CN101325389A - 风扇系统及其检测装置 - Google Patents

Abstract

一风扇系统包括一风扇、一控制电路及一检测装置。其中，该控制电路电性连接于该风扇，其接收并依据一感应信号而输出至少一驱动信号，并据以驱动该风扇运转，且当该风扇于低转速状态下输出一警示信号。该检测装置具有一选择单元，其同时接收该驱动信号及该警示信号，并经选择后输出一检测信号。

Description

风扇系统及其检测装置

技术领域

本发明涉及一种风扇系统及其检测装置，特别涉及一种具有检测运转状态正常与否的风扇系统及其检测装置。

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积度也就越为提高，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。

请参阅图1所示，目前较为常见的现有风扇系统1主要包括有一直流无刷风扇10，且该风扇10藉由一控制电路11以驱动运转。该风扇10具有一线圈L及一开关组，该开关组包括有四个开关元件S1-S4，且该线圈L与所述开关元件S1-S4电性连接。该控制电路11当中具有一驱动电路111及一感应电路112，该感应电路112具有一霍尔感应元件H，以作为感应检知该风扇10转子的磁极位置，并将该转子位置转化为一感应信号HS输出至该驱动电路111，而该驱动电路111依据该感应信号HS产生四个驱动信号DR1-DR4以控制所述开关元件S1-S4的启闭，进而驱动及控制该风扇10的运转。

上述驱动电路111通常更电性连接有一检测装置12，当该风扇10在正常运转状态下时，该检测装置12输出与所述驱动信号DR1-DR4相对应的一脉冲信号FG以供风扇系统1的使用者判读，然若该风扇10因外力影响致使转速变低或甚而锁住(LOCK)无法运转时，该感应元件亦将此一信息通知该驱动芯片，并再通过该检测装置12输出一高电位信号或一低电位信号以通知使用者。

然而，当该风扇10停止运转时，该转子未知的磁极停留在定子未知的位置(凸极或非凸极)，因此该霍尔感应元件无法确实判定而有可能输出高电位信号或低电位信号，极易造成使用者无法判读该风扇10暂停运转时的状态，而于再启动时将导致误动作的产生。

爰因于此，如何提供一种能够明确检测运转状态正常与否的风扇系统及其检测装置，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明确地检测运转状态正常与否的风扇系统及其检测装置。

缘是，为达上述目的，本发明的一种检测装置电性连接于一风扇系统，其中，该风扇系统藉由至少一驱动信号而驱动运转，且在低转速状态下输出一警示信号，而该检测装置包括：一第一输入端，接收来自于该风扇系统的该驱动信号；一第二输入端，接收来自于该风扇系统的该警示信号；一选择单元，同时接收该驱动信号及该警示信号，经选择后输出一检测信号；以及一输出端，输出该检测信号。

为达上述目的，依据本发明的一风扇系统，包括：一风扇；一控制电路，电性连接于该风扇，其接收并依据一感应信号而输出至少一驱动信号，并据以驱动该风扇运转，且当该风扇在低转速状态下输出一警示信号；以及一检测装置，具有一选择单元，其同时接收该驱动信号及该警示信号，并经选择后输出一检测信号。

承上所述，本发明的风扇系统，其仅藉由一检测装置即同时接收一驱动信号及一警示信号，一来可依据该驱动信号而输出一脉冲信号形式的检测信号，二来由于该驱动电路可预先设定该风扇于低转速状态下固定输出一高电位信号，因而在此低转速状态下可输出一低电位信号的检测信号，如此一来，本发明藉由该驱动信号及该警示信号其中之一而得以清楚判断目前风扇的运转状态，且因该警示信号得先预设定在该驱动电路当中，是以不必考虑感应元件感应转子位置的不确定性，而能有效防止误动作的产生。

