CN104279174B - 风扇连线及断线状态的侦测模组、装置及其系统 - Google Patents

风扇连线及断线状态的侦测模组、装置及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风扇连线及断线状态的侦测模组、装置及其系统，包括一侦测模组分别连接一风扇及一主机。该风扇具有四个外接端用以连接该侦测模组，其中一转速控制端用以传递侦测模组提供的一侦测讯号及一转速控制讯号。其中另一转速反馈端从该风扇反馈该侦测讯号及一风扇转速讯号至该侦测模组。该主机根据该侦测模组有无接收到从风扇回传的侦测讯号，以判断该风扇有无跟侦测模组连接。

Description

风扇连线及断线状态的侦测模组、装置及其系统
技术领域
本发明属于一种风扇连线及断线状态的侦测模组、装置及其系统，尤其涉及一种侦测风扇有无跟控制电路板连接的侦测模组、装置及其系统。
背景技术
一般电脑机房内放置多台电脑，这些电脑在运行过程中会产生大量的热量，为了维持这些电脑在一定的温度条件中运行，机房内多会设置多个风扇装置对电脑进行散热。风扇模组包括一控制电路板连接复数个风扇。
由于机房一般取用封闭式管理，无人值守，因此需要透过远端的伺服装置与风扇模组的控制电路板连接以监控并判断这些风扇的连接及运行状态。
目前风扇多为四个外接端的设计，为了要达到上述的目的因此如第1图所示的目制电路板10连接至少一风扇17，该控制电路板10包括一电源单元11连接一处理单元12，该电源单元11连接一外部电源，然后供应电源给该处理单元12及该风扇17。该处理单元12系产生一风扇转速控制讯号例如脉宽调变讯号(PWM)经由风扇转速驱动线路14传递至该风扇17借以控制风扇17的驱动及转速，且经由风扇转速反馈线路15接收风扇17运转时产生的风扇转速讯号(FG)。再者，处理单元12连接一在位侦测单元13以接收一在位讯号。
该风扇17具有五个外接端连接到该控制电路板10，这五个外接端分别为电源正极端171、电源负极端172、在位讯号端173、转速控制输入端174及风扇转速反馈端175，其中电源正极端171及电源负极端172与电源单元11的电源正负极输出端连接，以接收电源单元11的供电。在位讯号端173则连接控制电路板10的在位侦测单元13。转速控制输入端174系用以供控制电路板11的处理单元12产生的转速控制讯号输入至该风扇17。当该风扇17被该转速控制讯号驱动运转时，随着运转会产生对应的风扇转速讯号(FG)经由该风扇转速反馈端175回传给控制电路板10的处理单元。
其中该电路控制板10的在位侦测单元13可以例如为上拉电阻或光耦合隔离电路，然后与其电性连接的在位讯号端173则接地或连接一高准位讯号。在本图中表示该在位讯号端173在风扇17的那一端接地，在位侦测单元13为一上拉电阻，产生一高准位的在位讯号。
请继续参考图2A至图2C所示，如图2A所示当风扇17没有接到电路控制板10，在位侦测单元13(例如上拉电阻)产生的在位讯号处于高准位的(HS)的状态，处理单元12接收的在位讯号为高准位的状态。如第2B图所示当风扇17与电路控制板10连接，在位侦测单元13连接风扇17的在位讯号端173并进而与接地连通，以令在位侦测单元13处于高准位的在位讯号(HS)往接地流通，处理单元12接收到该在位侦测单元13的在位讯号从高准位(HS)变为低准位(LS)的状态。如第2C图所示若将风扇17拔除，也就是令风扇17不连接至电路控制板10，处理单元12接收到该在位侦测单元13的在位讯号则从低准位(LS)回复至高准位(HS)的状态。
远端的伺服装置从处理单元12连接在位侦测单元13的脚位接收到的在位讯号的高准位或低准位的状态以判断风扇17有没有接到电路控制板10。
然而前述现有技术实际上有其问题存在，因为处理单元12要增加一接收在位讯号的脚位，且控制电路板10要增加一侦测单元，另外风扇17要增加一个外接端也就是在位讯号端173，对于控制电路板10的而言，要因应处理单元12增加的脚位及增加的侦测单元，电路控制板10要增加电路布局空间给这些增加的脚位及单元，且制程及产品面积都会随着增加，而风扇增加一个外接端同样会增加制程，且这些增加的因素会造成成本增加，且产品的体积加大。
发明内容
本发明为解决上述现有技术的缺点，提供一种利用风扇原有的两个外接端也就是转速控制端及转速反馈端做风扇的在位讯号侦测，适用于目前的风扇设计，并节省一个外接端的设计。
本发明的另一目的是省略在位侦测单元的设计，不仅节省电路布局空间，且制程及产品面积都会随着减少。
