CN100513799C - 风扇系统及其低转速检知装置 - Google Patents
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Abstract
一种风扇系统包括一驱动装置、一低转速检知装置以及一逻辑装置。该驱动装置产生一转速检知信号与一预定警示信号；该低转速检知装置与该驱动装置电连接，接收该转速检知信号，且当该转速检知信号低于一参考信号时，产生一低转速信号；该逻辑装置分别与该驱动装置及该低转速检知装置电连接，当接收该预定警示信号或该低转速信号时，据以产生一警示信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种风扇系统及其低转速检知装置，特别是涉及一种具有低转速警示功能的风扇系统及其低转速检知装置。
背景技术
随着电子装置朝向高性能、高频率、高速度与轻薄化的迅速发展，造成电子装置的发热温度越来越高，因而容易产生不稳定现象，影响产品可靠度，所以散热已成为目前电子装置的重要课题之一。
已知技术通常利用一风扇系统作为散热结构，以维持电子装置能够正常运作。请参阅图1所示，一种已知风扇系统10主要具有多个风扇11以及多个驱动芯片12，所述风扇11相互串联连接(以气体流动方向而言)，所述风扇11的串联方式亦可为将所述风扇11的扇框相互连接。当任一风扇11故障而停止转动(例如该风扇11的扇叶被异物卡住)时，其相对应的该驱动芯片12即可检测到该故障风扇11停止转动的情况，而发出一预定警示信号RD(例如一高电平电压)至一电子装置1，以便警示该风扇11已发生故障，以利进行更换或是检修该故障风扇11。
然而，因所述风扇11是相互串联连接，该故障风扇11可能会被其它风扇带动而转动，此时该故障风扇11对应的该驱动芯片12无法检测故障情况而产生误判，以至于无法发出该警示信号RD。
因此，本发明提供一种风扇系统及其低转速检知装置，以改善上述的问题。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种风扇系统及其低转速检知装置以当风扇转速过低时，产生一警示信号，达到应有的警示功能。
为实现上述目的，依本发明的一种风扇系统包括一风扇模块、一驱动装置、一低转速检知装置、一逻辑装置、一霍尔组件以及一开关装置。该风扇模块具有至少一风扇；该驱动装置与该风扇模块电性连接，以控制该风扇模块的转速，并产生一转速检知信号与一预定警示信号；该低转速检知装置与该驱动装置电连接，接收该转速检知信号，且当该转速检知信号低于一参考信号时，产生一低转速信号；该逻辑装置分别与该驱动装置及该低转速检知装置电连接，当接收该预定警示信号或该低转速信号时，据以产生一警示信号；该开关装置与该霍尔组件及该逻辑装置电连接，当该开关装置接收该警示信号时，即关闭该霍尔组件。
为实现上述目的，依本发明的另一种风扇系统接收一转速检知信号，该风扇系统包括一低转速检知装置、一逻辑装置、一霍尔组件以及一开关装置。该低转速检知装置接收该转速检知信号，且当该转速检知信号低于一参考信号时，产生一低转速信号；该逻辑装置与该低转速检知装置电连接，当接收该低转速信号时，据以产生一警示信号；该开关装置与该霍尔组件及该逻辑装置电连接，当该开关装置接收该警示信号时，即关闭该霍尔组件，使该风扇系统停止运作。
为实现上述目的，依本发明的一种风扇系统的低转速检知装置，该风扇系统具有一驱动装置产生一转速检知信号，该低转速检知装置包括一信号处理单元以及一比较单元。该信号处理单元接收且依据该转速检知信号，产生相对应的一转速信号；该比较单元与该信号处理单元电连接，接收该转速信号与一参考信号进行比较，当该转速信号低于该参考信号时，产生一低转速信号，据以产生一警示信号。
