一种风扇诊断电路以及一种风扇诊断方法与流程

本发明涉及一种车载配件的诊断，尤其涉及一种风扇诊断电路以及一种基于该风扇诊断电路的诊断方法。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们的生活范围越来越大，而车辆作为最方便的私人代步工具，已经成为了普通家庭的必备品。

车辆上的发动机作为能量转化的机器，能够将汽油、柴油甚至电能转化为机械能，是车辆的动力发生装置。在能量转化的过程中，发动机内会产生大量的热。为保证发动机工作在适宜安全的温度状态下，发动机需要配备冷却系统，较为常见的有风扇冷却系统等。

而随着人类的活动范围越来越大，在车辆上时间也越来越长，对车辆上的辅助功能也要求越来越高，比如空调等等。空调一般包括冷源和热源设备、冷热介质输配系统、末端装置等几大部分和其它辅助设备。主要包括：制冷主机、水泵、风扇和管路系统等等。

无论是发动机配备的风扇冷却系统或是空调系统中配备的风扇等设备，在出现问题或故障时，需要将发动机箱或是空调打开来检查风扇是否损坏，非常不方便。因此厂商一般会为风扇设置一风扇诊断电路，通过该风扇诊断电路可判断风扇的工作状态。

常见的风扇诊断电路是在其控制电路的电源端设置一取样电阻，再设置一运放比较器，该运放比较器的两个输入端分别连接取样电阻的两端，通过取样电阻的两端的电压比较结果来判断该取样电阻内是否有电流通过，从而判断风扇的工作状态。

然而，运放比较器成本较高，本发明旨在提供一种成本低廉的风扇诊断电路。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的风扇诊断电路的成本高的问题，本发明旨在提供一种成本低廉的风扇诊断电路。

根据本发明的一方面，提供了一种风扇诊断电路，用于判断风扇的工作状态，包括：

检测电阻，所述检测电阻的第一端与风扇控制电路的电流输出端连接，所述检测电阻的第二端接地；

电源；

上拉电阻，所述上拉电阻的第一端与所述电源的输入端连接，第二端与所述检测电阻的第一端连接以分担所述电源的电压；以及

检测端子，与所述检测电阻的第一端连接，所述检测端子的电压用于指示所述风扇的工作状态。

更进一步地，所述检测电阻包括多个并联电阻。

更进一步地，所述检测电阻包括3个10ω电阻。

更进一步地，所述风扇诊断电路还包括：

滤波电容，用于与所述上拉电阻构成滤波电路以提高检测电阻第一端的电压的稳定性，所述滤波电容的第一端与所述上拉电阻的一端连接，第二端接地。

更进一步地，所述检测端子通过保护电阻与所述检测电阻的第一端连接。

更进一步地，所述风扇诊断电路还包括：

正压保护二极管，所述正压保护二极管的输入端与所述上拉电阻的第一端连接，所述正压保护二极管的输入端与所述检测端子连接。

更进一步地，所述风扇诊断电路还包括：

负压保护二极管，所述负压保护二极管的输入端接地，所述负压保护二极管的输出端与所述检测端子连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种风扇诊断方法，用于判断风扇的工作状态，包括上述任一项所述的风扇诊断电路，所述风扇诊断方法包括：

检测检测端子的电压；以及

基于所述检测端子的电压判断所述风扇的工作状态。

更进一步地，所述基于检测端子的电压判断所述风扇的工作状态包括：

响应于所述检测端子的电压等于0，判断所述风扇处于停止状态。

更进一步地，所述基于检测端子的电压判断所述风扇的工作状态包括：

响应于所述检测端子的电压大于0且小于电源电压，判断所述风扇处于运行状态。

更进一步地，所述风扇诊断方法还包括：

基于所述检测端子的电压计算风扇控制电路的电流输出端的电流；以及

基于所述电流输出端的电流判断所述风扇的运行档位。

更进一步地，所述风扇诊断方法还包括：

响应于所述检测端子的电压等于电源电压，判断所述检测电阻损坏。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现上述任一项所述的风扇诊断方法的步骤。

本发明揭示的风扇诊断电路仅需几个常用型号的电阻即可达到判断风扇工作状态的目的，大大降低了风扇诊断电路的成本。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的电路示意图；

图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例的另一电路示意图；

图3是根据本发明的一个方面绘示的又一实施例的电路示意图；

图4是根据本发明的一个方面绘示的又一实施例的另一电路示意图；

图5是根据本发明的一个方面绘示的再一实施例的电路示意图；

图6是根据本发明的一个方面绘示的再一实施例的另一电路示意图；

图7是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的流程示意图；

图8是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的局部流程示意图；

图9是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例的局部流程示意图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

