CN1061800C - 直流无刷风扇波宽调变控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流无刷风扇波宽调变控制电路，其特点是包括一可与风扇讯号检出导线连接的整流电路、一可与参考电压及整流电路输出讯号进行电位比较的电压比较器以及一连接于风扇电源端的受控于电压比较器的控制开关，风扇送入整流电路一方波讯号，通过与基准电压比较而使电压比较器送出波宽控制讯号，使控制开关呈相应启闭动作。由此可使风扇稳定于特定转速，并可随环境温度变化而动态改变转速，从而获得良好的散热效能。

Description

直流无刷风扇波宽调变控制电路

本发明涉及一种控制电路，尤其涉及一种控制供电源供应器或计算机及微计算机芯片散热用的小型直流无刷风扇的转速的直流无刷风扇波宽调变控制电路。

传统直流无刷风扇的构造，由于其是较小型且运用于转速要求不十分严格的场合，故仅设计为具有电源输入端的型态，然而对于散热要求渐趋严格的今天，必须有效地控制或测得风扇的运转状况，使其不致因转速过低而导致散热不良或不致因停止旋转而导致电子元件烧毁的问题，因此便有运用所谓的第三导线的概念，亦即是在风扇内部控制电路中引出一讯号检出导线，而此在导线处形成一种同步于转速变化的方波讯号，由此输出的方波讯号，即可通过外部线路进行度量与相关的控制，诸如不运转时的警示、运转异常的指示或其他相关的运用。如中国专利申请号95101609．1题为“用于控制无刷直流电动机的系统”一案，它通过电流指令发生器，放大从相应于电流指令幅值的位置信息中选取的电流指令信号的波形束产生电流指令信号，并产生按照电流指令通／断的信号，从而控制由电源装置加到三相线圈的所需的电流量，由此提高电动机的跟随效果。

然而对于现今个人计算机的心脏(中央处理单元)，由于在高时脉操作下所产生的高热，容易因散热不良而导致元件烧毁与导致操作效率降低，故将风扇维持于一定转速，且可随着环境温度而呈自动调整转速的设计才能确保良好的散热效果，故基于此项要求，本创作人欲提供一种解决方案。

本发明的目的在于提供一种直流无刷风扇波宽调变控制电路，它能使风扇转速维持在一定值，并能随环境温度而动态地改变风扇转速，从而达到最适切的散热效果。

本发明的目的是这样实现的：

一种直流无刷风扇波宽调变控制电路，其特点在于包括：

一整流电路，它可拾取直流无刷风扇的讯号检出导线所送出的同步于转速变化的方波讯号，予以整流为直流电压讯号，

一电压比较器，其一端与整流电路连接，其另一端为与一参考电压连接，

一控制开关，其控制端与电压比较器输出端连接，其输入及输出端分别与供电端及风扇电源端连接。

在上述的直流无刷风扇波宽调变控制电路中，其中，所述的参考电压可由电阻分压网路构成。

在上述的直流无刷风扇波宽调变控制电路中，其中，所述的参考电压可由一电阻及以一热敏电阻串接形成分压网路，以形成温度补偿。

在上述的直流无刷风扇波宽调变控制电路中，其中，所述的整流电路包括一高通滤波网路以及整流滤波网路，使输出电压与输入讯号频率呈正比关系。

本发明由于设置一波宽调变控制电路，使风扇具有定转速的回授控制作用；同时，由于电压比较器的参考电压是由一负温度系数的热敏电阻与一分压电阻串接而成，使之兼具温度补偿的动态调整转速的功效，故使风扇的使用效率得到提升。

