CN101154112B

CN101154112B - 风扇系统及其控制装置

Info

Publication number: CN101154112B
Application number: CN2006101415939A
Authority: CN
Inventors: 林侑良; 谢宗融; 黄跃龙; 蔡明熹
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2006-09-30
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: CN101154112A

Abstract

一种风扇系统的控制装置包括一温度感测模块、一比较模块以及一驱动模块。该温度感测模块感测并依据一外界温度以产生一感测讯号；该比较模块接收该感测讯号，并依据该感测讯号及一参考电压讯号以输出一比较讯号；该驱动模块分别与该温度感测模块及该比较模块电连接，供应该温度感测模块及该比较模块所需的一工作电压，且接收并依据该感测讯号或该比较讯号以输出一转速控制讯号。

Description

风扇系统及其控制装置

技术领域

本发明涉及一种系统及其控制装置，特别涉及一种风扇系统及其控制装置。

背景技术

由于电子装置性能与处理速度提升，所使用的电子组件集成度提高，故散热需求也越大，其中一种作法是装设风扇于电子装置中，用以进行散热。藉由风扇的控制装置依据环境温度调整风扇的转速，用以感测温度的感测组件，例如热敏电阻器，即指对温度变化敏感，且随着温度变化而改变电阻值的电阻器，而依据温度与电阻值的关连性可分为正温度系数(positivetemperature coefficient，PTC)与负温度系数(negative temperaturecoefficient，NTC)二种热敏电阻器，PTC热敏电阻器即为当温度升高则电阻值跟着增加，而NTC热敏电阻器则为温度升高而电阻值下降；热敏电阻器现在已经广泛应用于电子装置作为温度感测组件，以利电路的控制及补偿。

请参照图1所示，一种现有的风扇系统1包括一感测模块11、一驱动模块12以及一马达13，而该感测模块11具有一电阻器R及一热敏电阻器RTH，该电阻器R的一端接收该驱动模块12的一工作电压V1，另一端与该热敏电阻器RTH的一端电连接，且该热敏电组器RTH用以接收并依据一外界温度的变化而转换电阻值，并与该电阻器R将该工作电压V1分压，而产生一感测温度讯号S1，并传送至该驱动模块12，该驱动模块12依据该感测温度讯号S1而产生一控制讯号S2，以控制该马达13的转速，该感测温度讯号S1为一电压值。在此以该驱动模块12为一芯片，并具有多个脚位，且其中的一脚位VREG是提供该工作电压V1，另一脚位VTH是接收该感测温度讯号S1为例。

然而，当操作、组装或安装该风扇系统1时，该风扇系统1由于震动或外力的影响，会造成该热敏电阻器RTH从该风扇系统1脱落或断掉，使该风扇系统1不能随着该温度的变化而改变，即该马达13继续维持原先的转速。若该风扇系统1持续运作，则该温度逐渐上升，但该马达13依然维持相同转速，则该风扇系统1会因整体过热而导至损坏，不仅降低可靠度与使用效能，还因需常替换而提升使用成本。

目前为了改善上述方法，则于当该热敏电阻器RTH脱落或断掉时，使该马达13的转速为全速；欲达到此种方式，则须挑选该热敏电阻器RTH的电阻值例如5KΩ，且该电阻器R的阻值需小于5KΩ，以于该热敏电阻器RTH脱落或断掉时，则因该电阻器R的电阻值很小，使流进该驱动模块12(VTH)的电流够大，而使该驱动模块12可产生控制讯号S2以控制该马达13的转速为全速，此种方式所需的该热敏电阻器RTH的电阻值较小，故于选用易受限制。

请参照图2所示，另一改善方式是改以一12伏特的供应电源V2以供应该感测模块11，则不论该热敏电阻器RTH及该电阻器R的电阻值大小，亦可于该热敏电阻器RTH脱落或断掉时，控制该马达13的转速为全速。然而，当该热敏电阻器RTH未脱落或断掉时，其感测温度越低，电阻值越大，故与该电阻器R将该供应电源V2分压后，所产生的该感测温度讯号S1的值，将大于该驱动模块12内部的一设定电压，直接导致该马达13的转速为全速，此一环境温度低但风扇转速却为全速的情况不仅浪费能源，且与原先设计功能背道而驰。