100、300、500风扇诊断电路

r1检测电阻

r2上拉电阻

vcc电源

110检测端子

1第一端

2第二端

det检测管脚

c1滤波电容

r3保护电阻

d1正压保护二极管

d2负压保护二极管

700风扇诊断方法

s710～s7232步骤

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一种风扇诊断电路，用于判断风扇的工作状态。

在一实施例中，如图1所示，风扇诊断电路100包括检测电阻r1、电源vcc、上拉电阻r2以及检测端子det。

检测电阻r1的第一端与风扇控制电路的电流输出端连接，检测电阻r1的第二端接地。风扇控制电路的电流会输出至检测电阻r1以接地，因此检测电阻的电压r1可指示风扇控制电路的工作电流，从而基于工作电流判断出风扇的工作状态。

电源vcc与上拉电阻r2的第一端连接，上拉电阻r2的第二端与检测电阻r1的第一端连接。电源vcc用于提供参考电压，基于该参考电压可判断检测电阻r1是否正常。

上拉电阻r2与检测电阻r1串联以分担该电源vcc的电压。

检测端子det与检测电阻r1的第一端连接以便于电压检测设备检测该检测端子det的电压，检测端子det与检测电阻r1的第一端的电压相同。因此检测端子的电压值vdet可用于指示风扇的工作状态。

进一步地，假设风扇控制电路的电流输出端的输出电流为ix，则检测电阻的第一端的电压表示公式(1)为：

vdet＝vcc·r1/(r1+r2)+ixr1(1)

进一步地，当风扇不工作时，ix为0，则vdet＝vcc·r1/(r1+r2)。

可以理解，当上拉电阻r2的阻值远远大于检测电阻r1的阻值时，vdet接近于0。

进一步地，当检测电阻r1损坏时，该线路断开，检测电阻r1的第一端的电压等于电源vcc的电压，则当vdet检测出的电压值接近电源vcc的电压时，可判断检测电阻r1损坏开路。

更进一步地，根据电压表示公式(1)可得出风扇工作电流的计算公式(2)，如下：

ix＝vcc/(r1+r2)-vdet/r1(2)

可将检测出检测端子的电压值vdet代入上述公式(2)以计算出风扇的工作电流，基于风扇的工作电流判断风扇的工作状态。较优地，可基于风扇的工作电流计算出风扇的工作功率。再基于风扇在不同档位时的工作功率来判断风扇的工作档位。

较优地，如图2所示，可采用多个通用型号的电阻并联以作为检测电阻r1。

可以理解，多个并联电阻的抗干扰能力强，可防止在其中一个电阻损坏时，该风扇诊断电路无法工作。同时，多个电阻并联可增加检测电阻的散热面积，提高电路的安全性。

较优地，可采用3个10ω电阻并联以作为检测电阻r1。更进一步地，上拉电阻r2可采用远远大于检测电阻r1阻值的4.7k电阻。进一步地，电源vcc可以是3.3v。

较优地，可通过风扇控制电路中的mcu来检测检测端子det的电压vdet。

在一较优实施例中，如图3所示，风扇诊断电路300包括检测电阻r1、电源vcc、上拉电阻r2、滤波电容c1以及检测端子det。

检测电阻r1的第一端与风扇控制电路的电流输出端连接，检测电阻r1的第二端接地。风扇控制电路的电流会输出至检测电阻r1以接地，因此检测电阻的电压r1可指示风扇控制电路的工作电流，从而基于工作电流判断出风扇的工作状态。

电源vcc与上拉电阻r2的第一端连接，上拉电阻r2的第二端与检测电阻r1的第一端连接。电源vcc用于提供参考电压，基于该参考电压可判断检测电阻r1是否正常。

上拉电阻r2与检测电阻r1串联以分担该电源vcc的电压。

滤波电容c1的第一端与上拉电阻r2的第二端连接，滤波电容c1的第二端接地。滤波电容c1与上拉电阻r2构成一级滤波电路以提高检测电阻r1的第一端的电压的稳定性，便于检测端子det的电压被检测。

检测端子det与检测电阻r1的第一端连接以便于电压检测设备检测该检测端子det的电压，检测端子det与检测电阻r1的第一端的电压相同。因此检测端子的电压值vdet可用于指示风扇的工作状态。

