【合理的风扇控制设计确保电信设备可靠运行】 cpu风扇声音大嗡嗡响

　　摘要：随着IC功率密度的提高、系统工作速度的不断提升，热管理设计成为提高系统可靠性不可缺少的手段。本文讨论了电信及其他高可靠性设备的风扇控制设计方案。　　关键词：风扇；温度监控；风扇控制

　　引言

　　当今的电信设备对可靠性要求极高，很多设备配备了冗余电源备份，主控板采用双备份。同时设备的体积也在缩小，随着芯片集成度的提高，单位面积内的功率也在大幅增加。所有这些因素都对散热设计提出了更高的要求，因此温度监控和风扇控制设计在电信设备中显得尤为重要。

　　风扇控制设计的主要目的是保证电信设备的可靠运行，所以风扇控制芯片本身应该具有高可靠性。Maxim对于温度传感器和风扇控制器采用了6δ控制体系，其百万产品的失效率仅有3或4。本文介绍了几种相关的风扇控制方案。

　　无刷直流风扇

　　无刷直流风扇是很多设备的选择，无刷直流风扇的特点是可靠性高、简单易用。无刷直流风扇是2线器件，在其两端加上直流电压即可工作。电信设备最简单的制冷方法就是给风扇加上直流电压，打开开关即可工作。直流工作电压有5V、12V、24V、48V。12V的风扇较为普遍。如果系统没有12V电压，也可以选用5V风扇。对于2线风扇，其转速和消耗的电流随着直流电压的不同而变化。

　　风扇监测

　　虽然无刷直流风扇的可靠性很高，使用寿命也很长，但是无刷直流风扇仍然是机械部件，仍然有磨损和失效。随着时间的推移，其制冷效率会下降甚至完全失效。这就是 ……此处隐藏2811个字…… 的电源电压或带有转速计的风扇的速度控制输入。图3是MAX6640的典型应用。

　　风扇控制芯片的PCB布局

　　风扇控制电路的布局对于保证系统的可靠工作非常重要，以下给出了一些电路板布局中的注意事项：

　　・芯片应尽可能靠近远端二极管。在噪声环境中，比如计算机主板，这种距离可以为4英寸至8英寸或者更长，最好能够远离噪声源(比如CRT，时钟发生器，存储总线以及ISA／PCI总线)。

　　・不要将DXP连线布在与CRT的偏转线圈相邻的地方。同样，布线不要跨过存储器的高速总线，否则会很容易引入+3℃的误差，即使提供了良好的滤波也无济于事。除此之外，其它噪声源的影响要小得多。

　　・DXP与GND的走线保持平行，并相互靠近，同时远离任何高压走线，比如+12V直流电压线。避免影响PCB，产生较大的漏电流。DXP与地之间的20MQ的泄漏路径可能造成大约+1℃的误差。

　　・使用尽可能少的过孔和跨线，降低铜／焊点所产生的热电偶效应。

　　・如果引入了热电偶，应确保DXP与GND路径上具有匹配的热电偶。通常，PCB产生的热电偶不会带来严重的问题。铜／焊点热电偶具有3μV／℃的灵敏度，产生+1℃的测量误差，会在DXP／GND产生大约200gV的电压误差。因此大多数寄生热电偶误差被淹没掉。

　　・使用宽引线，较细的引线具有较高的寄生电感，易于拾取辐射噪声。建议根据实际条件，尽可能采用10rail甚至更宽的引线和引线间距。

　　・在DXP引线与携带高频噪声的信号线之间铺设隔离地线，有助于降低EMI。