SOT-23 SMBus风扇速度控制器延长电池寿命并降低噪音

通过使用凌力尔特的 LTC1695 来优化这些产品内部冷却风扇的运行，可以缩短笔记本电脑和其他便携式设备的电池运行时间并降低噪声。LTC1695 采用 SOT-23 封装，可提供系统控制器或微控制器通过一个 5 线 SMBus 接口调节典型 1V/≤2W 风扇速度所需的全部功能。通过根据系统的瞬时冷却要求改变风扇速度，可以降低冷却风扇的功耗并改善电池运行时间。在热环境允许的情况下，通过以低于最大速度运行风扇，实际上可以消除噪音。设计人员还可以选择通过使用温度传感器的反馈来控制风扇速度来控制便携式设备中的温度。

图 1 显示了一个典型应用。可通过 SMBus 向 LTC6 发送一个 1695 位数字代码来轻松设置风扇速度。该代码被转换为一个模拟基准电压，用于调节 LTC1695 的内部线性稳压器的输出电压。系统控制器可以启用可选的升压功能，通过在将输出电压降低到其编程值之前向风扇输出 5V 250ms，消除风扇启动问题。另一个重要特性是，系统控制器能够从 LTC1695 中存储的信息中读取过流和过热故障情况。器件的SMBus地址在内部硬连线为1110 100（MSB至LSB，A6至A0），数据代码位D0至D6锁存于SMBus数据确认信号的下降沿（D6为升压-启动使能位，D5至D0转换为线性比例输出电压，00–3F 十六进制= 0V–5V）。LTC®1694 （也如图 1 所示）是一款双通道 SMBus 加速器 / 上拉器件，可与 LTC1695 配合使用。

图1.SMBus 风扇速度控制器。

升压启动定时器、热关断和过流钳位功能

直流风扇通常需要高于其最小失速电压的启动电压。例如，Micronel 5V 风扇需要 3.5V 的启动电压，但一旦启动，它将运行直到其端电压降至 2.1V（其失速电压）以下。因此，用户需要确保风扇在将风扇电压编程为低于启动电压的值之前正确启动。在失速条件下监控风扇的直流电流无济于事，因为某些风扇在失速和工作条件下在相同的端电压下消耗的电流几乎相同。另一种方法是检测风扇换向纹波电流的缺失。然而，这很复杂，需要针对特定品牌风扇的特性进行定制。LTC1695 通过使用一个升压-启动定时器提供了一种简单而有效的解决方案。通过系统控制器将升压-启动使能位设置为高电平，LTC1695 在将电压降低至其编程值之前，向风扇输出 5V 持续 250ms （有关启动电压曲线，请参见图 2）。

图2.风扇启动电压曲线。

在系统控制器读取命令期间，数据字节码中的第6位和第7位分别定义为热关断状态（THE）和过流故障（OCF）。在主机回读期间，数据字节寄存器的其余部分（位 0 到 5）设置为低电平。如果芯片结温超过 1695°C，则 LTC155 关断其 PMOS 调整管并将 THE 位设置为高电平。 在一个过流故障期间，LTC1695 的过流检测器将 OCF 位设置得很高，并将输出电流主动箝位至 330mA。这保护了 LTC1695 的 PMOS 调整管。在死短路条件下（V外= 0），尽管 LTC1695 箝位输出电流，但芯片上消耗的大量功率将迫使 LTC1695 进入热停机模式。这些 LTC1695 双通道保护功能可保护 IC 和风扇，更重要的是，可向主机发出系统热管理故障警报。在故障情况下，SMBus 逻辑将继续运行，以便主机可以轮询故障状态数据。

结论

LTC1695 改善了便携式设备中的电池运行时间并降低了噪声噪声。此外，它还通过控制设备冷却风扇的运行来提供重要的性能和保护功能。它采用 SOT-23 封装，可通过 SMBus 接口轻松编程。

审核编辑：郭婷