附图说明

图1为一种现有风扇系统的示意图；

图2为依据本发明较佳实施例的一种风扇系统示意图；

图3为图2所示的风扇系统的详细电路示意图；

图4为依据本发明另一较佳实施例的一种风扇系统示意图；

图5为图4所示的风扇系统的详细电路示意图；以及

图6为依据本发明再一较佳实施例的一种风扇系统示意图。

附图符号说明

1         风扇系统          10  风扇

11        控制电路          111  驱动电路

112       感应电路          12  检测装置

L         线圈              HS  感应信号

FG        脉冲信号          S1-S4开关元件

DR1-DR4   驱动信号

2         风扇系统          20        风扇

21        控制电路          211       驱动电路

212       感应电路          22        检测装置

221       第一取样隔离单元  222       第二取样隔离单元

223       选择单元          224       转换单元

D1        二极管            D2        二极管

R1        第一电阻器        R2        第二电阻器

R3        第三电阻器        R4        第四电阻器

HS        感应信号          NS        警示信号

DS        检测信号          DSR       反相检测信号

DR5-DR9   驱动信号          L         线圈

V         电源              S5-S8     开关元件

S9        开关元件          S10       开关元件。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种风扇系统及其检测装置。

请参照图2所示，本发明第一较佳实施例的风扇系统2包括一风扇20、一控制电路21及一检测装置22，其中，该控制电路21电性连接于该风扇20，其接收并依据一感应信号HS而输出多个驱动信号DR5-DR8，并据以驱动该风扇20运转，且当该风扇20在低转速状态下输出一警示信号NS，而该检测装置22具有一选择单元223，其同时接收该些驱动信号DR5-DR8其中之一及该警示信号NS，并经选择后输出一检测信号DS。

上述检测装置2 2另外包括有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，其中，该第一输入端接收来自于该驱动电路211的该驱动信号(图中所示为DR 7，当然亦可依接线的方便性而选择DR8，惟在此仅以DR7为例说明)，该第二输入端接收来自于该驱动电路211的该警示信号NS，而该选择单元223可选择该驱动信号DR7或该警示信号NS通过该输出端输出该检测信号DS。再者，该检测装置22更包括有一第一取样隔离单元221及一第二取样隔离单元222，其中，该第一取样隔离单元221及该第二取样隔离单元222分别接收该驱动信号DR7及该警示信号NS，经处理后同时输出至该选择单元223，而该二取样隔离单元221、222主要功能乃是确保对方所输出的信号不会影响到自身处理的信号。

请参阅图3所示，在本实施例当中，该风扇20为一直流无刷风扇，其包括有一线圈L及多个开关元件S5-S8，该线圈L与所述开关元件S5-S8电性连接于该控制电路21，且在此是配置为全桥架构，当然，亦可改以利用半桥架构，即配置二个线圈及二个开关元件来实施，惟在此不另以附图说明，另外，所述开关元件S5-S8在此是实施为一金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)，但亦可改以一双极性接面晶体管(BJT)来替代实施。

在本实施例中，该控制电路21包括有一驱动电路211及一感应电路212，其中，该感应电路212、该风扇20及该检测装置22皆电性连接于该驱动电路211，而该驱动电路211在此是实施为一驱动芯片(DRIVE IC)，其接收由该感应电路212所输出的该感应信号HS而产生多个驱动信号DR5-DR8，并藉由所述驱动信号DR5-DR8分别驱动对应的所述开关元件S5-S8，而改变流经该线圈L的电流方向，而驱动该风扇20运转，并在该风扇20产生异常状态，例如是低转速状态或因外力、故障而导致该风扇20停止运转时，产生该警示信号NS，其中，该警示信号NS于此实施例当中例如但不限制于为一高电位信号；另外，该感应电路212在此具有一感测元件，通常是霍尔感应元件，以作为感应检知该风扇20转子的磁极位置，并将该转子位置转化为该感应信号HS输出至该驱动电路211。

