CN102042247A - 风扇组的运转控制电路 - Google Patents

Abstract

一种风扇组的运转控制电路，包含一主控风扇单元、至少一从控风扇及至少一信号转换接口电路。该主控风扇单元具有一微控制器(Micro-Controller Unit，MCU)及一主控风扇，且该微控制器可产生单一控制信号，以控制该主控风扇及该至少一从控风扇的运转，且该单一控制信号可通过该至少一信号转换接口电路的互补转换产生一互补控制信号，并送至该些至少一个从控风扇或该些从控风扇的一部份，以便与该主控风扇呈反逻辑运转状态，本发明用以解决现有运转控制电路具有电路设置成本增加、运算及配线复杂度增加等问题。

Description

风扇组的运转控制电路

技术领域

本发明关于一种风扇组的运转控制电路，尤其是一种利用少数信号输出端即能控制多数风扇的运转控制电路。

背景技术

近年来，由于微控制器技术快速发展，使得马达的控制突破了以往只利用类比电路设计进行控制而造成的功能受限、电路复杂度增加及电路面积增加等缺点。

如图1所示，其揭示一种现用风扇组的运转控制电路，包含一微控制器91及数个风扇92。该微控制器91连接至一电源VCC及一接地线，且各该风扇92共同连接至另一电源V+及一接地线，借助该电源VCC、V+及各该接地线的连接，分别供应该微控制器91及各该风扇92所需的电源回路。该微控制器91另具有数个控制端911，分别连接到对应的各该风扇92，且各该控制端911均可送出一控制信号至各该风扇92，以便制动各该风扇92进行停止、启动、正转或反转。

然而，一般而言，上述现用电路具有下列缺点，例如：由于各该风扇92分别受控于该微控制器91上的各个控制端911，也就是说，该控制端911数量势必等于或大于该风扇92的设置数量，故若受控的该风扇92数量增加，则必须选用具有较多该控制端911的微控制器91，因而提高该现用运转控制电路的制造成本(一般而言，若该微控制器91的控制端911数量越多，其价格越高)。犹有甚者，若该风扇92的增加数量过大时，甚至需要增设额外的微控制器，以符合上述控制的需求；再者，由于各该风扇92分别连接到该微控制器91上的各个控制端911，将增加控制线路的复杂度，造成电路配线上的不便；另外，由于该微控制器91必须利用各该控制端911对应控制各该风扇92，因此该微控制器91必须先进行信号处理，以产生欲送至该数个风扇92的数个控制信号，再由该数个控制端911分别输出该数个控制信号，导致该微控制器91必须负担庞大的运算量。基于上述原因，有必要进一步改良上述现用风扇组的运转控制电路。

发明内容

本发明目的针对上述各种现有风扇组的运转控制电路的缺点进行改良，以提供一种可降低电路设置成本的运转控制电路。

本发明次一目的在于提供一种风扇组的运转控制电路，使运转控制电路进行配线时，可简化控制线的用量及配线复杂度。

本发明另一目的在于提供一种风扇组的运转控制电路，用以有效地将降低一微控制器的运算复杂度。

本发明风扇组的运转控制电路，包含：一主控风扇单元、至少一信号转换接口电路及至少一从控风扇。该主控风扇单元具有一微控制器及一主控风扇，该微控制器具有一信号输出端，电连接该主控风扇，该微控制器产生一控制信号，供该主控风扇接收；该至少一信号转换接口电路电连接该微控制器的信号输出端，并对应该控制信号转换产生一互补控制信号；该至少一从控风扇对应电连接该信号转换接口电路，接收该互补控制信号；其中该主控风扇与该至少一从控风扇呈相反逻辑运转状态。

本发明风扇组的运转控制电路，还可以包含：一主控风扇单元及一从控风扇。该主控风扇单元具有一微控制器及一主控风扇，该微控制器具有一信号输出端及一反相信号输出端，该信号输出端电连接该主控风扇，并产生一控制信号送至该主控风扇；该从控风扇具有一电路板，一信号转换接口电路布设在该电路板，该信号转换接口电路连接该微控制器的信号输出端及反相信号输出端，且该信号转换接口电路的一控制输出端连接该从控风扇的一信号接收端。

