CN107939714B - 吹风机及其风扇转速控制模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹风机及其风扇转速控制模块，用于解决现有吹风机无通用风扇转介模块的问题，该风扇转速控制模块包括：一切换单元，用以通过一第一交流电端输入一交流电力，依据一风速指令切换由该交流电力供应的电功率；一转换单元，电性连接于该切换单元与一第二交流电端之间，该转换单元依据该电功率产生一直流准位；及一调控组件，电性连接该转换单元、该第一交流电端及该第二交流电端，该调控组件依据该直流准位产生一转速讯号。借此，可确实解决上述问题。

Description

吹风机及其风扇转速控制模块

技术领域

本发明关于一种风扇转速控制模块；特别是关于一种吹风机用的风扇转速控制模块及含有该风扇转速控制模块的吹风机。

背景技术

现有风扇可利用该马达将电能转为旋转动力，以便带动扇叶旋转而产生气流，可用于需要驱风的电器用品，如：吹风机、凉风扇或冷气等。

以吹风机为例，可通电使电热丝加热产生热气，并通过风扇驱风将热气吹出。现有吹风机主要使用交流转直流的有刷马达作为风扇动力来源，因马达产品寿命、重量等因素影响，已逐渐开始转用无刷直流马达。使用吹风机时，通常会将吹风机的电源插头直接插上市电插座，并透过手把上的开关或按压面板传送切换讯号至风扇上的控制器，用以调控热风量。

但是，现有吹风机用风扇控制器的供货商众多，不同供货商设计的转速控制讯号规格不同，如：交流讯号与控速用的低电压的适用规格不同等，因此现有吹风机用风扇控制器具有独断性而无通用标准，导致各厂牌的吹风机用风扇控制器只配适特定型号的吹风机，而现有吹风机无通用性的风扇转介模块，让终端厂商设计吹风机时只能受限于特定规格的风扇控制器，进而提高吹风机设计及维修的复杂度。

有鉴于此，有必要改善上述先前技术的缺点，以符合实际需求，提升其实用性。

发明内容

本发明提供一种吹风机，可不受限于特定规格的风扇控制器。

本发明还提供一种吹风机用的风扇转速控制模块，可适用于于不同规格的吹风机。

本发明公开了一种吹风机用的风扇转速控制模块，可包括：一切换单元，用以通过一第一交流电端输入一交流电力，依据一风速指令切换由该交流电力供应的电功率；一转换单元，电性连接于该切换单元与一第二交流电端之间，该转换单元依据该电功率产生一直流准位；及一调控组件，电性连接该转换单元、该第一交流电端及该第二交流电端，该调控组件依据该直流准位产生一转速讯号。

所述电功率可随该交流电力输出电能至该转换单元的时间变化而改变；所述风速指令可包括一关闭状态、一低速状态及一高速状态，该切换单元可依据该高速状态，使该交流电力的电功率实时传输至该转换单元，该切换单元可依据该低速状态，使该交流电力的电功率间断传输至该转换单元，该切换单元可依据该关闭状态，使该交流电力的电功率禁止传输至该转换单元；所述切换单元可设有一手动开关及一整流组件，该手动开关可具有一电力输入端、一停止输出端、一低速输出端及一高速输出端，该电力输入端可电性连接该第一交流电端，该低速输出端可电性连接该整流组件的一端，该整流组件的另一端可电性连接该高速输出端及该转换单元。借此，供用户简单设定该风速指令为关闭状态、低速状态或高速状态，即可利用交流电源直接调控吹风机的风速。

所述转换单元可设有一第一光耦器，该第一光耦器的一阳极端可电性连接该切换单元，该第一光耦器的一阴极端可通过一第一逆止器电性连接该第二交流电端，该第一光耦器的一集极端可电性连接一直流端及该调控组件，该第一光耦器的一射极端可电性连接一接地端。借此，可利用该第一光耦器转换来自交流电力正半周的电能为直流电力，作为风扇转速及风量调控的依据。

所述转换单元可设有一第二光耦器，该第二光耦器的一阳极端可电性连接该第二交流电端，该第二光耦器的一阴极端可通过一第二逆止器电性连接该切换单元，该第二光耦器的一集极端可电性连接该直流端及该调控组件，该第二光耦器的一射极端可电性连接该接地端。藉此，可利用该第二光耦器转换来自交流电力负半周的电能为直流电力，作为风扇转速及风量调控的依据。

