CN101372984A

CN101372984A - 风扇系统及马达控制装置

Info

Publication number: CN101372984A
Application number: CNA2007101423874A
Authority: CN
Inventors: 魏佳宾; 曾伟硕
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2027-08-22
Also published as: CN101372984B

Abstract

一种风扇系统，包括一控制端装置及一风扇端装置；该控制端装置具有一第一节点、一转速信号发生电路、一转速读取电路，该风扇端装置具有一第二节点、一信号转换电路、一驱动电路、一马达及一风扇。其中第一节点与第二节点相互电连接，以建立一传输路径，使该转速信号发生电路输出的转速控制信号及该驱动电路输出的马达转速信号通过该传输路径进行双向传输，且该控制端装置也可以通过该传输路径控制该风扇端装置的操作；而本发明还公开一种马达控制装置。

Description

风扇系统及马达控制装置

技术领域

本发明关于一种风扇系统及马达控制装置，特别是关于一种将该风扇系统中的马达转速信号及转速控制信号综合在同一传输路径进行双向操作的风扇系统及马达控制装置。

背景技术

利用风扇作为散热装置为常见的结构设置，于客户端(Client)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，并通过控制器或控制芯片以驱动及控制风扇端(Fan)中马达及风扇的转速，使得风扇端可配合客户端的实际操作状况而调整该风扇的转速。

请参照图1所示，公知的风扇系统包括一风扇端装置与一客户端装置，且该风扇端装置与该客户端装置相互电连接。该风扇端装置主要包括一马达驱动电路21、一马达22及一风扇23；通常该客户端装置提供一脉宽调制发生电路11及一转速读取电路12，且该脉宽调制发生电路11及转速读取电路12分别与该风扇端的该马达驱动电路21电连接以分别建立第一传输路径10及第二传输路径20，其中该脉宽调制发生电路11用以将其产生的脉宽调制(PWM)信号经由该第一传输路径10传输至该马达驱动电路21，使该马达驱动电路21依据该脉宽调制信号控制该风扇端的马达22及风扇23转速，并且将该风扇端产生的马达转速信号经由第二传输路径20回传给客户端的转速读取电路12，使客户端装置可以取得风扇端装置的马达22及风扇23的实际转速数值。而上述的马达驱动电路21分别与该客户端装置的脉宽调制发生电路11及转速读取电路12电连接，并分别用以接收该脉宽调制信号及传送该马达转速信号；因此，上述信号的处理独自分开工作。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种将该风扇系统或马达控制装置中的马达转速信号及转速控制信号综合在同一传输路径进行传输，以降低线路的复杂化及节省成本的风扇系统及马达控制装置。

于是，为达上述目的，依据本发明的一种风扇系统包括控制端装置及风扇端装置。该控制端装置具有第一节点、转速信号发生电路及转速读取电路，其中该转速信号发生电路电连接于该第一节点，以提供一转速控制信号；以及该转速读取电路电连接于该第一节点，且用以接收一马达转速信号，并取得马达的实际转速值；而该风扇端装置则具有马达、风扇、第二节点、信号转换电路及马达驱动电路，其中该马达电连接于该风扇，并用以驱动该风扇转动；该第二节点电连接于该第一节点，且与该第一节点间形成一传输路径；而该信号转换电路电连接于该第二节点，且自该传输路径接收该转速控制信号，并将该转速控制信号转换为一控速电压信号后输出；以及该马达驱动电路分别电连接于该第二节点、该信号转换电路及该马达，且用以接收该控速电压信号，并依据该控速电压信号而控制该马达的转速，以及产生该马达转速信号，再通过该传输路径输出。

本发明并公开一种马达控制装置，连接马达，包括:第一节点、第二节点、转速信号发生电路、信号转换电路及马达驱动电路，其中该第二节点电连接于该第一节点，且与该第一节点间形成一传输路径；转速信号发生电路电连接于该第一节点，并提供转速控制信号，用以调制该马达的转速，且该转速控制信号通过该传输路径输出；信号转换电路电连接于该第二节点，且将自该传输路径接收的该转速控制信号转换为一控速电压信号并输出；该马达驱动电路分别电连接于该第二节点、该信号转换电路及该马达，且用以接收该控速电压信号，并依据该控速电压信号而控制该马达的转速，以及产生该马达转速信号，再通过该传输路径输出；以及该转速读取电路电连接于该第一节点，且用以接收自该传输路径输入的该马达转速信号，以取得该马达的实际转速值。

