09.22 自制一款5~12V適合開關電源和逆變器用的自動溫控散熱風扇

在一些功率較大的開關電源、逆變器及充電電路中,內部的大功率三極管(或場效應管)雖然加有散熱器,但是發熱量仍然較大,尤其是夏季高溫時,這些大功率管經常會因溫度過高而損壞。本文介紹一款簡單易制的自動溫度控制電路,其可以自動檢測大功率三極管(或大功率IC)的溫度,當溫度達到設定值時,自動開啟散熱風扇散熱,直至管子的溫度低於設定值。

自制一款5~12V適合開關電源和逆變器用的自動溫控散熱風扇

​​▲ 5~12V自動溫控散熱風扇電路。​

LM393是一款低功耗雙電壓比較器,內部含有兩個電壓比較器。本電路只使用其內部的一個比較器與三極管VT1一起構成具有回差電壓的施密特檢測電路。Rt為NTC熱敏電阻(NTC為負溫度係數熱敏電阻,其阻值會隨著溫度的升高而降低),這裡作為溫度傳感器使用,用來檢測大功率管的溫度。

在散熱器溫度較低時,固定在散熱器上的熱敏電阻Rt的阻值較大,LM393的③腳電壓低於②腳電壓,此時LM393的①腳輸出為低電平,三極管VT1和VT2皆處於截止狀態,VT2集電極接的散熱風扇不工作。隨著散熱器溫度的升高,Rt的阻值自動減小,LM393的③腳電壓逐漸增大。當溫度升高到設定值(一般選擇在60℃左右)時,LM393的③腳電壓高於②腳電壓,其①腳輸出變為高電平,三極管VT1和VT2皆導通。此時,散熱風扇得電工作,對散熱器降溫。

在VT1導通時,電阻R4被短路,此時LM393的②腳的參考電壓將降低,這樣便可以使本電路具有一定的回差電壓,從而避免了散熱風扇的頻繁啟動。隨著散熱器溫度的降低,Rt的阻值增大,使LM393的③腳電壓降低,當低於②腳的下限參考電壓時,LM393的輸出端①腳輸出變為低電平,使三極管VT1、VT2截止,散熱風扇停止轉動。此時由於VT1截止,R4不再被短路,LM393的②腳的參考電壓又回到了上限參考電壓。

自制一款5~12V適合開關電源和逆變器用的自動溫控散熱風扇

直插封裝的LM393的外形及引腳排列。

LM393電壓比較器的工作電壓範圍很寬,在2~36V範圍內皆可工作。本電路中,由於三極管VT2的耐壓值只有25V,故不能在較高的電壓下工作。本電路工作電壓範圍為5~12V,為了避免電源電壓波動導致LM393的參考電壓發生變化,建議採用三端穩壓IC或穩壓管穩壓供電。

自制一款5~12V適合開關電源和逆變器用的自動溫控散熱風扇

NTC熱敏電阻的外形。

上圖為常用的MF52A和MF58型NTC熱敏電阻​。這兩種NTC熱敏電阻體積小、價格低廉,並且有多種阻值可選。本電路選用50K的熱敏電阻。製作時,將熱敏電阻緊貼散熱器固定,並塗抹導熱硅脂,使熱敏電阻與散熱器緊密接觸。

自制一款5~12V適合開關電源和逆變器用的自動溫控散熱風扇

小型直流散熱風扇。​

​散熱風扇可以選用上圖所示的小型直流散熱風扇。風扇的工作電壓視實際電路而定。

本電路中,調整電阻R1的阻值,即可使風扇在所需的溫度下工作。LM393的②腳的上下限參考電壓由電阻R2、R3和R4決定,具體大小可以根據實際需要調整。三極管VT1和VT2的β要求大於250。該電路亦可以用來給大功率的功放IC散熱。


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