电脑机箱散热控制电路实训报告

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1、10目录一、实训题目2-二、题目的具体功能和要求2-三、设计思路2-四、系统框图3-五、单元电路图4-六、整体电路图6-七、主要元器件的相关参数8-八、整体电路的制作与调试8-九、实训结果10-十、心得体会11-H一、参考文献11-11一、实训题目电脑机箱散热风扇比例控制电路二、题目的具体功能和要求风扇的平均转速与气温成正比，即气温高风扇就转快一些，以加强散热；气温低则可转慢一些，以减少耗电。（注：风扇由12V1W的直流电机带动）。三、设计思路首先必须要有一个风扇（即电机），傻子都必须知道。其次，要让风扇转动，必须要有电源，不可能用嘴吹，没有这么多的化学能来消耗，化学能转化为机械能是可以，毕竟

2、人的化学能来源丁粮食，要懂得节约！这电源该怎么来呢？题目要求12V,两种思路，一种最简单的方法就是直接到市场买12V直流电源，但浪费钱，第二种思路就是利用所学的知识制作直流12V电源。这12V的电源乂该怎么制作呢？直流12V电源，也就是要实现市电220V转化为12V直流电。第一、降压，必须把220V交流电降之低压，最好是接近12V交流电。第二、整流，比较常用的整流就是桥式整流。如图一所示。图一第三、滤波，在输出端接滤波电容即可。第四、调试，准备好相关工具，如万用表，通电后进行调试，测试输出端是否已经满足直流12V电源。口水话说了一拖拉机却不是老师要的重点，老师要的重点是电脑机箱散热风扇比例控制

3、电路。况且直流12V电源是很容易找到的电源，实验室有直流可调电源，024V随选，如果在宿舍，怎么办呢？这也没关系，目前好多人都喜欢用万能手机充电器，通常都是4V的，我让三个万能充电器申联就行了，如果没有万能充电器怎么办？也不怕，干电池，便宜点的才1块钱一对，一对就是3V,四块钱不就是12V啦，把它们申联起来就用啦！干电池与万能充能不能申联起来用呢？严格来说是本能的，不可取，为什么呢？因为不同内阻的电源申联起来，内阻大的会成为负载，如果没办法，我觉得申联起来用一用是没大问题的。再次，这里涉及到气温，那我就必须把温度信号转化为电信号了，那肯定就要用带温度传感器了！温度传感器听起来多么深不可测的名字

4、啊！就像很复杂的精密仪器一样。其实用得比较多的温度传感器就是热敏电阻和热电偶，是不是很让人出乎意料？很多实验都用过热敏电阻，比如温度报警电路。最后，我们可以这样来思考，电机运转起来，即使立即断电，它也不会马上停下来，因为电机运转起来是有惯性的。所以只要我们对电机进行持续不断的通电和断电，它就会不断地运转，通电的时间长，断电的时间短，它就会转的快一些，通电的时间短，断电的时间长，转的就慢一些，如果我们把通一次电和断一次电看成一个周期，通电看成逻辑“1”，断电看成逻辑“0”，我们把一次通电的时间比上一个周期称为占空比，那么可以知道，当占空比增大时，电机转的就快，也就是所谓的PWM调速，PWM是什么

5、意思呢？它是PulseWidthModulation的缩写，它的意思是脉冲宽度调制。我们只要在温度高的时候提高占空比就可以了，也就可以实现风扇的平均转速与气温成正比，即气温高风扇就转快一些，以加强散热；气温低则可转慢一些，以减少耗电。好，那现在问题乂来了，逻辑“1”，我们看成高电平，逻辑“0”，我们看成低电平，那么什么东西可以输出高低电平呢？当然是电压比较器了！电压比较器的功能就是比较两个电压的大小，当电压比较器的“+”输入端高丁“一”输入端时，电压比较器输出高电平，当电压比较器的“一”输入端高丁“+”输入端时，电压比较器输出高电平。四、系统框图系统框图如图二所示:保护电路且1风扇（电机）1电

6、源电压比较器I降压并稳压温度信号图二系统框图原理介绍：实验室提供的风扇，额定电压是12V,经实验，该风扇在6V就可以转动，故电源电压可控制在6到12V之间，为了不损坏电机，电压应控制在12V以下。电源经过降压并稳压后，给电压比较器供电，以便电压比较器正常工作，温度信号通过温度传感器（热敏电阻）把温度信号转化为电压信号，让电压比较器进行判断，当电压比较器的“+”输入端高丁“一”输入端时，电压比较器输出高电平，当电压比较器的“一”输入端高丁“+”输入端时，电压比较器输出高电平。电压比较器输出高电平时，风扇的回路接通，风扇转动，电压比较器输出低电平，风扇的回路断开，由丁风扇转动后有惯性，它不会立即停

