采用LM35(无MCU)的冷却风扇控制器

功率器件的高温是电子领域众所周知的现象。为了克服这一困难，设计人员需要在器件上安装散热器来散热。然而，在许多商用和家用设备中，仅嵌入散热片是不够的，还必须使空气更快速地循环以降低散热片和器件的温度，否则就会大大降低器件的使用寿命。xnZednc

本文所提出的自动风扇控制器电路板简单、紧凑，并且可嵌入到商业设备中。LM35温度传感器可以使用一些硅胶固定在散热器上。xnZednc

用户可使用电位器轻松设置温度阈值。该电路板可使用5V或12V电源供电，因此可以使用各种5V或12V的微型PC风扇。xnZednc

我使用Altium Designer 21和SamacSys元器件库(SamacSys Altium插件)绘制了原理图和PCB。除连接器外，所有元器件均为SMD且易于焊接。xnZednc

电路分析

图1给出了该设备的原理图。两个主要器件是温度传感器和运算放大器。xnZednc

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图1：散热风扇控制器的原理图(Altium Designer)。xnZednc

U1是配置为比较器的LM358运算放大器[1]。如果正输入的电压高于/低于负输入，则输出会接近VCC/GND。当环境温度(正引脚上的电压)高于预设温度(负引脚上的电压)时，输出将会触发，反之亦然。LM358有两个运放。第二个运放未被使用，因此将其配置为电压跟随器。R2是一个多圈电位器，可用于轻松调节温度阈值。xnZednc

R3和D2用于限制U1的输出电压，因为Q1的栅极引脚的最大容许电压为8V[2]。此外，它们有助于将D3 LED的电压保持在4.7V左右，因此R4的值对于任何电源电压都固定为470R。R5则用于防止Q1的栅极受到意外触发。xnZednc

Q1是SI2302 N沟道SMD MOSFET[2]，它可以连续开关高达2.2A电流，因此我决定使用这个MOSFET，而不是使用机械继电器。D1用来保护Q1免受反向感应电流的影响，C3用于降低开关噪声。C1和C2是旁路电容，用于降低噪声。xnZednc

PCB布局

图2展示了该设计的PCB布局。它是双层PCB板，除连接器外，所有元器件均为SMD。电路板尺寸为3.8cm×1.9cm。xnZednc

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图2：冷却风扇控制器的PCB布局(Altium Designer)。xnZednc

当我决定为这个项目设计原理图和PCB时，我意识到我的元器件库存储中没有U1[3]和Q1[4]的元器件库。因此，像往常一样，我选择了IPC级SamacSys元器件库，并使用免费的SamacSys工具和服务安装了缺失的库(原理图符号、PCB封装和3D模型)。有两种方法可将库导入到电子设计CAD软件中：可以访问componentsearchengine.com，下载库并将其导入；也可以使用SamacSys CAD插件，直接将元器件模型导入到设计环境中。图3展示了所有支持的电子设计CAD软件[5]。所有形式的CAD软件都可以受到支持。我使用了Altium Designer，因此我利用SamacSys Altium的插件安装了缺失的库(图4)[6]。xnZednc

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图3：SamacSys插件所支持的电子设计CAD软件。xnZednc

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图4：SamacSys Altium插件中选定的元器件库。xnZednc

物料清单

图5给出了该项目的物料清单。xnZednc

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图5：物料清单。xnZednc

参考文献

来源：https://www.pcbway.com/blog/technology/Cooling_FAN_Controller_using_an_LM35_8d3d76cb.htmlxnZednc

[1]: LM358 datasheet: https://www.st.com/resource/en/datasheet/lm358.pdfxnZednc

[2]: SI2302 datasheet: https://www.vishay.com/docs/63653/si2302dds.pdfxnZednc

[3]: LM358 schematic symbol, pcb footprint, 3D model: https://componentsearchengine.com/part-view/LM358D/STMicroelectronicsxnZednc

[4]: Si2302 schematic symbol, pcb footprint, 3D model: https://componentsearchengine.com/part-view/SI2302DDS-T1-GE3/VishayxnZednc

[5]: Electronic designing CAD software plugins: https://www.samacsys.com/library-loader-helpxnZednc

[6]: Altium Designer plugin: https://www.samacsys.com/altium-designer-library-instructionsxnZednc

（原文刊登于EDN姊妹网站EEWeb，参考链接：Cooling FAN Controller Using an LM35 (No MCU)，由Franklin Zhao编译。）xnZednc

本文为《电子技术设计》2022年5月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。xnZednc