一种风扇监控电路的制作方法

本实用新型涉及监控设备，特别是涉及一种风扇监控电路。

背景技术：

计算机机风扇为计算机系统中使用的直流无刷风扇，其作用是将计算机运行过程中产生的大量热量排出机柜，使机柜内部的温度保持在计算机正常运行允许的范围内，从而使计算机能够正常、持续地工作。在使用过程中，风扇存在失效的可能性，现有技术中，通常采用目视或听取风扇噪音的方式判断计算机系统内部风扇是否正常旋转。然而，在计算机正常运行的状态下，不便于拆开计算机的外壳对风扇进行判定；另外，大型算机系统内部的风扇数量较多，也难以通过听取噪音的方式判断风扇是否正常旋转，不利于用户检修。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种风扇监控电路。

本实用新型采用的技术方案是：

一种风扇监控电路，与计算机内的风扇和电源模块电连接，所述风扇监控电路包括放大电路、信号处理电路、rc滤波电路、比较器、分压电路和指示电路；所述放大电路的输入端与风扇的转速信号线电连接，所述放大电路的输出端依次通过信号处理电路、rc滤波电路与比较器的同相输入端电连接，所述比较器的反相输入端通过分压电路与电源模块电连接，所述比较器的输出端与指示电路的一极电连接，所述指示电路的另一极与电源模块电连接。

优选地，所述风扇监控电路还包括稳压电路，所述稳压电路的输入极与电源模块电连接，所述稳压电路的输出极与风扇的转速信号线电连接，所述稳压电路的输出极还通过分压电路与比较器的反相输入端电连接。

优选地，所述放大电路包括运算放大器、第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述运算放大器的同相输入端通过第三电阻与风扇的转速信号线电连接，所述运算放大器的反相输入端通过第四电阻与运算放大器的输出端电连接，所述运算放大器的反相输入端还通过第五电阻与电源模块电连接，所述运算放大器的电源输入端和电源输出端分别与电源模块的两极电连接，所述运算放大器的输出端依次通过信号处理电路、rc滤波电路与比较器的同相输入端电连接。

进一步优选地，所述信号处理电路包括第二电容、第二二极管和第三二极管；所述第三二极管的阳极通过第二电容与运算放大器的输出端电连接，所述第三二极管的阴极与比较器的同相输入端电连接；所述第二二极管的阴极与第三二极管和第二电容的结合点电连接，所述第二二极管的阳极与电源模块的接地极电连接。

进一步优选地，所述rc滤波电路包括第三电容和第六电阻；所述第三电容的一端与第三二极管和比较器的结合点电连接，所述第三电容的另一端与第二二极管的阳极电连接，所述第六电阻与第三电容并联连接。

优选地，所述指示电路包括第一发光二极管和第二发光二极管；所述第一发光二极管的阴极与比较器的输出端电连接，所述第一发光二极管的阳极与电源模块的导电极电连接，所述第二发光二极管的阳极与比较器的输出端电连接，所述第二发光二极管的阴极与电源模块的接地极电连接。

进一步优选地，所述指示电路还包括第九电阻和第十电阻；所述第一发光二极管的阳极通过第九电阻与电源模块的导电极电连接，所述第二发光二极管的阳极通过第十电阻与比较器的输出端电连接。

本实用新型的有益效果集中体现在，可实现对风扇运行状态的监控，便于用户在不停机的情况下即可掌握风扇的运行状况。具体来说，本实用新型在使用过程中，当风扇正常运行时，风扇经转速信号线输出脉冲信号，然后将其引入放大电路，放大电路对该脉冲信号进行放大；放大后的脉冲信号可经信号处理电路整流为直流电压，然后经rc滤波电路输出至比较器，比较器将由rc滤波电路输出的电压和通过分压电路由其反相输入端输入的基准电压进行比较，比较器即输出高电平，指示电路指示风扇正常；当风扇停转时，风扇停止向放大电路输出脉冲信号，风扇的转速信号线输出恒定的电平，rc滤波电路放电至无电状态，此时比较器输出低电平，指示电路指示风扇故障。在此过程中，风扇监控电路实现了对风扇运行状态的监控，在不停机的情况下，用户通过查看指示电路即可掌握风扇的运行情况，利于用户对风扇进行检修。