为达上述目的本发明提供一种风扇连线及断线状态的侦测模组，用以侦测至少一风扇，该风扇具有一电源正极端、一电源负极端，一转速控制端及一转速反馈端，且在该风扇运转时产生一风扇转速讯号，该侦测模组包括：一电源单元，接收一外部电源且连接该风扇的电源正极端与电源负极端，经由该电源正极端及电源负极端传送电源至该风扇；一处理单元，连接该电源单元，产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端传输至该风扇，该风扇被该转速控制讯号驱动运转，且该风扇转速讯号经由该转速反馈端从该风扇传输至该处理单元，其中该侦测讯号经由该转速反馈端从该风扇回传至该处理单元；借由该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，以侦测该风扇有无跟侦测模组连接。
该处理单元是根据该电源单元传送电源给该风扇前发送侦测讯号至该风扇。
该处理单元系根据该处理单元接收到该风扇转速讯号的值为零时发送侦测讯号至该风扇。
该侦测讯号与转速控制讯号的频率及占空比不同。
该处理单元经由一驱动电路连接该风扇的转速控制端，及经由一转速侦测电路连接该风扇的转速反馈端。
本发明另外提供一种风扇连线及断线状态的侦测装置，包括：一风扇，具有一电源正极端、一电源负极端，一转速控制端及一转速反馈端；一侦测模组，包括：一电源单元，接收一外部电源且连接该风扇的电源正极端与电源负极端，经由该电源正极端及电源负极端传送电源至该风扇；一处理单元，连接该电源单元，产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端传输至该风扇，其中该风扇被该转速控制讯号驱动运转，且随着该运转产生一风扇转速讯号经由该转速反馈端从该风扇传输至该处理单元，其中该侦测讯号经由该转速反馈端从该风扇回传至该处理单元；借由该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，以侦测该风扇有无跟侦测模组连接。
该处理单元根据该电源单元传送电源给该风扇前发送侦测讯号至该风扇。
该处理单元根据该处理单元接收到该风扇转速讯号的值为零时发送侦测讯号至该风扇。
该侦测讯号与转速控制讯号的频率及占空比不同。
该处理单元经由一驱动电路连接该风扇的转速控制端，及经由一转速侦测电路连接该风扇的转速反馈端。
本发明另外提供一种风扇连线及断线状态的侦测系统，包括：一风扇，具有一电源正极端、一电源负极端，一转速控制端及一转速反馈端；一侦测模组，包括：一电源单元，接收一外部电源且连接该风扇的电源正极端与电源负极端，经由该电源正极端及电源负极端传送电源至该风扇；一处理单元，连接该电源单元，产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端传输至该风扇，其中该风扇被该转速控制讯号驱动运转，且随着该运转产生一风扇转速讯号经由该转速反馈端从该风扇传输至该处理单元，其中该侦测讯号经由该转速反馈端从该风扇回传至该处理单元；一主机，经由一通讯连结单元连接该侦测模组，且经由该通讯连结单元根据该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，判断该风扇有无跟侦测模组连接。
该外部电源由该主机提供。
该处理单元根据该电源单元传送电源给该风扇前发送侦测讯号至该风扇。
该处理单元根据该处理单元接收到该风扇转速讯号的值为零时发送侦测讯号至该风扇。
该侦测讯号与转速控制讯号的频率及占空比不同。
该处理单元经由一驱动电路连接该风扇的转速控制端，及经由一转速侦测电路连接该风扇的转速反馈端。
借由上述主机根据该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，判断该风扇有无跟侦测模组连接。
附图说明
图1为现有技术的方块示意图；
图2A为风扇没有连接控制电路板时的在位讯号的示意图；
图2B为风扇连接控制电路板时的在位讯号的变化的示意图；
图2C为风扇拔除时的在位讯号的示意图；
图3为本发明侦测装置的方块示意图；
图4为本发明侦测系统的方块示意图；
图5为风扇未连接侦测模组的侦测讯号示意图；
图6为扇连接侦测模组的侦测讯号示意图；
图7为风扇连接侦测模组的转速控制讯号示意图；
图8为风扇拔除的侦测讯号示意图。
符号说明
20 侦测模组
21 电源单元
22 处理单元
23、24 正负电源线路
25 驱动电路
26 转速侦测电路
30 风扇
31 电源正极端
32 电源负极端
33 转速控制端
34 转速反馈端
40 主机
41 通讯连接单元
具体实施方式
