CN100461614C - 风扇马达转速控制电路及其电压调节组件 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种风扇马达转速控制电路及其电压调节组件。本发明的风扇马达转速控制电路包含一电压调节组件及一与电压调节组件电连接的驱动组件，驱动组件还包含一脉波产生单元、一转速控制单元及一驱动单元。转速控制单元比较电压调节组件的一可变输出电压以及脉波产生单元所产生的一高频脉波信号的电压位准后输出一控制信号予驱动单元，进而达到驱动风扇马达的转动的目的。应用时，电压调节组件与驱动组件以并联的方式共享一电压源。

Description

风扇马达转速控制电路及其电压调节组件

技术领域

本发明主要是关于一种电压调节组件，尤其是关于一种风扇马达转速控制电路的电压调节组件。

背景技术

在已知的风扇马达转速控制技术中，熟悉此项技术人士可利用一电压调节电路(voltage regulating circuit)对于一驱动IC(integrated circuit)的输入电压的调节(modulation)以及对于一晶体管开关的切换(switch)来控制风扇马达的转速。

图1显示一现有风扇马达转速控制电路1，其中驱动IC15的电源端子151与电压源10之间跨接了电压调节电路100，输出端子152a^-152b连接至风扇马达线圈17，激磁端子153a^-153c连接至霍尔组件(图中以H表示)16，霍尔组件16用来检知风扇马达的转子(未显示)的磁极以使风扇马达线圈17的电流方向配合转子磁极的位置。

上述的电压调节电路100包含有电阻器11、PNP型晶体管12、电阻器13及齐纳二极管(Zerner Diode)14。在此所应用的电压调节电路100主要是依照电压源10所提供的电压值Vin来进行驱动IC15的输入电压Vcc的调节，进而让风扇马达具有不同的转速。

第一种情况是，当电压值Vin小于齐纳二极管14的崩溃电压Vz时，例如电压值Vin为驱动IC15的最小额定电压值例如5.5伏特但小于6.2伏特的崩溃电压Vz，此时晶体管12不会被导通而风扇马达的转速控制是借由电阻器11的电阻值R2的调整来达成。

第二种情况是，当电压值Vin大于齐纳二极管14的崩溃电压Vz时，例如电压值Vin为驱动IC15的最大额定电压值例如12伏特，此时晶体管12会被导通而风扇马达因而切换至高转速。

然而，在第一种情况中电阻器11会衰减驱动IC15的电源端子151的输入电压值Vcc，使得驱动IC15因驱动电压小于额定电压值而无法正常工作。此外，在第二种情况中，由于晶体管12将承受大电流以及大功率，因此应用上所采用的晶体管12必定昂贵而加重成本负担。

发明内容

有鉴于上述现有风扇马达的转速控制电路的电压调节电路的缺失，本发明提出一种用于用于风扇马达转速控制电路的电压调节组件。基于本发明的利用可免除前述必须承受大电流以及大功率的昂贵晶体管的使用，使得风扇马达的转速控制电路所遭遇的电压调节成本高的问题获得解决。

依本发明的用于风扇马达转速控制电路包含一电压调节组件及一与电压调节组件电连接的驱动组件，驱动组件还包含一脉波产生单元、一转速控制单元及一驱动单元。

本发明的转速控制单元比较电压调节组件的一可变输出电压以及脉波产生单元所产生的一高频脉波信号的电压位准，并输出一控制信号予驱动单元，进而达到驱动风扇马达的转动的目的。应用时，电压调节组件与驱动组件以并联的方式共享一电压源。

在本发明的一实施例中，上述的驱动组件较佳为一驱动IC，而上述的电压调节组件较佳为多个电阻器以及一晶体管所组成，这些晶体管可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双载子晶体管。

由于本发明的应用让驱动组件的输入电压等于电压源的电压，因此可避免驱动组件工作不正常的情况发生。另外，本发明所采用的晶体管并不需要承受大电流乃至于消耗大功率，因而可节省电路设计上的成本。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明。

附图说明

图1是一显示一现有风扇马达的转速控制电路的示意图。

图2是一显示本发明的风扇马达的转速控制电路的架构的方块图。

图3是一显示本发明一实施例的风扇马达的转速控制电路及其电压调配组件的示意图。

图4是一显示本发明另一实施例的电压调配组件的示意图。

图5是一显示本发明风扇马达转速控制电路的另一设计架构的方块图。

具体实施方式

请参见图2，本发明的风扇马达转速控制电路架构主要包含一电压调节组件21及一驱动组件22，其中驱动组件22包含一转速控制单元221、一脉波产生单元222、及一驱动单元223，驱动组件22较佳为一驱动IC，如后述的实施例所示。此外，电压调节组件21及驱动组件22以并联的方式共享一电压源20，转速控制单元221根据脉波产生单元222所产生的特定频率的三角波或方波信号的电压位准与电压调节组件21所输出的电压位准的比较结果，来输出一控制信号至驱动单元223，进而由驱动单元223驱动风扇马达(图中以M表示)23转动。其中，前述特定频率例如是高频或低频；脉波产生单元222例如是脉宽调变单元(Pulse Width Modulation unit，PWM unit)。

