CN102136816B - 风扇的正反转控制电路 - Google Patents

Abstract

一种风扇的正反转控制电路，包含：一驱动控制单元及一转向切换控制单元，该驱动控制单元是供电连接一风扇马达；该转向切换控制单元仅由数个类比式电路元件构成，该转向切换控制单元电连接该驱动控制单元，且该转向切换控制单元产生一正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

Description

风扇的正反转控制电路

技术领域

本发明是关于一种风扇的转动控制电路，尤其是一种可控制一风扇马达正反转的控制电路。

背景技术

为使电子产品在运作时所产生的热量有效地驱散，现有技术通常借助一散热风扇的驱热操作，以达到该电子产品快速散热的目的。在该散热风扇的驱热操作中，该散热风扇正向转动以导引外部气流进入该电子产品内部，以对热源进行热量驱散，然而由于该外部气流被大量导入该电子产品内，以致容易在该电子产品内部积尘；因此，在该电子产品启动运转之初，通常会控制该散热风扇反向转动一段时间(例如5秒)，以便该散热风扇可将该电子产品内部积尘导引出外部，以进行该电子产品内部的除尘作业；尔后，再控制该散热风扇正向转动，以进行散热作业。

为达到现有该散热风扇先除尘后散热的控制目的，如图1所示，其揭示现有风扇的正反转控制电路，包含一驱动单元91及一微控制器92。该驱动单元91及该微控制器92分别连接一电压源VCC，以便该电压源VCC可供应该驱动单元91及该微控制器92的所需电源；该驱动单元91电连接该微控制器92，且该驱动单元91另电连接一风扇马达8。

当启动该现有风扇时，该微控制器92送出一转动信号，并输入该驱动单元91内，以便该驱动单元91可据以控制该风扇马达8沿一预定旋转方向转动，以进行除尘作业。

当该现有风扇除尘一段时间后，该微控制器92则送出一个与该转动信号呈相反逻辑的反向转动信号，以便该驱动单元91可控制该风扇马达8沿相反于该预定旋转方向转动，以进行散热作业。

然而，一般而言，上述现有风扇的正反转控制电路将具有以下缺点：该现有风扇需要利用该微控制器92产生该转动信号及反向转动信号，以控制其正反转，由于该微控制器92为一高单价的元件，因此该风扇使用该微控制器92控制该风扇马达8转动，势必造成电路成本增加。基于上述原因，有必要进一步改良上述现有风扇的正反转控制电路。

发明内容

本发明目的是提供一种风扇的正反转控制电路，仅由数个类比式电路元件构成，避免使用一微控制器控制一风扇马达正反转，以降低电路设置成本。

本发明提供了一种风扇的正反转控制电路，包含：一驱动控制单元及一转向切换控制单元，该驱动控制单元是供电连接一风扇马达；该转向切换控制单元该转向切换控制单元包含一个电阻、一个电容及一个晶体管开关，该电阻及该电容串联形成一个充放电电路，该电阻及该电容的串联连接处为一个信号输出端，该晶体管开关的输入端电连接该信号输出端，并使该晶体管开关的一个输出端电连接该驱动控制单元以使该信号输出端耦接至该驱动控制单元，且该充放电电路产生一正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

较优地，该电容与该驱动控制单元的一个信号输入端及接地端并联连接。

较优地，该转向切换控制单元另包含一个放电回路二极管，该放电回路二极管反向并联连接该电阻。

较优地，该晶体管开关的一个输出端连接该驱动控制单元的一个信号输入端。

较优地，该晶体管开关为一个N型晶体管。

较优地，该电阻与该驱动控制单元的一个信号输入端及接地端并联连接。

较优地，该晶体管开关为一个P型晶体管。

本发明提供了另一种风扇的正反转控制电路，其包含：

一个驱动控制单元，电连接一个风扇马达；及

一个转向切换控制单元，该转向切换控制单元包含一个电阻、一个电容、一个比较器、一个第一分压电阻及一个第二分压电阻，该电阻及该电容串联形成一个充放电电路，该电阻及该电容的串联连接处为一个信号输出端，该信号输出端耦接至该驱动控制单元，该第一分压电阻及该第二分压电阻相互串联以形成一个分压电路，该分压电路具有一个分压输出端，该比较器具有一个正输入端、一个负输入端及一个输出端，该正输入端电连接该信号输出端，该负输入端电连接该分压输出端，该比较器的输出端电连接该驱动控制单元的一个信号输入端，且该充放电电路产生一个正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一个预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

