CN101316086A - 风扇系统及马达的控制电路 - Google Patents

Abstract

一种马达的控制电路，与至少一风扇装置电性连接，该风扇装置具有一马达，并产生一感测信号。该控制电路接收一电源信号及该感测信号，且该控制电路包括一电源转换单元、一控制单元以及一切换单元。该电源转换单元接收并依据该电源信号以分别输出一第一电源信号及一第二电源信号。该控制单元接收该第一电源信号及该感测信号，并依据该感测信号以产生一控制信号。该切换单元接收及依据该控制信号以产生至少一切换信号。而该风扇装置接收该第二电源信号及该切换信号，并依据该切换信号以驱动该马达。

Description

风扇系统及马达的控制电路

技术领域

本发明涉及一种系统及其控制电路，特别涉及一种风扇系统及其马达的控制电路。

背景技术

随着科技的高度发展，对于电子设备的功能要求越高，使用的电子元件数量与集成度也就越为提高，相对的散热需求亦越大，故散热效能的好坏将会直接影响电子设备的可靠度与使用寿命。

利用风扇作为散热装置乃为常见的结构设置，在客户系统端使用时，通常会因应客户端的不同需求而增加或减少风扇的数量，并藉由控制装置或控制芯片以驱动及控制风扇系统中风扇的转速，使得风扇可配合客户系统的实际运作状况而调整风扇的转速。

请参照图1所示，现有的风扇系统1包括相互电性连接的一控制电路11及多个风扇装置12。该控制电路11具有一电源处理单元111、一第一控制单元112及一电源切换单元113。其中，该电源切换单元113接收外部的一电源V，以产生一供应电源信号(supply source signal)SS送至该电源处理单元111。该电源处理单元111依据该供应电源信号SS以产生一第一电源信号S01、一第二电源信号S02及一第三电源信号S03。而该第一电源信号S01是作为该第一控制单元112的供应电源，且该第一控制单元112据此产生一第一控制信号SC1。

此外，该电源处理器111的该第二电源信号S02及该第三电源信号S03分别为一正电源及一负电源，该第一控制单元112包括一微处理器或一微控制芯片，且其产生的该第一控制信号SC1是一转速控制信号。

所述风扇装置12分别具有相互电性连接的一马达121、一绕组122、一感测单元123、一电源单元124、一第二控制单元125及一切换单元126。该电源单元124分别接收该第二电源信号S02及该第三电源信号S03以分别提供至该感测单元123及该第二控制单元125。该第二控制单元125接收及依据该第一控制信号SC1以产生一第二控制信号SC2至该切换单元126，并使该切换单元126切换该绕组122电流方向，以驱动该马达121转动。另外，在所述风扇装置12当中，该第二控制单元125包括一微处理器或一微控制芯片，而其产生的该第二控制信号SC2是一转速控制信号。

此时，该感测单元123感测该马达121的转速，以产生一感测信号SE至该控制电路11的该第一控制单元112，以使该第一控制单元112依据该感测信号SE再次产生该第一控制信号SC1至所述风扇装置12的该第二控制单元125，以控制该马达121的转速。

由于该风扇系统1的所述风扇装置12内部具有许多构件，且所述风扇装置12的该第二控制单元125及该电源电路124分别用以控制及供应所述风扇装置12。而该控制电路11亦可分别藉由该第一控制单元112该电源处理单元111，以控制所述风扇装置12的动作，以及提供所需电源至该控制电路11及所述风扇装置12。意即该风扇系统1除了可藉由该控制电路11以控制所述风扇装置12外，更可藉由所述风扇装置12本身，以控制自身的转速；故是因该控制电路11及所述风扇装置12具有相同或类似特征及功效的构件而浪费了整体成本，更在所述风扇装置12的其中之一损坏时，因该风扇装置12内部具有许多构件十分占体积，而造成置换上的费时及不便。

爰因于此，如何提供一种能够降低整体成本，并使各构件可相互整合的风扇系统及其马达的控制电路，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降低整体成本，并使各构件可相互整合的风扇系统及其马达的控制电路。