所述切换单元可通过一第一电阻器电性连接该第一光耦器的阳极端及该第二逆止器，该第一光耦器的集极端及该第二光耦器的集极端可通过一第二电阻器电性连接该直流端，该第一光耦器的集极端、该第二光耦器的集极端可通过一第三电阻器及一电容器串接该接地端，并形成一串接端电性连接该调控组件。借此，可将交流电力转换而成的直流电力暂时储存形成具一特定准位的直流讯号，作为风扇转速及风量调控的依据。

所述调控组件可设有一换能回路及一控制单元，该换能回路可电性连接该第一交流电端及该第二交流电端，该控制单元可电性连接该换能回路及该转换单元；所述控制单元可为一特殊用途集成电路、一微控制器或一数字信号处理器。借此，可直接依据特定准位的直流讯号产生可调控风扇转速的讯号，而改变该控制单元内部控制逻辑，即可轻易调整该特定准位与转速讯号的产生方式。

本发明还公开了一种吹风机，可包括上述吹风机用的风扇转速控制模块，该风扇转速控制模块的调控组件可电性连接一驱风单元，使该驱风单元依据该转速讯号而运转；所述驱风单元可为一直流风扇；所述吹风机包括一电热模块，该电热模块电性连接于该切换单元与该第二交流电端之间。

本发明的有益效果是：

本发明所述的吹风机及风扇转速控制模块，可提供一种便利且规格固定的风扇转速控制模块，让终端产品制造商直接采用该模块产制吹风机，即可直接利用交流电控制直流风扇，无须额外采用变流器，也可避免交流转直流有刷马达的缺点，可以简化厂商的设计及后续维修复杂度，进而让消费者节省购买及维修成本，可以达到“降低转速控制复杂度”及“降低成本”等功效，可大量应用于各式吹风机，并可终结转速控制讯号规格随供货商而异的乱象，有利于提升相关产品价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1：本发明的吹风机用的风扇转速控制模块实施例的电路架构图。

附图标记说明

1 切换单元

11 手动开关 111 电力输入端

112 停止输出端 113 低速输出端

114 高速输出端 12 整流组件

121 整流组件的一端 122 整流组件的另一端

2 转换单元

21a 第一光耦器 21b 第二光耦器

211 阳极端 212 阴极端

213 集极端 214 射极端

22 第一逆止器 23 第二逆止器

24 第一电阻器 25 第二电阻器

26 第三电阻器 27 电容器

28 串接端

3 调控组件

31 换能回路 32 控制单元

4 驱风单元

L 第一交流电端 N 第二交流电端

V 直流端 G 接地端。

具体实施方式

为使本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本发明的较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

本发明全文所述的方向性用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上（顶）”、“下（底）”、“内”、“外”、“侧”等，主要参考附加附图的方向，各方向性用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，非用以限制本发明。

请参阅图1所示，为本发明的吹风机用的风扇转速控制模块实施例的电路架构图。其中，该风扇转速控制模块可包括一切换单元1、一转换单元2、一调控组件3、一第一交流电端L及一第二交流电端N。该切换单元1可用以通过该第一交流电端L输入一交流电力（ACelectric power，如AC 110V），依据一风速指令切换由该交流电力供应的电功率，如：由用户切换开关而输入不同风速指令，该电功率可随该交流电力输出电能至该转换单元2的时间变化而改变等，用以产生不同风速；该转换单元2可电性连接于该切换单元1与该第二交流电端N之间，该转换单元2可依据该电功率产生一直流准位（DC Level）；该调控组件3可电性连接该转换单元2、该第一交流电端L及该第二交流电端N，该调控组件3可依据该直流准位产生一转速讯号（rotation speed signal）。以下举例说明该风扇转速控制模块的实施状态，但是不以此为限。

