TC650/TC651 風(fēng)扇控制器

TC650/TC651 風(fēng)扇控制器

TC650及TC651是帶有溫度傳感器用于無刷直流風(fēng)扇速度控制的集成電路。這兩個(gè)器件主要特點(diǎn)：根據(jù)檢測(cè)的溫度來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,達(dá)到合理的散熱功能,既減小風(fēng)扇噪聲、延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命,又能節(jié)省電能;工廠已在器件內(nèi)設(shè)定溫度控制的范圍,并分成多級(jí)PWM控制,使用戶無需設(shè)定及外設(shè)電阻元件,電路簡(jiǎn)潔、使用方便;從25℃到+70℃,其典型精度可達(dá)±1℃;低功耗,靜態(tài)電流典型值50μA;工作電壓范圍2.8～5.5V;內(nèi)部有超溫報(bào)警信號(hào)(Tover)輸出(電平信號(hào));工作溫度-40℃～+125℃。

　　這兩種芯片主要應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)過熱保護(hù)、機(jī)頂盒、筆記本電腦、數(shù)據(jù)通信裝置、電源系統(tǒng)里的散熱風(fēng)扇控制。

管腳排列與功能
　　TC650及TC651采用8腳MSOP封裝,其管腳排列相同,如圖1所示,各管腳功能如表1所示。

表1 TC650/651管腳

管腳	符號(hào)	功　　能
1	VDD	電源輸入端(2.8-5.5V),可與風(fēng)扇電源無關(guān)
2	NC	空腳
3	SHDN	風(fēng)扇關(guān)閉控制端,低電平(15%VDD以下)有效。在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),仍能檢測(cè)溫度。若溫度超過報(bào)警溫度,則TOVER端輸出低電平報(bào)警信號(hào)
4	GND	地
5	NC	空腳
6	TOVER	超溫報(bào)警信號(hào)輸出端,超溫時(shí)輸出低電平
7	GND	地
8	PWM	PWM風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)輸出端,輸出脈沖幅度接近電源電壓,正常頻率是15Hz

結(jié)構(gòu)與工作原理
　　TC650及TC651的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。它由溫度傳感器,A/D變換器(將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)),由工廠設(shè)定的溫度下限TL、溫度上限TH、超溫報(bào)警閥值溫度TOVER及溫度分檔值T1～T4存入內(nèi)部存儲(chǔ)器,占空比邏輯控制電路,振蕩器及反相驅(qū)動(dòng)器等組成。

　　測(cè)溫二極管檢測(cè)發(fā)熱器件的溫度后,由A/D變換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào),此信號(hào)與存儲(chǔ)器存的溫度相比較后,去控制占空比邏輯控制電路,經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器輸出相應(yīng)的占空比脈沖(PWM信號(hào))來驅(qū)動(dòng)外接雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管,來控制直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速(風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與占空比大小成比例)。
　　TC650與TC651的不同在于PWM占空比的輸出,如表2所示。
表2

型號(hào)	TC650	TC651
溫度(T=TJ)	PWM占空比輸出	PWM占空比輸出
T	40%	關(guān)斷
TL≤T	50%	50%
T1≤T	60%	60%
T2≤T	70%	70%
T3≤T	80%	80%
T4≤T	90%	90%
TH≤T	100%	100%
TOVER≤T	TOVER輸出低電平	TOVER輸出低電平

注: TOVER=TH+10℃

表3

范圍	TL(℃)	TH(℃)	后綴
10℃	25	35	AC
	30	40	BD
	35	45	CE
15℃	25	40	AD
	30	45	BE
	35	50	CF
20℃	25	45	AE
	30	50	BF
	35	55	CG
30℃	25	55	AG

　　表2中TL、TH、T1～T4及TOVER已由工廠設(shè)置好,如表3所示。T1～T4為溫度間隔=(TH-TL)/5。
　　例如,TL=25℃、TH=35℃,則T1～T4的各級(jí)溫度間隔=(35℃-25℃)/5=2℃;即T1=27℃,T2=29℃,T3=31℃,T4=33℃。TOVER=TH+10℃,即TOVER=45℃（工廠在芯片內(nèi)設(shè)定好）。這種器件的型號(hào)為TC650AC或TC651AC,AC為型號(hào)后綴。
　　從表2可以看出TC650與TC651的區(qū)別：在使用TC650時(shí),即使檢測(cè)的溫度TTL后,兩者運(yùn)轉(zhuǎn)是相同的。
　　如果風(fēng)扇電機(jī)有故障或外接晶體管損壞,使溫度上升到TOVER以上（TOVER=TH+10℃）,則TOVER由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?。此信?hào)一般輸入到微控制器,說明溫度控制有故障,由微控制器實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警或其他措施（如切斷負(fù)載等）。TOVER有5℃的滯后溫度,以防止產(chǎn)生振蕩。
　　關(guān)閉控制可在SHDN端加低電平來實(shí)現(xiàn),此時(shí)PWM端輸出為低電平,晶體管截止,風(fēng)扇電機(jī)不工作。這種關(guān)閉控制適用于筆記本電腦或其他便攜式電子產(chǎn)品在充電時(shí)無需風(fēng)扇運(yùn)行的情況。在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),耗電約50μA。

應(yīng)用電路
　　TC650及TC651的典型應(yīng)用電路如圖3所示。工作電壓為5V,直流無刷電機(jī)工作電壓為12V,額定電流為500mA。風(fēng)扇控制器的SHDN及TOVER與微控制器接口,用于控制關(guān)閉PWM輸出及超溫報(bào)警。外接電阻R用來調(diào)節(jié)NPN三極管的集電極電流（R值的大小與三極管的β有關(guān)）。NPN三極管的ICM應(yīng)大于風(fēng)扇電機(jī)的額定電流,耐壓要高于電機(jī)的工作電壓。