CN108869370B - 风扇控制装置及其操作方法 - Google Patents

风扇控制装置及其操作方法 Download PDF

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Abstract

一种控制风扇运转的风扇控制装置包括：电源端口、控制单元、驱动单元、多个风扇及触发开关。其中，控制单元接收处理器输出的脉波宽度调变信号，且控制单元判断脉波宽度调变信号的占空比是否大于控制单元设定的至少一阀值；当脉波宽度调变信号的占空比大于至少一阀值时，控制单元通过驱动单元控制多个风扇运转。

Description

风扇控制装置及其操作方法
技术领域
本发明有关一种风扇控制装置及其操作方法，尤指一种依据主板上处理器输出的脉波宽度调变信号控制风扇运转的风扇控制装置及其操作方法。
背景技术
随着科技不断进步，集成电路(Integrated Circuit；IC)的体积变小且其指令周期增快。因此，当IC元件指令周期越快时，将会导致IC元件发热情况越严重。
而在计算机机箱之中，主要的发热源来自中央处理器(CPU)。因此，大多计算机机箱皆会装设散热风扇来降低机箱内的温度。此种设计通常只要计算机一开机时，散热风扇就会开始运转。且无论计算机是否处于工作或待机状态，散热风扇皆会以最大转速运转，直到计算机关机时才停止。但计算机于轻载或待机状态时，中央处理器(CPU)所产生的热量不高而无须将散热风扇以最大转速运转而散热；因此会造成散热风扇电源的浪费。再者，散热风扇持续运转时，散热风扇会持续产生运转的噪音。
然现有风扇控制装置皆未有针对散热风扇于计算机在轻载或待机状态时的控制设计，来降低散热风扇电源的浪费以及减少运转时的噪音。因此如何设计出一种依据主板上处理器输出的脉波宽度调变信号控制风扇运转的风扇控制装置及其操作方法，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种风扇控制装置，以克服现有技术的问题。因此，本发明风扇控制装置包括：电源端口，用于接收主电源及辅助电源。控制单元，连接电源端口与主板上的处理器之间。驱动单元，连接控制单元。其中，控制单元接收处理器输出的脉波宽度调变信号；且控制单元判断脉波宽度调变信号的占空比是否大于控制单元设定的至少一阀值；当脉波宽度调变信号的占空比大于至少一阀值时，控制单元通过驱动单元控制多个风扇运转。
于第一实施例中，其中风扇控制装置更包括：触发开关，连接控制单元。其中，至少一阀值的数量为一个，且阀值依据触发开关触发的次数而变动；当脉波宽度调变信号的占空比大于阀值时，控制单元输出第一控制信号至驱动单元，以控制驱动单元驱动所有的风扇运转。
于第一实施例中，其中风扇控制装置更包括：积分单元，连接处理器与控制单元之间。其中，积分单元将脉波宽度调变信号积分为电压信号，且控制单元依据触发开关触发的次数判断电压信号所对应的占空比是否大于阀值而决定是否驱动该些风扇运转。
于第二实施例中，其中风扇控制装置更包括：触发开关，连接控制单元。其中，至少一阀值的数量为多个，且风扇控制装置依据触发开关触发的次数调整该些阀值的大小或增加该些阀值的数量；当脉波宽度调变信号的占空比逐渐变大而大于该些阀值中的至少一个阀值时，控制单元输出第一控制信号至驱动单元，以控制驱动单元驱动所增加数量的该些风扇运转。
于第二实施例中，其中风扇控制装置更包括：积分单元，连接处理器与控制单元之间。其中，积分单元将脉波宽度调变信号积分为电压信号，且控制单元依据触发开关触发的次数判断电压信号所对应的占空比是否大于该些阀值中的至少一个阀值而决定该些风扇运转的数量。
于一实施例中，其中风扇控制装置更包括显示单元组，用以显示触发开关触发的次数。
于一实施例中，其中积分单元包括：第一电阻，连接处理器。第二电阻，连接第一电阻与控制单元之间。第一电容，连接第一电阻、第二电阻及接地点之间。其中，当积分单元接收到脉波宽度调变信号时，脉波宽度调变信号对第一电容充电以转换为电压信号。
于一实施例中，其中风扇控制装置更包括：延迟单元，连接电源端口、控制单元及该些风扇之间。其中，当控制单元检测到通过电源端口供应至该些风扇的主电源供电断电时，控制单元输出第二控制信号至延迟单元，以将辅助电源通过延迟单元供应至该些风扇，并使该些风扇持续运转；且经过延迟时间后，控制单元停止输出第二控制信号至延迟单元，以控制该些风扇停止运转。
于一实施例中，其中风扇控制装置更包括升压单元，连接电源端口与延迟单元之间，用以对辅助电源升压。
于一实施例中，其中延迟单元包括：第一开关，连接控制单元与接地点之间。第二开关，连接第一开关、电源端口及该些风扇之间。其中，当控制单元输出第二控制信号至延迟单元时，第一开关导通而使第二开关的一控制端接地而导通，以将辅助电源输出至该些风扇。
于一实施例中，其中当脉波宽度调变信号的占空比大于至少一阀值后，控制单元依照占空比逐渐升高而控制该些风扇逐渐增加转速。
为了解决上述问题，本发明提供一种风扇控制装置的操作方法，以克服现有技术的问题。因此，本发明风扇控制装置连接主板上的处理器与多个风扇之间，且操作方法包括：(a)风扇控制装置接收处理器输出的脉波宽度调变信号。(b)触发风扇控制装置的触发开关。(c)依据触发开关触发的次数决定至少一阀值，并判断脉波宽度调变信号的占空比是否大于至少一阀值。(d)若脉波宽度调变信号的占空比大于至少一阀值时，驱动该些风扇运转。
