CN102111066A - 节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法。此散热风扇电源控制系统包含电压选择电路及电压转换电路。电压选择电路接收多个电压输入端所提供的多个电压信号及控制信号，并根据控制信号选择其中一个电压信号为输出电压信号。电压转换电路连接电压选择电路，并接收输出电压信号及控制信号，且根据控制信号转换输出电压信号的电压值为散热风扇所需的工作电压，以驱动此散热风扇。

Description

节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法

技术领域

本发明是有关于散热风扇控制技术领域，特别是有关于一种应用于节能电子装置中的散热风扇电源控制系统及其控制方法。

背景技术

在目前电子装置中，散热风扇大多通过电子装置直接提供单一电压值的电压信号驱动，让散热风扇长时间维持高转速的运作状态，或者电子装置利用控制线路将电压信号降压到不同的电压值，以提供散热风扇不同转速下所需的电压。

但散热风扇若是在低转速运作时，仅需要较低的电压驱动，因此控制线路就需要将大部分的电能以热耗散的方式消耗，而造成控制线路可能会温度过高的问题，以及许多无谓的能量以热能方式损耗所造成的环保问题。

发明内容

有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法，以解决控制线路可能温度过高的问题以及过多能量耗散的环保问题。

根据本发明的目的，提出一种散热风扇电源控制系统用于提供散热风扇所需的工作电压，此工作电压具有一工作电压值，此散热风扇电源控制系统包含一电压选择电路及一电压转换电路。电压选择电路接收多个电压输入端所提供的多个电压信号及一控制信号，并根据控制信号选择多个电压信号其中之一为输出电压信号。电压转换电路连接电压选择电路，并接收输出电压信号及控制信号，且根据控制信号转换输出电压信号的电压值为工作电压的电压值，以驱动散热风扇。

其中，输出电压信号的电压值为大于工作电压值中最接近工作电压值的电压信号。

此外，本发明又提出一种节能电子装置，包含一散热风扇以及一散热风扇电源控制系统。散热风扇电源控制系统包含一电压选择电路及一电压转换电路。电压选择电路接收多个电压输入端所提供的多个电压信号及一控制信号，并根据控制信号选择多个电压信号其中之一为输出电压信号。电压转换电路连接于电压选择电路及散热风扇间，并接收输出电压信号及控制信号，且根据控制信号转换输出电压信号的电压值为散热风扇所需的工作电压值，以驱动散热风扇。

其中，输出电压信号的电压值为大于工作电压值中最接近工作电压值的电压信号。

此外，本发明更提出一种散热风扇电源控制方法，用于提供一散热风扇所需的工作电压，此工作电压具有一工作电压值，此散热风扇电源控制方法包含下列步骤。首先，通过一电压选择电路接收多个电压输入端所提供的多个电压信号及一控制信号。再使用电压选择电路根据控制信号选择多个电压信号其中之一为输出电压信号。最后利用一电压转换电路接收输出电压信号及控制信号，且根据控制信号转换输出电压信号的电压值为工作电压的电压值，以驱动散热风扇。

其中，输出电压信号的电压值，为大于工作电压值中最接近工作电压值的电压信号。

承上所述，依本发明的节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法，其可具有一个或多个下述优点：

(1)此节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法，可通过选择大于且最接近工作电压的电压信号为驱动散热风扇的电源，由此可减少无谓的能量耗散。

(2)此节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法，可通过选择大于且最接近工作电压的电压信号为驱动散热风扇的电源，由此可降低电压转换电路的温度。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的散热风扇电源控制系统的方块图；

图2为本发明第二实施例提供的散热风扇电源控制系统的方块图；

图3为图2中电压选择电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的节能电子装置的方块图；

图5为本发明实施例提供的散热风扇电源控制方法的流程图。

【主要元件符号说明】

1：散热风扇电源控制系统；  10：电压选择电路；

101：比较器；              2：散热风扇；

20：电压转换电路；         3：节能电子装置；

30：处理模块；             40：转速控制模块；

V1：第一电压信号；         V2：第二电压信号；

Vn：第N电压信号；          Vctrl：控制信号；

Vout：输出电压信号；       Vwork：工作电压；

Vsc：开关控制信号；        SW：开关单元；

R1：第一电阻；             R2：第二电阻；

D：二极管；                C：电容；以及

S1～S3：步骤。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明本发明的节能电子装置、散热风扇电源控制系统及其控制方法的实施例，为便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的附图标记来说明。