请参见图3，本发明一实施例的风扇马达转速控制电路3至少包含一电压调节组件32及一驱动IC33，其中图2中的转速控制单元221、脉波产生单元222、及驱动单元223被整合在驱动IC33中。

驱动IC33至少具有电源端子331、电压位准比较端子333a^-333b、端子334及输出端子335a^-335b。驱动IC33经由电源端子331与电压值为Vin的电压源31电连接，驱动IC33内的转速控制单元经由电压位准比较端333a^-333b与电压调节组件32电连接，驱动IC33内的脉波产生单元经由脉波信号端子334与电容器36电连接，驱动IC33内的驱动单元223经由输出端子335a^-335b与风扇马达线圈35电连接。此外，驱动IC33还可具有激磁端子332a^-332c，并经由这些端子与霍尔组件(图中以H表示)34电连接。霍尔组件34以及风扇马达线圈35与驱动IC33的电连接关系与现有者相同，在此不再赘述。

本实施例的电压调节组件32是由多个电阻器321^-324以及一例如是增强型金属氧化物半导体场效应晶体管(the enhancement-mode metal-oxidesemiconductor field-effect transistor；MOSFET)325的晶体管所电连接组成。其中电阻321及电阻323的一端并联至电压源31以共享该电压源31，电阻321的另一端连接至晶体管325的栅极，电阻323的另一端连接至晶体管325的源/漏极，且晶体管325另一端的漏/源极接地。电压调节组件32具有一电压输入端子320及一电压输出端子326，电压输入端子320与电压源31电连接，而电压输出端子326则与电压位准比较端子333a^-333b电连接。

在本实施例中，由于驱动IC33与电压调节组件32以并联的方式共享电压源31，因而可确保驱动IC33的输入电压值Vcc即为电压源31的电压值Vin，以避免驱动IC33在不稳定的电压下工作或甚至于无法正常工作的情况发生。

另一方面，被整合在驱动IC33中的转速控制单元在透过电压位准比较端子333a^-333b获得电压调节组件32的输出电压后，会定出两个比较参考电压V_TH及V_RMI，并将驱动IC33的脉波产生单元所产生的一三角波信号的电压位准V_CPWM拿来和V_TH及V_RMI作一比较，进而输出一控制信号至驱动IC33的驱动单元来驱动风扇马达。值得注意的是，本发明利用电阻器321^-324的电阻值R1、R2、R3及R4及MOSFET 325的特性来调整比较参考电压V_TH及V_RMI的大小，以达控制的目的，亦即比较参考电压V_TH及V_RMI为一可变电压。

请参照图4，在另一实施例中，上述的电压调节组件32亦可由电压调节组件42来取代。电压调节组件42是由多个电阻器421^-423、一齐纳二极管424以及一双载子晶体管425所电连接组成，其具有一电压输入端子420及一电压输出端子426，电压输入端子420与图3的电压源31电连接，而电压输出端子426与图3的电压位准比较端子333a^-333b电连接。同样地，本实施例利用电阻器421^-423的电阻值及齐纳二极管424与双载子晶体管425的特性来调节比较参考电压V_TH及V_RMI，以达控制马达转速的目的。

就本发明的应用而言，由于驱动IC的输入电压与电压源之间并不跨接其它电路组件，因此并无电压耗损问题，因而可避免驱动IC无法正常工作的情况发生。此外，本发明亦不采用须承受大电流、大功率的晶体管组件，因此可节省整个马达控制电路的设计成本。

图5为一显示本发明风扇马达转速控制电路的另一设计架构的方块图。如图5所示，电压准位调节电路511与脉波产生单元512整合成为一电压分析组件51，且该电压分析组件51与驱动组件52以并联的方式共享电压源50。电压准位调节电路511是接收电压源50的电压或电流，并输出依据电压或电流自我调整频宽的脉波信号，具体而言，是依据此电压或电流值调整脉波产生单元512产生的脉波信号的频宽。驱动组件52接收该脉波信号，并依据该脉波信号调整风扇马达53的转速。

综上所述，本发明已借由上述的实施例及变化例来详加描述。然而，熟悉该项技术者当了解的是，本发明的所有的实施例在此仅为例示性而非为限制性，亦即，在不脱离本发明实质精神及范围内，上述所述及的风扇马达转速控制电路及其电压调节组件的其它变化例及修正例均为本发明所涵盖。因此，本发明是由后附的本申请权利要求范围所加以界定。