较优地，该分压电路是连接在该供应电源及接地端之间。

本发明还提供了一种风扇的正反转控制电路，其包含：

一个驱动控制单元，电连接一个风扇马达；及

一个转向切换控制单元，该转向切换控制单元包含一个电阻、一个电容、一个比较器、一个第一分压电阻及一个第二分压电阻，该电阻及该电容串联形成一充放电电路，该电阻及该电容的串联连接处为一个信号输出端，该信号输出端耦接至该驱动控制单元，该第一分压电阻及该第二分压电阻相互串联以形成一个分压电路，该分压电路具有一个分压输出端，该比较器具有一个正输入端、一个负输入端及一个输出端，该正输入端电连接该分压输出端，该负输入端电连接该信号输出端，该比较器的输出端电连接该驱动控制单元的一个信号输入端，且该充放电电路产生一个正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一个预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

较优地，该分压电路连接于该供应电源及接地端之间。

本发明的有益效果在于：本发明该转向切换控制单元仅借助数个类比元件的设置，以输出该正反转切换信号组，进而控制该风扇马达在启动时先沿一预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动，相较于现有风扇的正反转控制电路需利用该微控制器控制该风扇马达的运转，本发明将具有降低电路设置成本的功效。

附图说明

图1：现有风扇的正反转控制电路示意图。

图2：本发明第一实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图3a：本发明第一实施例的转向切换控制单元产生的充电电压波形示意图。

图3b：本发明第一实施例的驱动控制单元对应转换图3a的充电电压波形示意图。

图4：本发明第二实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图5：本发明第三实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图6：本发明第四实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图7：本发明第五实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图8：本发明第六实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图9：本发明第七实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

图10：本发明第八实施例的风扇的正反转控制电路示意图。

【主要元件符号说明】

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合图附，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的正反转控制电路，其包含一驱动控制单元1及一转向切换控制单元2，该驱动控制单元1及该转向切换控制单元2共同连接至一供应电源VCC。该驱动控制单元1是供连接一风扇马达6；该转向切换控制单元2仅由数个类比式电路元件构成，例如一充放电电路，且该转向切换控制单元2电连接该驱动控制单元1；另外，本发明另具有一储能电容C，用以储存电能，以便该供应电源VCC中断时，可提供该风扇的电源。该转向切换控制单元2可产生一正反转切换信号组，以供该驱动控制单元1接收，进而控制该风扇马达6在启动时先沿一预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达6沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

请再参照图2所示，更进一步言之，该正反转切换信号组包含一正向转动控制信号及一反向转动控制信号，该驱动控制单元1可接收该正向转动控制信号及该反向转动控制信号，并分别转换产生一低电平逻辑信号及一高电平逻辑信号，且该正向转动控制信号维持输出一预定时间后，切换输出该反向转动控制信号，以达成该风扇马达6先沿该预定旋转方向转动一段时间，后再沿相反于该预定旋转方向转动的控制的要求。

请再参照图2所示，本发明第一实施例的转向切换控制单元2包含一电阻21及一电容22。该电阻21及该电容22形成该充放电电路，该电阻21及该电容22的串联连接处为一信号输出端，该信号输出端耦接至该驱动控制单元1，即该电容22与该驱动控制单元1的信号输入端及接地端并联连接。

请参照图2、3a及3b所示，当本发明的风扇启动时，该供应电源VCC对该电容22充电，其充电电压曲线如图3a所示，其中本发明第一实施例该电容22的充电电压即可作为该正反转切换信号组，以供该驱动控制单元1接收。

