包括多个LED指示灯，多个所述LED指示灯的信号输入端均连接FPGA控制芯片的信号输出端。

进一步的，所述电平转换电路为485电平转换芯片，所述485电平转换芯片的型号为美国MAXIM公司的MAX3485EESA芯片。

进一步的，所述传感器电路的信号输出端通过I2C总线方式连接控制电路的信号输入端。

进一步的，所述控制开关电路为双刀单掷开关。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型包括控制电路、控制开关电路、传感器电路、继电器电路、电平转换电路、计算机终端以及指示电路，采用大容量的现场可编程门阵列FPGA控制芯片作为主控芯片来处理数据，根据温度传感器采集的风机周围环境温度，FPGA控制芯片能够自适应地调节风机转速，而且本实用新型能够减小电能的浪费，延长风机的使用寿命。

值得特别指出的是：本实用新型只保护由上述物理部件以及连接各个物理部件之间的线路所构成的装置或者物理平台，而不涉及其中的软件部分。

2)、所述FPGA控制芯片的型号为美国ALTERA公司的生产的EP4CE6E22C8L芯片，该芯片价格低廉，处理信号速度快，降低了本实用新型的成本，所述温度传感器的芯片型号为美国Analog Devices公司生产的AD7416芯片，所述电平转换电路为485电平转换芯片，所述485电平转换芯片的型号为美国MAXIM公司的MAX3485EESA芯片。上述多个特定型号的部件互相配合，实现了本实用新型的最优设计。

附图说明

图1为本实用新型的电路组成结构框图；

图2为本实用新型的继电器电路的原理图。

图中的附图标记含义如下：

10—控制电路 20—控制开关电路 30—传感器电路

40—继电器电路 50—电平转换电路 60—计算机终端

70—指示电路

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种风机单元自适应控制装置包括控制电路10、控制开关电路20、传感器电路30、继电器电路40、电平转换电路50、计算机终端60以及指示电路70，所述控制电路10的信号输入端分别连接控制开关电路20的信号输出端、传感器电路30的信号输出端，控制电路10与计算机终端60之间通过电平转换电路50双向通信连接，控制电路10信号输出端分别连接继电器电路40的信号输入端、指示电路70的信号输入端，控制电路10与多个风机之间双向通信连接。

所述控制电路10包括FPGA控制芯片，所述FPGA控制芯片的型号为美国ALTERA公司的生产的EP4CE6E22C8L芯片，芯片内RAM容量达276480bits，逻辑单元个数达6272个。

所述传感器电路30为温度传感器，所述温度传感器的芯片型号为美国Analog Devices公司生产的AD7416芯片。

如图2所示，所述继电器电路40包括继电器和二极管，所述继电器的芯片型号为G5NB-1A-E，继电器的引脚1连接+5V电源以及二极管的负极，继电器的引脚4连接FPGA控制芯片的信号输出端以及二极管的正极，继电器的引脚2分别连接第二开关的一端、第三开关的一端以及220V交流电源，继电器的引脚3分别连接第二开关的另一端、第三开关的另一端以及220V交流电源，所述FPGA控制芯片的信号输入端连接第一开关的一端，所述第一开关的另一端接地。

具体的，所述二极管的型号为IN4007。

所述指示电路70包括多个LED指示灯，多个所述LED指示灯的信号输入端均连接FPGA控制芯片的信号输出端。

所述电平转换电路50为485电平转换芯片，所述485电平转换芯片的型号为美国MAXIM公司的MAX3485EESA芯片。

所述传感器电路30的信号输出端通过I2C总线方式连接控制电路10的信号输入端。

所述控制开关电路20为双刀单掷开关，具体的，控制开关电路20为船型双刀单掷开关。

本实用新型在使用时，可以与现有技术中的软件配合来进行使用。下面结合现有技术中的软件对本实用新型的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

所述FPGA控制芯片根据温度传感器测得风机处的温度值，产生相应的PWM波形输出至各个风机，PWM波形的频率为一固定值，通过调整PWM波形的占空比来控制各个风机的转速，不同的温度范围对应不同的占空比，从而实现自适应调整风机转速功能。

当电源开关即为第一开关K1断开、220V交流电源也断开时，电源状态信号BIT_PWR为高电平，PWR_CTRL也为高电平，继电器电路40处于断开状态；

当第一开关K1闭合、220V交流电源接通，风机单元自适应控制装置上电开始正常工作，此时BIT_PWR被第一开关K1由高电平拉至低电平，PWR_CTRL仍为高电平，继电器电路40仍处于断开状态；

当第一开关K1由闭合变为断开、220V交流电源关断，BIT_PWR由低电平变为高电平，FPGA控制芯片检测到BIT_PWR的状态变化，将PWR_CTRL输出为低电平，此时继电器电路40的两端有工作电压输入，继电器电路40吸合，220V交流电源接通，风机单元自适应控制装置进入延时关机状态，继续工作一段时间后将自行关机。

如果风机单元自适应控制装置工作在延时关机状态，第一开关K1由断开变为闭合，从而风机单元自适应控制装置再次进入正常工作状态。