为实现上述目的，依本发明的另一种风扇系统的低转速检知装置，接收一转速检知信号，该低转速检知装置包括一信号处理单元以及一比较单元。该信号处理单元接收且依据该转速检知信号，产生相对应的一转速信号；该比较单元与该信号处理单元电连接，接收该转速信号与一参考信号进行比较，当该转速信号低于该参考信号时，产生一低转速信号，据以产生一警示信号。
承上所述，因依本发明的一种风扇系统及其低转速检知装置藉由检知该风扇的转速，并且在该风扇转速过低时，产生该警示信号，以避免该故障风扇被其它风扇带动而转动，而无法检测故障情况并发出该警示信号的情况发生。与已知技术相比较，本发明藉由检知该风扇的转速以确实检出风扇故障，双重确保以达到应有的警示功能。
附图说明
图1为一种已知风扇系统的一示意图；
图2为本发明较佳实施例的一种风扇系统的一示意图；
图3为本发明较佳实施例的一种风扇系统的一电路图；以及
图4为本发明另一较佳实施例的一种风扇系统的一电路图。
附图符号说明：
1、2 电子装置 10、20、40 风扇系统
11 风扇 12 驱动芯片
21、41 驱动装置 22、42 低转速检知装置
221、421 信号处理单元 222、422 比较单元
23、43 逻辑装置 24、44 风扇模块
25、45 霍尔组件 26、46 开关装置
411 驱动芯片 412 桥式驱动电路
P1 第一信号端 P2 第二信号端
RD、RD’ 预定警示信号 FG、FG’ 转速检知信号
V1、V1’ 转速信号 VL、VL’ 低转速信号
alarm 警示信号 D1～D3 二极管
Q1～Q3 开关组件
R1～R3、RL 电阻器 C 电容器
U1、U3 放大器 U2、U4 比较器
G 栅极 S 源极
D 漏极 B 基极
C 集极 E 射极
input1 第一输入端 input2 第二输入端
output 输出端 Vref、Vref’ 参考信号
具体实施方式
以下将参照相关附图说明依本发明较佳实施例的一种风扇系统及其低转速检知装置。
请参阅图2与图3所示，为本发明较佳实施例的一种风扇系统的示意图与电路图。该风扇系统20可与一电子装置2配合使用，该风扇系统20包括一驱动装置21、一低转速检知装置22、一逻辑装置23以及一风扇模块24。该风扇模块24具有至少一风扇。
该驱动装置21可为一驱动芯片或一驱动电路，其与该风扇模块24电连接，以控制该风扇模块24的转速。并且该驱动装置21具有一第一信号端P1与一第二信号端P2，该第一信号端P1可发出一转速检知信号FG，而第二信号端P2可发出一预定警示信号RD。
于本实施例中，该转速检知信号FG为一脉冲宽度调变(Pulse WidthModulation，PWM)信号，当该转速检知信号FG频率越高时，表示该风扇模块24的转速越快。虽然于本实施例中，该转速检知信号FG是由该驱动装置21提供，但不限定于此，亦可由外加的一转速检测组件(图未显示)提供。
该预定警示信号RD可为一高电压电平信号，其为该驱动装置21内部预定的警示信号，当该风扇模块24损坏时，该驱动装置21可检测到该风扇模块24停止转动的情况，而发出该预定警示信号RD。其中，该驱动装置21的该第二信号端P2内部可以一开集极(open collector type)电路，以产生该预定警示信号RD。
该低转速检知装置22包括一信号处理单元221与一比较单元222。该信号处理单元221与该驱动装置21电连接且用以接收该转速检知信号FG，并且依据该转速检知信号FG产生相对应的一转速信号V1，以利后续电路处理。
如图3所示，该信号处理单元221包括一第一开关组件Q1、至少一电容器C、一二极管D1、一放大器U1及多个电阻器R1～R3。其中，该第一开关组件Q1可为一晶体管或其它具有开关功能的电子组件。
在本实施例中，该第一开关组件Q1为一NPN晶体管，具有一基极B、一集极C及一射极E，该基极B接收该转速检知信号FG，该集极C透过该二极管D1与该电容器C电连接，该射极E接地。另外，该电阻器R1的一端与该电容器C电连接，另一端接地。