于一实施例中，其中步骤(d)更包括：(d1)至少一阀值的数量为一个，且阀值依据触发开关触发的次数而变动；当脉波宽度调变信号的占空比大于阀值时，驱动所有的风扇运转。
于一实施例中，其中步骤(d)更包括：(d2)至少一阀值的数量为多个，且风扇控制装置依据触发开关触发的次数调整该些阀值的大小或增加该些阀值的数量；当脉波宽度调变信号的占空比逐渐变大而大于该些阀值中的至少一个阀值时，增加该些风扇运转的数量。
于一实施例中，其中操作方法更包括：(e)当检测到供应至该些风扇的主电源供电断电时，风扇控制装置将辅助电源供应至该些风扇，并使该些风扇持续运转；且经过延迟时间后，将供应至该些风扇的辅助电源供电断电，以控制该些风扇停止运转。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为本发明风扇控制装置的电路方块示意图；
图2A为本发明风扇控制装置第一实施例的控制波形图；
图2B为本发明风扇控制装置第二实施例的控制波形图；
图2C为本发明风扇控制装置第三实施例的控制波形图；
图2D为本发明风扇控制装置第四实施例的控制波形图；
图3为本发明风扇控制装置包含积分单元的电路图；
图4为本发明风扇控制装置包含延迟单元与升压单元的电路图；图5为本发明风扇控制装置包含保护单元的电路图；
图6为本发明风扇控制装置的操作方法的流程图。
其中附图标记为：
100…风扇控制装置
20…电源端口
24…控制单元
26…驱动单元
28…风扇组
28A-28D…风扇
30…触发开关
32…显示单元组
32A-32C…显示单元
34…积分单元
R1…第一电阻
R2…第二电阻
C1…第一电容
36…延迟单元
Q1…第一开关
Q2…第二开关
38…升压单元
40…保护单元
Q3…第三开关
Q4…第四开关
200…主板
220…处理器
Pm…主电源
Ps…辅助电源
PWM…脉波宽度调变信号
Sc1…第一控制信号
Sc2…第二控制信号
Sc3…第三控制信号
Sd…驱动信号
Vs…电压信号
T…延迟时间
D…占空比
Vt、Vt1～Vtn…阀值
Sl…低转速
Sm…中转速
Smax…最大转速
(S200)-(S280)…步骤
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：
请参阅图1为本发明风扇控制装置的电路方块示意图。风扇控制装置100包括电源端口20、控制单元24及驱动单元26，用以控制风扇组28。电源端口20连接外部电源(图未示)，且接收外部电源的主电源Pm与辅助电源Ps，并将主电源Pm与辅助电源Ps作为风扇控制装置100运作所需的电力。控制单元24连接电源端口20与主板200上的处理器220之间，并通过电源端口20接收主电源Pm与辅助电源Ps，且接收处理器220输出的脉波宽度调变信号PWM。风扇组28包含多个风扇(28A-28D)，且该些风扇(28A-28D)连接电源端口20，并通过电源端口20接收主电源Pm或辅助电源Ps，本实施例以接收主电源Pm为例，以提供该些风扇(28A-28D)运转所需的电力。当控制单元24接收到处理器220输出的脉波宽度调变信号PWM时，控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D，且依据脉波宽度调变信号PWM的占空比D产生并输出第一控制信号Sc1至驱动单元26。驱动单元26连接控制单元24与该些风扇(28A-28D)之间，且接收控制单元24所输出的第一控制信号Sc1，并依据第一控制信号Sc1产生及输出驱动信号Sd至该些风扇(28A-28D)，以控制该些风扇(28A-28D)运转。
值得一提，于本实施例中，主电源Pm为12V且辅助电源Ps为5V，但不以此为限。换言之，只要可供风扇控制装置100正常运作的主电源Pm或辅助电源Ps，皆应包含在本实施例的范畴当中。此外，于本实施例中，风扇控制装置100主要是应用于计算机设备的风扇控制装置100，但不以此为限。换言之，只要可依据温度的高低而调整脉波宽度调变信号PWM的占空比D的处理器220，皆可应用本发明的风扇控制装置100。再者，于本实施例中，驱动单元26为具有信号延迟及放大功能的同相放大器，但不以此为限。换言之，只要可输出驱动信号Sd且驱动该些风扇(28A-28D)的驱动单元26(例如，但不限于为反相放大器，或由实体电路兜成而非采用放大器IC)皆应包含在本实施例的范畴当中。
复参阅图1，风扇控制装置100更包括触发开关30与显示单元组32，触发开关30连接控制单元24，且控制单元24依据触发开关30触发的次数而调整该些风扇(28A-28D)于脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于多少时该运转。显示单元组32连接控制单元24，并包含多个显示单元(32A-32C)，且显示触发开关30触发的次数。由于控制单元24会依据触发开关30触发的次数而调整该些风扇(28A-28D)于脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于多少时该运转，因此通过显示单元组32显示触发开关30触发的次数，以利使用者辨识目前触发开关30触发了几次。于本实施例中，触发开关30为可循环触发。当用户触发触发开关30超过控制单元24所设定的最大触发次数时，会复归回未触发状态或第一次触发状态后再继续触发。例如但不限于，显示单元(32A-32C)的数量为三个，当触发开关30触发两次时，显示单元32A-32B发亮。又当触发开关30触发第五次时，会复归回第一次触发状态，且显示单元32A发亮。其中，所经过的第四次触发，为显示单元(32A-32C)皆为熄灭的状态。