缘是，为达上述目的，依据本发明的一种马达的控制电路，与至少一风扇装置电性连接，该风扇装置具有一马达，并产生一感测信号。该控制电路接收一电源信号及该感测信号，且该控制电路包括一电源转换单元、一控制单元以及一切换单元。该电源转换单元接收并依据该电源信号以分别输出一第一电源信号及一第二电源信号。该控制单元接收该第一电源信号及该感测信号，并依据该感测信号以产生一控制信号。该切换单元接收及依据该控制信号以产生至少一切换信号。而该风扇装置接收该第二电源信号及该切换信号，并依据该切换信号以驱动该马达。

为达上述目的，依据本发明的一种风扇系统，包括一控制电路及至少一风扇装置。在本发明中，该控制电路接收一电源信号，且该控制电路包括一电源转换单元、一控制单元以及一切换单元。该电源转换单元接收并依据该电源信号以分别输出一第一电源信号及一第二电源信号。该控制单元接收该第一电源信号并产生一控制信号。该切换单元接收及依据该控制信号产生至少一切换信号。该风扇装置与该控制单元电性连接，并接收该第二电源信号及该切换信号。各风扇装置具有相互电性连接的一马达、一绕组及一感测元件。该绕组接收并依据该切换信号以驱动该马达。该感测元件接收该第二电源信号，并感测该马达的转速以产生一感测信号至该控制单元。

承上所述，本发明的风扇系统及其马达的控制电路是在该控制电路中增加该切换单元，且在该风扇装置中，仅设置该绕组、该马达及该感测元件。亦即在该风扇装置中不需像现有的风扇装置有设置该切换单元、该控制单元及该电源转换单元。此种方式，不仅可使该风扇装置及该控制电路相互共同使用该控制电路中的该电源转换单元及该控制单元，而简化所述风扇装置的内部电路，以降低成本，且当该风扇装置受到损坏时，可便于一一置换，更因该风扇装置的构件减少，而使该风扇装置的体积变小而利于组装，以达到防水及提升整体的可靠度。

附图说明

图1为现有风扇系统的示意图；

图2为依据本发明较佳实施例的风扇系统的示意图；以及

图3为依据本发明较佳实施例的风扇系统的另一示意图，其中，显示该风扇装置具有一控制电路及九个风扇装置。

附图符号说明：

1、2、3：风扇系统           11、21、31：控制电路

111：电源处理单元           112：第一控制单元

113：电源切换单元           12、22、32：风扇装置

121、221、321：马达         122、222、322：绕组

123、223、323：感测元件     124：电源单元

125：第二控制单元           126：切换单元

211、311：电源转换单元      21A、31A：电源切换器

212、312：控制单元        213、313：切换单元

21B、31B：电源处理器      21C、31C：半桥电路

SW1：第一切换信号         SW2：第二切换信号

S01、S11：第一电源信号    S02、S12：第二电源信号

S03：第三电源信号         S1A：第一子电源信号

S1B：第二子电源信号       SC：控制信号

SC1：第一控制信号         SC2：第二控制信号

SE：感测信号              SS、SP：供应电源信号。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例的一种风扇装置及其马达的控制电路。

请参照图2所示，为本发明较佳实施例的风扇系统2，其包括一控制电路21及至少一风扇装置22。在本实施例中，该控制电路21与所述风扇装置22电性连接，并接收外部的一电源信号SV及来自该风扇装置22的一感测信号SE。而该风扇系统2在实施上可同时使用多个风扇装置22，当然亦可只使用一个风扇装置22，在此是以该风扇系统2具有多个风扇装置22为例。

本实施例的该控制电路21具有一电源转换单元211、一控制单元212及至少一切换单元213。

该电源转换单元211具有一电源切换器21A及一电源处理器21B。该电源切换器21A接收该电源信号SV，且在实施上具有一滤波元件、一整流元件、一变压元件或一电压转换元件，以使该电源信号SV藉由上述元件转换以产生一供应电源信号SP。在本实施例中，该电源信号SV在实施上可为一数字电源或一模拟电源，而该电压转换元件可为一数字/模拟转换器(digital toanalog converter)或一模拟/数字转换器(analog to digital converter)。

该电源处理器21B与该电源切换器21A电性连接，并接收及依据该供应电源信号SP以分别输出一第一电源信号S11及一第二电源信号S12。本实施例的该第一电源信号S11，在实施上用以作为该控制电路21中各单元的供应电源之用，而该第二电源信号S12则提供所述风扇装置22使用。