该检测装置22的该第一取样隔离单元221及该第二取样隔离单元222在本实施例中分别包括有一二极管D1及一二极管D2，其中，该二极管D2更电性连接于一电源V及一第一电阻器R1，且该二极管D1及该二极管D2同时电性连接于一第二电阻器R2。该两二极管D1、D2可确保该驱动信号DR7及该警示信号NS的单方向传输，而避免被对方所输出的信号影响到自身处理的信号。该第一电阻器R1可作为一提升电阻用，藉由与该电源V的配合而将该驱动信号DR7提升，以利该驱动信号DR7得以顺利传输；另外，该第二电阻器R2则用以抑制噪声，而得确保该开关元件S9能准确地依据该驱动信号DR7或该警示信号NS而做出对应的动作。

该选择单元23在本实施例中是实施为一开关元件S9，特别在此选用为一金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)，当然亦可选用为一双极性接面晶体管(BJT)取代之。

该风扇20在正常运转状态下时，由该驱动电路211所送出的该驱动信号DR7经由该二极管D1而送入该开关元件S9，而因为该驱动信号DR7乃为同步于该感应信号HS而由该驱动电路211所产生的一脉冲信号，因此将使得该开关元件S9持续作开关切换动作，而使得该检测信号DS在此乃为对应于该驱动信号211的频率的一脉冲信号。再者，若当该风扇20因外力或自身故障而导致转速下降或甚至停止运转时，该驱动电路211将送出一警示信号NS并通过该二极管D2而送入至该开关元件S9，在此通过使用者的设定可使该驱动电路211所送出的该警示信号NS为一高电位信号，并因此触发该开关元件S9导通，如此一来，该检测信号DS在此状态下即为一低电位信号。

上述风扇系统2更电性连接有一电子装置，以对该电子装置提供散热的功能，且该风扇系统2将该检测信号DS传输至该电子装置以供判读运转状态，当该检测信号DS为该脉冲信号时，该电子装置依据该脉冲信号维持该风扇20的转速，而当该检测信号DS为低电位信号时，则该电子装置可判断该风扇20的状态已为停止或低转速，而选择是否作出关闭该风扇20电源的动作。

请再参阅图4所示，为本发明的另一较佳实施例，其中与前述实施例的差异处是在于本实施例的该风扇系统2的该检测装置22更包括有一转换单元224，其中，该转换单元224可依据该检测信号DS而输出一反相检测信号DSR，因此当该检测信号DS为一脉冲信号时，该反相检测信号DSR即为一反相脉冲信号，而当该检测信号DS为一低电位信号时，该反相检测信号DSR即为一高电位信号，如此一来，电性连接于该风扇系统2的一电子装置即可以该高电位信号为判断风扇低转速运转的检知信号，而能停止该风扇20的运转。

请再参阅图5所示，图4当中的该转换单元224，其在实施上包括有一第三电阻器R3、一第四电阻器R4及一开关元件S10，其中，该第三电阻器R3与该第四电阻器R4的功能相同于先前所述该第一电阻器R1及该第二电阻器R2的功能，故在此不另作赘述；再者，该开关元件S10若接收的该检测信号DS为一脉冲信号，则该反相检测信号DSR即为一反相脉冲信号，若接收该检测信号DS为一低电位信号，则该开关元件S10无法触发导通，此时该电子装置会直接判读其内部的一高电位信号以作为该反相检测信号DSR，并同时判断该风扇20的状态已为停止或低转速，而选择是否作出关闭该风扇20电源的动作。

最后，请再参阅图6所示，为本发明的再一较佳实施例，其中与前述实施例大致类似，唯一差异处在于本实施例的该检测装置22接收直接来自该驱动电路211的一驱动信号DR9，而非接收由该驱动电路211传输至该风上20的该些驱动信号DR5-DR8。