由于具有上述结构，本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明风扇组的运转控制电路由于该微控制器仅借助一个控制信号对该主控风扇及至少一个从控风扇进行控制；或利用至多两个控制信号对该主控风扇及至少一个从控风扇进行控制，即利用一个或至多两个信号输出端即可达成多个风扇控制的目的；使电路结构更简单，进而可降低整体电路设置成本。

附图说明

图1：现有风扇组的运转控制电路的电路连接示意图。

图2：本发明第一实施例的风扇组的运转控制电路的电路示意图。

图3a：本发明第一实施例的信号转换接口电路的电路示意图。

图3b：本发明第一实施例的信号转换接口电路的另一种电路示意图。

图4：本发明第一实施例的信号转换接口电路应用于一背光模块的示意图。

图5：本发明第二实施例的风扇组的运转控制电路的电路示意图。

图6：本发明第二实施例的信号转换接口电路应用于一背光模块的示意图。

图7：本发明第三实施例的风扇组的运转控制电路的电路示意图。

图8：本发明第三实施例的信号转换接口电路应用于一背光模块的示意图。

图9：本发明第四实施例的风扇组的运转控制电路的电路示意图。

图10：本发明第四实施例的信号转换接口电路应用于一背光模块的示意图。

【主要元件符号说明】

〔本发明〕

1 主控风扇单元  11 微控制器  111 电源端

112 接地端  113 信号输出端  114 反相信号输出端

12 主控风扇  121 电源端  122 接地端

123 信号接收端  2 信号转换接口电路  21 控制输入端

22 控制输出端  3 从控风扇  31 电源端

32 接地端  33 信号接收端  4 信号转换接口电路

41 第一控制输入端  42 第二控制输入端  43 第一控制输出端

44 第二控制输出端  5 信号转换接口电路  51 第一控制输入端

52 第二控制输入端  53 第一控制输出端  54 第二控制输出端

8 背光模块框座

〔现有〕

9 微控制器    911 控制端    92 风扇

具体实施方式

本发明风扇组的运转控制电路可应用于控制数个风扇的运转，以便借助数个风扇的运转对具有发热模块的各种灯具或背光模块进行散热作用，以延长该灯具或背光模块的使用寿命，为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文以风扇组的运转控制电路用于背光模块为例(应用于其他光模块的方式也大致相同)，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2所示，其揭示本发明第一实施例的风扇组的运转控制电路，其包含一主控风扇单元1、至少一信号转换接口电路2及至少一从控风扇3。

该主控风扇单元1具有一微控制器11及一主控风扇12，该微控制器11电连接该主控风扇12，该微控制器11产生一控制信号，供该主控风扇12接收。

该信号转换接口电路2电连接该微控制器11，并对应该控制信号互补转换产生一互补控制信号；至少一个该从控风扇3对应连接至少一个该信号转换接口电路2，以接收该互补控制信号，使得该主控风扇12与至少一个该从控风扇3呈相反逻辑运转状态(如控制该主控风扇12正转时，该从控风扇3呈反转；或控制该主控风扇12运转时，该从控风扇3停止运转)；而其余未与该信号转换接口电路2连接的该从控风扇3，与该主控风扇12直接连接，并呈同步操作运转(即控制该主控风扇12及该从控风扇3同时正反转；或控制该主控风扇12及该从控风扇3同步启停)。

请再参照图2所示，该主控风扇单元1的微控制器11具有一电源端111、一接地端112及一信号输出端113。该主控风扇单元1的主控风扇12具有一电源端121、一接地端122及一信号接收端123。该微控制器11的电源端111连接至一外部电源VCC，且该接地端112与该外部电源VCC的接地端连接。该主控风扇12的电源端121连接到另一外部电源V+，且该接地端122与该外部电源V+的接地端连接。该主控风扇12的信号接收端123连接该微控制器11的信号输出端113。

该信号转换接口电路2具有一控制输入端21及一控制输出端22，该信号转换接口电路2的控制输入端21及控制输出端22分别连接该微控制器11的信号输出端113及该从控风扇3。其中该信号转换接口电路2可选择设置在风扇的内部或外部，以便提高电路设计的选择弹性。