上述的第一节点与第二节点间以无线或有线方式连接，而该传输路径则为无线或有线传输路径，又或者该第一节点与该第二节点为同一节点。

上述的转速信号发生电路及转速控制信号分别为一脉宽调制发生电路及一脉宽调制信号，以及信号转换电路为一数字转模拟电路，用以将该转速控制信号经由数字/模拟转换为具有直流电平的控速电压信号。

上述的风扇系统或马达控制装置还包括一第一开关元件、一第二开关元件及一调整电路，其中第一开关元件分别电连接于该第一节点及该转速读取电路，且在接收该马达转速信号后导通，并将该马达转速信号输出至该转速读取电路；而第二开关元件则分别电连接于该马达驱动电路的转速信号脚位及该第二节点，且在接收该马达转速信号后导通，并将该马达转速信号输出；该调整电路电连接于该第二节点，用以调整转速控制信号的一峰峰值，以调整该马达的转速，其中该峰峰值为0V-3V间。

上述的马达驱动电路为一微处理器、一数字信号处理器或一控制芯片。

附图说明

图1为一种公知风扇系统的示意图；

图2为本发明较佳实施例的风扇系统的方块图；

图3为本发明较佳实施例的风扇端装置的电路图；

图4(a)、(b)、(c)为本发明转速控制信号及马达转速信号的波形图；

图5为风扇系统设定电压与转速相对关系图；

图6为风扇系统设定工作周期与转速相对关系图；以及

图7为本发明较佳实施例的马达控制装置及连接马达及风扇的方块示意图。

元件符号说明

11 脉宽调制发生电路 12 转速读取电路

21 马达驱动电路 22 马达

23 风扇 3 控制端装置

30 节点 31 转速信号发生电路

32 转速读取电路 33 开关元件

4 风扇端装置 40 节点

41 信号转换电路 42 马达驱动电路

43 调整电路 44 开关元件

45 马达 46 风扇

5 马达控制装置 50 传输路径

P 转速控制信号 M 马达转速信号

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马达控制装置。

请参照图2所示，本发明第一较佳实施例的风扇系统包括一控制端(Client)装置3及一风扇端(Fan)装置4，且该控制端装置3与该风扇端装置4间通过第一节点30及第二节点40相互电连接，以建立一传输路径50，使该控制端装置3可以通过该传输路径50控制该风扇端装置4的操作；其中第一节点30与第二节点40间的电连接方式可以采用无线或有线方式连接，使传输路径50可以为无线或有线的传输路径；此外，于其他实施例中，第一节点30与第二节点40亦可以为同一节点。

本实施例的控制端装置3主要包括第一节点30、转速信号发生电路31、转速读取电路32及第一开关元件33。

该转速信号发生电路31电连接于该第一节点30，以提供一转速控制信号P(如图4(a))，并经由该第一节点30输出该转速控制信号P；于本实施例中该转速控制单元31为一脉宽调制(PWM)发生电路，而转速控制信号为一脉宽调制信号。

该转速读取电路32通过该第一开关元件33而与该第一节点30电连接，且该第一开关元件33经由该传输路径50接收自该风扇端装置4输出的一马达转速信号M(如图4(b))而导通，使该转速读取电路32可以取得该风扇端装置4中的马达45及风扇46的实际转速值。

配合图3所示，本实施例的风扇端装置4具有第二节点40、信号转换电路41、驱动电路42、调整电路43、第二开关元件44、马达45及风扇46。

该信号转换电路41分别电连接于该第二节点40及该驱动电路42，且自该传输路径50接收该转速控制信号P，并将该转速控制信号P转换为一控速电压信号后输出至该驱动电路42；于本实施例中该信号转换电路41为一数字转模拟(D/A)电路，其主要是将该转速控制信号P经由数字/模拟转换为一具有模拟直流电平的控速电压信号。