举例而言，如图1所示，该切换单元1可为适用于吹风机（Hairdryer）的风量切换模块等，该切换单元1可设有一手动开关11及一整流组件12，该手动开关11可为开关或按压面板等，该手动开关11可具有一电力输入端111、一停止输出端112、一低速输出端113及一高速输出端114，该电力输入端111可电性连接该第一交流电端L，用以输入该交流电力至该切换单元1，该低速输出端113可电性连接该整流组件12（如：二极管）的一端121（如：阳极端或阴极端），该整流组件12的另一端122电性连接该高速输出端114及该转换单元2，但是不以此为限。

在此例中，该风速指令可为用户操作该手动开关11而输入至该切换单元1的风速状态，该风速指令可包括一“关闭状态”（OFF）、一“低速状态”（LOW）及一“高速状态”（HIGH），但是不以此为限。由于该交流电力可直接输入至该电力输入端111，当该手动开关11切换至该“高速状态”时，该电力输入端111可通过该高速输出端114直接电性连接该转换单元2，该转换单元2可通过该电力输入端111、高速输出端114随时接收来自该交流电力的电流，故该切换单元1可依据该高速状态，使该交流电力的电功率（约为交流电力的全部时间电功率）实时传输至该转换单元2。

另一方面，当该手动开关11切换至该“低速状态”时，该电力输入端111可通过该低速输出端113及整流组件12间接连接该转换单元2，由于该整流组件12由二极管构成，对于正、负半周交替出现的交流电力具有“半波整流”的功能，如：该整流组件12以阳极端连接该低速输出端113，则该交流电力正半周通过而负半周不通，该转换单元2于正半周可接收来自该交流电力的电流；反之，该整流组件12以阴极端连接该低速输出端113，则该交流电力正半周不通而负半周通过，该转换单元2于负半周可接收来自该交流电力的电流。因此，无论该整流组件12如何连接于该低速输出端113与转换单元2之间，该转换单元2皆可由该低速输出端113及整流组件12接收半周期（正半周或负半周）的交流电力，故该切换单元1可依据该低速状态，使该交流电力的电功率（约交流电力的一半时间电功率）间断传输至该转换单元2。

另一方面，当该手动开关11切换至该“关闭状态”时，该电力输入端111仅连接该停止输出端112，且该电力输入端111未连接该转换单元2，该转换单元2无法通过该停止输出端112接收该交流电力，故该切换单元1可依据该关闭状态，使该交流电力的电功率禁止传输至该转换单元2。

请再参阅图1所示，该转换单元2可为具有电讯号转换功能的电子模块，该转换单元2可设有一第一光耦器21a，该第一光耦器21a的一阳极端211电性连接该切换单元1，该第一光耦器21a的一阴极端212通过一第一逆止器22电性连接该第二交流电端N，该第一光耦器21a的一集极端213电性连接一直流端V及该调控组件3，该第一光耦器21a的一射极端214电性连接一接地端G。

其中，如图1所示，该直流端V可外接一直流电源（如DC 5V），来自该交流电力的电流可通过该第一交流电端L、切换单元1、第一光耦器21a流至该第二交流电端N，利用该交流电力的“正半周”电力驱动该第一光耦器21a，使该集极端213输出一逻辑讯号，如：于交流电力的“正半周”输出“低准位逻辑”，并于交流电力的“负半周”输出“高准位逻辑”。

另外地，如图1所示，该转换单元2还可设有一第二光耦器21b，该第二光耦器21b的一阳极端211电性连接该第二交流电端N，该第二光耦器21b的一阴极端212通过一第二逆止器23电性连接该切换单元1，该第二光耦器21b的一集极端213电性连接该直流端V及该调控组件3，该第二光耦器21b的一射极端214电性连接该接地端G。借此，来自该交流电力的电流可通过该第二交流电端N、第二光耦器21b、切换单元1流至该第一交流电端L，用以取得该交流电力的“负半周”电力，使该集极端213输出该逻辑讯号，如：于交流电力的“正半周”输出“高准位逻辑”，并于交流电力的“负半周”输出“低准位逻辑”。

其中，如图1所示，该切换单元1可再通过一第一电阻器24电性连接该第一光耦器21a的阳极端211及该第二逆止器23，用以避免该第一光耦器21a因电流过大而烧毁；该第一光耦器21a的集极端213及该第二光耦器21b的集极端213可通过一第二电阻器25电性连接该直流端V，用以避免该第一光耦器21a、第二光耦器21b因过大电流而烧毁。