该放大器U1具有一第一输入端input1、一第二输入端input2与一输出端output。其中，该第一输入端input1为一正相输入端，该第二输入端input2为一反相输入端，该第一输入端input1与该电容器C电连接，该第二输入端input2与该电阻器R2的一端电连接，并且该电阻器R2的一另一端接地；该第二输入端input2与该输出端output藉由该电阻器R3电连接，以形成一正相放大器。
于本实施例中，由于该转速检知信号FG为PWM信号，因此藉由该电容器C、该电阻器R1充电特性，将PWM信号转换为电压信号，并且经过该放大器U1放大后，产生相对应的该转速信号V1，以利后续电路处理。
在本实施例中，当该风扇模块24的转速越低时、PWM信号的频率越低，因此相对应的该转速信号V1则越高。反之，当该风扇模块24转速越高时，该转速信号V1越低。
该比较单元222包括一比较器U2，具有第一输入端input1、一第二输入端input2与一输出端output。其中，该第一输入端input1为一正相输入端，该第二输入端input2为一反相输入端。该第一输入端input1与该信号处理单元221电连接，用以接收该转速信号V1，该第二输入端input2接收一参考信号V1ef(依据实际需求而定，作为判定该风扇模块24的转速是否过低的参考值)。
该比较单元222将该转速信号V1与该参考信号Vref进行比较，当该转速信号V1高于该参考信号Vref时，即判定该风扇模块24转速过低，因此该输出端output即产生一低转速信号VL(为一正电压电平信号)，以作为警示之用。
该逻辑装置23包括多个二极管D2、D3、一第二开关组件Q2及一第三开关组件Q3。其中，该第二开关组件Q2与该第三开关组件Q3分别可为一晶体管或其它具有开关功能的电子组件；在本实施例中，该第二开关组件Q2为一NMOS晶体管，该第三开关组件Q3为一NPN晶体管。
该第二开关组件Q2的一漏极D与该第三开关组件Q3的一基极B电连接，该第二开关组件Q2的一源极S接地。该第三开关组件Q3的一射极E接地，该第三开关组件Q3的一集极C与该电子装置2电连接，以送出一警示信号alarm，在此，该警示信号alarm为一高电压电平信号。
该二极管D2的一端与该驱动装置21的该第二信号端P2电连接，以接收该预定警示信号RD。该二极管D3的一端与该低转速检知装置22的该比较单元222电连接，以接收该低转速信号VL，并且该二极管D2的一另一端与该二极管D3的一另一端两者电连接，以形成一或门(OR GATE)。
该二极管D2、D3的该另一端与该第二开关组件Q2的一栅极G电连接，以接收该预定转速信号RD或是该低转速信号VL，并且依据该预定转速信号RD或是该低转速信号VL以控制该第二开关组件Q2、该第三开关组件Q3导通与否，进而决定是否产生该警示信号alarm至该电子装置2，以警示该风扇系统20的故障情形。
本实施例的该风扇系统20操作方式如下：当该风扇模块24停止转动时，该驱动装置21检测该风扇模块24停止转动，而发出该预定警示信号RD至该逻辑装置23，使该二极管D2，该第二开关组件Q2导通，且该第三开关组件Q3不导通，此时该第三开关组件Q3的集极C则可发出该警示信号alarm，以警示该风扇系统20发生故障。
然而，当该风扇模块24其中的一风扇发生故障时，该故障风扇受其它风扇(图未显示)带动而转动，这种情况下，该驱动装置21不会发出该预定警示信号RD。
此时，该低转速检知装置22则接收其对应的该转速检知信号FG，并且再藉由该信号处理单元221进行信号处理以产生相对应的该转速信号V1，以利该比较单元222进行比较，由于该故障风扇藉由其它风扇带动而转动，因此其对应的该转速检知信号FG的频率很低，此时该转速信号V1高于该参考信号Vref，则该比较单元222则产生该低转速信号VL至该逻辑装置23。