因此，如何提供一种能够于风扇系统的温度感测组件异常时，即感测组件脱落或断掉时，为保护风扇系统，而使马达的转速为全速的风扇系统及其控制装置，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够于风扇系统的温度感测组件异常时，即感测组件脱落或断掉时，为保护风扇系统，而使马达的转速为全速的风扇系统及其控制装置。

为达到上述目的，依据本发明的一种风扇系统的控制装置包括一温度感测模块、一比较模块以及一驱动模块。该温度感测模块感测并依据一外界温度以产生一感测讯号；该比较模块接收该感测讯号，并依据该感测讯号及一参考电压讯号以输出一比较讯号；该驱动模块分别与该温度感测模块及该比较模块电连接，供应该温度感测模块及该比较模块所需的一工作电压，且接收并依据该感测讯号或该比较讯号以输出一转速控制讯号，其中，该温度感测模块具有一感测组件或一热敏电阻器，该感测组件或热敏电阻器于脱落或断掉时，该转速控制讯号控制该马达全速运转，其中该比较模块包括：一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第二输入端接收该感测讯号，该输出端输出该比较讯号；一第二电阻器，其一端接收该工作电压，其另一端与该第一输入端电连接；一第三电阻器，其一端与该第一输入端电连接以产生该参考电压讯号，其另一端接地；一第四电阻器，其一端接收该工作电压，其另一端与该输出端电连接；以及一第五电阻器，其一端与该第四电阻器的该另一端及该输出端电连接，其另一端接地。

为达到上述目的，依据本发明的一种风扇系统包括一控制装置以及一马达。该控制装置包括一温度感测模块、一比较模块及一驱动模块；该温度感测模块感测并依据一外界温度以产生一感测讯号；该比较模块接收该感测讯号，且依据该感测讯号及一参考电压讯号以输出一比较讯号；该驱动模块分别与该温度感测模块及该比较模块电连接，供应该温度感测模块及该比较模块所需的一工作电压，且接收并依据该感测讯号或该比较讯号以输出一转速控制讯号。该马达接收并依据该转速控制讯号以控制该马达的转速。其中，该温度感测模块具有一感测组件或一热敏电阻器，该感测组件或热敏电阻器于脱落或断掉时，该转速控制讯号控制该马达全速运转，其中该比较模块包括：一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第二输入端接收该感测讯号，该输出端输出该比较讯号；一第二电阻器，其一端接收该工作电压，其另一端与该第一输入端电连接；一第三电阻器，其一端与该第一输入端电连接以产生该参考电压讯号，其另一端接地；一第四电阻器，其一端接收该工作电压，其另一端与该输出端电连接；以及一第五电阻器，其一端与该第四电阻器的该另一端及该输出端电连接，其另一端接地。

如上所述，因依据本发明的一种风扇系统及其控制装置是藉由该控制装置的一温度感测模块感测一外界温度以产生一感测讯号，并藉由一比较模块将该感测讯号及一参考电压讯号比较后输出一比较讯号，再藉由一驱动模块依据该感测讯号或该比较讯号控制一马达的转速。与现有技术相较，本发明的风扇系统及其控制装置比较该参考电压讯号及该感测讯号，以判断该风扇系统是否处于正常状态，并于该参考电压讯号小于该感测讯号时，即该风扇系统为异常状态，则产生一转速控制讯号以使该马达的转速为全速，此种方式除了可藉由该比较模块利用比较该参考电压讯号及该感测讯号以判断该风扇系统是否为正常状态外，还可于该风扇系统处于异常状态时，控制该马达的转速为全速，故不仅保护该风扇系统的整体运作，更进而提升该风扇系统的可靠度与使用效能。