该驱动电路42分别与该信号转换电路41及该马达45电连接，以及通过该第二开关元件44而电连接于该第二节点40；其中该驱动电路42接收自该信号转换电路41输出的该控速电压信号后，会判读该控速电压信号的电压值，并输出相应的驱动信号给该马达45，进而驱动该马达45及该马达45电连接的风扇46进行相应的操作(如停止或运转)，并且依据该控速电压信号而控制该马达45及风扇46的转速。

再者，当该驱动电路42驱动该马达45及该风扇46启动运转后，同时产生一反应该马达45实际转速的马达转速信号M并输出至该第二开关元件44，而该第二开关元件44在接收到该马达转速信号M后导通，使该马达转速信号M可经由该传输路径50而回传给该控制端装置3，其中该马达转速信号M及转速控制信号P且同样通过该传输路径传输，使该传输路经同时存在着马达转速信号M及转速控制信号P(如图4(c))。其中该驱动电路42于本实施例中为一控制芯片，且于其他实施例时，该驱动电路42亦可以为一微处理器或一数字信号处理器。

如图5及图6所示，为显示该转速控制信号P的工作周期(Duty Cycle)及该控速电压信号与该驱动电路42设定的转速的相对关系；其中在图5中，该转速控制信号P的工作周期与该驱动电路42设定马达45的转速呈现正比关系，亦即工作周期越小，设定马达45的转速越低，工作周期越高，设定马达45的转速越高；其中当该工作周期为100％时，该马达45以全速(Full Speed)运转，以及当该工作周期为0％时，其设定马达45的转速为0，即该马达45停止运转。

另外，于其他实施例中，该工作周期亦可以设定在0％-10％或91％-100％间为停止马达45运转，且该工作周期在11％-90％间为使马达45运转，然而，并不以本实施为限制。

如图6所示，该控速电压信号的设定范围介于0V至3V间，且该控速电压信号与该驱动电路42设定马达45的转速呈现反比关系，亦即电压越大，设定马达45的转速越低，电压越小，则设定马达45的转速就越高；其中在电压为0V至0.5V的间时，该马达45以全速进行运转，且一旦等效电压为3V时，其设定马达45的转速为0，即停止该马达45运转。

另外，于其他实施例中，该驱动电路42亦可设定0V为停止该马达45运转及设定2.5V-3V间为使该马达45全速运转，且并不以本实施为限制。

请参照图7所示，为本发明第二较佳实施例的马达控制装置连接马达及风扇的电路方块图，该马达控制装置5主要是将该风扇系统中的控制端装置3的第一节点30、转速信号发生电路31、转速读取电路32与该风扇端装置4的第二节点40、信号转换电路41及驱动电路42作结合；且该马达控制装置5电连接马达45，并用以驱动该马达45运转及该马达45电连接的风扇46转动。其中该第一节点30分别电连接于该转速信号发生电路31及该转速读取电路32，该信号转换电路41分别电连接于该第二节点40及该驱动电路42，该驱动电路42再电连接于该马达45，而该第二节点40则电连接于该第一节点30，且与该第一节点30间形成一传输路径50。

该马达控制装置5主要是由该转速信号发生电路31提供一转速控制信号P，并经由该传输路径50输出至该信号转换电路41，该信号转换电路41将该转速控制信号P转换为一控速电压信号后输出至该驱动电路42，该驱动电路42依据该控速电压信号产生一相应的驱动信号并输出给该马达45，进而驱动该马达45及该马达45电连接的风扇46做出相应的动作(如停止或运转)，以控制该马达45及风扇46的转速。同时，该驱动电路42会产生一反应该马达45的实际转速的马达转速信号M，并再经由该传输路径50输出至该转速读取电路32，使该转速读取电路32可以取得该马达45及风扇46的实际转速值。

再者，上述马达控制装置5可以还包括一第一开关元件33、一第二开关元件44及一调整单元43，其中该第一开关元件、33一第二开关元件44及一调整单元43与本发明第一实施例的风扇系统的第一开关元件33、第二开关元件44及调整单元43在与其他元件或电路的连接关系及功能作用皆相同，因此，在此不另赘述。

综上所述，本发明的风扇系统及马达控制装置5皆主要是将马达转速信号M及转速控制信号P综合在同一传输路径50进行传输，如此的方式，即可节省控制端(客户端)装置3的设计空间及成本，并且降低线路的复杂化，以符合产品智慧型及多功能化的目的。