请配合参照图3a所示，该信号转换接口电路2可为一晶体管，如双极结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)，其基极端为控制输入端21；其集极端为控制输出端22，若该晶体管接收一高电平导通信号时，其集极端接地，输出一低电平截止信号；反的，也然。如此，该信号转换接口电路2可提供该微控制器11的该控制信号进行转换，以产生对应的该互补控制信号。其中该晶体管电连接到该外部电源V+及其接地端，以获得所需的供应电源。

请配合参照图3b所示，该信号转换接口电路2也可选择一非门电路(NOT gate)，同样可对该微控制器11的该控制信号进行转换。其中该非门电路也电连接到该外部电源V+及其接地端，以获得所需的供应电源。

该从控风扇3具有一电源端31、一接地端32及一信号接收端33，该从控风扇3的电源端31及接地端32分别连接该主控风扇12的电源端121及接地端122。若该从控风扇3选择与该信号转换接口电路2连接时，该从控风扇3的信号接收端33连接该信号转换接口电路2的控制输出端22；再者，该从控风扇3也可选择不与该信号转换接口电路2连接，此一情况，该从控风扇3的信号接收端33则直接连接该微控制器11的信号输出端113。

请再参照图2、3a及3b所示，以下兹选择该从控风扇数量为3；以及该信号转换接口电路数量为2为例，说明本发明风扇组的运转控制电路的电路配置。其中一个从控风扇3不通过该信号转换接口电路2而直接连接到该微控制器11，使得该从控风扇3与该主控风扇12进行同步运转；其中该两个信号转换接口电路2分别连接于该两个从控风扇3及该微控制器11之间，以转换该微控制器11的控制信号，而与该主控风扇12呈反逻辑操作运转。

请参照图4所示，其揭示本发明风扇组可用于结合在背光模块框座8的四个角，且邻近数个光源(例如发光二极管等)的设置位置，以便借助本发明的风扇组的控制对各该光源进行散热。其中一角隅位置设置该主控风扇单元1，其他角隅位置设置则设置该从控风扇3，并依据风扇转动状态(如正反转或启停操作)于适当角隅位置设置该信号转换接口电路2，如图4所示，在框架对角位置设置该信号转换接口电路2，如此，借助该微控制器11单一的控制信号的操作，使得任两相邻的风扇呈相反逻辑运转的操作状态(例如：该主控风扇12与其相邻的从控风扇3呈相反逻辑运转；或者任两相邻的从控风扇3呈相反逻辑运转)；借此，当其中一个风扇正转而吸入一外部气流时，其相邻的另一个风扇则反转将该气流导引至外部，如此借助该两相邻风扇一正一反的驱风方式而将该背光模块热量排出外部，以进行散热；同时，该背光模块内部的灰尘也可借助该驱风方式进一步排出至外部。

请参照图5所示，其揭示本发明第二实施例的风扇组的运转控制电路，相较于第一实施例，第二实施例的各该从控风扇3分别连接一个该信号转换接口电路2，且该信号转换接口电路2之间形成串接；更详言之，请配合图5所示，该微控制器11的该信号输出端113连接至该主控风扇12及第一个该信号转换接口电路2的控制输入端21，第一个该信号转换接口电路2的控制输出端22连接至该从控风扇3及第二个该信号转换接口电路2的控制输入端21，依此类推，使该信号转换接口电路2之间形成串联连接。

请参照图6所示，其揭示本发明第二实施例的风扇组应用结合在背光模块框座8的四个角，其中各个从控风扇3均配合连接一个该信号转换接口电路2，使得任两相邻的风扇呈转向相反的操作状态，借助该驱风方式进行该背光模块的散热及除尘。