综上所述，本发明的风扇系统，其仅藉由一检测装置即同时接收一驱动信号及一警示信号，一来可依据该驱动信号而输出一脉冲信号形式的检测信号，二来由于该驱动电路可预先设定该风扇在低转速状态下固定输出一高电位信号，因而在此低转速状态下可输出一低电位信号的检测信号，如此一来，本发明藉由该驱动信号及该警示信号其中之一而得以清楚判断目前风扇的运转状态，且因该警示信号得先预设定于该驱动电路当中，是以不必考虑感应元件感应转子位置的不确定性，而能有效防止误动作的产生。

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，均应包含于本发明的申请专利范围中。

Claims (21)

1、一种风扇系统，包括：

一风扇；

一控制电路，电性连接于该风扇，其接收并依据一感应信号而输出至少一驱动信号，并据以驱动该风扇运转，且当该风扇于低转速状态下输出一警示信号；以及

一检测装置，其同时接收该驱动信号及该警示信号，并经选择后输出一检测信号。

2、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该风扇包括有至少一线圈及多个开关元件，该线圈与所述开关元件皆电性连接于该控制电路，且该线圈与所述开关元件是配置为半桥结构或全桥结构。

3、如权利要求2所述的风扇系统，其中，该开关元件为一金属氧化物半导体场效晶体管或一双极性接面晶体管。

4、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该控制电路包括有一驱动电路及一感应电路，该感应电路与该风扇电性连接于该驱动电路，且该驱动电路依据该感应电路所输出的该感应信号产生该驱动信号控制该风扇。

5、如权利要求4所述的风扇系统，其中，该驱动电路是一驱动芯片。

6、如权利要求4所述的风扇系统，其中，该感应电路具有一感测元件或一霍尔感应元件以感应该风扇的状态。

7、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该风扇系统的低转速状态包括低于该风扇系统额定最低转速的状态及无运转的状态。

8、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该检测装置包括有一选择单元以接收该驱动信号及该警示信号，并经选择后输出一检测信号。

9、如权利要求8所述的风扇系统，其中，该检测装置更包括一第一取样隔离元件及一第二取样隔离元件，该第一和第二取样隔离元件电性连接于该选择单元，且该第一取样隔离元件接收该驱动信号，而该第二取样隔离元件接收该警示信号。

10、如权利要求9所述的风扇系统，其中，该第一和第二取样隔离元件各包括一第一二极管及一第二二极管。

11、如权利要求10所述的风扇系统，其中，该第二二极管更电性连接于一电源及一第一电阻器，且该第一和第二二极管同时电性连接于一第二电阻器。

12、如权利要求8所述的风扇系统，其中，该选择单元为一开关元件、一金属氧化物半导体场效晶体管或一双极性接面晶体管。

13、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该检测装置所接受的该驱动信号由该驱动电路传输至该风扇或由该驱动电路直接传输至该检测装置。

14、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该驱动信号为一脉冲信号。

15、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该警示信号为一高电位信号。

16、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该检测信号为一脉冲信号或一高电位信号。

17、如权利要求1所述的风扇系统，其中，该检测装置更包括一转换单元，其依据该检测信号而输出一反相检测信号。

18、如权利要求17所述的风扇系统，其中，该转换单元包括一开关元件、一金属氧化物半导体场效晶体管或一双极性接面晶体管，且该开关元件、该金属氧化物半导体场效晶体管或该双极性接面晶体管同时接收一高电位信号及该检测信号。

19、如权利要求18所述的风扇系统，其中，该转换单元更包括有一第三电阻器及一第四电阻器，其中，该第三电阻器电性连接于一电源，且该第三电阻器及该第四电阻器同时电性连接于该开关元件。

20、如权利要求17所述的风扇系统，其中，当该选择单元输出低电位信号时，该转换单元输出高电位信号。

21、一种检测装置，电性连接于一风扇系统，其中，该风扇系统藉由至少一驱动信号而驱动运转，且于低转速状态下输出一警示信号，而该检测装置包括：

一第一输入端，接收该驱动信号；

一第二输入端，接收该警示信号；

一选择单元，同时接收该驱动信号及该警示信号，经选择后输出一检测信号；以及

一输出端，输出该检测信号。

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