值得一提，于本实施例中，不限定显示单元(32A-32C)的数量，只要可大于控制单元24所设定的最大触发次数即可。此外，于本实施例中，显示单元(32A-32C)为LED灯，但不以此为限。换言之，只要可供用户以视觉得知触发开关30触发的次数的显示单元，皆应包含在本实施例的范畴当中。再者，于本实施例中，触发开关30为可供使用者多次按压触发的按钮开关，但不以此为限。换言之，只要可供使用者按压触发的开关(例如，但不限于为指拨开关，或为感应开关)，皆应包含在本实施例的范畴当中。且于本实施例中，也可依据触发的次数来对应多个开关。例如，但不限于风扇控制装置100可触发四次，且对应四个开关而依序触发。
复参阅图1，于本发明中，风扇控制装置100有两种控制风扇(28A-28D)运转的方式。其中之一为当控制单元24检测到脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于控制单元24内部设定的一阀值Vt时，控制所有的风扇(28A-28D)运转。另外一个为控制单元24控制该些风扇(28A-28D)随着脉波宽度调变信号PWM的占空比D越来越大而逐渐大于控制单元24内部设定的多个阀值(Vt1～Vtn)时，控制单元24逐渐增加该些风扇(28A-28D)运转的数量。以下配合图2A、2B的控制波形图，将有更进一步说明。值得一提，于本实施例中，驱动单元26连接且驱动的风扇(28A-28D)数量为四个，但仅为示意性的数量。因此，只要风扇控制装置100可控制并驱动的风扇数量，皆应包含在本实施例的范畴当中。此外，于本实施例中，也不限定风扇(28A-28D)的种类，只要可供风扇控制装置100控制并驱动的风扇种类，同样也应包含在本实施例的范畴当中。
请参阅图2A为本发明风扇控制装置第一实施例的控制波形图，复配合参阅图1。于本实施例中，当控制单元24检测到脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于一阀值Vt时，控制所有的风扇(28A-28D)运转，且初始阀值Vt设定为20％。当控制单元24检测到脉波宽度调变信号PWM时，控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D。且当控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D于20％以下时，控制单元24不输出第一控制信号Sc1，以控制该些风扇(28A-28D)停止运转，进而使处理器220于轻载时，降低该些风扇(28A-28D)电力的消耗且降低风扇运转时的噪音。且当处理器220的温度逐渐变高而导致占空比D逐渐升高至大于20％时，控制单元24控制所有的风扇(28A-28D)运转，以利处理器220于中载以上时，提升散热的效率。
如图2A的粗实线所示意，初始阀值Vt设定为20％，且触发开关30未被触发，即显示单元(32A-32C)皆为熄灭时，当占空比D大于20％，所有的风扇(28A-28D)运转。同样地，触发开关30被触发一次，即仅显示单元32A发亮时，当占空比D大于25％，所有的风扇(28A-28D)运转。依此类推，触发开关30被触发三次，即显示单元(32A-32C)皆发亮时，当占空比D大于60％，所有的风扇(28A-28D)运转。进一步地，触发开关30被触发四次，即显示单元(32A-32C)皆为熄灭时，当占空比D大于20％，所有的风扇(28A-28D)运转。因此，循环回复到触发开关30未被触发的状态。同理，触发开关30被触发五次，则循环回复到触发开关30被触发一次的状态，依次类推，在此不再赘述。然，不以上述说明为限制。亦即，在触发开关30被触发四次时，亦可设定为循环回复到触发开关30被触发一次的状态，即省略循环回复到未触发的状态。
复参阅图2A，并配合参阅图1。当用户触发触发开关30时，控制单元24改变阀值Vt的大小。以本实施例为例，但不限于触发开关30可触发三次，且分别对应不同的阀值Vt(例如，但不限于为25％、40％、60％)。当使用者触发两次触发开关30，且控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D于40％以下时，控制该些风扇(28A-28D)停止运转。而当控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于40％时，控制单元24控制所有的风扇(28A-28D)运转。此时，显示单元组32的显示单元32A-32B发亮，以方便使用者得知触发开关30触发了两次。而阀值Vt为25％(即触发一次触发开关30)与阀值Vt为60％(即触发三次触发开关30)也同样为上述判断及控制方法，在此不再加以赘述。值得一提，于本实施例中，并不限定阀值Vt仅可触发三次。换言之，风扇控制装置100可依用户需求而设定至少一个以上的阀值Vt，且对应触发开关30而触发。