附图说明

图1为一种现有的风扇系统的示意图；

图2为另一种现有的风扇系统的示意图；

图3为依据本发明较佳实施例的一种风扇系统的示意图；以及

图4为依据本发明较佳实施例的风扇系统，且温度感测模块及比较模块为一电路示意图。

附图符号说明：

1、2风扇系统 11感测模块

12驱动模块 13、22马达

21控制装置 211温度感测模块

2111 感测组件 212 比较模块

2121 比较器 213 驱动模块

I1 第一输入端 I2 第二输入端

O 输出端 R 电阻器

R1 第一电阻器 R2 第二电阻器

R3 第三电阻器 R4 第四电阻器

R5 第五电阻器 S1 感测温度讯号

S2 控制讯号 S3 感测讯号

S4 参考电压讯号 S5 比较讯号

S6 转速控制讯号 V1、V3 工作电压

V2 供应电源 RTH 热敏电阻器

具体实施方式

以下将参照附图说明依据本发明较佳实施例的一种风扇系统及其控制装置。

请参照图3所示，依据本发明较佳实施例的一种风扇系统2包括一控制装置21以及一马达22。于本实施例中，该控制装置21具有一温度感测模块211、一比较模块212及一驱动模块213。

该温度感测模块211具有一感测组件2111，故可藉由该感测组件2111感测一外界的温度，再依据该温度以转换产生一感测讯号S3，而该感测组件2111并无限制，于实施上可为一热敏电阻器，在此是以该热敏电阻器为负温度系数(NTC)热敏电阻器为例；另外，该感测讯号S3亦无限制，在此可为一电压值。

该比较模块212具有一比较器2121，其与该温度感测模块211电连接；该比较器2121具有一第一输入端I1、一第二输入端I2及一输出端O，该比较模块212藉由该比较器2121的该第一输入端I1接收一参考电压讯号S4，该第二输入端I2接收该感测讯号S3，该比较器2121比较该感测讯号S3及该参考电压讯号S4的值的大小，并根据比较的结果于该输出端O输出一比较讯号S5；于本实施中，该参考电压讯号S4并无限制，于实施上为一电压值，而该比较器2121亦无限制，可为一运算放大器，该比较讯号S5于实施上可为一高电位讯号或一低电位讯号。

该驱动模块213具有一第一端部、一第二端部及一第三端部，且该驱动模块213并无限制，可为一微处理器或一芯片，该驱动模块213具有多个脚位，实施上，该第一端部为VTH脚位，该第二端部为RMI脚位，而该第三端部则为一VREG脚位。于本实施例中，该驱动模块213分别与该温度感测模块211及该比较模块212电连接，以使该第一端部接收该感测讯号S3，该第二端部接收该比较讯号S5，并依据该感测讯号S3或该比较讯号S5以输出一转速控制讯号S6。此外，该驱动模块213是通过该第三端部产生一工作电压V3，用以供应该温度感测模块211及该比较模块212。此外，于正常状态下，该参考电压讯号S4需小于该工作电压V3。

另外，于本实施例的该驱动模块213中，当该第二端部于接收该比较讯号S5为该低电位讯号时，则会使该第二端部内部的电路接地，而使该转速控制讯号S6控制该马达22以全速运转。

请参照图4所示，本实施例的该温度感测模块211包括一第一电阻器R1及一感测组件2111；该第一电阻器R1的一端接收该驱动模块213的该工作电压V3，该感测组件2111的一端与该第一电阻器R1的另一端电连接，以转换产生该感测讯号S3，该感测组件2111的另一端则接地。