更进一步言之，请同时参照图3b所示，该驱动控制单元1接收该充电电压后，将以一低门槛电压VL(如1V)及一高门槛电压VH(如4V)作为判断依据，以便将该充电电压转换为一低电平逻辑信号或一高电平逻辑信号。例如，当所接收的充电电压信号未达该驱动控制单元1的低门槛电压VL时，该驱动控制单元1将此时的充电电压转换为低电平逻辑信号；相对的，当所接收的充电电压信号电平高于该高门槛电压VH时，则该驱动控制单元1将充电电压转换为高电平逻辑信号。

换言之，在该电容22由0V充电至该低门槛电压VL的过程中，该驱动控制单元1将视该段充电时间T1为该正向转动控制信号，此时该驱动控制单元1控制该风扇马达6预先沿该预定旋转方向转动一段时间(该段转动时间与该充电时间T1一致)；相对的，若该电容22的充电电压超过该驱动控制单元1的高门槛电压VH时，则判断为该反向转动控制信号，并由该驱动控制单元1控制该风扇马达6沿相反于该预定旋转方向转动。其中，借助适当设计该电阻21的阻值及该电容22的容值，可调整该段充电时间T1的长短。

另外，本发明第一实施例的驱动控制单元1在接收该充电电压高于该低门槛电压VL，但未达该高门槛电压VH之间的中间电位时，由于该驱动控制单元1无法判断为高电平逻辑信号或低电平逻辑信号，因此，在此段中间电位的充电时间T2内，该风扇马达6将停止转动，直至该充电电压高于该高门槛电压VH时，该风扇马达6回复转动状态。

请参照图4所示，其揭示本发明第二实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第一实施例，本发明第二实施例的一转向切换控制单元3包含有一电阻31、一电容32及一放电回路二极管33。该电阻31及该电容32形成该充放电电路，且该电容32与该驱动控制单元1的信号输入端及接地端成并联连接；该放电回路二极管33与该电阻31成反向并联连接，即该放电回路二极管33的一阳极是连接该充放电电路的一信号输出端。

借此，当该风扇停止运转时，该电容32的充电电压可借助该电阻31及该放电回路二极管33构成的一放电路径快速放电。换言之，若仅利用该电容32进行放电，需要较长的放电时间，因此本发明第二实施例借助设置该放电路径以缩短放电时间，进而提高该风扇于短时间内再次启动运转的顺畅性。

请参照图5所示，其揭示本发明第三实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第二实施例，本发明第三实施例的一转向切换控制单元4包含有一电阻41、一电容42、一放电回路二极管43及一晶体管开关44。该电阻41、该电容42及该放电回路二极管43的电路形态及作用与第二实施例的该电阻31、该电容32及该放电回路二极管33相同，于此不多赘述。

请再参照图5所示，本发明第三实施例的该晶体管开关44的输入端电连接该电阻41及该电容42所连接形成的一信号输出端，以便该电容42的充电电压可控制该晶体管开关44的导通或关闭；再者，该晶体管开关44的集极、射极与该驱动控制单元1的信号输入端及接地端并联连接，即该晶体管开关44的一输出端(集极端或射极端)电连接该驱动控制单元1。其中该晶体管开关44可选自一N型晶体管，如NPN晶体管或一NMOS晶体管。

更进一步言之，当该充电电压未达到该晶体管开关44的一导通电压时，该晶体管开关44形成开路，该驱动控制单元1接收该供应电源VCC的电压，并判断为高电平逻辑信号；反之，当该充电电压超过该晶体管开关44的该导通电压时，该晶体管开关44导通并接地，该驱动控制单元1此时接收低电平逻辑信号。

由上述可知，相较于第一实施例及第二实施例，由于本发明第三实施例的晶体管开关44仅操作在导通或关闭状态，因此该转向切换控制单元4可迅速进行逻辑信号电平的切换操作，以避免因中间电位造成该风扇停止运转的问题，故可进一步提高该风扇运转顺畅性。

再者，本发明第三实施例的转向切换控制单元4亦可在省略设置该放电回路二极管43的情况下运作，进而降低电路设置成本及简化电路连接复杂度。

请参照图6所示，其揭示本发明第四实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第三实施例，本发明第四实施例的一转向切换控制单元5包含有一电阻51、一电容52、一放电回路二极管53、一第一分压电阻54、一第二分压电阻55及一比较器56。该电阻51、该电容52及该放电回路二极管53的电路形态及作用与第二实施例的该电阻31、该电容32及该放电回路二极管33相同，于此不多赘述。

