CN101846092B - 断电后即时停止风扇的方法和其结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种断电后即时停止风扇的方法和其结构，其可让风扇在短时间内强制停止运转，而不需一惯性运转时间。本发明在风扇断电时，会将驱动风扇转动的线圈两端短路，利用风扇断电后的惯性运动于线圈中产生感应电流来让线圈产生一个反向磁场煞住风扇。

Description

断电后即时停止风扇的方法和其结构

本申请是申请日为2004年3月23日、申请号为200410030289.8、发明名称为“断电后即时停止风扇的方法和其结构”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种停止方法，且特别涉及一种在风扇断电后，可让其即时停止的方法和相关的结构。

背景技术

众多消费性产品中，风扇是主要的散热工具。当系统温度过高时，风扇即会激活以降低整体系统温度，达到散热目的，当系统温度下降至一特定值，风扇即会停止动作。

传统上为了避免整体系统不会因为温度过高而烧毁，通常会在系统中加装一散热风扇加以保护。然而，为了配合运算速度越来越快组件的散热，风扇转速要求会越来越高，因此，造成风扇断电后，风扇仍会持续惯性运转一段时间后才会完全停止。

然而，传统上这种风扇断电后的惯性运转会产生许多问题，首先，风扇使用者常因疏忽断电后的持续运转状态，误触运转中的风扇而造成受伤。其次，对于检修人员而言，需等待一段惯性运转时间直到风扇完全停止运转后，才能进行维修，此段等待时间，降低了工作效率。

发明内容

有鉴于上述传统风扇，在断电后因为不具有即时停止装置，造成风扇仅能依其惯性运转至停止，造成使用上的不便，因此本发明的主要目的即是针对上述的缺点，提出一种风扇断电后的即时停止方法，让风扇能在断电后及即时停止运转，而不需一段惯性运转时间，因此对于检修人员而言，可提升工作效率。

本发明的另一目的是提供一种使风扇断电后即时停止的装置，其于断电后并不会再行惯性运转，因此可避免使用人员受伤。

本发明停止风扇的方法，其中该风扇具有至少一定子磁极，该方法至少包括：断电时，使该定子磁极形成一封闭回路，该封闭回路受到风扇断电时惯性旋转而产生一感应磁场，该感应磁场对转子提供一煞车力，该煞车力的作用方向与风扇的旋转方向相反。

本发明中于断电后可即时停止的风扇结构至少包括：一线圈；一驱动电路，耦合该线圈；一切换电路，连接该驱动电路，其中此切换电路在断电时切断该线圈与该驱动电路间的连接，并使该线圈形成一封闭回路；以及一控制组件连接该切换电路用以控制该切换电路。

根据本发明风扇断电后的即时停止方法，其可让风扇于短时间内强制停止运转，而不需一惯性运转时间。本发明在风扇断电时，会将驱动风扇转动的线圈两端短路，利用线圈短路时产生的反电动势来即时煞停风扇，其中此反电动势为在风扇惯性运转时所产生感应电动势。

根据本发明第一实施例，在全桥结构下，当风扇断电时，借由电容所储存的残余能量，控制驱动集成电路输出一控制讯号，来控制上桥或下桥的一组半导体开关导通，让线圈两端形成短路。或是借由触发烧录于微控制芯片中断电时所要求的控制程序，来控制上桥或下桥的一组半导体开关导通，让线圈两端形成短路。

根据本发明第二实施例，在半桥结构下，当风扇断电时，借由电容所储存的残余能量，控制一切换组件导通让线圈两端形成短路。也可借由触发烧录于微控制芯片中断电时所要求的控制程序，来控制半导体开关导通，让线圈两端形成短路。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1A所示为根据本发明的第一实施例所使用的全桥电路结构直流风扇的概略电路图；