Claims (18)

1.一种风扇马达转速控制电路，依据一电压源的变化而控制风扇马达的转动且该电压源是该风扇马达的动力源，包含：

一电压调节组件，直接电性连接该电压源，并依照该电压源来进行调节，以产生一输出电压；以及

一驱动组件，直接电性连接该电压源，并与该电压调节组件电连接，其包含：

一脉波产生单元，产生一脉波信号；

一转速控制单元，接收该电压调节组件的该输出电压以及该脉波信号，并于比较该输出电压的位准及该脉波信号的电压位准后输出一控制信号；以及

一驱动单元，接收该控制信号，以驱动风扇马达的转动；

其中，该电压调节组件与该驱动组件以并联的方式共享该电压源。

2.一种风扇马达转速控制电路的电压调节组件，该风扇马达转速控制电路直接电性连接一电压源，并具有一转速控制单元及一产生脉波信号的脉波产生单元，且依据该电压源的变化而控制风扇马达的转动，而该电压源是该风扇马达的动力源，该电压调节组件直接电性连接该电压源，其包含：

一输入端子；

一输出端子，与该转速控制单元电连接；

至少一电阻器；及

一晶体管，与该电阻器电连接；

其中，该输出端子的电压依据该电阻器的电阻值而调节，该转速控制单元比较该输出端子的电压及该脉波信号的电压的位准，控制该风扇马达的转动；且

其中，该电压调节组件与该风扇马达转速控制电路以并联的方式共享该电压源。

3.如权利要求2所述的用于风扇马达转速控制电路的电压调节组件，其特征在于还包含一齐纳二极管。

4.一种风扇马达转速控制电路，依据一电压源的变化而控制风扇马达的转动且该电压源是该风扇马达的动力源，包含：

一电压分析组件，直接电性连接该电压源，包括：

一脉波产生单元，产生一脉波信号，及

一电压准位调节电路，接收该电压源的一电压或一电流，并依据该电压或电流调整该脉波信号的频宽；以及

一驱动组件，直接电性连接该电压源，并与该电压分析组件电连接，该驱动组件接收该脉波信号，并依据该脉波信号调整该风扇马达的转速；

其中，该电压分析组件与该驱动组件以并联的方式共享该电压源。

5.一种马达转速控制电路，依据一电压源的变化而控制风扇马达的转动且该电压源是该风扇马达的动力源，包含：

一电压分析组件，直接电性连接该电压源，接收该电压源的一电压或一电流，并输出依据该电压或电流自我调整频宽的一脉波信号；以及

一驱动组件，直接电性连接该电压源，并与该电压分析组件电连接，该驱动组件接收该脉波信号，并依据该脉波信号调整该马达的转速；

其中，该电压分析组件与该驱动组件以并联的方式共享该电压源。

6.如权利要求5所述的马达转速控制电路，其特征在于该脉波信号是为高频脉波信号或低频脉波信号。

7.如权利要求5所述的马达转速控制电路，其特征在于该电压或电流是可变的。

8.如权利要求5所述的马达转速控制电路，其特征在于该驱动组件是一驱动IC，且该驱动组件的电源端子电连接至该电压源。

9.如权利要求5所述的马达转速控制电路，其特征在于该电压分析组件包含：

一脉波产生单元，产生该脉波信号；以及

一电压准位调节电路，接收该电压源的该电压或电流，并依据该电压或电流调整该脉波信号的频宽。

10.如权利要求9所述的马达转速控制电路，其特征在于该电压准位调节电路包含至少一电阻器及至少一晶体管。

11.如权利要求10所述的马达转速控制电路，其特征在于该晶体管是一增强型金属氧化物半导体场效应晶体管。

12.如权利要求9所述的马达转速控制电路，其特征在于该电压准位调节电路还包含一齐纳二极管。

13.如权利要求9所述的马达转速控制电路，其特征在于该电压准位调节电路包含：

至少一晶体管，具有一第一电极及一第二电极；

至少一第一电阻器，一端连接至该第一电极；以及

至少一第二电阻器，一端连接至该第二电极；

其中该第一电阻器与该第二电阻器的另一端以并联的方式共享该电压源。

14.如权利要求13所述的马达转速控制电路，其特征在于该电压准位调节电路还包含一齐纳二极管。

15.如权利要求13所述的马达转速控制电路，其特征在于该晶体管是一增强型金属氧化物半导体场效应晶体管。

16.如权利要求13所述的马达转速控制电路，其特征在于该第一电极是栅极。

17.如权利要求13所述的马达转速控制电路，其特征在于该第二电极是源/漏极。

18.如权利要求9所述的马达转速控制电路，其特征在于该脉波产生单元是脉宽调变单元。

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