將風(fēng)扇速度控制為溫度的函數(shù)是降低系統(tǒng)噪音和延長風(fēng)扇使用壽命的有用技術(shù)。討論了可用于控制風(fēng)扇速度的集成電路（IC）。

無刷直流風(fēng)扇電機(jī)可以使用多種方法進(jìn)行控制。最簡單的方法是使用單個晶體管進(jìn)行開/關(guān)開關(guān)。針對風(fēng)扇速度的可變控制，Maxim提供多種產(chǎn)品，包括用于驅(qū)動2線或3線風(fēng)扇電源的線性輸出，或用于驅(qū)動4線風(fēng)扇控制輸入的PWM輸出。

調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速

當(dāng)必須精確控制風(fēng)扇的速度時，請考慮使用具有閉環(huán) RPM 控制的風(fēng)扇控制器。MAX6650/MAX6651是首款實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇速度調(diào)節(jié)的風(fēng)扇控制器IC。MAX6650/MAX6651為閉環(huán)風(fēng)扇控制IC，接受來自3線風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計輸出的反饋。這使得編程風(fēng)扇速度變得簡單明了，用戶不必?fù)?dān)心啟動或低速可靠性問題。雖然MAX6650/MAX6651都可以驅(qū)動多個風(fēng)扇（只有一個風(fēng)扇有轉(zhuǎn)速反饋），但MAX6651具有監(jiān)測多達(dá)<>個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速表信號的功能。

圖1.MAX6650為真正的風(fēng)扇速度調(diào)節(jié)器，因?yàn)樗姆答伃h(huán)路中包含一個轉(zhuǎn)速計輸出風(fēng)扇。

圖1所示為MAX6650的典型應(yīng)用，其基于風(fēng)扇速度寄存器中編程的代碼調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度。該代碼強(qiáng)制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計周期等于縮放寄存器值。由于典型風(fēng)扇每轉(zhuǎn)產(chǎn)生兩個轉(zhuǎn)速計脈沖，因此所需的風(fēng)扇速度寄存器值計算如下：

其中：

KTACH = 編程到風(fēng)扇速度寄存器中的值
tTACH = 轉(zhuǎn)速計信號的周期
KSCALE = 預(yù)標(biāo)量值（在MAX6650/MAX6651的配置寄存器中設(shè)置為1至16，默認(rèn)值為4）
fCLK = MAX6650/MAX6651時鐘頻率 （254kHz，典型值）

MAX6650/MAX6651的其它優(yōu)點(diǎn)

MAX6650/MAX6651不僅可以調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，還可以執(zhí)行豐富的其他功能。有看門狗功能，可檢測控制環(huán)路何時未調(diào)節(jié)，風(fēng)扇速度何時超過編程的看門狗限制，以及其他通用數(shù)字功能。由于這些主題超出了本文的范圍，請參考MAX6650/MAX6651數(shù)據(jù)資料，了解所有其他功能的詳細(xì)信息。

MAX6650/MAX6651使設(shè)計人員擺脫了與閉環(huán)放大器設(shè)計相關(guān)的復(fù)雜問題，只剩下調(diào)整管的選擇和安裝。一旦選擇了給定的調(diào)整管，如果滿足以下公式，則無需額外的散熱器：

其中：
TJMAX = 晶體管制造商數(shù)據(jù)表中的最大允許結(jié)溫
TA = 最高預(yù)期環(huán)境溫度
PD = 功耗（與上述公式3相同）
θJ-A = 熱阻，結(jié)到環(huán)境，來自晶體管制造商的數(shù)據(jù)表
我

如果不滿足公式，則必須選擇散熱器以滿足以下條件：

其中：

RθSA= 散熱器熱阻（來自散熱器制造商的數(shù)據(jù)表）

RθJC= 調(diào)整管結(jié)到外殼的熱阻（來自調(diào)整管制造商的數(shù)據(jù)表）

尚未討論風(fēng)扇完全短路的可能性。如果發(fā)生這種情況，則風(fēng)扇電源提供的全部電流將流過調(diào)整管。如果考慮了這種情況，則應(yīng)在所有功耗和散熱器計算中使用該電流和電壓值。或者，調(diào)整管上可以包含限流電路，例如圖2所示的電路。限流電阻的值計算公式為：

我在哪里限制是所需的電流限制值。請注意，此電流限制電路對溫度敏感。等式中的0.6項(xiàng)實(shí)際上是限流晶體管的基極-發(fā)射極電壓，其變化為-2.2mV/°C。 這可能很有用，因?yàn)樗梢栽跍囟壬邥r降低電流限制。

圖2.當(dāng)調(diào)整管需要限流時，該電路可提供該功能。

使用MAX3控制多達(dá)6620個<>線風(fēng)扇

當(dāng)需要控制多個風(fēng)扇的RPM時，MAX6620提供了極大的靈活性。它不僅可以獨(dú)立控制多達(dá)四個風(fēng)扇，而且還具有可編程的輸出電壓斜坡速率。這可確保風(fēng)扇速度變化發(fā)生得足夠慢，使設(shè)備附近的任何人都幾乎聽不到。圖3所示為MAX6620控制3個<>線風(fēng)扇的典型方案。

圖3.圖中所示的MAX6620為4通道線性風(fēng)扇速度控制器，采用外部調(diào)整管為風(fēng)扇提供可變功率。MAX6620監(jiān)測來自風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速表信號，并調(diào)整電源電壓，使轉(zhuǎn)速表頻率達(dá)到所需的頻率。

用MAX4控制6639線風(fēng)扇

4線風(fēng)扇通過提供“速度控制”輸入簡化了風(fēng)扇速度控制挑戰(zhàn)。該輸入通常用于接受PWM輸入信號，其占空比決定風(fēng)扇的速度。在某些風(fēng)扇中，速度控制輸入接受電壓信號。

MAX6639監(jiān)測兩個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速計輸出，并調(diào)整PWM輸出的占空比，迫使風(fēng)扇達(dá)到正確的速度。與MAX6620一樣，MAX6639具有多種特性，如檢測風(fēng)扇故障和可調(diào)PWM斜坡速率，有助于降低風(fēng)扇速度變化的可聽性。此外，MAX6639還包括2個溫度檢測通道和可編程溫度-RPM控制算法，可根據(jù)溫度自動控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。圖4所示為MAX6639控制一對風(fēng)扇的典型方案。

圖4.MAX6639控制兩個4線風(fēng)扇。MAX6639測量兩個溫度，可以根據(jù)測得的溫度控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

審核編輯：郭婷