CN1116610C

CN1116610C - 电扇转速检测电路

Info

Publication number: CN1116610C
Application number: CN 99123304
Authority: CN
Inventors: 陈鸿祥
Original assignee: Mitac International Corp
Current assignee: Mitac International Corp
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2003-07-30
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: CN1294302A

Abstract

一种检测电扇转速的检测电路。电扇输出周期与其转速成反比的转动信号。检测电路含至少一脉冲发生器连接电扇输出端，产生预定周期延迟脉冲，一检测器检测该延迟脉冲，在该脉冲产生变化时产生转速检测信号。每一转动信号使脉冲发生器产生预定周期延迟脉冲。输出多个信号时，若信号周期均小于延迟脉冲预定周期，则相应延迟脉冲周期延长使输出波形不变。当任一信号周期大于延迟脉冲预定周期时，输出相应延迟脉冲周期不延长，使输出波形变化。

Description

电扇转速检测电路

本发明涉及一种检测电路，特别涉及一种用来检测一电扇转速的检测电路。

在一般的个人计算机及笔记型计算机中，处理器及电源装置常会因使用频率过高或工作时间过久而产生过热的问题，因此处理器及电源旁边必须安装电扇来散热。此外，随着主机板工作外频的提升，与主机板电连接的硬件设备也必须相对的以更快的速度来处理数据，因此类似显示卡之类的插卡或硬盘，有时候也会安装电扇来降低其温度。电扇可以以送风或抽风的方式安装于发热的硬件设备旁，以达到散热的目的。

电扇的转速会影响硬件设备的工作效率及寿命，尤其当电扇转速变慢时，硬件设备可能会因过热而损坏。电扇必须连接于检测电路来检测其工作状态，以避免电扇转速不稳而影响到其他的硬件设备。市面上较普遍的检测电路为国家半导体(National Semiconductor)所生产的NSLM78/79及华邦电子(Winbond)所生产的W83782D/W83783，这些检测电路都是整合型多功能的集成电路，提供了检测风扇转速的功能、以及电压检测、温度检测等多种功能，这些的集成电路的设计方式较没有弹性，成本也较高。并且当电扇的转速超过一定范围后，检测电路却有测读值不正确而无法判别正确转速问题，因此公知检测电路不甚稳定。此外，当硬件设备不需要检测电路提供电压检测或温度检测功能时，使用这些整合型多功能的集成电路则非常浪费计算机的成本。

因此，本发明的主要目的在于利用简易的晶体管晶体管逻辑(Trarsistor-Transistor Logic；TTL)电路，以提供成本低且稳定性高的检测电路来检测电扇的转速以解决上述问题。

为实现所述目的，本发明提供一种用来检测一电扇转速的检测电路，该电扇包含有一输出端，用来输出一转动信号，该转动信号的周期是与该电扇的转速成反比，该栓测电路包含有：至少一脉冲发生器，电连接于该电扇的用来输出一转动信号的输出端，用来产生一预定周期的延迟脉冲，该电扇输出的每一转动信号会使该脉冲发生器产生一预定周期的延迟脉冲，当该电扇连续输出多个转动信号时，若该电扇输出的每一转动信号的周期均小于该延迟脉冲的预定周期，则该脉冲发生器所输出的相对应的延迟脉冲的周期会不断地被延长而使该脉冲发生器的输出无波形变化产生，当该电扇输出的任一转动信号的周期大于该延迟脉冲的预定周期时，该脉冲产生器所输出的相对应的延迟脉冲的周期不会被延长，因此会使该脉冲发生器的输出产生波形变化；以及一检测器，当该脉冲发生器的输出产生波形变化时，该检测器会产生一转速检测信号。

为进一步说明本发明，以下将结合附图所示的优选实施例作详细描述。

图1为使用本发明检测电路的计算机系统的示意图。

图2为图1所示的电扇输出的转动信号图。

图3为图1所示的电扇在正常工作时所输出的转动信号与振荡器输出的延迟脉冲的关系图。

图4为图1所示的电扇在不正常工作时所输出的转动信号与振荡器输出的延迟脉冲的关系图。

参照图1，图1为使用本发明检测电路14的计算机系统10的示意图。本发明为一种用来检测一电扇20转速的检测电路14，电扇20及检测电路14设置于一计算机系统10。计算机系统10包含一存储器18用来存储程序及数据，一处理器16用来执行程序及处理数据，一电源装置19以提供计算机系统10的电源供应，一电扇12安装于处理器16旁，用来协助处理器16散热，以及一检测电路14用来检测电扇12的转速。