请参照图7所示，其揭示本发明第三实施例的风扇组的运转控制电路，相较于第一实施例及二实施例，第三实施例的微控制器11另具有一反相信号输出端114，其产生的信号与该微控制器11的该信号输出端113的信号呈相反逻辑状态。再者，在本发明第三实施例中，该从控风扇3的数量较佳为两个以上，各该从控风扇3配合连接一个该信号转换接口电路4，其中本发明第三实施例的各该信号转换接口电路4可选自一连接器(例如排针或端子台)，其具有一第一控制输入端41、一第二控制输入端42、一第一控制输出端43及一第二控制输出端44，其中该第一控制输入端41及第二控制输入端42分别连接该第二控制输出端44及第一控制输出端43，以形成交错连接。

在本发明第三实施例的运转控制电路的电路连接组态中，该微控制器11的信号输出端113及反相信号输出端114分别连接该信号转换接口电路4的两控制输入端41及42，且各该信号转换接口电路4串联连接，也即，该信号转换接口电路4的第一控制输出端43及第二控制输出端44分别连接到另一个该信号转换接口电路4的第一控制输入端41及一第二控制输入端42；其中该主控风扇12的信号接收端123连接该微控制器11的信号输出端113，且各该从控风扇3的信号接收端33连接该信号转换接口电路4的第一控制输出端43。

请参照图8所示，其揭示本发明第三实施例的风扇组应用结合在背光模块框座8的四个角，其中各个从控风扇3均连接各该信号转换接口电路4，借助其两控制输入端41及42及两控制输出端43及44交错连接的方式，使任两相邻的风扇呈转向相反的操作状态，借助该驱风方式进行该背光模块的散热及除尘。

请参照图9所示，其揭示本发明第四实施例的风扇组的运转控制电路，相较于第三实施例，第四实施例于各从控风扇3内部的一电路板以电路布局设计(PCB layout)方式将一信号转换接口电路5布设在其内，并将各该信号转换接口电路5的一第一控制输入端51及一第二控制输入端52分别连接其第二控制输出端54及第一控制输出端53。

请参照图10所示，其揭示本发明第四实施例的风扇组应用结合在背光模块框座8的四个角，其中各该从控风扇3内部进行各该信号转换接口电路5的两控制输入端51及52及两控制输出端53及54交错连接配置。

简而言之，本发明相较于现有技术，由于只利用该微控制器11一个信号输出端113，至多两个信号输出端113及114产生控制信号，并配合该信号转换接口电路2、4或5，使一部份该从控风扇3的操作运转状态与该主控风扇12呈相反逻辑操作；而其余部分该从控风扇3与该主控风扇12呈同步操作，借助前揭的电路结构及其操作特征，本发明风扇组的运转控制电路可达到如下所述的诸多特点，进而提出说明：

1、电路设置成本降低：由于该微控制器11仅借助一个控制信号对该主控风扇12及至少一个从控风扇3进行控制；或利用至多两个控制信号对该主控风扇12及数个从控风扇3进行控制，即利用一个或至多两个信号输出端113及114的该微控制器11即可达成多个风扇控制的目的；相对的，本发明的运转控制电路因不受限于信号输出端的数量而可选用功能及结构简单的该微控制器11，进而可降低整体电路设置成本。

2、简化控制线路：如上所述的控制方式可知，本发明的该微控制器11仅具有一个或至多两个信号输出端113及114，因此，可简化该微控制器11的控制线路，更详言之，由于该主控风扇12与各从控风扇3均受控于同一控制信号，如图4、6、8及10所示，各相邻风扇间的信号接收端可相互连接，相较于现有各风扇92均需要与该微控制器9利用导线分别连接的技术，本发明的线材用量可相对减少。

3、微控制器运算复杂度降低：相较于现有技术的该微控制器91必须产生多个控制信号分别控制对应的数个风扇92，具有运算复杂度增加的问题，本发明的该微控制器11仅产生一个或至多两个控制信号，即可对应控制该主控风扇12及数个从控风扇3的运转；相对的，本发明的该微控制器11由于不需要过多的运算及信号处理，而可进一步降低整体控制复杂度。

Claims (21)

1.一种风扇组的运转控制电路，包含：

一个主控风扇单元，具有一个微控制器及一个主控风扇，该微控制器具有一个信号输出端电连接该主控风扇，且该微控制器产生一个控制信号送至该主控风扇；

一个信号转换接口电路，电连接该微控制器的信号输出端，并互补转换该控制信号而产生一个互补控制信号；及

一个从控风扇，电连接该信号转换接口电路，接收该互补控制信号。

2.根据权利要求1所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含额外的至少一个信号转换接口电路，各该额外的信号转换接口电路连接在一个额外的从控风扇及该微控制器的信号输出端之间。

