深入剖析MAX6643/MAX6644/MAX6645自動(dòng)PWM風(fēng)扇速度控制器

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，散熱是一個(gè)至關(guān)重要的問題。風(fēng)扇作為常見的散熱設(shè)備，其速度的合理控制不僅能保證設(shè)備的正常運(yùn)行，還能降低噪音。今天，我們就來詳細(xì)探討一下Analog Devices公司的MAX6643/MAX6644/MAX6645自動(dòng)PWM風(fēng)扇速度控制器。

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一、產(chǎn)品概述

MAX6643/MAX6644/MAX6645系列控制器的主要功能是監(jiān)測溫度并自動(dòng)調(diào)整風(fēng)扇速度，在確保最佳散熱效果的同時(shí)，最大程度地減少風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音。每個(gè)設(shè)備可以測量兩個(gè)溫度位置，通過生成PWM波形驅(qū)動(dòng)外部功率晶體管，進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)扇的電源。

不同型號(hào)的溫度監(jiān)測特點(diǎn)

• MAX6643：監(jiān)測自身芯片溫度和一個(gè)可選的外部晶體管溫度。
• MAX6644和MAX6645：分別監(jiān)測一個(gè)或兩個(gè)外部二極管連接晶體管的溫度。

溫度閾值設(shè)置

MAX6643和MAX6644有九個(gè)可選的跳閘溫度（以5°C為增量），而MAX6645是工廠編程的，不可通過引腳選擇。

其他特性

所有版本都包含一個(gè)過溫輸出（OT），可用于警告或系統(tǒng)關(guān)機(jī)。MAX6643還具有一個(gè)FULLSPD輸入，可強(qiáng)制PWM占空比達(dá)到100%。此外，該系列還具備FANFAIL輸出，用于指示風(fēng)扇故障。

二、產(chǎn)品特性

1. 簡單自動(dòng)的風(fēng)扇速度控制

該系列控制器能夠根據(jù)系統(tǒng)的散熱需求，自動(dòng)調(diào)整PWM輸出波形的占空比，從而控制風(fēng)扇的速度。

2. 內(nèi)部和外部溫度傳感

可以同時(shí)監(jiān)測內(nèi)部和外部溫度，確保全面的溫度監(jiān)控。

3. 風(fēng)扇故障檢測

通過鎖定轉(zhuǎn)子輸出、轉(zhuǎn)速計(jì)輸出或風(fēng)扇電源電流傳感等方式檢測風(fēng)扇故障。

4. 低噪音設(shè)計(jì)

PWM輸出具有多個(gè)1.6%的占空比步驟，減少了風(fēng)扇速度變化時(shí)的噪音。

5. 溫度閾值可選

可以通過引腳選擇或工廠選擇低溫度和高溫度風(fēng)扇閾值。

6. 風(fēng)扇啟動(dòng)保障

具有啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)延遲，確保風(fēng)扇能夠順利啟動(dòng)，并在啟動(dòng)時(shí)最小化電源負(fù)載。

7. 穩(wěn)定的PWM輸出

PWM輸出頻率為32Hz，并且控制占空比的變化率，保證良好的聲學(xué)性能。

8. 高精度溫度測量

溫度測量精度達(dá)到2°C。

三、電氣特性

1. 電源電壓范圍

工作電源電壓范圍為3.0V至5.5V，典型工作電流為500μA。

2. 溫度誤差

遠(yuǎn)程溫度誤差在不同溫度范圍內(nèi)有所不同，例如在+20°C至+100°C范圍內(nèi)為±2°C。

3. 其他參數(shù)

包括電源復(fù)位閾值、轉(zhuǎn)換時(shí)間、啟動(dòng)時(shí)間、最小風(fēng)扇故障轉(zhuǎn)速計(jì)頻率等。

四、引腳描述

不同型號(hào)的引腳功能有所差異，但主要包括溫度閾值輸入、風(fēng)扇故障輸出、轉(zhuǎn)速計(jì)控制輸入、PWM輸出等。

1. 溫度閾值輸入

TH1、TH2和TL1、TL2用于選擇高溫度和低溫度風(fēng)扇控制跳閘溫度。

2. 風(fēng)扇故障輸出

FANFAIL為低電平有效、開漏輸出，用于指示風(fēng)扇故障。

3. 轉(zhuǎn)速計(jì)控制輸入

TACHSET用于控制風(fēng)扇故障檢測的類型。

4. PWM輸出

PWM_OUT用于驅(qū)動(dòng)外部功率晶體管，需要上拉電阻。

五、詳細(xì)工作原理

1. 溫度傳感器

基于pn結(jié)的溫度傳感器可以測量最多兩個(gè)pn結(jié)的溫度。如果外部“二極管”引腳短路到地或未連接，溫度將被讀取為0°C。

2. PWM輸出

兩個(gè)測量溫度中的較大值用于風(fēng)扇控制。溫度與三個(gè)閾值進(jìn)行比較：高溫閾值（THIGH）、低溫閾值（TLOW）和過溫閾值（OT）。PWM_OUT的占空比變化分為64步，溫度超過THIGH時(shí)占空比增加，低于TLOW時(shí)占空比減小。

3. 風(fēng)扇故障檢測

通過監(jiān)測風(fēng)扇的速度或鎖定轉(zhuǎn)子邏輯信號(hào)來檢測風(fēng)扇故障。只有當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比為100%時(shí)，風(fēng)扇故障檢測才會(huì)啟用。

4. OT輸出

當(dāng)測量溫度超過OT編程輸入選擇的值時(shí)，OT輸出被斷言，直到溫度下降到閾值以下才會(huì)解除。

5. FULLSPD輸入

MAX6643的FULLSPD輸入可以強(qiáng)制PWM_OUT的占空比達(dá)到100%，允許微控制器在必要時(shí)強(qiáng)制風(fēng)扇全速運(yùn)行。

六、應(yīng)用信息

1. 適用場景

適用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、臺(tái)式計(jì)算機(jī)和工作站等。

2. 遠(yuǎn)程傳感器晶體管

使用外部熱二極管時(shí)，溫度精度取決于二極管連接的小信號(hào)晶體管的質(zhì)量。推薦使用一些特定型號(hào)的晶體管，如Central Semiconductor的CMPT3906等。

3. 理想因子和串聯(lián)電阻的影響

理想因子和串聯(lián)電阻會(huì)影響遠(yuǎn)程溫度測量的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行相應(yīng)的校正。

4. ADC噪聲濾波

在DXP引腳使用外部2200pF電容器進(jìn)行高頻電磁干擾濾波。

5. 雙絞線和屏蔽電纜

對(duì)于遠(yuǎn)程傳感器距離較長或在嘈雜環(huán)境中，推薦使用雙絞線或屏蔽電纜。

6. PCB布局

PCB布局時(shí)需要注意將控制器靠近遠(yuǎn)程二極管，避免DXP線靠近噪聲源，路由DXP和GND跡線時(shí)要平行且靠近等。

七、總結(jié)

MAX6643/MAX6644/MAX6645自動(dòng)PWM風(fēng)扇速度控制器為電子設(shè)備的散熱提供了一種高效、可靠的解決方案。其豐富的特性和靈活的配置選項(xiàng)，使得工程師可以根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要注意遠(yuǎn)程傳感器的選擇、噪聲濾波和PCB布局等問題，以確保設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。你在使用這類風(fēng)扇速度控制器時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。