基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路及散热器

摘要

本发明的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路包括音频功放和单片机；所述单片机包括内置温度传感器、温度传感程序单元、增益及频率控制程序单元和PWM波形发生程序单元；所述温度传感程序单元直接读取所述内置温度传感器数据；所述增益及频率控制程序单元分别与温度传感程序单元和PWM波形发生程序单元连接；所述增益及频率控制程序单元和所述PWM波形发生程序单元分别通过单片机I/O接口与所述音频功放连接。本发明基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路及散热器，电路简单，体积较小，成本较低，容易实现等有益效果，可以用于对散热器控制电路成本和体积有较高要求的场合。

权利要求

1.一种基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其特征在于，包括音频功放和单片机；所述单片机包括内置温度传感器、温度传感程序单元、增益及频率控制程序单元和PWM波形发生程序单元；

所述温度传感程序单元直接读取所述内置温度传感器数据；

所述增益及频率控制程序单元分别与温度传感程序单元和PWM波形发生程序单元连接；

所述增益及频率控制程序单元和所述PWM波形发生程序单元分别通过单片机I/O接口与所述音频功放连接。

2.如权利要求1所述的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其特征在于，所述电气电路还包括外置温度传感器，所述外置温度传感器通过单片机I/O接口与所述温度传感程序单元连接。

3.如权利要求1或2所述的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其特征在于，所述单片机产生的PWM波形的频率为50～100KHz。

4.如权利要求1或2所述的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其特征在于，所述音频功放为增益可调D类集成音频功放。

说明书

基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路及散热

器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种散热器，特别涉及一种基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路及散热器。

背景技术

[0002] 目前主动风冷的散热方式多采用风机散热，但是风机散热噪音高，寿命短，合成射流散热器作为一种新颖的主动风冷散热方式，有着噪声小，寿命长，采用芯片散热等方面的优点。合成射流散热器的工作原理是一个类似扬声器振动膜的元件，以一定频率振动压缩腔内的空气，空气受压缩后从细小的喷嘴高速喷出，形成空气弹喷向散热片，同时空气弹带动散热片周围的空气流动带走热量。由于采用这种原理，散热器体积可以更小，重量更轻。

[0003] 目前，合成射流散热器控制方式大多采用电压、电流采样反馈闭环控制的方式：单片机将PWM波形输出给功放，再利用运放采样功放输出电流和电压，经单片机A/D采样后进行闭环控制。这种控制方式需要较为复杂的采样电路，以及增大功耗的采样电阻。这样虽然调节精度比较理想，但是不利于缩减电路体积，减少软件和硬件的设计和调试周期，也不利于降低整个产品的成本。。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路及散热器，电路简单，体积小，功耗低，成本低。

[0005] 为了达到上述的目的，本发明提供一种基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，包括音频功放和单片机；所述单片机包括内置温度传感器、温度传感程序单元、增益及频率控制程序单元和PWM波形发生程序单元；所述温度传感程序单元通过单片机I/O接口与所述内置温度传感器连接；所述增益及频率控制程序单元分别与温度传感程序单元和PWM波形发生程序单元连接；所述增益及频率控制程序单元和所述PWM波形发生程序单元分别通过单片机I/O接口与所述音频功放连接。

[0006] 上述基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其中，所述电气电路还包括外置温度传感器，所述外置温度传感器通过单片机I/O接口与所述温度传感程序单元连接。

[0007] 上述基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其中，所述单片机产生的PWM波形的频率为50～100KHz。

[0008] 上述基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，其中，所述音频功放为增益可调D类集成音频功放。

[0009] 本发明的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路，利用温度传感器对输出信号进行开环控制，解决了通常利用电流、电压检测反馈闭环控制所造成的电路复杂，功耗偏大，成本偏高的问题，且容易实现有益效果，并具有一定的通用性，可广泛应用于驱动合成射流散热器的电气设计中。

附图说明

[0010] 本发明的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路由以下的实施例及附图给出。

[0011] 图1是本发明基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路实施例一的结构示意图。

[0012] 图2是本发明基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路实施例二的结构示意图。

具体实施方式

[0013] 以下将结合图1～图2对本发明的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路作进一步的详细描述。

[0014] 实施例一：参见图1，本实施例的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路包括音频功放11和单片机12，所述单片机12包括内置温度传感器121、温度传感程序单元122、增益及频率控制程序单元123和PWM波形发生程序单元124，所述单片机12通过所述内置温度传感器121对所述音频功放11进行开环控制；
所述温度传感程序单元122通过单片机I/O接口与所述内置温度传感器121连接，所述内置温度传感器121用于采集环境温度，所述温度传感程序单元122初始化后直接读取所述内置温度传感器121采集的数据；
所述增益及频率控制程序单元123和所述PWM波形发生程序单元123分别通过单片机I/O接口与所述音频功放11连接；
所述音频功放11与振动膜30连接，所述音频功放11输出驱动波形给所述振动膜30，所述振动膜30形成空气弹喷向散热片，通过空气弹带动散热片周围的空气流动带走热量。