请再参照图6所示，本发明第四实施例的该第一分压电阻54及该第二分压电阻55相互串联以形成一分压电路，其具有一分压输出端，且该分压电路是连接在该供应电源VCC及接地端之间，以便在该分压电路的分压输出端建立一比较电压，该比较电压即为该第二分压电阻55的跨压。

该比较器56具有一正输入端561及一负输入端562。该电阻51及该电容52所连接形成的一信号输出端电连接至该比较器56的正输入端561；而该分压电路的分压输出端则电连接至该比较器56的负输入端562，如此，该电容52的充电电压及该第二分压电阻55的比较电压可输入该比较器56内部进行比较，以便该比较器56判断输出高电平逻辑信号或输出低电平逻辑信号，亦即，当该充电电压未达该比较电压(即小于该比较电压)时，该比较器56输出低电平逻辑信号；反之，当该充电电压超过该比较电压(即大于该比较电压)时，该比较器56输出高电平逻辑信号。该比较器56另具有一个输出端，该输出端连接该驱动控制单元1的信号输入端。

本发明第四实施例的比较电压可借助调整该第一分压电阻54及该第二分压电阻55的个别电阻值，以设定该比较电压的电压值。例如：该供应电源VCC为5V，若该第一分压电阻54的电阻值与该第二分压电阻55的电阻值的比为1：4时，则该比较电压则为4V。

再者，由于该比较器56的输出同样仅有高电平逻辑及低电平逻辑的切换状态，因此，相较于第一实施例及第二实施例的转向切换控制单元2，本发明第四实施例亦可避免因中间电位造成该风扇停止运转的问题。

另外，由于本发明第四实施例可借助该二分压电阻54与55的设计提高该比较电压的电压值，且该比较电压可设计大于该驱动控制单元1的低门槛电压VL，故相较于第一实施例及第二实施例的转向切换控制单元2，在维持相同的充电时间T1的条件下，本发明第四实施例的该电容52将可选用较小额定的电容。

又，本发明第四实施例的转向切换控制单元5亦可在省略设置该放电回路二极管53的情况下运作，进而降低电路设置成本及简化电路连接复杂度。

本发明上述第一实施例至第四实施例的风扇的正反转控制电路是以该充电电压作为该正反转切换信号组，以控制该风扇马达6转动。相反的，该正反转控制电路同样亦可以一放电电压作为该正反转切换信号组，以进行反逻辑的控制。

请参照图7所示，其揭示本发明第五实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第一实施例，本发明第五实施例的转向切换控制单元2’是由一电阻21’及一电容22’形成该充放电电路，且该电阻21’与该驱动控制单元1的信号输入端及接地端成并联连接。该转向切换控制单元2’借助该电阻21’的放电电压的操作，使该第二实施例的驱动控制单元1对应该放电电压由一高电平逻辑信号切换为一低电平逻辑信号。

请参照图8所示，其揭示本发明第六实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第二实施例，本发明第六实施例的转向切换控制单元3’包含一电阻31’、一电容32’及一放电回路二极管33’。该放电回路二极管33’并联连接该电阻31’，且该放电回路二极管33’的一阴极是连接该充放电电路的一信号输出端。藉此，该驱动控制单元1可对应该放电电压由一高电平逻辑信号切换为一低电平逻辑信号。

请参照图9所示，其揭示本发明第七实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第三实施例，本发明第七实施例的转向切换控制单元4’包含一电阻41’、一电容42’、一放电回路二极管43’及一晶体管开关44’。该晶体管开关44’电连接该电阻41’及该电容42’所连接形成的一信号输出端，以便该电阻41’的放电电压可控制该晶体管开关44’的导通或关闭。其中该晶体管开关44’可选自一P型晶体管，如PNP晶体管或一PMOS晶体管。