请参阅图2B为本发明风扇控制装置第二实施例的控制波形图，复配合参阅图1-2A。本实施例与图2A的第一实施例差异在于，风扇(28A-28D)转速可依照占空比D逐渐升高而随之升高。于本实施例中，控制单元24不仅能检测到脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于一阀值Vt时，控制所有的风扇(28A-28D)以最大转速Smax运转，而且当占空比D大于阀值Vt时，控制单元24也可依照占空比D逐渐升高而控制该些风扇(28A-28D)逐渐增加转速，以更为节省该些风扇(28A-28D)电力的消耗。例如但不限于，以使用者触发一次触发开关30为例，如图2B的粗实线所示意，当占空比D小于或等于25％时，该些风扇(28A-28D)不运转。当占空比D大于25％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)以低转速Sl运转，并随占空比D逐渐变大而逐渐将该些风扇(28A-28D)由低转速Sl拉至中转速Sm运转；当占空比D大于40％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)以中转速Sm运转，并随占空比D逐渐变大而逐渐将该些风扇(28A-28D)由中转速Sm拉至最大转速Smax运转；且当占空比D大于60％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)以最大转速Smax运转。
同理，以使用者触发两次触发开关30为例，当占空比D小于或等于40％时，该些风扇(28A-28D)不运转。当占空比D大于40％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)以中转速Sm运转，并随占空比D逐渐变大而逐渐将该些风扇(28A-28D)由中转速Sm拉至最大转速Smax运转；且当占空比D大于60％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)以最大转速Smax运转。同理，以使用者触发三次触发开关30为例，当占空比D小于或等于60％时，该些风扇(28A-28D)不运转。当占空比D大于60％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)以最大转速Smax运转。
请参阅图2C为本发明风扇控制装置第三实施例的控制波形图，复配合参阅图1-2B。于本实施例中，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)随着脉波宽度调变信号PWM的占空比D越来越大而逐渐大于控制单元24内部设定的多个阀值(Vt1～Vtn)时，控制单元24逐渐增加该些风扇(28A-28D)运转的数量。控制单元24内部设定具有多个阀值(Vt1～Vt2)，例如，但不限于阀值Vt1的参考占空比为10％，阀值Vt2的参考占空比为20％)。举例来说，根据阀值Vt1(例如图2C所标示的10％、15％以及30％)驱动控制风扇(28A-28B)；根据阀值Vt2(例如图2C所标示的20％、25％以及40％)驱动控制风扇(28A-28D)。换言之，例如但不限于，当使用者未触发触发开关30时，即初始状态时，控制单元24设定阀值Vt1的参考占空比为10％与阀值Vt2的参考占空比为20％。当使用者触发一次触发开关30时，控制单元24调整阀值Vt1的参考占空比为15％与阀值Vt2的参考占空比为25％。同理，当使用者触发两次触发开关30时，控制单元24调整阀值Vt1的参考占空比为30％与阀值Vt2的参考占空比为40％。
如图2C的粗实线所示意，即以使用者未触发触发开关30为例加以说明。当控制单元24检测到脉波宽度调变信号PWM时，控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D。且当控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D于10％(即阀值Vt1的参考占空比)以下时，控制单元24不输出第一控制信号Sc1，以控制单元24控制所有风扇(28A-28D)停止运转。当占空比D于10％至20％(即阀值Vt2的参考占空比)时，控制单元24控制风扇(28A-28B)运转，且风扇(28C-28D)停止运转；当占空比D于20％以上时，则控制单元24控制所有风扇(28A-28D)运转。利用占空比D逐渐升高而逐渐增加风扇(28A-28D)运转的数量，可更有效的节省该些风扇(28A-28D)电力的消耗以及降低风扇运转时的噪音。
