散热风扇控制器TC652及TC653

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TC652及TC653是MICROCHIP公司2001年的新产品,是一种内有温度传感器、具有风扇故障检测及超温报警的散热风扇控制器集成电路。两器件的主要特点为:可根据检测的温度来控制风扇的转速,达到合理的散热功能,既能减小风扇的噪声、延长风扇的寿命又能节省电能(这一点对便携式产品是十分重要的);工厂已在器件内设定温度控制的范围,并分成多级PWM控制,使用户无需编程设定及外接电阻元件,电路简洁、使用方便;工厂生产系列不同温度范围的器件供用户选择,也可以按用户的要求订做;从25℃到70℃,其典型精度可达±1℃;低功耗,静态电流典型值50μA;工作电压范围为2.8~5.5V;有风扇故障检测电路,并能输出风扇故障信号;有超温报警信号输出(超温时输出低电平);工作温度范围-40℃~+125℃。

该风扇控制器主要应用于个人计算机、机顶盒、笔记本电脑、数据通信装置、电源系统等散热风扇控制。

管脚排列与功能

TC652及TC653为8脚MSOP封装,管脚排列相同,如图1所示。各管脚功能如表1所示。

图1
图1 🔍原图 (425×304)
图4
图4 🔍原图 (516×270)

内部结构及工作原理

TC652及TC653的内部结构框图如图2所示。它由温度传感器、A/D变换器、振荡器、温度设定值及调节范围存储器、占空比逻辑控制电路、反相驱动器、电压比较器、90mV基准电压源及风扇故障检测逻辑电路等组成。

图2
图2 🔍原图 (567×504)

测温传感器检测发热器件的温度后,由A/D变换器转换成相应的数字信号。此信号与存储器储存的温度信号进行比较后去控制占空比逻辑控制电路,往反相驱动器输出相应的占空比脉冲(PWM信号)来驱动外接的双极型晶体管或场效应管,控制直流无刷风扇电机的转速(风扇的转速与占空比大小成比例,占空比越大,风扇转速越高)。

TC652与TC653检测的温度与器件内部设定温度相比较,输出不同的占空比脉冲,如表2所示。表2中T\(_{L}\)是控制的低温,T\(_{H}\)是控制的高温,T\(_{H}\)-T\(_{L}\)是温度控制范围。T1~T4是在T\(_{L}\)及T\(_{H}\)间的温度间隔。温度间隔=(T\(_{H}\)-T\(_{L}\))/5。T\(_{over}\)是超温阈值,T\(_{over}\)=T\(_{H}\)+10℃。T\(_{L}\)、T\(_{H}\)、T1~T4及T\(_{over}\)值都由工厂设定,存入存储器内。例如,T\(_{L}\)=25℃,T\(_{H}\)=35℃,则T1~T4的各级温度间隔=(35℃-25℃)/5=2℃。则T\(_{L}\)=25℃、T1=27℃、T2=29℃、T3=31℃、T4=33℃、T\(_{H}\)=35℃及T\(_{over}\)=45℃。这器件的型号为TC652AC或TC653AC(AC为型号的后缀)。不同控制温度范围如表3所示。

图5
图5 🔍原图 (245×274)

由表2可以看出:TC652与TC653的差别仅仅是在T<T\(_{L}\)时有差别,其他都相同。

图6
图6 🔍原图 (224×256)

由表3可知,TL最低为25℃,T\(_{H}\)-T\(_{L}\)最小为10℃。T\(_{L}\)值的范围为25℃到35℃。例如,要选择一种在T\(_{L}\)<35℃时,风扇不工作;T=55℃时风扇全速运转。则可以选择TC653CG。

图3
图3 🔍原图 (567×428)

应用电路

TC652及TC653的典型应用电路如脚所示。其、及三端与微控制器μC接口,将风扇故障信号及超温报警信号输入μC,可使μC给出声光报警或作出断开负载等措施。μC可以控制TC652/653关闭,这对笔记本式电脑或便携式产品往往在充电时作此控制。

R\(_{SENSE}\)为检测脉冲电阻(2Ω)。当风扇电机损坏或三极管损坏而无电流时,R\(_{SENSE}\)上无脉冲电流信号,经C\(_{SENSE}\)耦合到内部比较器及风扇检测逻辑电路判断,输出为低电平。这里风扇电机工作电压为12V,最大工作电流为400mA,用这参数可选择合适的NPN三极管。

(方佩敏)


编者注:
有关TC652及TC653更详细的原厂资料可上网下载:.telcom-semi.com/products/evkits/tc652demo.pdf。