请参照图10所示，其揭示本发明第八实施例的风扇的正反转控制电路，相较于第四实施例，本发明第八实施例的转向切换控制单元5’包含一电阻51’、一电容52’、一放电回路二极管53’、一第一分压电阻54’、一第二分压电阻55’及一比较器56’。由该电阻51’及该电容52’所形成的一信号输出端是连接至该比较器56’的一负输入端562’；而由该二分压电阻54’及55’形成的一分压输出端则是连接至该比较器56’的一正输入端561’。借此，该驱动控制单元1可对应一放电电压进行该风扇马达6的转动控制。该比较器56’另具有一个输出端，该输出端连接该驱动控制单元1的信号输入端。

综上所述，本发明该转向切换控制单元2、2’、3、3’、4、4’、5及5’仅借助数个类比元件的设置，以输出该正反转切换信号组，进而控制该风扇马达6在启动时先沿一预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达6沿相反于该预定旋转方向转动，相较于现有风扇的正反转控制电路需利用该微控制器92控制该风扇马达8的运转，本发明将具有降低电路设置成本的功效。

Claims (11)

1.一种风扇的正反转控制电路，其特征在于，其包含：

一个驱动控制单元，电连接一个风扇马达；及

一个转向切换控制单元，该转向切换控制单元包含一个电阻、一个电容及一个晶体管开关，该电阻及该电容串联形成一个充放电电路，该电阻及该电容的串联连接处为一个信号输出端，该晶体管开关的输入端电连接该信号输出端，并使该晶体管开关的一个输出端电连接该驱动控制单元以使该信号输出端耦接至该驱动控制单元，且该充放电电路产生一个正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一个预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

2.根据权利要求1所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该电容与该驱动控制单元的一个信号输入端及接地端并联连接。

3.根据权利要求1所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该转向切换控制单元另包含一个放电回路二极管，该放电回路二极管反向并联连接该电阻。

4.根据权利要求1或3所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该晶体管开关的一个输出端连接该驱动控制单元的一个信号输入端。

5.根据权利要求1或3所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该晶体管开关为一个N型晶体管。

6.根据权利要求1所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该电阻与该驱动控制单元的一个信号输入端及接地端并联连接。

7.根据权利要求1或3所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该晶体管开关为一个P型晶体管。

8.一种风扇的正反转控制电路，其特征在于，其包含：

一个驱动控制单元，电连接一个风扇马达；及

一个转向切换控制单元，该转向切换控制单元包含一个电阻、一个电容、一个比较器、一个第一分压电阻及一个第二分压电阻，该电阻及该电容串联形成一个充放电电路，该电阻及该电容的串联连接处为一个信号输出端，该信号输出端耦接至该驱动控制单元，该第一分压电阻及该第二分压电阻相互串联以形成一个分压电路，该分压电路具有一个分压输出端，该比较器具有一个正输入端、一个负输入端及一个输出端，该正输入端电连接该信号输出端，该负输入端电连接该分压输出端，该比较器的输出端电连接该驱动控制单元的一个信号输入端，且该充放电电路产生一个正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一个预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

9.根据权利要求8所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该分压电路是连接在供应电源及接地端之间。

10.一种风扇的正反转控制电路，其特征在于，其包含：

一个驱动控制单元，电连接一个风扇马达；及

一个转向切换控制单元，该转向切换控制单元包含一个电阻、一个电容、一个比较器、一个第一分压电阻及一个第二分压电阻，该电阻及该电容串联形成一充放电电路，该电阻及该电容的串联连接处为一个信号输出端，该信号输出端耦接至该驱动控制单元，该第一分压电阻及该第二分压电阻相互串联以形成一个分压电路，该分压电路具有一个分压输出端，该比较器具有一个正输入端、一个负输入端及一个输出端，该正输入端电连接该分压输出端，该负输入端电连接该信号输出端，该比较器的输出端电连接该驱动控制单元的一个信号输入端，且该充放电电路产生一个正反转切换信号组，控制该风扇马达在启动时先沿一个预定旋转方向转动一段时间，后控制该风扇马达沿与该预定旋转方向相反的方向转动。

11.根据权利要求10所述的风扇的正反转控制电路，其特征在于：该分压电路连接于供应电源及接地端之间。

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