CN102108963B - 风扇检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种风扇检测装置与方法，风扇检测装置包含检测器与电压控制器。检测器用以判断与比较控制电压与参考电压，以产生比较信号并传送至电压控制器，电压控制器依据比较信号控制输出可变电压或是固定电压至风扇的输入电压端。其中，电压控制器可包含积分器对调制信号做积分并输出可变电压。本发明利用硬件的方式来判断风扇类型，利用硬件的好处为省下额外提供的软件控制器并降低系统的负载。

Description

风扇检测装置与方法

技术领域

本发明涉及一种硬件控制电路，特别涉及一种风扇检测装置与方法。

背景技术

电子产品的散热设计，多是利用风扇来引导气流并进行散热。一般小型设备的风扇装置分为两种类型，第一种为3脚位(pin)的风扇，是利用直流电压来改变其风扇的转速；另一种为4脚位的风扇，又分内置上升电阻与没有上升电阻，4脚位风扇控制则是利用脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）信号改变其风扇的转速。

已知检测风扇类型的技术，例如：美国专利第US20090169188号专利“风扇装置检测的方法”，其运用软件与硬件来检测风扇类型并控制风扇的转速。其动作原理为：判断风扇电压，以产生控制信号并传送至PWM产生器与直流调整器，并且检测风扇转速，检测风扇是否会依照PWM产生器的信号改变而改变转速。中国专利第CN2864764号“风扇驱动控制装置”，其运用风扇上的识别码来检测风扇的类型。其动作原理为：由风扇类型识别模块送出协议数据，风扇接收后并回传识别码至驱动信号设定模块并告知风扇的类型。在判断风扇类型上，由于类型识别模块是传送协议数据至风扇，所以在风扇端必需额外花费去内置具有此传输协议数据能力的控制器。美国专利第US7313466号“风扇检测类型的方法与装置”，其运用软件的方式来检测风扇的类型。其动作原理为：利用软件来控制PWM的信号，利用调整PWM信号来确认风扇转速的改变，而只有4脚位风扇的转速是依据PWM信号来改变。

发明内容

为了能有效检测风扇类型并控制风扇的转速，本发明的一实施例提供一种风扇检测装置，连接于具有输入电压端与脉宽调制控制脚位的风扇，包含：检测器与电压控制器。检测器用以检测脉宽调制控制脚位的控制电压，比较控制电压与参考电压而产生比较信号。电压控制器接收调制信号、固定电压与比较信号，当控制电压小于参考电压，转换调制信号为可变电压并输出至风扇的输入电压端；当控制电压大于参考电压，输出固定电压至风扇的输入电压端。

本发明又提供一种风扇检测的方法，包含：检测风扇的脉宽调制控制脚位的控制电压；比较控制电压与参考电压。当控制电压小于参考电压时，转换调制信号为可变电压并输出至风扇的输入电压端；当控制电压大于参考电压时，输出固定电压至风扇的输入电压端。

本发明利用硬件的方式来判断风扇类型，利用硬件的好处为省下额外提供的软件控制器并降低系统的负载。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的风扇检测装置的方框图；

图2为本发明的电压控制器的一实施例；

图3为本发明的电压控制器的另一实施例；及

图4为本发明实施例的风扇检测的方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例的风扇检测装置，利用硬件的方式来判断风扇类型，利用硬件的好处为省下额外提供的软件控制器并降低系统的负载，例如：以电脑风扇系统来说，电脑开机时，是由基本输入输出系统(Basic Input OutputSystem，简称BIOS)来控制电脑的输出入装置，BIOS必需负担大量时间去判断风扇的类型，如果可以直接由硬件来判断风扇的类别，可以降低BIOS的负担。

请参考图1，其为本发明实施例的风扇检测装置的方框图，风扇检测装置100包含：电压控制器110、缓冲器111与检测器112。各元件的连接关系与功能说明如下：检测器112用以检测PWM控制脚位的电压(以下称为控制电压)并与参考电压比较，以产生比较信号。电压控制器110用以接收PWM信号(以下称为调制信号)、固定电压VDC与比较信号，当控制电压小于参考电压时，转换调制信号为可变电压并输出至风扇的输入电压端(第二接脚)；当控制电压大于参考电压时，输出固定电压VDC至风扇的输入电压端(第二接脚)。缓冲器111则用以缓冲调制信号。其中，参考电压介于0.1～0.3伏特之间，其中，一实施例为0.15伏特。

其中，连接器114有四个接脚，分别为：第一接脚115为接地端，第二接脚116为输入电压端，第三接脚117为转速信号输出端，第四接脚118为PWM控制信号端。其中，第四接脚的控制电压，且第三接脚117的信号为转速信号输出，直接传输到风扇控制芯片端。风扇检测装置100利用检测器112检测第四接脚118的控制电压，并将控制电压与参考电压比较，以产生比较信号去判断风扇的类型为3脚位或4脚位风扇。3脚位风扇的接脚包含：第一接脚为接地端、第二接脚为输入电压端与第三接脚为转速信号输出端。4脚位风扇的接脚包含：第一接脚为接地端、第二接脚为输入电压端、第三接脚为转速信号输出端与第四接脚为PWM控制信号端。