附图说明

图1是本实用新型的控制框图电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例：

本实施例提供一种风扇监控电路，与计算机内的风扇和电源模块电连接，如图1所示，风扇监控电路包括放大电路、信号处理电路、rc滤波电路、比较器ic1b、分压电路和指示电路；放大电路的输入端与风扇的转速信号线电连接，放大电路的输出端依次通过信号处理电路、rc滤波电路与比较器ic1b的同相输入端电连接，比较器ic1b的反相输入端通过分压电路与电源模块电连接，比较器ic1b的输出端与指示电路的一极电连接，指示电路的另一极与电源模块电连接。

本实施例中，风扇为现有技术中计算机系统内的四线直流无刷风扇，其可以但不仅限于为全冠avc的8025型号的机箱风扇，型号为aub0812vh的风扇。

应当理解的是，现有的直流无刷风扇带有测速功能，风扇每旋转一圈，风扇即通过转速信号线输出两个脉冲信号(即转速信号)，然后将其发送至控制主板的int中断端口，在此过程中，风扇每输出一次脉冲信号，即触发一次控制主板终端，控制主板即可通过此脉冲信号实现测速功能，本实施例中，风扇还通过转速信号线将两个脉冲信号输出至放大电路。另外，现有的直流无刷风扇同时带有pwm调速功能，风扇的pwm端子通过pwm信号线接收ttl5v逻辑电平输入，其高电平有效，pwm标准频率为25khz。

本实施例的工作原理如下：当风扇正常运行时，风扇经转速信号线输出脉冲信号，然后将其引入放大电路，放大电路对该脉冲信号进行放大；放大后的脉冲信号可经信号处理电路整流为直流电压，然后经rc滤波电路输出至比较器ic1b，比较器ic1b将由rc滤波电路输出的电压和通过分压电路由其反相输入端输入的基准电压进行比较，比较器ic1b即输出高电平，指示电路指示风扇正常；当风扇停转时，风扇停止向放大电路输出脉冲信号，风扇的转速信号线输出恒定的电平，rc滤波电路放电至无电状态，此时比较器ic1b输出低电平，指示电路指示风扇故障。在此过程中，风扇监控电路实现了对风扇运行状态的监控，在不停机的情况下，用户通过查看指示电路即可掌握风扇的运行情况，利于用户对风扇进行检修。

进一步地，风扇监控电路还包括稳压电路，稳压电路的输入极与电源模块电连接，稳压电路的输出极与风扇的转速信号线电连接，稳压电路的输出极还通过分压电路与比较器ic1b的反相输入端电连接。具体地，稳压电路包括第一电阻r1、第一二极管d1和第一电容c1，第一二极管d1的阳极与电源模块的一极电连接，第一二极管d1的阴极通过第一电阻r1与电源模块的另一极电连接，第一电容c1与第一二极管d1并联连接，第一二极管d1和第一电阻r1的结合点通过第二电阻r2与风扇的转速信号线电连接；本实施例中，分压电路包括第七电阻r7和第八电阻r8，第一二极管d1和第一电阻r1的结合点通过第七电阻r7与比较器ic1b的反相输入端电连接，比较器ic1b的反相输入端与第七电阻r7的结合点通过第八电阻r8与电源模块电连接。

需要说明的是，稳压电路用于实现电源模块输入电压的稳压作用，其可将电源模块输出的+12v电压稳定为+5.1v电压，然后经第二电阻r2给风扇的转速信号线提供上拉电流。

本实施例中，放大电路包括运算放大器ic1a、第三电阻r3、第四电阻r4和第五电阻r5；运算放大器ic1a的同相输入端通过第三电阻r3与风扇的转速信号线电连接，运算放大器ic1a的反相输入端通过第四电阻r4与运算放大器ic1a的输出端电连接，运算放大器ic1a的反相输入端还通过第五电阻r5与电源模块电连接，运算放大器ic1a的电源输入端和电源输出端分别与电源模块的两极电连接，运算放大器ic1a的输出端依次通过信号处理电路、rc滤波电路与比较器ic1b的同相输入端电连接。