该比较模块212包括一比较器2121、一第二电阻器R2、一第三电阻器R3、一第四电阻器R4及一第五电阻器R5；而该比较器2121具有一第一输入端I1、一第二输入端I2及一输出端O，本实施例的该比较器2121的比较方式及结果已于上述实施例详述，故亦不再赘述。在此图所示电路中，该第二电阻器R2的一端接收该工作电压V3，其另一端与该第一输入端I1电连接；该第三电阻器R3的一端与该第一输入端I1电连接以产生该参考电压讯号S4，其另一端接地；该第四电阻器R4的一端接收该工作电压V3，其另一端与该输出端O电连接；该第五电阻器R5的一端与该第四电阻器R4的该另一端及该输出端O电连接，其另一端接地。本实施例的该第二电阻器R2及该第三电阻器R3用以将该工作电压VREG分压以产生该参考电压讯号S4，而该第四电阻器R4及该第五电阻器R5用以将该比较器2121输出的讯号分压以产生该比较讯号S5。

请再参照图3与图4所示，于本实施例中，该马达22接收该转速控制讯号S6，并依据该转速控制讯号S6控制该马达22的转速。

请再参照图4所示，该风扇系统2的动作如下：当该风扇系统2于正常状态时，即该感测组件2111未受到任何外力而断开或松脱时，该感测组件2111自外界感测该温度，并利用该第一电阻器R1与该感测组件2111分压以转换产生该感测讯号S3，该温度感测模块211并将该感测讯号S3分别送至该驱动模块213及该比较模块212，而该比较模块212的该第二电阻器R2及该第三电阻器R3将该驱动模块213所提供的该工作电压V3分压，以产生该参考电压讯号S4，该比较器2121藉由该第一输入端I1接收该参考电压讯号S4，该第二输入端I2接收该感测讯号S3，以比较该参考电压讯号S4及该感测讯号S3的值的大小，由于该风扇系统2的该参考电压讯号S4大于该感测讯号S3并小于工作电压V3，而该比较器2121则于输出端O输出该比较讯号S5，并利用该第四电阻器R4及该第五电阻器R5分压后送至该驱动模块213，而依据该驱动模块213的特性，于此状态下，该驱动模块213仅依据该感测讯号S3的值的大小，以产生该转速控制讯号S6控制该马达22的转速。

而当该感测组件2111因故断掉或松脱时，该工作电压V3经由该第一电阻器R1后得到的该感测讯号S3的值，几乎与该工作电压V3相同，故此时该参考电压讯号S4小于该感测讯号S3，该比较器2121于输出端O输出该比较讯号S5为低电位讯号，而依据该驱动模块的特性，此时该驱动模块213仅依据该比较讯号S5而产生该转速控制讯号S6，以控制该马达22全速运转。

由于该风扇系统2藉由该控制装置21的该比较模块212比较该参考电压讯号S4及该感测讯号S3值的大小，以于该参考电压讯号S4大于该感测讯号S3且小于工作电压时，即一般状态，由该驱动模块213依据该感测讯号S3以产生该转速控制讯号S6而控制该马达22的转速；或于该感测组件2111脱落或断掉时，该参考电压讯号S4小于该感测讯号S3，而由该驱动模块213依据该比较讯号S5以控制该马达22全速运转。

此种方式，不仅可藉由该比较模块212比较该参考电压讯号S4及该感测讯号S3值的大小，以判断该感测组件2111是否脱落或断掉，还可于该感测组件2111脱落或断掉，而不能感测该温度时，该风扇系统2的该马达22亦不受影响而全速运转，故不仅保护该风扇系统2的整体运作，更进而提升该风扇系统2的可靠度与使用效能。

综上所述，本发明的一种风扇系统及其控制装置藉由该控制装置的一温度感测模块感测一外界的温度以产生一感测讯号，并与一比较模块所具有的一参考电压讯号比较后输出一比较讯号，再藉由一驱动模块依据该感测讯号或该比较讯号控制一马达的转速。与现有技术相较，本发明的风扇系统及其控制装置比较该参考电压讯号及该感测讯号，以判断该风扇系统是否处于正常状态，并于该参考电压讯号小于该感测讯号时，即该风扇系统为异常状态，则产生一转速控制讯号以使该马达的转速为全速，此种方式除了可藉由该比较模块利用比较该参考电压讯号及该感测讯号以判断该风扇系统是否为正常状态外，还可于该风扇系统处于异常状态时，控制该马达的转速为全速，故不仅保护该风扇系统的整体运作，更进而提升该风扇系统的可靠度与使用效能。

