自制5~12V自动温控散热风扇

工程师郭婷 发表于 2018-11-02 12:02:00 收藏 已收藏
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自制5~12V自动温控散热风扇

工程师郭婷 发表于 2018-11-02 12:02:00

在一些功率较大的开关电源、逆变器及充电电路中,内部的大功率三极管(或场效应管)虽然加有散热器,但是发热量仍然较大,尤其是夏季高温时,这些大功率管经常会因温度过高而损坏。本文介绍一款简单易制的自动温度控制电路,其可以自动检测大功率三极管(或大功率IC)的温度,当温度达到设定值时,自动开启散热风扇散热,直至管子的温度低于设定值。

自制5~12V自动温控散热风扇

LM393是一款低功耗双电压比较器,内部含有两个电压比较器。本电路只使用其内部的一个比较器与三极管VT1一起构成具有回差电压的施密特检测电路。Rt为NTC热敏电阻(NTC为负温度系数热敏电阻,其阻值会随着温度的升高而降低),这里作为温度传感器使用,用来检测大功率管的温度。

自制5~12V自动温控散热风扇

在散热器温度较低时,固定在散热器上的热敏电阻Rt的阻值较大,LM393的③脚电压低于②脚电压,此时LM393的①脚输出为低电平,三极管VT1和VT2皆处于截止状态,VT2集电极接的散热风扇不工作。随着散热器温度的升高,Rt的阻值自动减小,LM393的③脚电压逐渐增大。当温度升高到设定值(一般选择在60℃左右)时,LM393的③脚电压高于②脚电压,其①脚输出变为高电平,三极管VT1和VT2皆导通。此时,散热风扇得电工作,对散热器降温。

自制5~12V自动温控散热风扇

在VT1导通时,电阻R4被短路,此时LM393的②脚的参考电压将降低,这样便可以使本电路具有一定的回差电压,从而避免了散热风扇的频繁启动。随着散热器温度的降低,Rt的阻值增大,使LM393的③脚电压降低,当低于②脚的下限参考电压时,LM393的输出端①脚输出变为低电平,使三极管VT1、VT2截止,散热风扇停止转动。此时由于VT1截止,R4不再被短路,LM393的②脚的参考电压又回到了上限参考电压。
LM393电压比较器的工作电压范围很宽,在2~36V范围内皆可工作。本电路中,由于三极管VT2的耐压值只有25V,故不能在较高的电压下工作。本电路工作电压范围为5~12V,为了避免电源电压波动导致LM393的参考电压发生变化,建议采用三端稳压IC或稳压管稳压供电。
上图为常用的MF52A和MF58型NTC热敏电阻。这两种NTC热敏电阻体积小、价格低廉,并且有多种阻值可选。本电路选用50K的热敏电阻。制作时,将热敏电阻紧贴散热器固定,并涂抹导热硅脂,使热敏电阻与散热器紧密接触。

散热风扇可以选用上图所示的小型直流散热风扇。风扇的工作电压视实际电路而定。

本电路中,调整电阻R1的阻值,即可使风扇在所需的温度下工作。LM393的②脚的上下限参考电压由电阻R2、R3和R4决定,具体大小可以根据实际需要调整。三极管VT1和VT2的β要求大于250。该电路亦可以用来给大功率的功放IC散热。

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