请参阅图1，其为本发明第一实施例提供的散热风扇电源控制系统的方块图。散热风扇电源控制系统1可用于提供散热风扇所需的工作电压。该图中，散热风扇电源控制系统1包含电压选择电路10及电压转换电路20。电压选择电路10接收多个电压信号及一个控制信号Vctrl，根据控制信号Vctrl选择多个电压信号的其中一个，作为输出电压信号Vout，此输出电压信号Vout的电压值是大于工作电压Vwork的电压值，且为多个电压信号中最接近工作电压Vwork的电压信号。在本实施例中，多个电压信号依序为第一电压信号V1到第N电压信号Vn，且各电压信号的电压值不同。

电压转换电路20连接电压选择电路10，以接收输出电压信号Vout及控制信号Vctrl，并根据控制信号Vctrl将输出电压信号Vout的电压值转换成工作电压Vwork的电压值，以驱动散热风扇2。此电压转换电路20较佳为降压电路。

本实施例以第一电压信号V1的电压值为3.3伏特，第二电压信号V2的电压值为5伏特为例，当散热风扇2所需的工作电压Vwork的电压值为2.5伏特时，电压选择电路10会选择第一电压信号V1作为输出电压信号Vout，而电压转换电路20会将3.3伏特降压成2.5伏特的工作电压Vwork，因此会有0.8伏特的电压降以热能的形式耗散。因此其电源损耗为1-2.5V/3.3V＝25％，然而以现有技术的用5伏特作为输入电压时，会有2.5伏特的热耗散，所以现有技术的电源损耗为1-2.5V/5V＝50％。当工作电压Vwork的电压值大于3.3伏特时，电压选择电路10则会选择第二电压信号V2作为输出电压信号Vout。表一为在不同的工作电压下，使用现有技术的能量损耗及使用本发明的能量损耗表。

工作电压	现有技术的热损耗	本发明的热损耗
			2.5伏特	1-2.5V/5V＝50％	1-2.5V/3.3V＝25％
3伏特	1-3V/5V＝40％	1-3V/3.3V＝10％
			4伏特	1-4V/5V＝20％	1-4V/5V＝20％
5伏特	1-5V/5V＝0％	1-5V/5V＝0％

表一

由以上数据可知，使用双电源或多电源的电源控制系统可以降低电源损耗，换言之，可以提升电源转换效率，达到节能减碳的目的。

请参阅图2，其为本发明第二实施例提供的散热风扇电源控制系统的方块图。与第一实施例相较，其差异在于第二实施例中进一步包含处理模块30及转速控制模块40，且提供第一电压信号V1及第二电压信号V2两个电压信号以供电压选择电路选择。其余部分皆为相同，故不在此赘述。

处理模块30连接转速控制模块40，可根据散热风扇2欲散热目标物(图中未示)的温度控制转速控制模块40，使转速控制模块40产生控制信号Vctrl，且转速控制模块40也可通过使用者选择散热风扇2的转速后，对应产生此控制信号Vctrl。

请参阅图3，其为图2中的电压选择电路的电路图。该图中，电压选择电路10包含比较器101、开关单元SW、第一电阻R1、第二电阻R2、二极管D及电容C。电压选择电路10中各电子元件的连结关系，如图所示，不在此赘述。

第一电压信号V1经过第一电阻R1及第二电阻的分压后，输入比较器101的正输入端，而控制信号Vctrl则输入至比较器101的负输入端，比较器101比较此两个电压值后，输出一个开关控制信号Vsc至开关单元SW，以控制开关单元SW导通或关闭，此开关信号较佳为P型MOSFET。当控制信号Vctrl的电压值小于被分压过后的第一电压信号时，比较器101会输出高电位的开关控制信号Vsc，当控制信号Vctrl的电压值大于被分压过后的第一电压信号时，比较器101会输出低电位的开关控制信号Vsc。并由此高电位或低电位的开关控制信号Vsc控制开关单元SW。

当开关单元SW关闭时，第一电压信号V1会被作为输出电压信号Vout输出至电压转换电路20，当开关单元SW导通时，由于第二电压信号V2的电压值大于第一电压信号V1的电压值，因此二极管D的逆向电压大于顺向电压，而导致二极管D不导通，所以第二电压信号V2会被作为输出电压信号Vout输出至电压转换电路20。

请参阅图4，其为本发明实施例提供的节能电子装置的方块图。该图中，节能电子装置3包含散热风扇2及散热风扇电源控制系统1。散热风扇电源控制系统1连接散热风扇2，此散热风扇电源控制系统包含电压选择电路10、电压转换电路20。电压选择电路10可接收多个电压输入端所提供的多个电压信号以及一个控制信号Vctrl，并根据控制信号Vctrl选择其中的一个电压信号作为输出电压信号Vout。