复参阅图2C，并配合参阅图1-2B。当用户触发触发开关30时，控制单元24依据触发开关30触发的次数而调整该些阀值(Vt1～Vt2)的大小或增加该些阀值(Vt1～Vt2)的数量。若控制单元24依据触发开关30触发的次数而调整该些阀值(Vt1～Vt2)的大小时，每触发一次触发开关30可改变该些阀值(Vt1～Vt2)的大小。例如但不限于触发开关30可触发两次，且分别对应该些阀值(例如，但不限于第一次触发时Vt1-Vt2为对应占空比15％、25％，第二次触发时为对应占空比30％、40％)。当使用者触发两次触发开关30，此时，显示单元组32的显示单元32A-32B发亮，以方便使用者得知触发开关30触发了两次。当控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D于30％(即阀值Vt1的参考占空比)以下时，控制单元24不输出第一控制信号Sc1，以控制单元24控制所有风扇(28A-28D)停止运转。当占空比D于30％至40％(即阀值Vt2的参考占空比)时，控制单元24控制风扇(28A-28B)运转，且风扇(28C-28D)停止运转。当占空比D于40％以上时，则控制单元24控制所有风扇(28A-28D)运转。值得一提，于本实施例中，也不限定阀值(Vt1～Vtn)仅可触发两次。换言之，风扇控制装置100同样可依使用者需求而设定至少一个以上的阀值(Vt1～Vtn)，且对应触发开关30而触发。
请参阅图2D为本发明风扇控制装置第四实施例的控制波形图，复配合参阅图1-2C。本实施例与图2C的第三实施例差异在于，控制单元24依据触发开关30触发的次数而调整该些阀值(Vt1～Vt2)的数量。于本实施例中，每触发一次触发开关30可改变该些阀值(Vt1～Vt2)的数量。使用者未触发触发开关30时，预设的阀值(Vt1～Vtn)所对应占空比为10％、20％。例如但不限于触发开关30可触发两次，当按压一次时，增加阀值Vt3；且当按压二次时，增加阀值Vt4(Vt1-Vt4为对应占空比10％、20％、30％、40％)。
如图2D的粗实线所示意，即以使用者按压一次触发开关30为例加以说明。当触发开关30按压一次时共有三个阀值(Vt1～Vt3)，对应占空比10％、20％、30％)，此时，显示单元组32的显示单元32A发亮，以方便使用者得知触发开关30按压了一次。当占空比D于10％以下时，控制单元24不输出第一控制信号Sc1，以控制单元24控制所有风扇(28A-28D)停止运转。当占空比D于10％至20％之间时，风扇(28A-28B)运转，且风扇(28C-28D)停止运转；当占空比D于20％至30％之间时，风扇(28A-28C)运转，且风扇28D停止运转；当占空比D大于30％时，风扇(28A-28D)皆运转。
此外，以使用者按压未按压触发开关30为例加以说明。当触发开关30未按压时共有两个阀值(Vt1～Vt2)，对应占空比10％、20％)，当占空比D于10％以下时，控制单元24不输出第一控制信号Sc1，以控制单元24控制所有风扇(28A-28D)停止运转。当占空比D于10％至20％之间时，风扇(28A-28B)运转，且风扇(28C-28D)停止运转；当占空比D大于20％时，风扇(28A-28D)皆运转。
同理，以使用者按压两次触发开关30为例加以说明。当触发开关30按压两次时共有四个阀值(Vt1～Vt4)，对应占空比10％、20％、30％、40％)，此时，显示单元组32的显示单元32A-32B发亮，以方便使用者得知触发开关30按压了两次。当占空比D于10％以下时，所有风扇(28A-28D)停止运转。当占空比D于10％至30％之间时，风扇(28A-28B)运转，且风扇(28C-28D)停止运转；当占空比D于30％至40％之间时，控制单元24控制风扇(28A-28C)运转，且风扇28D停止运转；当占空比D大于40％时，风扇(28A-28D)皆运转。值得一提，图2C-2D实施例的阀值(Vt1～Vtn)设定皆可与图2A-2B的阀值Vt设定交互应用，以使风扇控制装置100更为弹性配置风扇(28A-28B)的运转。
更进一步而言，图2C-2D的实施例也可如同图2B的第二实施例，控制单元24也可依照占空比D逐渐升高而控制该些风扇(28A-28D)逐渐增加转速(图未示)，以更为节省该些风扇(28A-28D)电力的消耗。例如但不限于，该些阀值(Vt1～Vt2)对应占空比10％、20％且，当占空比D于10％至20％之间时，控制单元24控制该些风扇(28A-28B)以低转速Sl运转，且依占空比D逐渐升高而将该些风扇(28A-28B)逐渐由低转速Sl拉至中转速Sm运转；当占空比D大于20％时，控制单元24控制该些风扇(28A-28D)维持于中转速Sm以上运转。此外，于图2A-2D的实施例中，上述触发方式也可新增一组风扇(28A-28D)依照脉波宽度调变信号PWM运转的触发。当触发到风扇(28A-28D)随着脉波宽度调变信号PWM运转的触发时，控制单元24不设定任何的阀值(Vt1～Vtn)，此时风扇(28A-28D)的转速将直接随着脉波宽度调变信号PWM的占空比D改变。