3.根据权利要求2所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：该微控制器具有一个电源端及一个接地端，该主控风扇具有一个电源端、一个接地端及一个信号接收端，该微控制器的电源端连接至一个外部电源，且该微控制器的接地端与该外部电源的接地端连接，该主控风扇的电源端连接到另一个外部电源，且该主控风扇的接地端与该另一外部电源的接地端连接，该主控风扇的信号接收端连接该微控制器的信号输出端。

4.根据权利要求3所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：该从控风扇具有一个电源端及一个接地端，该从控风扇的电源端及接地端分别连接该主控风扇的电源端及接地端。

5.根据权利要求4所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含至少一个从控风扇直接连接该微控制器的信号输出端。

6.根据权利要求4所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：与该信号转换接口电路连接的各该从控风扇具有一个信号接收端，且该信号转换接口电路具有一个控制输入端及一个控制输出端，分别连接该微控制器的信号输出端及该从控风扇的信号接收端。

7.根据权利要求1、5或6所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：该信号转换接口电路为一个晶体管或一个非门电路。

8.根据权利要求1所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含额外的数个信号转换接口电路，且连接于该微控制器的信号转换接口电路与该些额外的信号转换接口电路形成串联连接。

9.根据权利要求8所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含额外的数个从控风扇，各该额外的从控风扇分别连接各该额外的信号转换接口电路的一个控制输出端。

10.根据权利要求8或9所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：该信号转换接口电路为一个晶体管或一个非门电路。

11.根据权利要求1所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：该微控制器另设有一个反相信号输出端，电连接到该信号转换接口电路，该反相信号输出端产生的信号与该微控制器的该信号输出端的信号呈相反逻辑状态。

12.根据权利要求11所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含额外的数个信号转换接口电路，且连接于该微控制器的信号转换接口电路与该些额外的信号转换接口电路形成串联连接。

13.根据权利要求12所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含额外的数个从控风扇，各该额外的从控风扇分别连接各该额外的信号转换接口电路。

14.根据权利要求12所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：各该信号转换接口电路具有一个第一控制输入端、一个第二控制输入端、一个第一控制输出端及一个第二控制输出端，且该第一控制输入端及第二控制输入端分别连接该第二控制输出端及第一控制输出端。

15.根据权利要求14所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：该微控制器的信号输出端及反相信号输出端分别连接该信号转换接口电路的第一控制输入端及第二控制输入端。

16.根据权利要求14所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：各该从控风扇的一个信号接收端连接该信号转换接口电路的第一控制输出端。

17.根据权利要求12、13、14、15或16的任意一项所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：各该信号转换接口电路为一个排针或一个端子台。

18.一种风扇组的运转控制电路，其特征在于包含：

一个主控风扇单元，具有一个微控制器及一个主控风扇，该微控制器具有一个信号输出端及一个反相信号输出端，该信号输出端电连接该主控风扇，并产生一个控制信号送至该主控风扇；及

一个从控风扇，其具有一个电路板，一个信号转换接口电路布设在该电路板，该信号转换接口电路连接该微控制器的信号输出端及反相信号输出端，且该信号转换接口电路的一个控制输出端连接该从控风扇的一个信号接收端。

19.根据权利要求18所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：另包含额外增加的数个从控风扇，各该额外的从控风扇的一个信号接收端电连接该信号转换接口电路的一个控制输出端。

20.根据权利要求19所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：各该额外的从控风扇的内部电路板电路布设一个信号转换接口电路，且连接于该微控制器的信号转换接口电路与该些额外的信号转换接口电路形成串联连接。

21.根据权利要求20所述的风扇组的运转控制电路，其特征在于：各该信号转换接口电路具有一个第一控制输入端、一个第二控制输入端、一个第一控制输出端及一个第二控制输出端，该第一控制输入端及第二控制输入端分别连接该第二控制输出端及第一控制输出端。

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