此外，如图1所示，该第一光耦器21a的集极端213、该第二光耦器21b的集极端213还可通过一第三电阻器26及一电容器27串接该接地端G，并可形成一串接端28，该串接端28电性连接该调控组件3。其中，该电容器27可依据该交流电力对该第一光耦器21a、第二光耦器21b的作用而储存电力，形成电压值不同的直流准位输出至该调控组件3，详细说明如后。

其中，当该风速指令为“关闭状态”时，该转换单元2因“关闭状态”而无法接收该交流电力，该第一光耦器21a及第二光耦器21b的集极端213于该交流电力的“正半周”、“负半周”皆呈现“高准位”，使该电容器27持续产生“高准位电压”的直流准位。

另外地，当该风速指令为“低速状态”时，该转换单元2因“低速状态”而间断接收该交流电力，若该整流组件12于该交流电力的“正半周”导通，则该第一光耦器21a的集极端213于该交流电力的“正半周”呈现“低准位”，于该交流电力的“负半周”呈现“高准位”；反之，若该整流组件12于该交流电力的“负半周”导通，则该第二光耦器21b的集极端213于该交流电力的“正半周”呈现“高准位”，于该交流电力的“负半周”呈现“低准位”。因此，该转换单元2因“低速状态”而间断接收该交流电力时，该电容器27仅可累积来自该交流电力的部分电能，进而储电产生“中准位电压”的直流准位。

当该风速指令为“高速状态”时，该转换单元2因“高速状态”而实时接收该交流电力，该第一光耦器21a的集极端213于该交流电力的“正半周”呈现“低准位”，该第二光耦器21b的集极端213于该交流电力的“负半周”呈现“低准位”，使该电容器27持续产生“低准位电压”的直流准位。

请再参阅图1所示，该调控组件3可为具有风扇驱动控制功能的装置，该调控组件3可设有一换能回路31及一控制单元32，该换能回路31电性连接该第一交流电端L及该第二交流电端N，将该交流电力转为直流电力，也可适当调整直流电力的电压值，用以供应该控制单元32所需用电（如DC 5V），该控制单元32电性连接该换能回路31、该转换单元2及该驱风单元4，用以依据该直流准位产生该转速讯号，如：PWM讯号，“高准位电压”（关闭状态）的转速讯号可具一第一工作周期，“中准位电压”（低速状态）的转速讯号可具一第二工作周期，“低准位电压”（高速状态）的转速讯号可具一第三工作周期。

在此例中，该换能回路31可为具有交流转直流功能的整流器，如：具有电压调整的全波或半波换能回路等；另外地，该控制单元32可为具有马达转速控制功能的装置，如：特殊功能集成电路（ASIC）、微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）等，该控制单元32可执行一控制逻辑（如：软件程序或硬件电路），并可储存相关数据，用以产生一运转讯号（如：PWM讯号等）控制风扇马达的转速，其中，该风扇转速控制模块的切换单元1、转换单元2及调控组件3可依需求整合为一集成电路或一电路板，并可整合于该风扇内部，但是不以此为限。

本发明上述吹风机用的风扇转速控制模块实施例可应用于改良现有吹风机的风扇转速控制功能，以形成本发明的吹风机实施例（图中未示）。在此实施例中，该吹风机用的风扇转速控制模块可依需求制成一集成电路模块或一电路板模块等，用以缩小体积以扩大适用产品，该吹风机可含有该吹风机用的风扇转速控制模块，该风扇转速控制模块的调控组件3可电性连接一驱风单元4，该驱风单元4可为一直流风扇（DC fan），使该驱风单元4可依据该转速讯号而运转，用于人体或动物的毛发干燥或定型等，但是不以此为限；另外地，该吹风机还可包括一电热模块（如：现有吹风机用的电热丝等，图中未示），该电热模块可电性连接于该切换单元1与该第二交流电端N之间，其组装方式为本领域技术人员可以理解，在此不再赘述。