接着，该逻辑装置23依据该低转速信号VL产生该警示信号alarm至该电子装置2，以警示该风扇系统20发生故障。
如上所述，该风扇系统20藉由检知该风扇模块24的转速，并且在该风扇模块24转速过低时，产生该警示信号alarm，以避免该故障风扇被其它风扇带动而转动，而导致该警示信号alarm错误的情况产生。
此外，本实施例的该风扇系统20还可包括一霍尔组件(Hall element)25及一开关装置26。其中，该霍尔组件25用以检测该风扇模块24的转子位置。而该开关装置26与该霍尔组件25及该逻辑装置23电连接，当该开关装置26接收该警示信号alarm时，即可关闭该霍尔组件25的电源，以使该风扇系统20停止运作，以达保护的功效。另外，该开关装置26亦可直接与该二极管D2、D3的该另一端电连接，当该二极管D2、D3接收该预定转速信号RD或是该低转速信号VL时，即可控制该开关装置26关闭该霍尔组件25的电源，以达到保护的功效。再者，该开关装置26可直接与该低转速检知装置22电连接，当该低转速检知装置22送出该低转速信号VL时，则该开关装置26关闭该霍尔组件25的电源，以达到保护的功效。
请参阅图4所示，为本发明另一较佳实施例的一种风扇系统的电路图。该风扇系统40包括一驱动装置41、一低转速检知装置42、一逻辑装置43以及一风扇模块44。其中，该逻辑装置43及该风扇模块44如同上述实施例的该逻辑装置23及该风扇模块24，其具有相同构成及功能，在此不加以赘述。
本实施例的该驱动装置41包括一驱动芯片411及一桥式驱动电路412。该驱动芯片411可发出一预定警示信号RD’；该桥式驱动电路412用以驱动该风扇模块44转动以达散热的功效，并且该桥式驱动电路412可提供一转速检知信号FG’。于本实施例中，该桥式驱动电路412具有一电阻器RL，而该转速检知信号FG’为该电阻器RL两端的电压值，因此当该风扇模块44的转速越低时，流经该电阻器RL的电流变小，则该转速检知信号FG’的电压值下降。反之，当该风扇模块44的转速越高时，流经该电阻器RL的电流变大，则该转速检知信号FG’的电压值上升。
该低转速检知装置42包括一信号处理单元421与一比较单元422。其中，该信号处理单元421包括一放大器U3，用以放大该转速检知信号FG’，以产生相对应的一转速信号V1’。
该比较单元422包括一比较器U4，具有第一输入端input1、一第二输入端input2与一输出端output。其中，该第一输入端input1为一反相输入端，该第二输入端input2为一正相输入端。该第二输入端input2接收一参考信号Vref’(依据实际需求而定，作为判定该风扇44的转速是否过低的参考值)。该第一输入端input1与该信号处理单元421电连接，用以接收该转速信号V1’。
该信号处理单元421将该转速检知信号FG’加以放大，以产生相对应的该转速信号V1’，再藉由该比较单元422将该转速信号V1’与该参考信号Vref’进行比较，当该转速信号V1’低于该参考信号Vref’时，该输出端output即产生该低转速信号VL’(为一正电压电平信号)送至该逻辑装置43，以进行后续产生该警示信号alarm的动作，其动作原理如同上述，在此不加以赘述。
本实施例的该风扇系统40亦可包括一开关装置46及一霍尔组件45，其如同上述的该开关组件26及该霍尔组件25，具有相同构成及功能，在此不加以赘述。
另外，本发明还披露一种低转速检知装置，其如同上述的该低转速检知装置22或42，在此不加以赘述。
综上所述，因依本发明的一种风扇系统及其低转速检知装置是藉由检知该风扇的转速，并且在该风扇转速过低时，产生该警示信号，以避免该故障风扇被其它风扇带动而转动，而无法检测故障情况并发出该警示信号的情况发生。与已知技术相比较，本发明藉由检知该风扇的转速以确实检出风扇故障，双重确保以实现应有的警示功能。