进一步地，假设风扇控制电路的电流输出端的输出电流为ix，则检测电阻的第一端的电压表示公式(1)为：

vdet＝vcc·r1/(r1+r2)+ixr1(1)

进一步地，当风扇不工作时，ix为0，则vdet＝vcc·r1/(r1+r2)。

可以理解，当上拉电阻r2的阻值远远大于检测电阻r1的阻值时，vdet接近于0。

进一步地，当检测电阻r1损坏时，该线路断开，检测电阻r1的第一端的电压等于电源vcc的电压，则当vdet检测出的电压值接近电源vcc的电压时，可判断检测电阻r1损坏开路。

更进一步地，根据电压表示公式(1)可得出风扇工作电流的计算公式(2)，如下：

ix＝vcc/(r1+r2)-vdet/r1(2)

可将检测出检测端子的电压值vdet代入上述公式(2)以计算出风扇的工作电流，基于风扇的工作电流判断风扇的工作状态。较优地，可基于风扇的工作电流计算出风扇的工作功率。再基于风扇在不同档位时的工作功率来判断风扇的工作档位。

较优地，如图4所示，可采用多个通用型号的电阻并联以作为检测电阻r1。

可以理解，多个并联电阻的抗干扰能力强，可防止在其中一个电阻损坏时，该风扇诊断电路无法工作。同时，多个电阻并联可增加检测电阻的散热面积，提高电路的安全性。

较优地，可采用3个10ω电阻并联以作为检测电阻r1。更进一步地，上拉电阻r2可采用远远大于检测电阻r1阻值的4.7k电阻。滤波电容c1的电容值可以是100nf。进一步地，电源vcc可以是3.3v。

较优地，可通过风扇控制电路中的mcu来检测检测端子det的电压vdet。

在一更优实施例中，如图5所示，风扇诊断电路300包括检测电阻r1、电源vcc、上拉电阻r2、滤波电容c1、保护电阻r3以及检测端子det。

检测电阻r1的第一端与风扇控制电路的电流输出端连接，检测电阻r1的第二端接地。风扇控制电路的电流会输出至检测电阻r1以接地，因此检测电阻的电压r1可指示风扇控制电路的工作电流，从而基于工作电流判断出风扇的工作状态。

电源vcc与上拉电阻r2的第一端连接，上拉电阻r2的第二端与检测电阻r1的第一端连接。电源vcc用于提供参考电压，基于该参考电压可判断检测电阻r1是否正常。

上拉电阻r2与检测电阻r1串联以分担该电源vcc的电压。

滤波电容c1的第一端与上拉电阻r2的第二端连接，滤波电容c1的第二端接地。滤波电容c1与上拉电阻r2构成一级滤波电路以提高检测电阻r1的第一端的电压的稳定性，便于检测端子det被检测。

保护电阻r3的第一端与检测电阻r1的第一端连接，保护电阻r3的第二端作为检测端子det。

检测端子det与保护电阻r3的第二端连接。保护电阻r3可在风扇控制电路的电流输出端的电压过高时保护检测端子det，防止过高的电压损坏该检测端子det。

由于保护电阻r3并不处于电流回路中，因此虽然保护电阻r3在检测端子det的电压被检测时处于检测电路中，但是并不影响检测端子det的电压值vdet，即检测出的检测端子det的电压vdet等于保护电阻r3的第二端的电压等于检测电阻r1第一端的电压值。

较优地，该保护电阻r3可设置为10k电阻。

更优地，该检测端子det被检测出的电压值vdet可被用于匹配对应的风扇工作状态。

进一步地，假设风扇控制电路的电流输出端的输出电流为ix，则检测电阻的第一端的电压表示公式(1)为：

vdet＝vcc·r1/(r1+r2)+ixr1(1)

进一步地，当风扇不工作时，ix为0，则vdet＝vcc·r1/(r1+r2)。

可以理解，当上拉电阻r2的阻值远远大于检测电阻r1的阻值时，vdet接近于0。

进一步地，当检测电阻r1损坏时，该线路断开，检测电阻r1的第一端的电压等于电源vcc的电压，则当vdet检测出的电压值接近电源vcc的电压时，可判断检测电阻r1损坏开路。

更进一步地，根据电压表示公式(1)可得出风扇工作电流的计算公式(2)，如下：

ix＝vcc/(r1+r2)-vdet/r1(2)

可将检测端子det被检测出的电压值vdet代入上述公式(2)以计算出风扇的工作电流，基于风扇的工作电流判断风扇的工作状态。较优地，可基于风扇的工作电流计算出风扇的工作功率。再基于风扇在不同档位时的工作功率来判断风扇的工作档位。