7、转，它会慢慢停下来，在风扇停下来之前，电压比较器输出高电平，风扇回路乂接通，风扇加速！当温度升高时，占空比提高，风扇平均转速增加，以降低温度，温度降低时，占空比下降，风扇平均转速下降。五、单元电路图1、保护电路(1) 电路原理为什么要有保护电路呢？因为风扇内部结构主要是由线圈绕制而成，通电后会产生感应电动势，继而产生感应电流，为了让风扇安全起见，最好在风扇回路里并联一个二极管。(2) 单元电路图单元电路图如图三所示：2、电压比较器(1)电路原理电压比较器用丁比较已知电压与温度传感器转化来的电压的高低，当电压比较器的“+”输入端高丁“一”输入端时，电压比较器输出高电平，当电压比较器的“一”输入端

8、高丁“+”输入端时，电压比较器输出高电平。引脚3为同相输入端，引脚2为反向输入端，引脚7为电源引脚VCC,弓I脚4为地端GND,引脚6为输出端。(2)单元电路图单元电路图如图四所示：图四3、降压并稳压(1) 电路原理要让电压比较器正常工作，需要给电压比较器提供一个稳定的电压，所以需要一个稳压二极管，但加在稳压二极管两端的电压乂不能超过稳压二极管的稳压值，故用电阻进行降压。单元电路图单元电路图如图五所示：图五4、温度信号转化(1)电路原理温度信号需要用温度传感器(这里使用热敏电阻)采集温度并转化为电压信号。适当调节滑动变阻器Rw热敏电阻Rt通过外界气温，把温度信号转化为电压信号。(2)单元电路图

9、单元电路图如图六所示：图六5、电源电源可以用自己制作的市电转化而来的直流电源，也可以用干电池申联而成的直流12V电源，还可以用实验室提供的可调直流电源(0到24V)。6、风扇学校实验室从废旧电脑主机箱里拆下的散热风扇。该风扇的额定电压是12V。六、整体电路图1、整体电路原理图如图七2、整体电路的工作原理热敏电阻Rt通过外界检测温度，热敏电阻的阻值随着气温的变化产生变化，进而产生电压的信号，Rt一端的电位与Rw一端的电位进行比较，同相端3引脚的电位高丁反相端2引脚的电位时，电压比较器的输出端6引脚输出高电平，电流通过电阻R3,发光二极管驱动三极管导通，此时风扇回路接通，风扇运转。热敏电阻Rt通过

10、外界检测温度，热敏电阻的阻值随着气温的变化产生变化，进而产生电压的信号，Rt一端的电位与Rw一端的电位进行比较，反向输入端2引脚的电位高丁同输入端3引脚的电位时，电压比较器的输出端6引脚输出低电平，此时风扇回路断开，由丁风扇运转后有惯性，风扇不会立即停转，而是慢慢停转。在风扇停转前，电压比较器再次输出高电平这时风扇加速转动。电压比较器输出一次低电平与一次高电平的时间为一个周期，高电平比上一个周期成为占空比，由此可知温度升高时，提高占空比，风扇的平均转速将提高，温度降低时，减小占空比，风扇的平均转速将下降。发光二极管的作用是当发光二极管发光时，表明电压比较器输出高电平,三极管导通，风扇回路是接通

11、的，倘若风扇不转，则极有可能是风扇损坏。当发光二极管不发光时，说明电压比较器输出低电平三极管断开，风扇回路是断开的，这时风扇不会立即停转，因为风扇运转后有惯性。由丁电压比较器的工作需要稳定的电压，所以用稳压二极管进行稳压，稳压二极管两端的电压乂不能超过它的稳压值，所以只能进行降压了，电阻R4就是用来降压的。电阻R3的作用是用来限流的，目的是保护发光二极管。电阻R1和电阻R2都是用来分压的，三极管是用来控制风扇回路的开和断的。七、主要元器件的相关参数标注器件名称大小型号R1电阻6.8kPRXR2电阻6.8kRXR3电阻1kRXR4电阻2k:RXRt热敏电阻2-4kNTCRw滑动变阻器0-5kLE