因此，当3脚位风扇接上连接器114时，因3脚位风扇没有第四接脚，于是，连接器114上的第四接脚115将浮接而使得控制电压为低电位(接近零电位)，其小于参考电压。于是，风扇检测装置100将可经由比较信号的结果判断风扇为3脚位风扇，此时，电压控制器110将转换调制信号为可变电压(Variable direct voltage)，并利用连接器114上的第二接脚116输出至风扇的输入电压端以控制风扇的转速。当4脚位风扇接上连接器114时，连接器114上的第四接脚118将与风扇的第四接脚连接而使得控制电压为高电位，其将大于参考电压。于是，风扇检测装置100将可判断风扇为4脚位风扇，此时，电压控制器110将利用连接器114上的第二接脚116输出固定电压VDC至风扇的输入电压端，且缓冲器111缓冲调制信号后经由第四接脚输出一PWM控制信号至风扇以控制风扇的转速。

以下，将分别列举两个电压控制器110的实施例。

接着，请参考图2，其为本发明的电压控制器110的一实施例。其中，电压控制器110包含：积分器121与选择器122。积分器121用以接收调制信号并积分为可变电压。选择器122用以接收固定电压VDC、可变电压与比较信号，当控制电压小于参考电压时，输出可变电压至风扇的输入电压端(第二接脚)，当控制电压大于参考电压时，输出固定电压VDC至风扇的输入电压端(第二接脚)。其中，积分器121选自：RC积分器、OPA积分器；选择器122为模拟切换装置。

接着，请参考图3，其为本发明的电压控制器110的另一实施例。电压控制器110包含：积分器121与选择器122。选择器122用以接收固定电压VDC与调制信号，当控制电压小于参考电压时，输出调制信号，当控制电压大于参考电压时，输出固定电压VDC。也即，利用选择器122的选择而决定输出为调制信号或者固定电压VDC。积分器121连接选择器122与风扇的输入电压端(第二接脚)，当接收到调制信号后，即积分调制信号为可变电压。

接着，请参考图4，其为本发明实施例的风扇检测的方法流程图，包含以下步骤：

步骤S110：检测风扇的控制电压。

步骤S120：比较控制电压与参考电压。参考电压介于0.1～0.3伏特，其中，一实施例为0.15伏特。

步骤S130：当控制电压小于参考电压时，转换调制信号为可变电压并输出至风扇的输入电压端，当控制电压大于参考电压时，输出固定电压至风扇的输入电压端。

其中，转换调制信号为可变电压的步骤为将调制信号积分为可变电压。

虽然本发明的较佳实施例揭示如上所述，然而其并非用以限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种风扇检测装置，连接具有输入电压端与脉宽调制控制脚位的风扇，其特征是，上述风扇检测装置包含：

检测器，用以检测上述脉宽调制控制脚位的控制电压，比较上述控制电压与参考电压而产生比较信号，当上述控制电压小于上述参考电压，上述风扇为三脚位风扇，当上述控制电压大于上述参考电压，上述风扇为四脚位风扇，且参考电压介于0.1至0.3伏特之间；及

电压控制器，接收调制信号、固定电压与上述比较信号，当上述风扇为三脚位风扇，转换上述调制信号为可变电压并输出至上述风扇的上述输入电压端，当上述风扇为四脚位风扇，输出上述固定电压至上述风扇的上述输入电压端。

2.根据权利要求1的风扇检测装置，其特征是，上述调制信号为脉宽调制信号。

3.根据权利要求1的风扇检测装置，其特征是，上述风扇检测装置还包含：

缓冲器，连接于上述检测器，用以缓冲上述调制信号。

4.根据权利要求1的风扇检测装置，其特征是，上述电压控制器包含：

积分器，用以接收上述调制信号并积分为上述可变电压；及

选择器，用以接收上述固定电压、上述可变电压与上述比较信号，当上述控制电压小于上述参考电压，输出上述可变电压至上述风扇的上述输入电压端，当上述控制电压大于上述参考电压，输出上述固定电压至上述风扇的上述输入电压端。

5.根据权利要求4的风扇检测装置，其特征是，上述积分器选自：RC积分器、OPA积分器。

6.根据权利要求4的风扇检测装置，其特征是，上述选择器为模拟切换装置。

7.根据权利要求1的风扇检测装置，其特征是，上述电压控制器包含：

选择器，用以接收上述固定电压与上述调制信号，当上述控制电压小于上述参考电压，输出上述调制信号，当上述控制电压大于上述参考电压，输出上述固定电压至上述风扇的上述输入电压端；及

积分器，连接上述选择器与上述风扇，用以接收并积分上述调制信号为上述可变电压并输出至上述风扇的上述输入电压端。

8.根据权利要求7的风扇检测装置，其特征是，上述积分器选自：RC积分器、OPA积分器。

9.根据权利要求7的风扇检测装置，其特征是，上述选择器为模拟切换装置。

10.根据权利要求1的风扇检测装置，其特征是，上述检测器为比较器。

11.一种风扇检测的方法，其特征是，包含：

检测上述风扇的脉宽调制控制脚位的控制电压；

比较上述控制电压与参考电压当上述控制电压小于上述参考电压，上述风扇为三脚位风扇，当上述控制电压大于上述参考电压，上述风扇为四脚位风扇，且参考电压介于0.1至0.3伏特之间；及

当上述风扇为三脚位风扇时，转换调制信号为可变电压并输出至上述风扇的输入电压端，当上述风扇为四脚位风扇时，输出固定电压至上述风扇的上述输入电压端。

12.根据权利要求11的风扇检测的方法，其特征是，上述参考电压介于0.1～0.3伏特。

13.根据权利要求11的风扇检测的方法，其特征是，转换上述调制信号为上述可变电压的步骤，上述调制信号为脉宽调制信号，上述脉宽调制信号被积分为上述可变电压。

14.根据权利要求11的风扇检测的方法，其特征是，上述调制信号为PWM信号。

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