更优地，为进一步防止风扇控制电路的电流输出端的电压过高损坏检测端子det，在风扇诊断电路中增加正压保护二极管d1及负压保护二极管d2。

其中，正压保护二极管d1的第一端与电源vcc的输出端即上拉电阻r2的第一端连接，正压保护二极管d1的第二端与保护电阻r3的第二端连接。当风扇控制电路的电流输出端为正高电压时，该正高电压向电源vcc放电，从而避免流入检测端子det。

负压保护二极管d2的第一端与保护电阻r3的第二端连接，负压保护二极管d1的第二端接地。当风扇控制电路的电流输出端为负高电压时，该负高电压对地放电，从而避免流入检测端子det。

较优地，如图6所示，可采用多个通用型号的电阻并联以作为检测电阻r1。

可以理解，多个并联电阻的抗干扰能力强，可防止在其中一个电阻损坏时，该风扇诊断电路无法工作。同时，多个电阻并联可增加检测电阻的散热面积，提高电路的安全性。

较优地，可采用3个10ω电阻并联以作为检测电阻r1。更进一步地，上拉电阻r2可采用远远大于检测电阻r1阻值的4.7k电阻。滤波电容c1的电容值可以是100nf。进一步地，电源vcc可以是3.3v。

较优地，可通过风扇控制电路中的mcu来检测检测端子det的电压vdet。

根据本发明的另一个方面，提供一种风扇诊断方法，用于根据上述任意一种风扇诊断电路判断风扇的工作状态。

在一实施例中，如图7所示，风扇诊断方法700包括步骤s710～s720。

其中，s710为：检测出检测端子110的电压vdet即检测电阻r1的第一端的电压。

可以理解，基于检测电阻r1的第一端的电压的表示公式可知，该检测电阻r1的第一端的电压与风扇控制电路的电流输出端的输出电流有关，因此，该检测电阻r1的第一端的电压可指示风扇的工作状态。

s720为：基于检测端子110的电压vdet判断风扇的工作状态。

假设风扇控制电路的电流输出端的输出电流为ix，当风扇不工作时，ix为0，基于检测端子的电压vdet的表示公式(1)vdet＝vcc·r1/(r1+r2)+ixr1可知vdet＝vcc·r1/(r1+r2)。

具体地，如图8所示，步骤s720可包括步骤s721：响应于检测端子110的电压vdet＝vcc·r1/(r1+r2)，判断风扇处于停止状态。

可以理解，当上拉电阻r2的阻值远远大于检测电阻r1的阻值时，vdet接近于0。比如，当上拉电阻r2为4.7kω，检测电阻r1为10/3ω时，则步骤s721为：响应于检测端子的电压等于0，判断风扇处于停止状态。

可以理解，此处的“等于0”是指物理上的无限接近0。

进一步地，当检测电阻r1损坏时，检测电阻r1断开，该检测电阻r1所在电路开路，检测电阻r1的第一端的电压等于电源vcc的电压。则如图8所示，步骤s720还可包括步骤s722：响应于检测端子110的电压vdet等于电源vcc的电压，判断检测电阻r1损坏。

可以理解，此处的“等于”可指物理上的无限接近。

进一步地，当电源vcc的电压为3.3v，通过微控制器、处理器或状态机来检测检测端子110的电压vdet时，步骤s722可以是：响应于检测端子110的电压vdet为高电平，判断检测电阻r1损坏。

更进一步地，如图8所示，步骤s720还可包括步骤s723：响应于检测端子110的电压vdet大于0且小于电源vcc的电压，基于检测端子110的电压vdet判断风扇的运行状态。

可以理解，当风扇工作于不同档位时，其工作电流不同，因此可基于风扇的工作电流来判断风扇的运行档位。

具体地，如图9所示，步骤s723可包括步骤s7231～s7232。

其中，步骤s7231为：基于检测端子110的电压vdet计算风扇控制电路的电流输出端的电流。

具体地，根据检测端子110的电压vdet的表示公式可得出风扇控制电路的电流输出端的电流ix＝vcc/(r1+r2)-vdet/r1，将检测出的检测端子110的电压vdet代入该电流计算公式可计算出风扇控制电路的电流输出端的电流。

步骤s7232为：基于风扇控制电路的电流输出端的电流判断风扇的运行档位。

具体地，可基于风扇的各个工作档位与其工作电流的对应关系，匹配出该风扇控制电路的电流输出端的电流对应的工作档位。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的又一个方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如上述任一风扇诊断方法的步骤。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。