图1B所示为根据本发明的第一实施例所使用的全桥电路结构直流风扇的概略电路图，在本结构中具有一可程序的微控制芯片；

图2A所示为根据本发明的第二实施例所使用的半桥电路结构直流风扇的概略电路图；

图2B所示为根据本发明的第二实施例所使用的半桥电路结构直流风扇的概略电路图，在本结构中具有一可程序的微控制芯片。

具体实施方式

借由本发明的即时停止方法，可避免使用者因为断电后的疏忽，意外碰触到仍在惯性运转的风扇而受伤。同时于检修过程中，因为不需等待时间，因此可大幅提升工作效率。以下即以两个直流风扇的实施例介绍本发明的应用，但本发明的应用当不仅限于以下所述的实施例。

一般而言，直流风扇是用内部的控制电路产生变化的磁场来带动扇叶转动，转速随工作电压的高低而变化。当一导体通过电流，周围会产生磁场，若将此导体置于另一固定磁场中，则将产生吸力或斥力，造成物体移动，当吸斥力大于风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动。

图1A所示为本发明的第一实施例，使用全桥电路结构直流风扇的概略电路图，其中该直流风扇至少包含转子和定子磁极(图中未显示出)，转子为可旋转的部份，定子磁极为固定不动的部份，提供周围的磁场，当外界提供一电源通过转子或定子磁极时会产生磁力相互作用而旋转。而本发明即借由一种电路设计，于断电时将风扇定子磁极两端瞬间短路而形成一封闭回路，同时借由风扇在断电后的惯性运动，在此回路上产生一个感应电动势，进而产生一磁场。此磁场具有一固定磁性且磁力大小随风扇运转速度而增减，进而对转子上的磁场产生一相互排斥的力，以即时煞停风扇。在此全桥电路结构中，两个驱动集成电路102和104用以分别输出两驱动信号来控制半导体开关106、107、108和109的切换，其中此两驱动集成电路102和104可为一种煞车控制电路，而所输出的驱动信号彼此相位差180度，所使用的半导体开关可为MOS晶体管。而用以控制两个驱动集成电路102和104输出驱动信号是一小讯号电源114。

以驱动集成电路102为例，当一输出信号使半导体开关106导通时，则另一输出信号会使半导体开关108关闭，而此时驱动集成电路104则会输出与上述两信号相位差180度的另两信号，来导通半导体开关109，而关闭另一半导体开关107，换言之，在同一时间下，半导体开关106与109，和半导体开关107与108，是处于同一操作状态下。因此，借由驱动集成电路102和104的控制，可使得流经线圈110的电流变换方向产生不同方向的磁极，而使得风扇转动。

然而，当风扇断电时，由于风扇本身的惯性作用，使得风扇并不能瞬间停止运转，因此，本发明借由于断电的同时，将线圈110两端也瞬间短路，形成一封闭回路，此时因风扇于断电后的惯性运动，会使得此封闭回路上的磁通量发生变化，而于此回路上产生一个感应电动势，并于线圈中形成感应电流，此感应电流将使线圈产生一个反向磁场阻止风扇惯性运转，而即时煞住风扇，其中反向磁场所提供的煞车力大小与风扇惯性运转速度成正比。也就是，在断电的同时，控制驱动集成电路102和104，让半导体开关106与107，或半导体开关108与109同时导通，使得线圈110两端短路。换言之，可选择半导体开关106与107同时导通，而半导体开关108与109不导通；或是半导体开关106与107不导通，而半导体开关108与109同时导通。

而在断电瞬间控制两端线圈短路的方法，依图1A的结构而言，当风扇断电的瞬间，小讯号电源114借由电容112所储存的残余能量，向驱动集成电路102和104输出一控制讯号，控制半导体开关106与107或半导体开关108与109其中任一组导通另一组不导通，让线圈110两端形成短路。

