投影儀、大功率電源、數據通訊交換機和路由器等設備的散熱是一個值得考慮的問題。這些應用功耗極大，使設計人員在設計時要用風扇來冷卻電子元件。如果吹向元器件的氣流等于或小于每分鐘六到七立方英尺(CFM)即可滿足冷卻要求，那么直流無刷風扇將是一個不錯的選擇。

利用分立方案、帶微處理器的電路或獨立風扇控制器集成電路(IC)均可驅動和控制直流無刷風扇的轉速。分立方案具有很強的定制性，缺乏通用性。盡管這是一種成本低廉的方案，但用它來實現一些“智能”特性(如預測風扇故障或拒絕風扇故障假警報等)，則頗有難度。另外，隨著功能的增加，這種系統的硬件故障排除工作量將變得非常巨大。

如果應用中有多個風扇，則基于單片機的系統是最佳電路方案。借助這一單芯片方案和為數不多的外部元件，即可經濟地對各種環境下的所有風扇及溫度進行控制。分立方案難以實現的“智能”特性用單片機方案可輕松實現。各種風扇的溫度閾值的設置和風扇的檢測均可用單片機固件來進行。但系統遠比控制一個風扇來得復雜，因此固件的開銷和調試將成為一個問題。

對于單一風扇的電路，獨立風扇控制器IC是最佳選擇。獨立IC具備故障檢測電路，當風扇出現故障時會通知系統，從而切斷系統的耗電部分。獨立IC的風扇故障檢測電路能夠抗干擾，可確保將假警報濾除。采用NTC熱敏電阻或片上的內部溫度傳感器，即可將這種電路用于遠程溫度傳感，具有很好的經濟性。這種電路的另一個優點在于可檢測雙線風扇的故障，雙線風扇比三線風扇更加便宜。

如果不考慮所采用的電路類型，當風扇的位置確定下來后，應對三個主要的設計問題加以考慮，分別為：風扇的激勵、溫度監測以及風扇噪聲。

    圖1所示為利用獨立IC驅動雙線風扇的電路。此電路中，TC647B的作用是根據NTC熱敏電阻上傳感的溫度改變風扇的轉速。TC647B還可檢測風扇運行，并顯示風扇何時發生了故障。

無刷直流風扇的轉速可通過兩種方法控制，即線性改變風扇電壓或對電壓進行脈寬調制(PWM)。圖1中，TC647B利用PWM波形驅動晶體管Q1的基極，進而驅動風扇電壓。改變PWM波形的脈寬可提高/降低風扇轉速。利用脈寬調制法控制風扇的轉速，效率比線性調整法高。

圖2給出了工作于PWM模式下時，RSENSE兩端和SENSE引腳上的電壓。檢測電阻上的電壓既有直流成分，又有交流成分。交流電壓是由風扇電機繞組上電流換相產生的。RSENSE上的瞬時電壓通過CSENSE耦合到TC647B的SENSE引腳。這樣就除去了檢測電阻上電壓的直流成分。SENSE引腳上接有一個10KΩ的內部接地電阻，該引腳可檢測電壓脈沖，并將風扇的運行情況傳送給TC647B。如果SENSE引腳在一秒鐘內未檢測到脈沖，TC647B即顯示出現了故障。 利用一種廉價的方案，如一只熱敏電阻，即可方便地測量出溫度。熱敏電阻具有快速、小巧、輸出范圍寬等特點，且只需一個雙線接口。其另一個優點在于，熱敏電阻與TC647B的距離可以較遠，從而使布局更加靈活。盡管熱敏電阻不是線性的，但可在一個較小的溫度范圍內(±25^oC)進行線性化處理，如圖3所示。線性化處理和電平變化是利用標準的1%電阻實現的。

盡管分立電路或單片機方案均可實現對雙線風扇的轉速進行與溫度成正比的控制和風扇故障檢測，但設計者還應注意以下幾點。TC647B是一枚開關模式雙線無刷直流風扇轉速控制器。脈寬調制(PWM)是用來控制與熱敏電阻的溫度相關的風扇轉速的。風扇的最小轉速可通過連接到VMIN的簡單電阻分壓器來設置。利用集成的起動定時器確保電機通電時能可靠起動、從關斷模式恢復，或在瞬時故障后能自動重啟風扇。

TC647B還采用了Microchip的FanSenseTM技術，提高了系統可靠性。一顆芯片就包含了所有上述特性，大大方便了設計者實現單風扇應用。

作者介紹
Bonnie C. Baker, Microchip Technology Inc.混合信號/模擬應用部經理