CN101399517B - 直线型风扇转速特性曲线设计电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直线型风扇转速特性曲线设计电路，主要包含有：一分压单元，可接收电力并加以分压，根据前述电力的准位高低而输出一准位变动的参考讯号，该分压单元包含有最高转速分压设定、最低转速分压设定、高转速特性曲线转折点分压设定、低转速特性曲线转折点分压设定；一讯号产生单元，可输出一控制讯号；一比较单元，连接上述分压单元、讯号产生单元，根据前述参考讯号、控制讯号的比对结果而产生一脉波讯号；一控制单元，连接前述比较单元，可使控制单元依所述比较单元输出的脉波讯号来控制其连接的风扇马达的转速。依据分压单元的四个分压设定完成直线型风扇转速特性曲线设计。

Description

直线型风扇转速特性曲线设计电路

技术领域

本发明是有关于一种直线型风扇转速特性曲线设计电路，尤其指一种以外部电压的设定来设计直线型风扇转速特性曲线的电路。

背景技术

目前风扇马达转速控制结构，因风扇马达的驱动元件特性，当输入控制电源为低准位时，风扇是以全速转动，提高散热效率，而当输入控制电源为高准位时，风扇以最低转速来转动，使得风扇转速随着输入控制电源高、低准位成线性变化来调整(一般IC输出控制电源为反向设计，控制电压越大，设定转速越低，电压越小设定转速越高)。

现有技术的风扇转速特性曲线设计大部分都是由风扇控制IC中的两支pin脚完成，一为接受外部控制讯号转换成转速控制的讯号(一般为电压控制)，另一为最低转速设定功能。在风扇运转时先比较两个电压后再进行转速控制。以图1为例，当A-control电压小于A-min时风扇会以A-control的转速为主，此时风扇被外部的控制讯号所控制；当A-control电压大于A-min时风扇会以A-min的转速为主，此时风扇维持固定转速。同理可得当输入为脉宽调变(PWM)控制讯号时，得到图2的曲线，图中V1为风扇最低转速电压，V2为风扇最高转速电压，D1为风扇最低转速脉宽调变工作周期，D2为风扇最高转速脉宽调变工作周期，S1为风扇最低转速，S2为风扇最高转速。

上述现有技术存有缺点即风扇转速特性曲线设计困难，因大部分的风扇控制IC都已把电压控制的范围V1/V2或脉宽调变工作周期(PWM dutycycle)V1/D1与V2/D2所对应到的最低转速S1，最高转速S2固定了，造成风扇特性曲线设计困难。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种简便的电路结构，供应电力至一分压单元来产生参考讯号，且通过一比较单元比较该分压单元的参考讯号及一讯号产生单元所产生的控制讯号而据以输出一脉波讯号，使一控制单元依照比较单元的脉波讯号来控制马达最低转速、最高转速、以及特性曲线转折点，致使完成直线型风扇转速特性曲线设计的目的。

本发明的另一目的，可设计任意两点所构成的曲线，以符合终端客户的需求。

本发明的再一目的，特性曲线设定不需另外透过转换电路完成，可降低设计成本。

为解决上述问题，本发明是在提供一种直线型风扇转速特性曲线设计电路，主要包含有：一分压单元，是可接收电力并加以分压，根据前述电力的准位高低而输出一准位变动的参考讯号，该分压单元包含最高转速分压设定、最低转速分压设定、高转速特性曲线转折点分压设定、低转速特性曲线转折点分压设定；一讯号产生单元，可输出一控制讯号；一比较单元，连接上述分压单元、讯号产生单元，根据前述参考讯号、控制讯号的比对结果而产生一脉波讯号；一控制单元，连接前述比较单元，可使控制单元依所述比较单元输出的脉波讯号来控制其连接的风扇马达的转速。其特点在依据该分压单元的四个分压设定完成直线型风扇转速特性曲线设计，其中，通过所述高转速特性曲线转折点分压设定以及所述最高转速分压设定决定使用者需求的最高转速值S2以及其对应的最高转速电压V2或脉宽调变工作周期D2，通过所述最低转速分压设定决定使用者需求的最低转速初始值S1以及其对应的最低转速电压V1或脉宽调变工作周期D1，并通过所述低转速特性曲线转折点分压设定决定特性曲线转折点。

