I2C双风扇速度控制器提高效率并降低噪音

繁忙的服务器和基于机架的网络和电信设备依靠勤奋的冷却系统来防止崩溃。最简单的冷却系统是一排风扇始终全速运行。这种方法确保了凉爽的环境，但过度补偿既没有效率，对粉丝也没有好处。全职工作的高输出风扇不会持续很长时间（它们的轴承磨损），效率不是很高（它们也使用电源），并且噪音很大（尤其是当它们的轴承磨损时）。LTC®1840 双风扇速度控制器通过连续调节风扇速度以匹配系统的瞬时冷却要求，从而减少了轴承上的磨损和噪音。

LTC1840 通过一个 I 监视和控制多个风扇2C 和 SMBus 兼容 2 线串行接口。它提供两个风扇速度控制通道，具有风扇转速计和故障监控功能、16 个从地址和 <> 个通用可编程 I/O 引脚，全部采用方便的 <> 引脚 SSOP 封装。

图 1 示出了使用 LTC1840 的风扇速度控制系统的框图。LTC1840 包含两个用于控制风扇速度的电流输出 DAC。缩放的电流单独调节开关稳压器的风扇驱动输出电压。VO随着电流 I 的增加而增加代数转换器在串行接口的命令下增加。由一个DAC控制的风扇数量仅受开关稳压器输出功率的限制。

图1.LTC1840 风扇速度控制框图

LTC1840 的 TACH 引脚监视包括一个转速计输出的风扇的速度。内部逻辑在风扇转速表的上升沿之间累积最多 255 个计数。计数器的速率由 2kHz 内部振荡器的除数（通过串行接口选择 4、8、16 或 50）决定。风扇因轴承磨损而减速或因卡纸而停止将导致内部计数器溢出，并在故障寄存器中设置相应的位。然后，系统控制器可以采取行动，关闭故障风扇并召集维护。

该芯片包含四个独立配置的通用输入/输出 （GPIO） 引脚。作为漏极开路输出，它们可以设置为高电平、低电平或以 1.5Hz 速率脉冲。输出的额定灌电流为 10mA，因此可以驱动 LED。当 GPIO 引脚配置为输入时，它们可以监视热开关、按钮以及开关稳压器和热插拔的故障或电源良好输出™控制器。故障寄存器检测并标记状态更改。

内部数据寄存器通过 I 读取和编程2C 通过指定设备地址和寄存器地址。DACA 和 DACB 寄存器以 100 级标度控制 255μA 电流输出。状态寄存器允许用户启用 TACHA 和 TACHB 故障数据，并为内部计数器频率设置除数。内部计数与转速表速度成反比，存储在TACHA和TACHB寄存器中。未屏蔽的故障将 FAULT 引脚设置为高电平，作为即时硬件警报。GPIO 设置和 GPIO 数据寄存器配置 GPIO 引脚、分配输出和故障状态以及读取输入状态。

连续系统冷却和转速表监控

图 2 中的电路演示了 LTC1840 的功能。两个 LTC1771 高效率降压型稳压器中的每一个都可以为多达 12 个 420V、1771mA 风扇提供电源。如图所示，上部 LTC3 驱动一个由一个空闲冗余风扇支持的单个风扇。在主风扇发生故障时，GPIO1771 将关闭 LTC<>，并同时全速激活备用风扇。这两个风扇一次运行一个，因此它们的转速计输出是有线的OR，并且只需要一个输入（TACHA）来监控它们的速度。

图2.利用 LTC1840 控制四个风扇。

另外两个风扇由第二个 LTC1771 并联驱动，并由 TACHB 交替监视。这些风扇同时工作，因此其转速计输出由四通道 NAND 门复用。GPIO2 在脉冲模式下工作，用于为多路复用器提供时钟。

附加功能

对于需要多个风扇控制器的应用，LTC1840 的三态 （高、低、无连接） 地址编程输入支持 1840 个用户可选的从地址。FAULT 输出绕过串行接口，并立即关注 LTC<> 检测到的故障情况，包括转速计的减速和 GPIO 逻辑状态的变化。

如果BLAST引脚在启动时为高电平，或者随时出现高到低转换，则DAC输出电流立即被强制为满量程，芯片等待来自串行总线的命令。此外，当 BLAST 设置为高电平时，LTC1840 利用一个内部看门狗定时器防止系统控制器崩溃。如果超过1.5分钟未访问器件，则两个DAC输出均进入满量程，以保证充分冷却。

审核编辑：郭婷