电扇12包含一输出端20用来输出一转动信号，转动信号的周期与电扇12的转速成反比。检测电路14包含二个可重复被驱动的单稳态多谐振荡器(retriggerable、monostable multivibrator)22、42作为脉冲发生器，以及一检测器24用来在振荡器22、42的输出产生波形变化时产生一转速检测信号。振荡器22、42以输入端23、43电连接于电扇12的输出端20，并在输入端23、43接受信号输入时在输出端28、48产生一预定周期的延迟脉冲。每一振荡器22、42包含一周期设定电路26、46用来设定振荡器22、42所输出的延迟脉冲的周期，而周期设定电路26、46会产生不同周期的延迟脉冲。检测器24电连接于二振荡器22、42的输出端28、48。

每一周期设定电路26、46包含有一电阻30、50及一电容32、52。振荡器22、42于输出端28、48所输出的延迟脉冲的周期则是与电阻30、50的电阻值及电容32、52的电容值的乘积成正比，因此延迟脉冲的周期会随着电阻30、50的电阻值及电容32、52的电容值的设定而改变。当电阻30、50的电阻值及电容32、52的电容值选定后，此一延迟脉冲的周期也固定下来，而后每当振荡器22、42的输入端23、43接受信号输入时在输出端28、48就产生此一预定周期的延迟脉冲。而当在此一预定周期的时间内输入端23、48再接受另一信号输入时，延迟脉冲会跟着被延迟此一预定周期的时间后才改变状态。

参照图2，图2为图1所示电扇12输出的转动信号31的图。电扇12会在输出端20输出一转动信号31。通常电扇12每转动一圈会使转动信号31中产生两个脉冲33，以电扇12额定转速3600rpm来计算，每秒转60圈会产生120个脉冲33，也就是相邻脉冲33间的平均时间是8.33ms。而在INTEL MTBF规格说明书曾经提到当电扇12转速降至额定转速的70％以下时，就应该判定系统是处于不正常的工作状态而发出警告信息。换句话说，当电扇12降至额定转速为2520rpm(3600rpm×70％＝2520rpm)时，就应该发出警告信息。换算转速为2520rp时相邻脉冲间的平均时间为11.9ms，利用此一数值，可以设计使周期设定电路26电阻30的电阻值及电容32的电容值的乘积为12.0ms，例如：电阻值选定为12k欧姆而电容值选定为1μ法拉。

参照图3，图3为图1所示电扇12在正常工作时所输出的转动信号34与振荡器22输出的延迟脉冲36的关系图。以下先以振荡器22为例加以说明电扇12在正常工作时所输出的转动信号34与振荡器22输出的延迟脉冲36的关系。当电扇12的转速高于2520rpm的正常工作情形时，输出端20所输出的转动信号34中相邻脉冲35的时间间隔会小于11.9ms，也小于此时延迟脉冲36的预定周期12.0ms。也就是说，延迟脉冲36还来不及产生波形上的变化时，下一个脉冲35就来到，使得延迟脉冲36会一直保持现有信号状态。换句话说，若电扇12输出的每一转动信号34的周期均小于延迟脉冲36的预定周期，则振荡器22所输出的相对应的延迟脉冲36的周期会不断地被延长而使振荡器22的输出不会产生波形的变化。

参照图4，图4为图1所示电扇12在不正常工作时所输出的转动信号38与振荡器22输出的延迟脉冲40的关系图。当电扇12的转速低于2520rpm的不正常工作情形时，输出端20所输出的转动信号38中相邻脉冲37的时间间隔会大于11.9ms。例如当电扇12的转速为2480rpm时，转动信号38中相邻脉冲37的时间间隔为12.1ms，可以看出当延迟脉冲40的预定周期12.0ms的时间到达时，延迟脉冲40就由高电位降至低电位而产生了信号状态的变化，等到又过了0.1ms下一个脉冲37来到时，才又使延迟脉冲40由低电位回升至高电位。换句话说，若电扇12输出的任一转动信号38的周期大于延迟脉冲40的预定周期时，振荡器22所输出的相对应的延迟脉冲40的周期不会被延长，因此振荡器22的输出会产生波形变化。

由于电扇12的预定转速与各个振荡器22所输出的延迟脉冲36、40的预定周期相对应，因此当电扇12的转速大于预定转速时，电扇12输出的每一转动信号34的周期均会小于延迟脉冲36的预定周期，如图3，而当电扇12的转速小于预定转速时，电扇12输出的每一转动信号38的周期均会大于延迟脉冲40的预定周期，如图4。