通过以下对本发明直流无刷风扇波宽调变控制电路的一实施例结合其附图的描述，可以更进一步理解本发明的目的、结构特征和优点。其中，附图为：

图1是依据本发明提出的直流无刷风扇波宽调变控制电路的电路方块图。

图2是依据本发明提出的直流无刷风扇波宽调变控制电路的详细电路图。

图3是依据本发明提出的直流无刷风扇波宽调变控制电路中控制开关的输出波形。

图4是依据本发明提出的直流无刷风扇波宽调变控制电路中整流电路的输出电压与输入讯号频率的特性曲线。

本发明的直流无刷风扇波宽调变控制电路如图1的虚线框所示，是以一整流电路10、一电压比较器20以及一控制开关30所组成，其中该整流电路10拾取风扇50的讯号检出端(T)所送出的连续方波讯号，该方波信号同步于转速的变化，经整流电路10进行方波讯号滤波及整流为一直流电压后，送入至电压比较器20的负相输入端(-)，电压比较器20的正相输入端(+)是与一预设的参考电压连接，以供设定风扇转速的设定值，电压比较器20的输出端做为控制开关30的控制讯号，而控制开关30可为一晶体管或等效的电子开关，其是串接于电源供应端与风扇50的电压输入端之间，此控制开关30可令由整流电路10送入的直流电压与参考电压(VREF)比较，若整流电路10送入电压比较器的电压低于参考电压时(转速较低)，则电压比较器20输出高电压以及令控制开关30接通，而使风扇50转速提高，而当风扇转速超过预定转速时，整流电路10输出电压超过参考电压(VREF)，则令电压比较器20输出转变为低电位以及令控制开关30关闭，使风扇50断电，然后再重覆前述不断地令控制开关30呈间歇性启闭，而使风扇50维持于一固定转速状态，而控制开关30输出波形即形成一种如图3所示的间歇启闭且开启与关闭宽度亦随着转速高低变化而调变的型式，亦即是形成一种波宽调变的转速控制电路。

图2所示的是详细的电路图，该整流电路10是以一电容11以及一电阻14构成高通滤波网路，而以两二极管12、13以及滤波电容15构成整流滤波，而使接收的方波讯号可转换为直流电压讯号，而该高通滤波网路的加入，更使输出电压可随频率呈正比关系变化(如图4)，如此，即可由整流电路10的输出电压量测出风扇50转速，而该供应电压比较器20的参考电压是由一负温度系数的热敏电阻40与一分压电阻串接而成，由其分压端点处取得一参考电压值，而此热敏电阻40的设计，可使其兼具温度补偿效果，亦即在环境温度升高时，相对使得热敏电阻40的阻抗下降，亦即使得送入至电压比较器20的参考电压升高(调高转速参考值)，如此，可使得风扇50维持在较高转速状态，反之，若环境温度降低至标准值以下时，亦相应使得转速参考值下降，即维持风扇于较低转速状态，提供可随环境温度动态改变风扇转速的效能。

本发明为一种可供电源供应器或计算机及微计算机芯片散热用途的小型直流无刷风扇的转速控制电路，它可使风扇具有定转速的控制作用以及随着环境温度变化而动态地改变风扇转速，使风扇具有定转速的回授控制作用，同时亦兼具温度补偿的动态调整转速的功效，从而提升了风扇使用效率。

Claims (4)

1．一种直流无刷风扇波宽调变控制电路，其特征在于包括：

一整流电路，它可拾取直流无刷风扇的讯号检出导线所送出的同步于转速变化的方波讯号，予以整流为直流电压讯号，

一电压比较器，其一端与整流电路连接，其另一端为与一参考电压连接，

一控制开关，其控制端与电压比较器输出端连接，其输入及输出端分别与供电端及风扇电源端连接。

2．根据权利要求1所述的直流无刷风扇波宽调变控制电路，其特征在于：所述的参考电压可由电阻分压网路构成。

3．根据权利要求1所述的直流无刷风扇波宽调变控制电路，其特征在于：所述的参考电压可由一电阻及以一热敏电阻串接形成分压网路，以形成温度补偿。

4．根据权利要求1所述的直流无刷风扇波宽调变控制电路，其特征在于：所述的整流电路包括一高通滤波网路以及整流滤波网路，使输出电压与输入讯号频率呈正比关系。

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