具体地，运算放大器ic1a的型号为lm358，其可以使用各种双极型晶体管输入运算放大器实现，选材范围广，成本低。

应当理解的是，第四电阻r4和第五电阻r5为反馈电阻，其中第四电阻r4的作用就是将运算放大器ic1a由输出端输出的信号返回到运算放大器ic1a的反相输入端，由于运算放大器ic1a反相输入端的电压与输出端的电压是相反的，所以会减小电路的放大倍数，形成一个负反馈电路。

本实施例中，第二电阻r2和第三电阻r3的阻值均为100kω，若风扇未连接控制主板，则第二电阻r2向风扇提供上拉电流，该电流非常微小；若风扇连接到控制主板，控制主板会向风扇提供较强的上拉电流，第二电阻r2的影响可忽略不计，同时运算放大器ic1a通过第三电阻r3由风扇的转速信号线吸收极小的电流即可工作，由此可避免本实施例干扰控制主板对风扇的测速工作。

进一步地，信号处理电路包括第二电容c2、第二二极管d2和第三二极管d3；第三二极管d3的阳极通过第二电容c2与运算放大器ic1a的输出端电连接，第三二极管d3的阴极与比较器ic1b的同相输入端电连接；第二二极管d2的阴极与第三二极管d3和第二电容c2的结合点电连接，第二二极管d2的阳极与电源模块的接地极电连接。本实施例中，第二二极管d2和第三二极管d3采用型号为1n4148的高频二极管实现，其也可以使用型号为1n4001一类的低成本二极管替代，不影响电路工作。信号处理电路中采用第二电容c2、第二二极管d2和第三二极管d3即可实现整流作用，元件少，同时可靠性高。

进一步地，rc滤波电路包括第三电容c3和第六电阻r6；第三电容c3的一端与第三二极管d3和比较器ic1b的结合点电连接，第三电容c3的另一端与第二二极管d2的阳极电连接，第六电阻r6与第三电容c3并联连接。

本实施例中，指示电路包括第一发光二极管led1和第二发光二极管led2；第一发光二极管led1的阴极与比较器ic1b的输出端电连接，第一发光二极管led1的阳极与电源模块的导电极电连接，第二发光二极管led2的阳极与比较器ic1b的输出端电连接，第二发光二极管led2的阴极与电源模块的接地极电连接。应当理解的是，指示电路也可仅采用一个发光二极管实现，此时指示电路只在风扇运行正常或风扇故障时进行指示，本实施例中，指示电路包括第一发光二极管led1和第二发光二极管led2，其中第一发光二极管led1为红色发光二极管，第二发光二极管led2为绿色发光二极管，其可实现在风扇正常运行时和风扇停转时均进行指示的作用，进一步避免用户误判断。

进一步地，指示电路还包括第九电阻r9和第十电阻r10；第一发光二极管led1的阳极通过第九电阻r9与电源模块的导电极电连接，第二发光二极管led2的阳极通过第十电阻r10与比较器ic1b的输出端电连接。应当理解的是，第九电阻r9和第十电阻r10均为限流电阻，起到保护第一发光二极管led1和第二发光二极管led2的作用。

本实施例的工作原理具体如下：风扇在正常运行时，风扇可经转速信号线输出脉冲信号，脉冲信号经第三电阻r3引入运算放大器ic1a的同相输入端，运算放大器ic1a可将该脉冲信号放大一倍，然后将其发送至信号处理电路。信号处理电路中，只有变化的脉冲信号能够通过第二电容c2耦合至rc滤波电路，如果风扇停转，则风扇的转速信号线输出恒定的电平，此时第二电容c2起到隔直流的作用、没有信号输入rc滤波电路。rc滤波电路中，第三电容c3可充电，而只有当信号处理电路输出持续的脉冲信号时，第三电容c3上的电压方可保持，如果信号处理电路为输出持续的脉冲信号，即风扇停转，则第三电容c3放电至无电状态。比较器ic1b的基准电压为由分压电路分压得到的2.55v直流电压，其中，分压电路由第七电阻r7和第八电阻r8组成，如果风扇正常运行，信号处理电路中的第三电容c3处于充电状态，由第三电容c3输出的电压超过2.55v，此时比较器ic1b输出高电平，第二发光二极管led2点亮，指示风扇正常；如果风扇停转，则信号处理电路中的第三电容c3处于断电状态，由第三电容c3输出的电压低于2.55v，此时比较器ic1b输出低电平，第一发光二极管led1点亮，指示风扇故障。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。