电压转换电路20连接于电压选择电路10及散热风扇2间，并接收输出电压信号Vout及控制信号Vctrl，且根据控制信号Vctrl将输出电压信号Vout的电压值转换成散热风扇2所需要的工作电压Vwork的电压值。

其中，输出电压信号Vout为大于工作电压Vwork中最接近工作电压Vwork的电压信号。

请参阅图5，其为本发明实施例提供的散热风扇电源控制方法的流程图。此散热风扇电源控制方法适用于提供散热风扇所需的工作电压。散热风扇电源控制方法包含以下流程：

在步骤S1中，通过电压选择电路接收多个电压信号及一控制信号。此输出电压信号的电压值为大于工作电压值中最接近工作电压值的电压信号。

在步骤S2中，使用电压选择电路根据控制信号选择多个电压信号其中之一为输出电压信号。

在步骤S3中，利用一电压转换电路接收输出电压信号及控制信号，且根据控制信号转换输出电压信号的电压值为工作电压的电压值，以驱动散热风扇。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。本领域技术人员理解，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，均应包含于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热风扇电源控制系统，用于提供一散热风扇所需的一工作电压，其特征在于，所述工作电压具有一工作电压值，所述散热风扇电源控制系统包含：

一电压选择电路，接收多个电压输入端所提供的多个电压信号及一控制信号，并根据所述控制信号选择所述多个电压信号其中之一为输出电压信号；以及

一电压转换电路，连接所述电压选择电路，并接收所述输出电压信号及所述控制信号，且根据该控制信号转换所述输出电压信号的电压值为所述工作电压值，以驱动所述散热风扇；

其中，所述输出电压信号的电压值为大于所述工作电压值中最接近所述工作电压值的电压信号。

2.根据权利要求1所述的散热风扇电源控制系统，其特征在于，所述系统还包含一处理模块，所述处理模块根据所述散热风扇所散热的一目标物的温度对应产生所述控制信号。

3.根据权利要求1所述的散热风扇电源控制系统，其特征在于，所述散热风扇进一步连接一转速选择模块，所述转速选择模块选择所述散热风扇的转速，并通过所述转速选择模块产生所述控制信号。

4.根据权利要求1所述的散热风扇电源控制系统，其特征在于，所述多个电压信号包含第一输入电压及第二输入电压，且所述电压选择电路包含一比较器及一开关单元，所述比较器比较所述控制信号及第一电压信号后，输出一开关控制信号至所述开关单元，以使所述电压选择电路选择所述第一电压信号或第二电压信号为所述输出电压信号。

5.一种节能电子装置，所述装置包括：

一散热风扇，所述散热风扇通过一工作电压驱动；以及

一散热风扇电源控制系统，所述散热风扇电源控制系统连接所述散热风扇，其特征在于，所述散热风扇电源控制系统采用如权利要求1至4任一项所述的散热风扇电源控制系统。

6.一种散热风扇电源控制方法，所述方法用于提供一散热风扇所需的一工作电压，其特征在于，所述工作电压具有一工作电压值，所述散热风扇电源控制方法包含下列步骤：

通过一电压选择电路接收多个电压输入端所提供的多个电压信号及一控制信号；

所述电压选择电路根据所述控制信号选择所述多个电压信号其中之一为输出电压信号；以及

利用一电压转换电路接收所述输出电压信号及所述控制信号，且根据所述控制信号转换所述输出电压信号的电压值为所述工作电压值，以驱动所述散热风扇；

其中，所述输出电压信号的电压值为大于所述工作电压值中最接近所述工作电压值的电压信号。

7.根据权利要求6所述的散热风扇电源控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

提供一处理模块，所述处理模块根据所述散热风扇所散热的一目标物的温度对应产生所述控制信号。

8.根据权利要求6所述的散热风扇电源控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

提供一转速选择模块，所述转速选择模块用于选择所述散热风扇的转速，并通过所述转速选择模块产生所述控制信号。

9.根据权利要求6所述的散热风扇电源控制方法，其特征在于，所述多个电压信号包含第一输入电压及第二输入电压，且所述电压选择电路包含一比较器及一开关单元，所述比较器比较所述控制信号及第一电压信号后，输出一开关控制信号至所述开关单元，以使所述电压选择电路选择所述第一电压信号或第二电压信号为所述输出电压信号。

10.根据权利要求6所述的散热风扇电源控制方法，其特征在于，所述多个电压信号的电压值不同。

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