请参阅图3为本发明风扇控制装置包含积分单元的电路图，复配合参阅图1。风扇控制装置100更包括积分单元34，积分单元34连接处理器220与控制单元24之间。积分单元34将脉波宽度调变信号PWM积分为电压信号Vs，再输出电压信号Vs至控制单元24。控制单元24依据电压信号Vs判断脉波宽度调变信号PWM的占空比D大小(通常介于0～1之间)。具体而言，由于可应用不同种控制IC为控制单元24，且每种控制IC检测脉波宽度调变信号PWM的占空比D的方式有所不同。因此当控制IC内建占空比计算单元(图未示)时，风扇控制装置100无须设置积分单元34。但若控制IC无内建占空比计算单元(图未示)时，风扇控制装置100须于处理器220与控制单元24之间加设积分单元34，以供控制单元24依据电压信号Vs判断脉波宽度调变信号PWM的占空比D。当控制单元24依据电压信号Vs判断脉波宽度调变信号PWM的占空比D大小后，控制单元24再依据触发开关30触发的次数，并且配合电压信号Vs所对应的占空比D加以判断其是否大于触发次数所对应的阀值(Vt1～Vtn)，以判断并控制该些风扇(28A-28D)是否运转或运转的型态、数量。值得一提，于本实施例中，于处理器220与控制单元24之间加设积分单元34旨在求得脉波宽度调变信号PWM的电压信号Vs，以使控制单元24依据电压信号Vs求得脉波宽度调变信号PWM的占空比D。因此，于本实施例中，并不限定要以积分单元34来达成上述功效，举凡可求得脉波宽度调变信号PWM的电压信号Vs，并使控制单元24依据电压信号Vs求得脉波宽度调变信号PWM的占空比D的单元，皆应包含在本实施例的范畴当中。
复参阅图3，并配合参阅图1。积分单元34包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1。第一电阻R1的一端连接处理器220，另一端连接第二电阻R2的一端，且第二电阻R2的另一端连接控制单元24。第一电容C1的一端连接第一电阻R1与第二电阻R2之间的节点，且第一电容C1的另一端连接接地点。当积分单元34接收到由处理器220输出的脉波宽度调变信号PWM时，脉波宽度调变信号PWM对第一电容C1充电，且于第一电容C1两端形成电压信号Vs的跨压。控制单元24接收电压信号Vs，且依据电压信号Vs计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D，并依据占空比D判断该些风扇(28A-28D)是否运转。值得一提，于本实施例中，积分单元34并不限定须以上述第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1来构成。换言之，例如但不限于，积分单元34也可由运算放大器(OPA)所构成的积分电路来实现。因此，举凡可达成积分功能的电路、元件或IC，皆应包含在本实施例之中。
请参阅图4为本发明风扇控制装置包含延迟单元与升压单元的电路图，复配合参阅图1。风扇控制装置100更包括延迟单元36，延迟单元36连接电源端口20、控制单元24及该些风扇(28A-28D)之间，且延迟单元36通过电源端口20接收辅助电源Ps。当控制单元24检测到供应至该些风扇(28A-28D)的主电源Pm供电断电时，控制单元24输出第二控制信号Sc2至延迟单元36，以将辅助电源Ps通过延迟单元36供应至该些风扇(28A-28D)。使得当主电源Pm供电断电时，该些风扇(28A-28D)可持续运转一小段时间后才停止运转，进而使处理器220由中载降至轻载时，该些风扇(28A-28D)可将余热散出。进一步而言，风扇控制装置100由主电源Pm供电断电至该些风扇(28A-28D)停止运转之间具有延迟时间T，当控制单元24检测到主电源Pm供电断电，且经过延迟时间T后，才停止输出第二控制信号Sc2至该延迟单元36，以控制该些风扇(28A-28D)停止运转。值得一提，于本实施例中，延迟时间T例如但不限于为45秒的散热效果为最佳，但不以此为限。换言之，使用者可依散热需求而调整延迟时间T。
复参阅图4，并配合参阅图1。延迟单元36包括第一开关Q1与第二开关Q2。第一开关Q1的控制端连接控制单元24，且输出端连接接地点，输入端连接第二开关Q2的输入端、控制端及电源端口20，第二开关Q2的输出端连接该些风扇(28A-28D)。当控制单元24输出第二控制信号Sc2至延迟单元36时，第一开关Q1导通而使第二开关Q2的控制端接地而导通。且当第二开关Q2导通时，辅助电源Ps通过第二开关Q2输出至该些风扇(28A-28D)。以当主电源Pm供电断电时，扇控制装置100控制辅助电源Ps供应至该些风扇(28A-28D)，并使该些风扇(28A-28D)持续运转一小段时间。当控制单元24不输出第二控制信号Sc2至延迟单元36时(例如，当风扇(28A-28D)由主电源Pm供电或主电源Pm断电，且风扇(28A-28D)持续运转一小段时间后)，第一开关Q1不导通而使第二开关Q2不导通。且当第二开关Q2不导通时，辅助电源Ps无法通过第二开关Q2输出至该些风扇(28A-28D)。值得一提，于本实施例中，延迟单元36并不限定须以上述第一开关Q1与第二开关Q2来构成。换言之，例如但不限于，延迟单元36也可由其他具有导通/不导通功效的电路来实现。因此，举凡可达成主电源Pm供电断电时，控制单元24控制导通辅助电源Ps供电至该些风扇(28A-28D)的电路、元件或IC，皆应包含在本实施例之中。