本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。
请参阅图3为本发明侦测装置的方块示意图，如图所示包括一侦测模组20连接至少一风扇30。该风扇30具有一电源正极端31、一电源负极端32、一转速控制端33及一转速反馈端34。其中电源正极端31及电源负极端32用以供电源输入，以提供风扇30运作的能源。该转速控制端33用以供一转速控制讯号输入，以驱动该风扇运转并控制其转速。该转速反馈端34系提供风扇30实际运转时产生的一风扇转速讯号输出到风扇30外部侦测。
该侦测模组20包括一电源单元21及一处理单元22。侦测模组20例如为一控制电路板。该电源单元21接收一外部电源且经由正负电源线路23、24连接该风扇30的电源正极端31与电源负极端32，经由该电源正极端31及电源负极端32传送电源给该风扇30。一般用于电子产品散热的风扇其电源为12V。该处理单元22连接该电源单元21产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端33传输至该风扇30，且该风扇转速讯号及该侦测讯号则从风扇30的转速反馈端34回传至该处理单元22。
再者，处理单元22透过一驱动电路25连接该风扇30的转速控制端33，及经由一转速侦测电路26连接该风扇30的转速反馈端34，因此该转速控制讯号及该侦测讯号经由该驱动电路25及转速控制端33然后传输至风扇30，该风扇转速讯号及反馈的侦测讯号则从转速反馈端34经由该转速侦测电路26传输至该处理单元22在一具体实施该处理单元22例如为微控制器MCU。
尤其要说明，处理单元22在该电源单元21传送电源给该风扇30前发送该侦测讯号至该风扇30或者该处理单元21接收到该风扇转速讯号的值为零时(也就是未接收到风扇转速讯号)发送该侦测讯号至该风扇30，以侦测风扇30有无连接侦测模组20。若风扇30没有连接侦测模组20，或者风扇30的电源正极端31、电源负极端32、转速控制端33及转速反馈端34其中之一没有连接侦测模组20，则处理单元22的侦测讯号不会经由风扇30从转速反馈端34反馈至处理单元22。
其中该转速控制讯号系为PWM讯号，该侦测讯号与该PWM讯号的频率及占空比不同的讯号。
再者请参照图4所示为侦测系统的方块示意图。在实际使用时，侦测模组20以及风扇30装设于散热位置例如机房，在远端的主机40经由一通讯连结单元41连接该侦测模组20，该通讯连接单元41例如一汇流排，电源单元21连接的外部电源系从该主机40提供，处理单元22产生的转速控制讯号及侦测讯号，以及有无接收到风扇转速讯号及反馈的侦测讯号都经由通讯连结单元41传送至主机40，因此主机40可以借由该处理单元22有无接收到从风扇30回传的侦测讯号，判断该风扇30有无跟侦测模组20连接。
请参考图5至8所示，将举例说明如何判断侦测模组20与风扇30之间的有无连接，其中风扇转速讯号系为PWM讯号其频率为10KHZ，占空比为50％；该侦测讯号同样为PWM讯号可是其频率为1K HZ，占空比为5％。
如图5所示，侦测模组20的处理单元22一开始先发送一侦测讯号(DS)经由转速控制端33给风扇30，处理单元22没有接收到从风扇30的转速反馈端34回传的侦测讯号FDS(图中表示侦测讯号FDS为零)，可以判断风扇30没有连接侦测模组20，或者风扇30的电源正极端31、电源负极端32、转速控制端33及转速反馈端34其中之一没有连接侦测模组20。
如图6所示，侦测模组20的处理单元22一开始先发送一侦测讯号(DS)经由转速控制端33给风扇30，处理单元22接收到风扇30从转速反馈端34回传的侦测讯号FDS，以侦测风扇30连接到侦测模组20。
请继续参阅图7所示，当处理单元22侦测到风扇30连接到侦测模组20，就转换发出转速控制讯号PWM经由转速控制端33给风扇30，风扇30被驱动运转，并随着运转产生风扇转速讯号FG从转速反馈端34回传至侦测模组20。
请再参阅图8所示，若将风扇30拔除，风扇30没有连接侦测模组20，处理单元22未接收到从转速反馈端34回传的风扇转速讯号FG，也就是风扇转速讯号FG为零，处理单元22再发出一侦测讯号DS经由转速控制端33给风扇30，处理单元22没有接收到从风扇30的转速反馈端34回传的侦测讯号FDS(图中表示侦测讯号FDS为零)，便可以确定风扇30没有连接侦测模组20。
综上所述，本发明利用风扇原有的两个外接端也就是转速控制端及转速反馈端做风扇的在位讯号侦测，适用于原有风扇设计，相较于现有技术节省一个外接端的设计，并且相较于现有技术省略在位侦测单元的设计，不仅节省电路布局空间，且制程及产品面积都会随着减少。