以上所述仅为举例性，而非为对本发明的限制。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

1.一种风扇系统的控制装置，包括：

一温度感测模块，感测并依据一外界温度以产生一感测讯号；

一比较模块，接收该感测讯号，且依据该感测讯号及一参考电压讯号以输出一比较讯号；以及

一驱动模块，分别与该温度感测模块及该比较模块电连接，供应该温度感测模块及该比较模块所需的一工作电压，且接收并依据该感测讯号或该比较讯号以输出一转速控制讯号，

其中，该温度感测模块具有一感测组件，该感测组件于脱落或断掉时，该转速控制讯号控制马达全速运转，

其中该比较模块包括：

一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第二输入端接收该感测讯号，该输出端输出该比较讯号；

一第二电阻器，其一端接收该工作电压，其另一端与该第一输入端电连接；

一第三电阻器，其一端与该第一输入端电连接以产生该参考电压讯号，其另一端接地；

一第四电阻器，其一端接收该工作电压，其另一端与该输出端电连接；以及

一第五电阻器，其一端与该第四电阻器的该另一端及该输出端电连接，其另一端接地。

2.如权利要求1所述的控制装置，其中该感测讯号为一电压值。

3.如权利要求1所述的控制装置，其中该比较讯号为一高电位讯号或一低电位讯号。

4.如权利要求3所述的控制装置，其中当该参考电压讯号大于或小于该感测讯号时，该比较讯号为该高电位讯号或该低电位讯号。

5.如权利要求4所述的控制装置，其中该参考电压讯号的电压小于该工作电压。

6.如权利要求1所述的控制装置，其中该感测组件感测并依据该外界温度以转换产生该感测讯号。

7.如权利要求1所述的控制装置，其中该温度感测模块包括：

一第一电阻器，其一端接收该工作电压；以及

该感测组件，其一端与该第一电阻器的另一端电连接以转换产生该感测讯号，其另一端接地。

8.如权利要求1所述的控制装置，其中该驱动模块为一微处理器或一芯片。

9.如权利要求1所述的控制装置，其中该感测组件为一热敏电阻器。

10.一种风扇系统，包括：

一控制装置，包括一温度感测模块、一比较模块及一驱动模块，该温度感测模块感测并依据一外界的温度以产生一感测讯号，该比较模块接收该感测讯号，且依据该感测讯号及一参考电压讯号以输出一比较讯号，该驱动模块分别与该温度感测模块及该比较模块电连接，供应该温度感测模块及该比较模块所需的一工作电压，且接收并依据该感测讯号或该比较讯号以输出一转速控制讯号；以及

一马达，接收并依据该转速控制讯号以控制该马达的转速，

其中，该温度感测模块具有一感测组件，该感测组件于脱落或断掉时，该转速控制讯号控制该马达全速运转，

其中该比较模块包括：

11.如权利要求10所述的风扇系统，其中该感测讯号为一电压值。

12.如权利要求10所述的风扇系统，其中该比较讯号为一高电位讯号或一低电位讯号。

13.如权利要求12所述的风扇系统，其中当该参考电压讯号大于或小于该感测讯号时，该比较讯号为该高电位讯号或该低电位讯号。

14.如权利要求13所述的风扇系统，其中该参考电压讯号的电压小于该工作电压。

15.如权利要求10所述的风扇系统，其中该感测组件感测并依据该温度以转换产生该感测讯号。

16.如权利要求10所述的风扇系统，其中该温度感测模块包括：

一第一电阻器，其一端接收该工作电压；以及

17.如权利要求10所述的风扇系统，其中该驱动模块为一微处理器或一芯片。

18.如权利要求10所述的风扇系统，其中该感测组件为一热敏电阻器。