请参阅图4，并配合参阅图1。风扇控制装置100更包括升压单元38，升压单元38连接电源端口20与延迟单元36之间。具体而言，由于风扇(28A-28D)的种类众多，且规格不一，因此若辅助电源Ps的电压值不足时(例如，但不限于为5V)，将会有部分规格的风扇因辅助电源Ps的电压值太低而无法驱动。因此需于电源端口20与延迟单元36之间加入升压单元38，以将辅助电源Ps的电压值经升压(例如，但不限于为8V)后，可顺利驱动大多数的风扇(28A-28D)。值得一提，于本实施例中，不限定升压单元38的种类。换言之，举凡可达成升压功效的升压单元38，皆应包含在本实施例的范畴当中。
请参阅图5为本发明风扇控制装置包含保护单元的电路图，复配合参阅图1。风扇控制装置100更包括保护单元40，保护单元40连接电源端口20、控制单元24及该些风扇(28A-28D)之间，且保护单元40通过电源端口20接收主电源Pm。当控制单元24检测到主电源Pm异常或故障时，控制单元24不输出第三控制信号Sc3至保护单元40，以断开电源端口20与该些风扇(28A-28D)的连接关系。进一步而言，保护单元40包括第三开关Q3与第四开关Q4，第三开关Q3的控制端连接控制单元24，且输出端连接接地点，输入端连接第四开关Q4的输入端、控制端及电源端口20，第四开关Q4的输出端连接该些风扇(28A-28D)。当控制单元24检测到主电源Pm正常时，控制单元24输出第三控制信号Sc3而使第三开关Q3导通，且通过第三开关Q3的导通而使第四开关Q4的控制端接地且导通。且当第四开关Q4导通时，主电源Pm通过第四开关Q4输出至该些风扇(28A-28D)。当控制单元24检测到主电源Pm异常或故障时，控制单元24不输出第三控制信号Sc3而使第三开关Q3与第四开关Q4不导通。且当第四开关Q4不导通时，主电源Pm无法通过第四开关Q4输出至该些风扇(28A-28D)。值得一提，于本实施例中，保护单元40旨在当控制单元24检测到主电源Pm异常或故障时，断开主电源Pm与该些风扇(28A-28D)的连接关系。因此，保护单元40并不限定须以上述第三开关Q3与第四开关Q4来构成。换言之，例如但不限于，保护单元40也可由其他具有导通/不导通功效的电路来实现。因此，举凡可达成控制单元24检测到主电源Pm异常或故障时，断开主电源Pm与该些风扇(28A-28D)的连接关系的电路、元件或IC，皆应包含在本实施例之中。
请参阅图6为本发明风扇控制装置操作方法的流程图，复配合参阅图1-4。风扇控制装置100连接主板200上的处理器220与多个风扇(28A-28D)之间，且操作方法包括：首先，接收处理器220输出的脉波宽度调变信号PWM(S200)。当控制单元24接收到处理器220输出的脉波宽度调变信号PWM时，控制单元24计算脉波宽度调变信号PWM的占空比D。然后，触发风扇控制装置100的触发开关30(S220)。当使用者触发触发开关30时，风扇控制装置100依据触发开关30触发的次数决定控制单元24内部至少一阀值(Vt1～Vtn)的大小。然后，判断占空比D是否大于至少一阀值(S240)。风扇控制装置100判断脉波宽度调变信号PWM的占空比D是否大于控制单元24内部设定的至少一阀值(Vt1～Vtn)，以决定是否驱动该些风扇(28A-28D)。然后，若该脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于该至少一阀值(Vt1～Vtn)时，驱动该些风扇(28A-28D)运转(S260)。风扇控制装置100依据脉波宽度调变信号PWM的占空比D输出第一控制信号Sc1至驱动单元26，且驱动单元26输出驱动信号Sd至该些风扇(28A-28D)，以控制该些风扇(28A-28D)运转。若阀值Vt数量为一个，且阀值Vt依据触发开关30触发的次数而变动；且当控制单元24检测到脉波宽度调变信号PWM的占空比D大于阀值Vt时，控制所有的风扇(28A-28D)运转。若阀值(Vt1～Vtn)数量为多个，且风扇控制装置100依据触发开关30触发的次数调整该些阀值(Vt1～Vtn)的大小或增加该些阀值(Vt1～Vtn)的数量；当脉波宽度调变信号PWM的占空比D越来越大而大于该些阀值(Vt1～Vtn)中的至少一个阀值时，控制单元24逐渐增加该些风扇(28A-28D)运转的数量。最后，当检测到主电源Pm供电断电时，控制辅助电源Ps供应至该些风扇(28A-28D)，并使该些风扇(28A-28D)持续运转一延迟时间T(S280)。当控制单元24检测到主电源Pm供电断电时，控制单元24输出第二控制信号Sc2至延迟单元36，以将辅助电源Ps通过延迟单元36供应至该些风扇(28A-28D)。使得当主电源Pm供电断电时，该些风扇(28A-28D)可持续运转一小段时间后才停止运转。值得一提，图1的风扇控制装置100主架构可应用图2A-2D每种不同的控制方法以及附加图3-5的单元，且不会产生相互排斥的效果。因此，使用者可依使用需求自行搭配控制方法以及附加单元，以达成灵活的控制该些风扇(28A-28D)运转。
综上所述，本发明的一个或多个实施例至少具有以下其中之一的优点：
1、由于风扇控制装置可控制多个风扇在占空比于阀值以下(轻载)时不运转，因此可达降低风扇运转时噪音的功效；
2、由于风扇控制装置可应用单一阀值或多个阀值的控制方法，因此可达灵活的控制多个风扇，并降低该些风扇电力的消耗的功效；
3、当主电源供电断电时，风扇还可持续运转一段时间，因此可达成更有效地将余热散出的功效。
