探索TC64X/TC64XB风扇控制演示板：功能、配置与应用

作为电子工程师，在设计中常常会遇到风扇控制相关的问题，而Microchip的TC64X/TC64XB风扇控制演示板为我们提供了一个很好的解决方案。今天，就让我们深入了解一下这款演示板。

文件下载：TC642DEMO.pdf

一、概述

Microchip的TC64X/TC64XB风扇控制演示板，是一款基于脉冲宽度调制（PWM）风扇控制集成电路的快速原型开发工具。它允许用户快速搭建风扇控制电路，适用于各种风扇应用场景。

1. 适用设备

在这份文档中，TC64X涵盖了TC642、TC646、TC647、TC648、TC649；TC64XB则包括TC642B、TC646B、TC647B、TC648B、TC649B。

2. 主要特性

• 小巧便携：尺寸仅为1.5” x 2.0”，可直接安装到用户的终端设备中进行系统评估。
• 兼容性强：使用标准热敏电阻，可与几乎任何无刷直流风扇配合使用。
• 功能丰富：具备温度比例风扇速度控制、过温故障检测、风扇故障检测等功能。
• 加速开发：有助于加快原型制作、系统开发和系统热特性分析的进程。

二、演示板内容

购买该演示板时，会附带以下物品：

1. 演示板本体：TC64X/TC64XB风扇控制演示板。
2. 软件与文档光盘：包含设备数据手册、演示板用户指南等资料。
3. 样品设备：提供多种不同封装的样品，如PDIP和SOIC封装的TC642B、TC646B等。

三、参考文档

为了更好地使用该演示板，建议阅读以下文档：

• 《Technical Library CD-ROM, DS00161》
• 《Analog & Interface Families Data Book 2002, DS00207》
• 《2002 Technical Documentation Analog & Interface Product Families CD-ROM, DS51205》
• 《AN768, “Redundant Fan Systems Using the TC642 Fan Manager”》
• 《AN770, “Linear Voltage Fan Speed Control Using Microchip’s TC64X Family”》
• 《AN771, “Suppressing Acoustic Noise in Pulse Width Modulation (PWM) Fan Speed Control Systems”》
• 《AN772, “Speed Error in Pulse Width Modulation (PWM) Fan Control Systems”》
• 《TC642 Fan Speed Control Module for TC64X Family Sell Sheet, DS51251》

此外，Microchip的官方网站（www/microchip.com）也提供了丰富的文档资源，方便我们下载。

四、典型模块配置

1. 使用双极型驱动晶体管

在进行组件选择时，应参考TC64X和TC64XB数据手册中的应用部分。对于12V风扇应用，表2 - 1给出了典型的风扇模块操作配置。	全速风扇电流	达林顿对（Q1, Q2）	单晶体管（Q3）	R5 (Ω)	R6 (Ω)
50 mA	—	X	2.4 k	9.1
100 mA	—	X	1.1 k	4.7
150 mA	—	X	750	3.0
200 mA	—	X	620	2.4
200 mA	X	—	5.6 k	2.4
250 mA	X	—	4.7 k	2.0
300 mA	X	—	3.9 k	1.8
350 mA	X	—	3.3 k	1.5
400 mA	X	—	3.0 k	1.3
450 mA	X	—	2.4 k	1.2

对于50 mA至150 mA的风扇电机，可使用单晶体管驱动配置；200 mA的风扇则可选择单晶体管或达林顿配置。若使用单晶体管，需确保其最小hFE至少为50，以保证TC64X和TC64XB设备的最小输出电流规格（5 mA）足以使晶体管在导通全风扇电流时饱和。

2. 使用逻辑电平MOSFET

用逻辑电平MOSFET（如BS170）替代Q3，可降低系统电压损耗，并显著减少TC64X和TC64XB设备的输出负载。MOSFET的低RDSON（如BS170为1Ω）使其可用于高电流风扇应用，替代达林顿配置。具体细节可参考TC64X和TC64XB数据手册的应用部分。

五、+5V操作的系统连接

图2 - 2展示了风扇控制模块的典型接线方式。风扇工作电压为+12V，而风扇控制模块由+5V电源供电。一个NTC热敏电阻从风扇控制模块的SENSOR输入连接到VDD。风扇控制模块的电阻R1和R2，结合NTC热敏电阻的特性，决定了风扇速度与系统温度曲线的关系。

六、附录信息

1. 板布局和原理图

附录A提供了TC64X/TC64XB风扇控制演示板的布局和原理图，帮助我们更好地了解其内部结构。

2. 物料清单（BOM）

附录B列出了构成演示板的典型组件及其相关值，方便我们在需要时进行组件的更换或补充。

组件	典型值	注释
C1	10 µF径向电解电容	电源滤波
C2	0.01 µF陶瓷盘电容	旁路电容
C3	0.01 µF陶瓷盘电容	旁路电容
C4	1.0 µF陶瓷电容	PWM电容，典型值为1.0 µF（PWM频率30 Hz）
C5	未使用	—
C6	0.1 µF陶瓷盘电容	SENSE输入耦合电容
C7	0.47 µF至1 µF径向电解电容	风扇声学噪声抑制电容（可选）
C8	0.01 µF陶瓷盘电容	旁路电容
LED	10 mA微型LED	当FAULT输出为LOW（有效）时点亮（可选）
Q1, Q2	2N2222A NPN晶体管	达林顿对输出选项，若使用，Q3位置必须留空
Q3	见TC64X和TC64XB数据手册的应用部分	单晶体管输出选项，可为双极型晶体管或逻辑电平MOSFET（取决于成本限制和风扇电流），若使用，Q1和Q2位置必须留空
Q4	2N3906（或等效）PNP晶体管	LED驱动晶体管（可选）
R1, R2	见TC64X和TC64XB数据手册的应用部分	值取决于所使用的传感器类型和所需的风扇速度与温度曲线
R3, R4	见TC64X和TC64XB数据手册的应用部分	值取决于所需的最小风扇速度设置（TC642/2B, TC647/7B）或自动关机温度（TC646/6B, TC648/8B, TC649/9B）
R5	见TC64X和TC64XB数据手册的应用部分	基极电流限制电阻，值取决于所使用的风扇和驱动器类型，典型值见表B - 1
R6	见TC64X和TC64XB数据手册的应用部分	风扇电流传感电阻，值取决于全速风扇电流，典型值见表B - 1
R7	1.2 kΩ, 1/4 Watt, 5%电阻	LED驱动晶体管基极电阻（可选）
R8	470 Ω, 1/4 Watt, 5%电阻	LED驱动晶体管串联限制电阻（可选）
U1	TC642/B, TC646/B, TC647/B, TC648/B或TC649/B风扇控制设备

七、全球销售与服务

Microchip在全球多个地区设有销售和服务点，包括美洲、欧洲、亚太地区等。无论你身处何地，都能方便地获取技术支持和产品服务。

在实际设计中，你是否会优先考虑使用这款演示板来进行风扇控制电路的开发呢？你在风扇控制设计中还遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。