此种让线圈110两端形成短路的方法，也可采用另一种方式，如图1B所示为全桥式直流风扇的另一种结构，在本结构中采用一可程序的微控制芯片116来对驱动集成电路102和104的输出信号进行控制。由于本结构中具有一可程序的微控制芯片116，因此，可将断电时控制程序烧录至此微控制芯片116中，一旦断电时，此微控制芯片116中所储存的断电时控制程序会被触发，而控制半导体开关106与107或半导体开关108与109其中任一组导通另一组不导通，让线圈110两端形成短路，借由风扇在断电后的惯性运动，即时于线圈110中形成一感应电流而产生一个反向磁场以阻止风扇惯性运转，而即时煞住风扇。

再以一半桥式直流风扇为第二实施例，参阅图2A所示为一使用半桥电路结构直流风扇的概略电路图。在此半桥电路结构200中，两个半导体开关202和204分别由相位差180度的两脉冲信号来控制，以控制电流分别流经线圈206和208以产生磁力，其中所使用的半导体开关可为MOS晶体管。

如同第一实施例般，当风扇断电时，本实施例也借由于断电的同时将线圈206和208两端瞬间短路，借由风扇断电后的惯性运动于线圈中产生感应电流来让线圈产生一个反向磁场煞住风扇。本发明于线圈206和208间加入一切换组件210，当风扇断电的瞬间，利用电容212所储存的残余能量，控制切换组件210导通甚至同时使半导体开关不导通，让线圈206和208两端形成短路。此切换组件210也可为一继电器，当断电时，自动导通，让线圈206和208两端形成短路。

此种线圈206和208两端形成短路的方法，也可采用另一种方式，如图2B所示为半桥式直流风扇的另一种结构，于本结构中具有一可程序的微控制芯片216来控制半导体开关202和204的切换。借由将断电时所要求的控制程序烧录至此微控制芯片216中，一旦断电时，此微控制芯片216中所储存断电控制程序会被触发，而控制半导体开关202和204导通，让线圈206和208两端形成短路而煞住风扇。

本发明风扇断电后的即时停止方法是借由将定子各极的线圈两端瞬间短路而形成一封闭回路，再利用风扇在断电后的惯性运动，而在此回路上产生一个感应电动势，进而产生一磁场。由于此感应电动势在风扇惯性旋转的过程中会残留于此封闭回路中而不会消失，因此此磁场的磁性会固定且磁力会随运转速度而增减，进而对转子上的磁场产生一相互排斥的力。由于此力的作用方向与风扇旋转方向相反，故可作为强而有力的阻却力，以即时煞停风扇。因此，可避免使用者因为断电后的疏忽，意外碰触到仍在惯性运转的风扇而受伤。同时于检修过程中，因为不需等待此段惯性运转停止时间，因此可大幅提升工作效率。且另一方面，本发明并不需要加入额外的电路至原本的电路结构中，因此并不需改变原有的电路设计。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其它各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种于断电后可即时停止的风扇结构，该结构至少包括：

构成定子磁极的一线圈；

一驱动电路，耦合该线圈；

一切换电路，连接该驱动电路；以及

一控制组件连接该切换电路用以控制该切换电路；

其中，于断电时，该风扇结构中的一残余电量提供一驱动电力以使得该线圈形成一封闭回路，该封闭回路受到风扇断电时惯性旋转而产生一感应磁场，该感应磁场对转子提供一煞车力，该煞车力的作用方向与风扇的旋转方向相反；

其特征在于，该风扇结构还包括一小讯号电源和一储存电容，该储存电容储存该残余电量，于断电时，该小讯号电源借由该储存电容所储存的该残余电量提供该驱动电力以使得该线圈形成该封闭回路。

2.根据权利要求1所述的风扇结构，其特征在于，该切换电路为全桥结构或半桥结构。

3.根据权利要求2所述的风扇结构，其特征在于，当该切换电路为全桥结构时，该驱动电路包括二集成电路，分别产生二驱动信号以开启/关闭该切换电路，其中一集成电路产生的二驱动信号与另一集成电路产生的二驱动信号之间的相位差为180度。

4.根据权利要求2所述的风扇结构，其特征在于，当该切换电路为半桥结构时，还包括相位差为180度的二脉冲信号，分别开启/关闭该切换电路。

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