其中该讯号产生单元产生的控制讯号可为一电压讯号。

其中该讯号产生单元产生的控制讯号可为一脉宽调变(PWM)讯号。

其中该分压单元中每一分压设定点包含至少一第一分压元件、一第二分压元件。

其中该第一分压元件、第二分压元件可为电阻。

其中该第一分压元件、第二分压元件可为基纳二极体(zener diode)。

其中该控制单元可为电晶体及其连接的周边构件。

其中该控制单元可为积体电路。

其中该比较单元可为运算放大器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

提供一种简便的电路结构，供应电力至一分压单元来产生参考讯号，且通过一比较单元比较该分压单元的参考讯号及一讯号产生单元所产生的控制讯号而据以输出一脉波讯号，使一控制单元依照比较单元的脉波讯号来控制马达最低转速、最高转速、以及特性曲线转折点，可根据终端客户的需求设计任意两点所构成的曲线，完成直线型风扇转速特性曲线设计的目的。

附图说明

图1为现有技术风扇转速特性曲线示意图；

图2为现有技术风扇转速特性曲线示意图；

图3为本发明风扇转速特性曲线的结构方块示意图；

图4为第3图的波形示意图；

图5为本发明的较佳实施例示意图；

图6～9为本发明的四种可以实现的风扇转速特性曲线示意图。

【图号说明】

10 分压单元

11 第一分压元件

12 第二分压元件

13 参考电压

14 高转速曲线转折点分压设定

15 最高转速分压设定

16 最低转速分压设定

17 低转速曲线转折点分压设定

20 讯号产生单元

21 控制讯号

50 驱动单元

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

对于本发明的其他优点、目的、技术特征及功效，是能够通过以下配合图式的本案较佳实施例的详细说明，而趋于了解：

请参阅图3，本发明是提供一种直线型风扇转速特性曲线设计电路，主要包括：一分压单元10、一讯号产生单元20、一比较单元30、一控制单元40。

请参阅图4，其中简化的分压单元10’是可接收电力并加以分压，根据前述电力的准位高低而输出一参考讯号Vref，简化的分压单元10’是可依所述电力的电压准位高低而使其输出参考讯号的准位产生V、V’高低变化，前述讯号产生单元20是可输出一高低准位VH、VL的振荡讯号(可为三角波、锯齿波等，请参照图4，惟不以此为限)，且该振荡讯号准位的变动范围固定；比较单元30连接简化的分压单元10’以及讯号产生单元20，并根据比对简化的分压单元10’以及讯号产生单元20的输出准位(即简化的分压单元10’的参考讯号Vref、讯号产生单元20的振荡讯号)而产生一脉波讯号；控制单元40，连接比较单元30，并依比较单元30输出的脉波讯号来控制马达转速，例如：利用设定简化的分压单元10’输出的参考讯号对前述电力准位的比例(即分压)，来调整该参考讯号于最低准位时不大于所述控制讯号的机率，而改变比较单元30的输出状态(例如：高准位转换为低准位，或低准位转换为高准位)，藉以形成一脉波讯号，控制单元40依该脉波的宽度所形成的工作周期而驱使其电气连接的马达(未显示于图中)以预定的最低转速转动，藉此达到使用者需求的最低转速初始值，同理可通过高转速特性曲线转折点分压设定及最高转速分压设定来设计最高转速值。

在一可行的实施模式中，简化的分压单元10’的每一设定可包含至少一第一分压元件11、至少一第二分压元件12彼此电气连接而形成分压作用(可参照图4，惟不以此为限)，第一分压元件11、第二分压元件12可为电阻、基纳二极体(zener diode)或其它具有等效作用的构件；比较单元30可为运算放大器(必要时可配合电气连接周边构件)；控制单元40，可为运算放大器、电晶体或积体电路等所组成(必要时可配合电气连接周边构件)。