12、D发光二极管VD1二极管2cpVD2稳任管2cw57VT1三极管S9013U1电压比较器OP07M风扇八、整体电路的制作与调试1、查阅资料，复习可能用到的课程。就目前我所知道的电子方面的网站，资料最齐全的就是电子发烧友，本方案用到的主要是模拟电子技术和电子电路设计。2、方案确定前的实验。(1)风扇到手里时的实验拿到老师从废旧电脑主机箱拆下的风扇后，我就马上在风扇上通12V的直流电，风扇就转动起来，说明该电风扇是好的。(2)风扇到手里后的实验把风扇拿到宿舍后，我开始对它进行研究。我找到一个热敏电阻，首先用万用表测试了一下它在常温下的电阻值。我想到了下面的一个简单电路。1-12RltII图八我进行

13、了下面的分析：经实验可知，风扇在6V的电压下就可以转动，12V是风扇的额定电压，当风扇两端的电压达到12V,风扇平均转速最大。让R1的电阻值与常温下Rt接近，则常温下，不管从R1取电压，还是从Rt取电压，风扇两端的电压都是6V左右。如果热敏电阻是正温度系数的，即温度升高，电阻值增大，那么热敏电阻两端的分压增大。我只要用风扇从热敏电阻两端取电压，风扇两端的电压就会从6V慢慢增加，但不会超过12V。电压增加，转速增大，即符合气温升高，风扇的平均转速增大。如果热敏电阻是负温度系数的，即温度升高，电阻值减小，那么热敏电阻两端的分压减小。我只要我只要用风扇从电阻R1两端取电压，风扇两端的电压就会从6V慢

14、慢增加，但不会超过12V。电压增加，转速增大，即符合气温升高，风扇的平均转速增大。通过以上的分析，我觉得这个题目也太简单了，两三个元器件就可以搞定的事！丁是，我就焊接了图八的这个电路图，进行实验。最后发现，单独给风扇6V的电压，风扇就会转，而不管用风扇从R1取电，还是从Rt取电,风扇都不会转。我也不断改变Rt周边环境的温度，还是不会转，我开始思考原因！我用万用表测试风扇两端的电压，发现不管风扇是从R1取电，还是从Rt取电，风扇两端的电压都小丁6V,这是为什么呢？我开始思考：风扇取电，是并联进来的，并联后电阻会有很大变化。丁是我用万用表测试风扇两端的电阻，最后发现风扇的电阻才有几白欧姆，然后再测

15、试热敏电阻在温度变化下的电阻。最小都是1K左右。并联电阻的阻值是比并联电路的最小电阻的阻值还要小。所以不管风扇从哪里取电，其两端的电压都小丁6V,所以不会转！3、失败后的请教在网上看了一些资料，感觉也比较麻烦，而且STC型号的单片机本身已经有PWM调速，51型号的单片机可以自己编程实现PWM调速。丁是我就去请教老师，老师给我点拨了一下大体思路，再结合我自己以前做过的东西，才想出了图七所示的方案。4、请教后的制作。我焊接制作了两个电路，一个是图七所示的电路，另一个是在图七的基础上去掉分压电阻和稳压管，也就是图九。图九图九，刚制作后，通电后发现它的工作效果与图七一样，所以感觉分压电阻和稳压管是多余

16、的。第二天，我的心血来潮，乂拿出来整了玩，发现图九通电后不会转了，而且不管怎么查，都找不到问题。原因可能是两个，可能电压比较器坏了，也可能是三极管坏了，但感觉三极管坏的可能性不大。可能是由丁电压比较器没有稳定的工作电压才导致电压比较器损坏。而没有稳定的工作电压是因为没有稳压管。所以分压电阻和稳压管并不多余。最后调试成功的也就是图七的方案。九、实训结果本次实训，我的大体上已经达到要求，要求不高的电脑机箱散热是行得通的，图十为实物照片，只是要用丁要求高的电脑机箱需要进一步优化，而优化的思路是电压比较器的输入端要能产生锯齿波。由丁我要急丁去公司实习，所以没有时间来继续做了，我有相信最出最优方案，只能在工作之余研究一下了。十、心得体会实训和实习是学生提升能力的最好手段，这次的成长也是我美好的一笔，我再次理解了电压比较器的功能特点，电压比较器还有一个名字叫运算放大器，当它有反馈信号的时候，它的作用就是运算放大器。对各种元器件的了解也进一步加深。当看到自己风扇可以最温度增加而转快的时候，心里不由得有了成就感，为我今后的工作打下了深厚的基础。H、参考文献模拟电子技术基础第四版高等教育出版社华成英童诗白主编电子发烧友网