惟，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的权利要求为准，凡合于本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例，皆应包括于本发明的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。

Claims (12)

1.一种风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制装置包括：
一电源端口，用于接收一主电源及一辅助电源；
一控制单元，连接该电源端口与一主板上的一处理器之间；
一驱动单元，连接该控制单元；
一触发开关，连接该控制单元；
其中，该控制单元接收该处理器输出的一脉波宽度调变信号，且该控制单元判断该脉波宽度调变信号的占空比是否大于该控制单元设定的至少一阀值，该阀值依据该触发开关触发的次数而变动；当该脉波宽度调变信号的占空比大于该至少一阀值时，该控制单元通过该驱动单元控制多个风扇运转。
2.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制装置更包括：
该控制单元设定多个该阀值，且该风扇控制装置依据该触发开关触发的次数调整所述阀值的大小或增加所述阀值的数量；当该脉波宽度调变信号的占空比逐渐变大而大于所述阀值中的至少一个阀值时，该控制单元输出一第一控制信号至该驱动单元，以控制该驱动单元驱动所增加数量的所述风扇运转。
3.如权利要求2所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制装置更包括：
一积分单元，连接该处理器与该控制单元之间；
该积分单元将该脉波宽度调变信号积分为一电压信号，且该控制单元依据该触发开关触发的次数判断该电压信号所对应的占空比是否大于该阀值而决定是否驱动所述风扇运转。
4.如权利要求2所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制装置更包括一显示单元组，用以显示该触发开关触发的次数。
5.如权利要求3所述的风扇控制装置，其特征在于，该积分单元包括：
一第一电阻，连接该处理器；
一第二电阻，连接该第一电阻与该控制单元之间；
一第一电容，连接该第一电阻、该第二电阻及一接地点之间；
其中，当该积分单元接收到该脉波宽度调变信号时，该脉波宽度调变信号对该第一电容充电以转换为该电压信号。
6.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制装置更包括：
一延迟单元，连接该电源端口、该控制单元及所述风扇之间；
其中，当该控制单元检测到通过该电源端口供应至所述风扇的该主电源供电断电时，该控制单元输出一第二控制信号至该延迟单元，以将该辅助电源通过该延迟单元供应至所述风扇，并使所述风扇持续运转；且经过一延迟时间后，该控制单元停止输出该第二控制信号至该延迟单元，以控制所述风扇停止运转。
7.如权利要求6所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制装置更包括：
一升压单元，连接该电源端口与该延迟单元之间，用以对该辅助电源升压。
8.如权利要求7所述的风扇控制装置，其特征在于，该延迟单元包括：
一第一开关，连接该控制单元与一接地点之间；
一第二开关，连接该第一开关、该电源端口及所述风扇之间；
其中，当该控制单元输出该第二控制信号至该延迟单元时，该第一开关导通而使该第二开关的一控制端接地而导通，以将该辅助电源输出至所述风扇。
9.如权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，当该脉波宽度调变信号的占空比大于该至少一阀值后，该控制单元依照占空比逐渐升高而控制所述风扇逐渐增加转速。
10.一种风扇控制装置操作方法，其特征在于，该风扇控制装置连接一主板上的一处理器与多个风扇之间，且该操作方法包括：
(a)该风扇控制装置接收该处理器输出的一脉波宽度调变信号；
(b)触发该风扇控制装置的一触发开关；
(c)设定至少一阀值，其中该阀值依据该触发开关触发的次数而变动，并判断该脉波宽度调变信号的占空比是否大于该至少一阀值；
(d)若该脉波宽度调变信号的占空比大于该至少一阀值时，驱动所述风扇运转。
11.如权利要求10所述的风扇控制装置操作方法，其中步骤(d)更包括：
(d1)设定多个该阀值，且该风扇控制装置依据该触发开关触发的次数调整所述阀值的大小或增加所述阀值的数量；当该脉波宽度调变信号的占空比逐渐变大而大于所述阀值中的至少一个阀值时，增加所述风扇运转的数量。
12.如权利要求11所述的风扇控制装置操作方法，其特征在于，该操作方法更包括：
(e)当检测到供应至所述风扇的一主电源供电断电时，该风扇控制装置将一辅助电源供应至所述风扇，并使所述风扇持续运转；且经过一延迟时间后，将供应至所述风扇的该辅助电源供电断电，以控制所述风扇停止运转。
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