请再参阅图1所示，本发明上述吹风机及其风扇转速控制模块实施例使用时，该切换单元1可通过该第一交流电端L输入该交流电力，供用户依据该风速指令（如：“关闭状态”、“低速状态”、“高速状态”等），而切换由该交流电力供应的电功率，使该转换单元2可依据该电功率产生不同直流准位（如：“高准位电压”、“中准位电压”、“低准位电压”等），该调控组件3可依据该直流准位产生该转速讯号，如：依据不同直流准位产生工作周期不同的PWM讯号等，作为控制风扇转速的依据。

借此，本发明上述实施例的吹风机用的风扇转速控制模块可依需求而进行模块化，而提供一种便利且规格固定的风扇转速控制模块，使终端产品制造商直接采用该模块产制吹风机，即可直接利用交流电控制直流风扇，无须额外采用变流器，也可避免交流转直流的有刷马达的缺点，可以简化厂商的设计及后续维修复杂度，进而使消费者节省购买及维修成本，可以达到“降低转速控制复杂度”及“降低成本”等功效，可大量应用于各式吹风机，并可终结转速控制讯号规格随供货商而异的乱象，有利于提升相关产品价值。

Claims (12)

1.一种吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：包括：

一个切换单元，用以通过一个第一交流电端输入一个交流电力，依据一个风速指令切换由该交流电力供应的电功率；

一个转换单元，该转换单元设有一个第一光耦器，该第一光耦器的一个阳极端电性连接该切换单元，该第一光耦器的一个阴极端通过一个第一逆止器电性连接一个第二交流电端，该第一光耦器的一个集极端电性连接一个直流端，该第一光耦器的一个射极端电性连接一个接地端，该转换单元依据该电功率产生一个直流准位；及

一个调控组件，电性连接该转换单元的该集极端、该第一交流电端及该第二交流电端，该调控组件依据该直流准位产生一个转速讯号。

2.如权利要求1所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该电功率随该交流电力输出电能至该转换单元的时间变化而改变。

3.如权利要求1所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该风速指令包括一个关闭状态、一个低速状态及一个高速状态，该切换单元依据该高速状态，使该交流电力的电功率实时传输至该转换单元，该切换单元依据该低速状态，使该交流电力的电功率间断传输至该转换单元，该切换单元依据该关闭状态，使该交流电力的电功率禁止传输至该转换单元。

4.如权利要求1所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该切换单元设有一个手动开关及一个整流组件，该手动开关具有一个电力输入端、一个停止输出端、一个低速输出端及一个高速输出端，该电力输入端电性连接该第一交流电端，该低速输出端电性连接该整流组件的一端，该整流组件的另一端电性连接该高速输出端及该转换单元。

5.如权利要求1所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该转换单元设有一个第二光耦器，该第二光耦器的一个阳极端电性连接该第二交流电端，该第二光耦器的一个阴极端通过一个第二逆止器电性连接该切换单元，该第二光耦器的一个集极端电性连接该直流端及该调控组件，该第二光耦器的一个射极端电性连接该接地端。

6.如权利要求5所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该切换单元通过一个第一电阻器电性连接该第一光耦器的阳极端及该第二逆止器，该第一光耦器的集极端及该第二光耦器的集极端通过一个第二电阻器电性连接该直流端，该第一光耦器的集极端、该第二光耦器的集极端通过一个第三电阻器及一个电容器串接该接地端，并形成一个串接端电性连接该调控组件。

7.如权利要求1所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该调控组件设有一个换能回路及一个控制单元，该换能回路电性连接该第一交流电端及该第二交流电端，该控制单元电性连接该换能回路及该转换单元。

8.如权利要求7所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该控制单元为一个特殊用途集成电路。

9.如权利要求7所述的吹风机用的风扇转速控制模块，其特征在于：该控制单元为一个微控制器或一个数字信号处理器。

10.一种吹风机，其特征在于：含有如权利要求1至9任一项所述的吹风机用的风扇转速控制模块，该风扇转速控制模块的调控组件电性连接一个驱风单元，使该驱风单元依据该转速讯号而运转。

11.如权利要求10所述的吹风机，其特征在于：该驱风单元为一个直流风扇。

12.如权利要求10所述的吹风机，其特征在于：还包括一个电热模块，该电热模块电性连接于该切换单元与该第二交流电端之间。