此外，该第二电源信号S12具有一第一子电源信号S1A及一第二子电源信号S1B，且在此是以该第一子电源信号S1A为该正电源信号，该第二子电源信号S1B为该负电源信号为例。当然，正电源信号与负电源信号亦可互换。

该控制单元212接收该第一电源信号S11及该风扇装置22的该感测信号SE，并包括一微处理器或一微控制芯片，藉由该微处理器或该微控制芯片依据该感测信号SE转换以产生一控制信号SC。本实施例的该控制单元212在实施上可为一数字控制电路，而控制信号SC则可为一脉冲宽度调制(PWM)信号，而感测信号SE则为一风扇转速值。

该切换单元213接收及依据该控制信号SC以产生一第一切换信号SW1及一第二切换信号SW2，而本实施例的该切换单元213包括多个开关元件，而所述开关元件在实施上可组成半桥电路或全桥电路，例如由二个开关元件组成半桥电路，或由四个开关元件组成全桥电路。其中，所述开关元件可为一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或一双极性接面晶体管(BJT)。另外，该半桥电路或该全桥电路的数量，与该风扇装置22的数量相对应。

各风扇装置22接收该第二电源信号S12、该第一切换信号SW1及该第二切换信号SW2，并具有相互电性连接的一马达221、一绕组222及一感测元件223。本实施例的各风扇装置22的该马达221可为一直流无刷马达。

该绕组222接收并依据该第一切换信号SW1及该第二切换信号SW2以驱动该马达221，而该感测元件223接收该第二电源信号S12的该第一子电源信号S1A及该第二子电源信号S1B，并感测该马达221的转速，且依据该马达221的转速而产生该感测信号SE。在本实施例中，该感测元件223是一霍尔集成电路(HALL IC)。

为使本发明的内容更加清楚，以下将列举一实例以说明依本发明较佳实施例的一风扇系统3及其运做，在此并以该风扇系统3包括一控制电路31及九个风扇装置32为例。

如图3所示，在本实施例中，该控制电路31与所述风扇装置32电性连接。该控制电路31具有一电源转换单元311、一控制单元312及一切换单元313。所述风扇装置32则分别具有一马达321、一绕组322及一感测元件323。

该控制电路31接收由外部输入的一电源信号SV，以藉由该电源切换器31A将该电源信号SV转换为一供应电源信号SP。而该电源处理器31B则接收并依据该供应电源信号SP以分别输出一第一电源信号S11及一第二电源信号S12，其中，该第一电源信号S11是作为该控制电路31的该控制单元312及所述切换单元313的供应电源，而该第二电源信号S12则是作为该风扇装置32的该感测元件323的供应电源。

该控制单元312产生一控制信号SC至所述切换单元313，以使所述切换单元313依据该控制信号SC分别产生一第一切换信号SW1及一第二切换信号SW2，并分别传送至所述风扇装置32的所述绕组322。

此时，各风扇装置32的该绕组322则依据该第一切换信号SW1及该第二切换信号SW2以启动及驱动该马达321。同时，各风扇装置32的该感测元件323开始感测该马达321的转速，并依据该马达321的转速而产生一感测信号SE，并传送至该控制电路31的该控制单元312中。

该控制单元312依据各风扇装置32的该感测信号SE以得知该马达321的转速的情形，并依据不同的需求分别产生该控制信号SC至所述切换单元313，而再藉由所述切换单元313的该第一切换信号SW1及该第二切换信号SW2分别使该绕组322驱动该马达321调整转速。

在此值得一提的是，在图3所示实施例当中，所述切换单元313与所述风扇装置32仅通过二条信号线以传送该第一切换信号SW1及该第二切换信号SW2，惟实际上亦可依据所述切换单元313及所述风扇装置32的数量以增加信号线，而使所述切换单元313得以分别调整对应的风扇装置32的转速。

综上所述，本发明的控制电路具有相互电性连接的该电源转换单元、该控制单元及该切换单元，而与该控制电路电性连接的各风扇装置则具有相互电性连接的该绕组、该感测元件及该马达。与现有技术相较，本发明是在该控制电路中，增加该切换单元，且在该风扇装置中，仅设置该绕组、该马达及该感测元件。亦即在该风扇装置中不需像现有的各风扇装置皆有设置该切换单元、该控制单元、该电源切换单元及该电源处理单元。此种方式，不仅可使该风扇装置及该控制电路共同使用该控制电路中的该电源转换单元及该控制单元，而简化所述风扇装置的内部电路以降低成本，且由于原本易于损坏或造成误动作的该控制单元与该切换单元改设置在该控制电路中，因而使得该风扇装置可直接封装以达防水功能，再者，因为单一风扇装置生产成本大为降低，因此当任一风扇装置损坏时，可直接替换以节省维修时间。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。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，均应包含在本发明的申请专利范围中。