使用二个振荡器22、42的目的是将电扇12的转速区分为不同的转速区。由于可以选定二周期设定电路26、46中电阻30、50与电容32、52的值，使二振荡器22、42产生的延迟脉冲有不同的周期，当二个振荡器22、42所输出的延迟脉冲都没有波形变化时，电扇12的转速在最快的转速区。当有一个振荡器22或42产生的延迟脉冲有波形变化时，电扇12的转速进入次快的转速区。当二个振荡器22及42产生的延迟脉冲都有波形变化时，则电扇12的转速在最慢的转速区。

当处理器16旁的电扇12的转速变慢而使任一振荡器22或42的输出产生波形变化时，检测器24会产生转速检测信号，并将检测信号传送至处理器16以使处理器16得以判别电扇12的转速位于哪一个转速区。此外，电源装置19旁也可设置电扇12以协助电源装置19散热，并且利用一个检测电路14来检测电源装置19旁的电扇12的转速。本发明检测电路14包含有可重复被驱动的单稳态多谐振荡器22、42，以及电阻30、50及电容32、52所组成的周期设定电路26、46，这是简易的晶体管晶体管逻辑(TTL)电路，而且振荡器22、42很稳定，因此本发明的电扇转速检测电路14很稳定，并且成本非常低。

与公知的检测电路相比较，本发明检测电路14使用可重复被驱动的单稳态多谐振荡器22、42来输出延迟脉冲，并由延迟脉冲的波形来判断电扇12的转速。由于可重复被驱动的单稳态多谐振荡器22、42很稳定，因此无论电扇12的转速在任何区域，振荡器22、42可以很正常的工作。并且振荡器22、42的成本很低，因此使用本发明电扇转速检测电路14可以有效的降低计算机的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明范围所做的等同变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims

1.一种用来检测一电扇转速的检测电路，该电扇包含有一输出端，用来输出一转动信号，该转动信号的周期是与该电扇的转速成反比，该检测电路包含有：

至少一脉冲发生器，电连接于该电扇的用来输出一转动信号的输出端，用来产生一预定周期的延迟脉冲，该电扇输出的每一转动信号会使该脉冲发生器产生一预定周期的延迟脉冲，当该电扇连续输出多个转动信号时，若该电扇输出的每一转动信号的周期均小于该延迟脉冲的预定周期，则该脉冲发生器所输出的相对应的延迟脉冲的周期会不断地被延长而使该脉冲发生器的输出无波形变化产生，当该电扇输出的任一转动信号的周期大于该延迟脉冲的预定周期时，该脉冲发生器所输出的相对应的延迟脉冲的周期不会被延长，因此会使该脉冲发生器的输出产生波形变化；以及

一检测器，当该脉冲发生器的输出产生波形变化时，该检测器会产生一转速检测信号。

2.如权利要求1的检测电路，其中该脉冲发生器包含有一周期设定电路用来设定该脉冲发生器所输出的延迟脉冲的周期。

3.如权利要求1的检测电路，其中该脉冲发生器所输出的延迟脉冲的预定周期是相对应于该电扇的预定转速，当该电扇的转速大于该预定转速时，该电扇输出的每一转动信号的周期均会小于该预定周期，而当该电扇的转速小于该预定转速时，该电扇输出的每一转动信号的周期均会大于该预定周期。

4.如权利要求1的检测电路，其中该脉冲发生器为一可重复被驱动的单稳态多谐振荡器。

5.如权利要求1的检测电路，其中该电扇及该检测电路是设置在一计算机系统中，该计算机系统包含有一存储器以存储程序与数据，及一处理器以执行程序与处理数据。

6.如权利要求5的检测电路，其中该电扇是装置于该处理器旁以协助该处理器散热。

7.如权利要求5的检测电路，其中该计算机系统另包含一电源装置以提供该计算机系统的电源供应，而该电扇是装置于该电源装置旁以协助该电源装置散热。

8.如权利要求5的检测电路，其中该检测电路包含有多个不同周期延长脉冲的脉冲发生器，并均电连接于该检测器。

9.如权利要求8的检测电路，其中依据该多个脉冲发生器所产生的不同周期延迟脉冲可将该电扇的转速区分为不同的转速区，而该检测器所产生的检测信号会传送至该处理器，以使该处理器得以判别该风扇的转速是位于那一个转速区。