请参阅图5，其为本发明的较佳实施例，当电源VSS输入时，经逆压保护二极体51传输至风扇驱动单元50(即比较单元30及控制单元40)，风扇驱动单元50也连接有一霍尔元件52，该霍尔元件52检知输出单元60的转子的磁极变化，产生正电压H+及负电压H-输出，分压单元10包含有一参考电压13、一高转速特性曲线转折点分压设定14、一最高转速分压设定15、一最低转速分压设定16、以及一低转速特性曲线转折点分压设定17。

当供给低准位电力(或称电源)时，由于分压单元10的参考讯号是小于讯号产生单元20的控制讯号21，因此，比较单元30的输出并不受讯号产生单元20的控制讯号21影响而导致控制单元40驱使其电气连接的至少一马达(未显示于图中)全速转动，通过高转速特性曲线转折点分压设定14以及最高转速分压设定15，可决定使用者需求的最高转速值S2以及其对应的最高转速电压V2或脉宽调变工作周期D2(请参阅图6)；而当通过最低转速分压设定16设定上述供给电力准位上升致使分压单元10的参考讯号不大于讯号产生单元20的控制讯号21时，前述比较单元30的输出受讯号产生单元20的控制讯号21影响(可输出一反相讯号)而导致控制单元40驱使其电气连接的马达(未显示于图中)以最低转速转动，藉此可决定使用者需求的最低转速初始值S1以及其对应的最低转速电压V1或脉宽调变工作周期D1(请参阅图6)，同理可通过低转速特性曲线转折点分压设定决定特性曲线转折点70，完成直线型风扇转速特性曲线设计。

此外，若高转速特性曲线转折点分压设定为IC内部设计的高转速电压或脉宽调变工作周期为100％输入时，则只需三个分压设计就可实现直线型风扇转速特性曲线设计。

图6～9是本发明的四种可以实现的特性曲线，可依终端客户的需求，达到设计任意二点所构成的曲线的目的。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种直线型风扇转速特性曲线设计电路，主要包含有：

一分压单元，可接收电力并加以分压，根据前述电力的准位高低而输出一准位变动的参考讯号，该分压单元包含有最高转速分压设定、最低转速分压设定、高转速特性曲线转折点分压设定、低转速特性曲线转折点分压设定；

一讯号产生单元，可输出一控制讯号；

一比较单元，连接上述分压单元、讯号产生单元，根据前述参考讯号、控制讯号的比对结果而产生一脉波讯号；

一控制单元，连接上述比较单元，可使控制单元依所述比较单元输出的脉波讯号来控制其连接的风扇马达的转速；

其特征在于，依据该分压单元的四个分压设定完成直线型风扇转速特性曲线设计，其中，通过所述高转速特性曲线转折点分压设定以及所述最高转速分压设定决定使用者需求的最高转速值以及其对应的最高转速电压或一第一脉宽调变工作周期，通过所述最低转速分压设定决定使用者需求的最低转速初始值以及其对应的最低转速电压或一第二脉宽调变工作周期，并通过所述低转速特性曲线转折点分压设定决定特性曲线转折点。

2.如权利要求1所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该讯号产生单元产生的控制讯号可为一电压讯号。

3.如权利要求1所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该讯号产生单元产生的控制讯号可为一脉宽调变讯号。

4.如权利要求1所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该分压单元中每一分压设定点包含至少一第一分压元件、一第二分压元件。

5.如权利要求4所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该第一分压元件、第二分压元件可为电阻。

6.如权利要求4所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该第一分压元件、第二分压元件可为基纳二极体。

7.如权利要求1所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该控制单元可为电晶体及其连接的周边构件。

8.如权利要求1所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该控制单元可为积体电路。

9.如权利要求1所述的直线型风扇转速特性曲线设计电路，其特征在于，该比较单元可为运算放大器。

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