Claims (20)

1、一种马达的控制电路，与至少一风扇装置电性连接，并接收一电源信号，该控制电路包括：

一电源转换单元，接收并依据该电源信号以分别输出一第一电源信号及一第二电源信号；

一控制单元，接收该第一电源信号，并产生一控制信号；以及

一切换单元，接收及依据该控制信号以产生至少一切换信号；

其中，该风扇装置接收该第二电源信号及该切换信号，并依据该切换信号以驱动所述马达。

2、如权利要求1所述的控制电路，其中，该控制单元依据该风扇装置的一感测信号或一风扇转速值以产生该控制信号。

3、如权利要求1所述的控制电路，其中，该电源转换单元更包括：

一电源切换器，接收并依据该电源信号以产生一供应电源信号；以及

一电源处理器，接收并依据该供应电源信号以分别输出该第一电源信号及该第二电源信号。

4、如权利要求3所述的控制电路，其中，该电源切换器具有一滤波元件、一整流元件、一变压元件或一电压转换元件，该电源信号藉由该滤波元件、该整流元件、该变压元件或该电压转换元件以产生该供应电源信号。

5、如权利要求4所述的控制电路，其中，该电压转换元件是一模拟/数字转换器或一数字/模拟转换器。

6、如权利要求1所述的控制电路，其中，该第二电源信号具有一第一子电源信号及一第二子电源信号，且该第一子电源信号及该第二子电源信号分别为一正电源信号及一负电源信号。

7、如权利要求1所述的控制电路，其中，该控制单元包括一微处理器、一微控制芯片或一数字控制单元。

8、如权利要求1所述的控制电路，其中，该控制信号是一脉冲宽度调制信号。

9、如权利要求1所述的控制电路，其中，该切换单元是一半桥电路或一全桥电路。

10、如权利要求1所述的控制电路，其中，该切换单元藉由二条信号线以传送一第一切换信号及一第二切换信号至该风扇装置，而调整该风扇装置的转速。

11、一种风扇系统，包括：

一控制电路，接收一电源信号，并具有一电源转换单元、一控制单元及一切换单元，其中，该电源转换单元接收并依据该电源信号以分别输出一第一电源信号及一第二电源信号，该控制单元接收该第一电源信号并产生一控制信号，该切换单元接收及依据该控制信号产生至少一切换信号；以及

至少一风扇装置，与该控制电路电性连接，并接收该第二电源信号及该切换信号，该风扇装置具有相互电性连接的一马达、一绕组及一感测元件，其中，该绕组接收并依据该切换信号以驱动该马达，该感测元件接收该第二电源信号，并感测该马达的转速以产生一感测信号至该控制单元。

12、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该电源转换单元更包括：

一电源切换器，接收并依据该电源信号以产生一供应电源信号；以及

一电源处理器，接收并依据该供应电源信号以分别输出该第一电源信号及该第二电源信号。

13、如权利要求12所述的风扇系统，其中，该电源切换器具有相互电性连接的一滤波元件、一整流元件、一变压元件及一电压转换元件，该电源信号藉由该滤波元件、该整流元件、该变压元件及该电压转换元件以产生该供应电源信号。

14、如权利要求13所述的风扇系统，其中，该电压转换元件是一模拟/数字转换器或一数字/模拟转换器。

15、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该第二电源信号具有一第一子电源信号及一第二子电源信号，且该第一子电源信号及该第二子电源信号分别为一正电源信号及一负电源信号。

16、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该控制单元包括一微处理器、一微控制芯片或一数字控制单元。

17、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该感测信号是一风扇转速值，且该控制信号是一脉冲宽度调制信号。

18、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该切换单元是一半桥电路或一全桥电路。

19、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该感测元件是一霍尔集成电路。

20、如权利要求11所述的风扇系统，其中，该切换单元藉由二条信号线以传送一第一切换信号及一第二切换信号至该风扇装置的该绕组，而调整该风扇装置的转速。

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