以上所述仅为举例性，而非为限制性的。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，均应包括于后附的权利要求范围中。

Claims

1.一种风扇系统，包括:

一控制端装置，包括一第一节点；一转速信号发生电路，电连接于该第一节点，提供一转速控制信号；以及一转速读取电路，电连接于该第一节点，用以接收一马达转速信号，并取得一马达的实际转速值；以及

一风扇端装置，包括一第二节点，电连接于该第一节点，且与该第一节点间形成一传输路径；一信号转换电路，电连接于该第二节点，自该传输路径接收该转速控制信号，且将该转速控制信号转换为一控速电压信号并输出；以及一驱动电路，分别电连接于该第二节点及该信号转换电路，用以接收该控速电压信号，且依据该控速电压信号，产生该马达转速信号，并通过该传输路径输出。

2.如权利要求1所述的风扇系统，其中该第一节点与该第二节点间以无线或有线方式连接，且该传输路径为无线或有线传输路径。

3.如权利要求1所述的风扇系统，其中该第一节点与该第二节点为同一节点。

4.如权利要求1所述的风扇系统，其中该转速信号发生电路为一脉宽调制发生电路及该转速控制信号为一脉宽调制信号。

5.如权利要求1所述的风扇系统，其中该信号转换电路为一数字转模拟电路，用以将该转速控制信号经由数字/模拟转换为具有直流电平的控速电压信号。

6.如权利要求1所述的风扇系统，其中该控制端装置还包括一第一开关元件，分别电连接于该第一节点及该转速读取电路，且在接收该马达转速信号后导通，并将该马达转速信号输出至该转速读取电路。

7.如权利要求1所述的风扇系统，其中该驱动电路为一微处理器、一数字信号处理器或一控制芯片。

8.如权利要求1所述的风扇系统，其中该风扇端装置还包括一第二开关元件，分别电连接于该驱动电路及该第二节点，且在接收该马达转速信号后导通，并将该马达转速信号输出。

9.如权利要求1所述的风扇系统，其中该风扇端装置还包括一调整电路，电连接于该第二节点，用以调整该转速控制信号的一峰峰值，且该峰峰值为0V-3V间。

10.一种马达控制装置，连接一马达，包括:

一第一节点；

一第二节点，电连接于该第一节点，且与该第一节点间形成一传输路径；

一转速信号发生电路，电连接于该第一节点，提供一转速控制信号，主要用以调制该马达的转速，且该转速控制信号通过该传输路径输出；

一信号转换电路，电连接于该第二节点，将自该传输路径接收的该转速控制信号转换为一控速电压信号并输出；

一驱动电路，分别电连接于该第二节点、该信号转换电路及该马达，用以接收该控速电压信号，且依据该控速电压信号而控制该马达的转速，以及产生该马达转速信号，并通过该传输路径输出；以及

一转速读取电路，电连接于该第一节点，用以接收自该传输路径输入的该马达转速信号，以取得该马达的实际转速值。

11.如权利要求10所述的马达控制装置，其中该第一节点与该第二节点为同一节点。

12.如权利要求10所述的马达控制装置，其中该转速信号发生电路为一脉宽调制发生电路及该转速控制信号为一脉宽调制信号。

13.如权利要求10所述的马达控制装置，其中该信号转换电路为一数字转模拟电路，用以将该转速控制信号经由数字/模拟转换为具有直流电平的该控速电压信号。

14.如权利要求10所述的马达控制装置，其还包括一第一开关元件，分别电连接于该第一节点及该转速读取电路，且在接收该马达转速信号后导通，并将该马达转速信号输出至该转速读取电路。

15.如权利要求10所述的马达控制装置，其中该驱动电路为一微处理器、一数字信号处理器或一控制芯片。

16.如权利要求10所述的马达控制装置，其还包括一第二开关元件，分别电连接于该驱动电路及该第二节点，且在接收该马达转速信号后导通，并将该马达转速信号输出。

17.如权利要求10所述的马达控制装置，其还包括一调整电路，电连接于该第二节点，用以调整该转速控制信号的一峰峰值，以调整该马达的转速，其中该峰峰值为0V-3V间。