以上所述仅为举例说明，而不是对本发明的限制。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求中。
Claims (15)
1、一种风扇系统，包括：
一风扇模块，其具有至少一风扇；
一驱动装置，与该风扇模块电性连接，以控制该风扇模块的转速，并产生一转速检知信号与一预定警示信号；
一低转速检知装置，与该驱动装置电连接，接收该转速检知信号，且当该转速检知信号低于一参考信号时，产生一低转速信号；
一逻辑装置，分别与该驱动装置及该低转速检知装置电连接，当接收该预定警示信号或该低转速信号时，据以产生一警示信号；
一霍尔组件；以及
一开关装置，与该霍尔组件及该逻辑装置电连接，当该开关装置接收该警示信号时，即关闭该霍尔组件。
2、一种风扇系统，接收一转速检知信号以及一预定警示信号，该风扇系统包括：
一低转速检知装置，接收该转速检知信号，且当该转速检知信号低于一参考信号时，产生一低转速信号；
一逻辑装置，与该低转速检知装置电连接，当接收该低转速信号或该预定警示信号时，据以产生一警示信号；
一霍尔组件；以及
一开关装置，与该霍尔组件及该逻辑装置电连接，当该开关装置接收该警示信号时，即关闭该霍尔组件，使该风扇系统停止运作。
3、如权利要求1或2所述的风扇系统，其中该低转速检知装置包括：
一信号处理单元，接收且依据该转速检知信号，产生相对应的一转速信号；以及
一比较单元，与该信号处理单元电连接，接收该转速信号与该参考信号进行比较，当该转速信号低于该参考信号时，产生该低转速信号。
4、如权利要求3所述的风扇系统，其中该信号处理单元包括一放大器，接收该转速检知信号，并且转换成相对应的该转速信号。
5、如权利要求4所述的风扇系统，其中该信号处理单元包括：
一第一开关组件，接收该转速检知信号；以及
一电容器，与该第一开关组件、该放大器电连接，其中该转速检知信号藉由该第一开关组件、该电容器与该放大器以转换成该转速信号。
6、如权利要求5所述的风扇系统，其中该第一开关组件为一NPN晶体管，具有一基极、一集极与一射极，该基极接收该转速检知信号，该集极与该电容器电连接，该射极接地。
7、如权利要求3所述的风扇系统，其中该比较单元包括一比较器，具有第一输入端、一第二输入端与一输出端，该第一输入端接收该转速信号，该第二输入端接收该参考信号，该输出端产生该低转速信号。
8、如权利要求7所述的风扇系统，其中该第一输入端为一正相输入端，该第二输入端为一反相输入端，或该第一输入端为一反相输入端，该第二输入端为一正相输入端。
9、如权利要求1或8所述的风扇系统，其中该驱动装置为一驱动芯片。
10、如权利要求1或8所述的风扇系统，其中该驱动装置为一桥式驱动电路。
11、如权利要求10所述的风扇系统，其中该桥式驱动电路具有一电阻器，且该转速检知信号为该电阻器两端的电压值。
12、如权利要求1或2所述的风扇系统，其中该逻辑装置包括：
一第一二极管，其一端与该驱动装置电连接，以接收该预定警示信号；
以及
一第二二极管，其一端与该低转速检知装置电连接，以接收该低转速信号，其中该第一二极管的一另一端与该第二二极管的一另一端电连接，以送出该预定警示信号或该低转速信号。
13、如权利要求12所述的风扇系统，其中该逻辑装置还包括：
一第二开关组件，分别与该第一二极管及该第二二极管的该另一端电连接，以接收该预定警示信号或该低转速信号；以及
一第三开关组件，与该第二开关组件电连接，且依据该预定警示信号或该低转速信号而产生该警示信号。
14、如权利要求13所述的风扇系统，其中该第二开关组件与该第三开关组件分别为一晶体管。
15、如权利要求2所述的风扇系统，还包括一风扇模块，其具有至少一风扇。
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