[0015] 所述温度传感程序单元122读取所述内置温度传感器121采集的数据后将数据传输给所述增益及频率控制程序单元123，所述增益及频率控制程序单元123根据检测到的温度高低，输出控制信号给所述PWM波形发生程序单元123和所述音频功放11的增益控制接口，所述PWM波形发生程序单元123根据所述增益及频率控制程序单元123的输出信号，调整输出给所述音频功放11的PWM波形的频率和占空比。

[0016] 本实施例的电气电路利用单片机内的内置温度传感器采集环境温度，适用于单片机与散热片距离较近的场合，可以较为准确的测量散热片的温度，及时的根据温度变化情况，对PWM波的频率和占空比进行调整。

[0017] 本实施例中，所述单片机11产生的PWM波形的频率为50～100KHz；本实施例中，所述音频功放11为增益可调D类集成音频功放。

[0018] 本实施例的电气电路的工作过程如下：所述单片机12加电启动后初始化为8位PWM输出模式，采用24.5MHz时钟，使PWM波的输出频率为93.75KHz,占空比为20%的PWM波，内部设置温度门限为35℃，功放增益设为最低6dB；所述温度传感程序单元122启动后开始读取单片机内部内置温度传感器121采集的数据，所述增益及频率控制程序单元123对所述PWM波形发生程序单元123开始进行调整：如果所述温度传感程序单元122检测到的温度t为 35℃＜t≤45℃，则温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述温度传感程序单元122检测到的温度t为
45℃＜t≤55℃，则所述增益及频率控制程序单元123将所述音频功放11的功放增益提高到12dB，将PWM波的占空比降为25%，温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述温度传感程序单元122检测到的温度t为 55℃＜t≤60℃，则将功放增益提高到
18dB，将PWM波的占空比降为30%，温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述温度传感程序单元122检测到的温度t为t＞60℃，则通过所述单片机12切断总供电电源或发送温度报警信号。

[0019]实施例二：
参见图2，本实施例的基于单片机开环控制的合成射流散热器的电气电路包括音频功放21、外置温度传感器23和单片机22，所述单片机22通过所述外置温度传感器23对所述音频功放21进行开环控制；
所述单片机22包括内置温度传感器221、温度传感程序单元222、增益及频率控制程序单元223和PWM波形发生程序单元224；
所述温度传感程序单元222通过单片机I/O接口与所述外置温度传感器23连接，所述外置温度传感器23用于采集环境温度，所述温度传感程序单元222初始化后直接读取所述外置温度传感器23采集的数据；
所述温度传感程序单元222通过单片机I/O接口与所述内置温度传感器221连接；
所述增益及频率控制程序单元223分别与温度传感程序单元222和PWM波形发生程序单元224连接；
所述增益及频率控制程序单元223和所述PWM波形发生程序单元224分别通过单片机I/O接口与所述音频功放21连接；
所述音频功放21与振动膜40连接，所述振动膜40用于形成空气弹喷向散热片，通过空气弹带动散热片周围的空气流动带走热量。

[0020] 本实施例的电气电路在单片机外部设置外置温度传感器，利用外置温度传感器采集环境温度，适用于单片机与散热片相距较远或散热片附近空间狭小、环境恶劣的场合，可以较为准确的测量散热片的温度，及时的根据温度变化情况，对PWM波的频率和占空比进行调整，本实施例中，所述内置温度传感程序单元221处于屏蔽状态。

[0021] 本实施例的电气电路的工作过程如下：所述单片机12加电启动后初始化定时器，利用定时器使PWM波的输出频率为50KHz,占空比为10%，内部设置温度门限为30℃，功放增益设为最低6dB；所述温度传感程序单元
222启动后开始读取所述外置温度传感器23采集的数据，所述增益及频率控制程序单元
223对所述PWM波形发生程序单元224开始进行调整：如果所述外置温度传感器23检测到的温度t为 30℃＜t≤40℃，则温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述外置温度传感器23检测到的温度t为 40℃＜t≤50℃，则所述增益及频率控制程序单元223将所述音频功放21的功放增益提高到12dB，将PWM波的占空比降为15%，将所述PWM波形发生程序单元224输出的PWM波的输出频率提高到60KHz，温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述外置温度传感器23检测到的温度t为 50℃＜t≤60℃，则将功放增益提高到18dB，将PWM波的占空比降为20%，输出频率提高到70KHz，温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述外置温度传感器23检测到的温度t为
60℃＜t≤70℃，则将功放增益提高到24dB，将PWM波的占空比降为25%，输出频率提高到
80KHz，温度每提高0.2℃，调整PWM波的占空比增加1%；如果所述温度传感程序单元122检测到的温度t为t＞70℃，则通过所述单片机22切断总供电电源或发送温度报警信号。

[0022] 综上所述，本发明具有电路简单，易实现的特点，并具有一定的通用性，可广泛应用于合成射流散热器控制中。另外，本发明也可以嵌入于其它控制系统中，对其中需要合成射流散热的部件进行控制。