Claims (16)

1.一种风扇连线及断线状态的侦测模组，用于侦测的至少一风扇，该风扇具有一电源正极端、一电源负极端，一转速控制端及一转速反馈端，且在该风扇运转时产生一风扇转速讯号，该侦测模组包括：
一电源单元，接收一外部电源且连接该风扇的电源正极端与电源负极端，经由该电源正极端及电源负极端传送电源至该风扇；
一处理单元，连接该电源单元，产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端传输至该风扇，该风扇被该转速控制讯号驱动运转，且该风扇转速讯号经由该转速反馈端从该风扇传输至该处理单元，其中该侦测讯号经由该转速反馈端从该风扇回传至该处理单元；
借由该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，以侦测该风扇有无跟侦测模组连接。
2.如权利要求1所述的风扇连线及断线状态的侦测模组，其中该处理单元根据该电源单元传送电源给该风扇前发送侦测讯号至该风扇。
3.如权利要求1所述的风扇连线及断线状态的侦测模组，其中该处理单元根据该处理单元接收到该风扇转速讯号的值为零时发送侦测讯号至该风扇。
4.如权利要求1所述的风扇连线及断线状态的侦测模组，其中该侦测讯号与转速控制讯号的频率及占空比不同。
5.如权利要求1所述的风扇连线及断线状态的侦测模组，其中该处理单元经由一驱动电路连接该风扇的转速控制端，及经由一转速侦测电路连接该风扇的转速反馈端。
6.一种风扇连线及断线状态的侦测装置，包括：一风扇，具有一电源正极端、一电源负极端，一转速控制端及一转速反馈端；一侦测模组，包括：
一电源单元，接收一外部电源且连接该风扇的电源正极端与电源负极端，经由该电源正极端及电源负极端传送电源至该风扇；
一处理单元，连接该电源单元，产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端传输至该风扇，其中该风扇被该转速控制讯号驱动运转，且随着该运转产生一风扇转速讯号经由该转速反馈端从该风扇传输至该处理单元，其中该侦测讯号经由该转速反馈端从该风扇回传至该处理单元；
借由该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，以侦测该风扇有无跟侦测模组连接。
7.如权利要求6所述的风扇连线及断线状态的侦测装置，其中该处理单元根据该电源单元传送电源给该风扇前发送侦测讯号至该风扇。
8.如权利要求6所述的风扇连线及断线状态的侦测装置，其中该处理单元根据该处理单元接收到该风扇转速讯号的值为零时发送侦测讯号至该风扇。
9.如权利要求6所述的风扇连线及断线状态的侦测装置，其中该侦测讯号与转速控制讯号的频率及占空比不同。
10.如权利要求6所述的风扇连线及断线状态的侦测装置，其中该处理单元经由一驱动电路连接该风扇的转速控制端，及经由一转速侦测电路连接该风扇的转速反馈端。
11.一种风扇连线及断线状态的侦测系统，包括：
一风扇，具有一电源正极端、一电源负极端，一转速控制端及一转速反馈端；一侦测模组，包括：
一电源单元，接收一外部电源且连接该风扇的电源正极端与电源负极端，经由该电源正极端及电源负极端传送电源至该风扇；
一处理单元，连接该电源单元，产生一侦测讯号及一转速控制讯号经由该转速控制端传输至该风扇，其中该风扇被该转速控制讯号驱动运转，且随着该运转产生一风扇转速讯号经由该转速反馈端从该风扇传输至该处理单元，其中该侦测讯号经由该转速反馈端从该风扇回传至该处理单元；
一主机，经由一通讯连结单元连接该侦测模组，且经由该通讯连结单元根据该处理单元有无接收到从风扇回传的侦测讯号，判断该风扇有无跟侦测模组连接。
12.如权利要求11所述的风扇连线及断线状态的侦测系统，其中该外部电源由该主机提供。
13.如权利要求11所述的风扇连线及断线状态的侦测系统，其中该处理单元根据该电源单元传送电源给该风扇前发送侦测讯号至该风扇。
14.如权利要求11所述的风扇连线及断线状态的侦测系统，其中该处理单元根据该处理单元接收到该风扇转速讯号的值为零时发送侦测讯号至该风扇。
15.如权利要求11所述的风扇连线及断线状态的侦测系统，其中该侦测讯号与转速控制讯号的频率及占空比不同。
16.如权利要求11所述的风扇连线及断线状态的侦测系统，其中该处理单元经由一驱动电路连接该风扇的转速控制端，及经由一转速侦测电路连接该风扇的转速反馈端。
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