CN1266822C - 备用风扇自动切换方法及其电路 - Google Patents
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Abstract
一种备用风扇自动切换方法及其电路，其可搭配到风扇系统、且风扇系统至少具有-主风扇装置和-备用风扇装置，用以在主风扇装置运作异常时起动备用风扇装置来取代主风扇装置的送风功能。备用风扇自动切换方法及其电路的特点在于采用基本的电子元件而非采用微处理器来执行检测及切换操作，因此比已知技术所需的硬件成本低并增加了可靠度。
Description
技术领域
本发明关于一种电路技术，特别是关于一种备用风扇自动切换方法及其电路，其可搭配到风扇系统、且风扇系统至少具有一主风扇装置和一备用风扇装置，用以在主风扇装置运作异常时起动备用风扇装置来取代主风扇装置的送风功能。
背景技术
电子系统由于运作时会产生热量，且此热量若累积过多可能破坏电子系统中的电路，因此其中一般均设置有风扇装置来散热，借此保护电子系统中的电路在运作时不会受到热损坏。
此外，为了确保风扇散热功能的可靠度，一般作法是采用至少二个风扇装置，包括一主风扇装置和一备用风扇装置，且平时仅起动主风扇装置来执行送风功能而令备用风扇装置闲置不用；而在主风扇装置运作异常时，便立即将主风扇装置关闭而起动备用风扇装置来取代主风扇装置的送风功能。
目前已有许多各种不同的备用风扇自动切换方法可用来自动检测主风扇装置是否运作正常，并在主风扇装置运作异常时将主风扇装置关闭并起动备用风扇装置来取代主风扇装置的送风功能。
而目前有一种已知技术是采用微处理器来检测主风扇装置是否正常运作，并在主风扇装置运作异常时，将主风扇装置关闭并起动备用风扇装置。
然而采用微处理器来执行备用风扇自动切换操作的一项缺点在于所需的微处理器的价格较高，因此将大大增加风扇系统的制作成本。此外，由于微处理器与其它种类的电子元件相比具有较高的故障率，因此使得采用微处理器的备用风扇自动切换电路的可靠度较差。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明的主要目的便是在于提供一种备用风扇自动切换方法及其电路，其可不必采用微处理器来进行风扇转速检测及切换操作，借此而降低所需的硬件成本。
本发明的另一目的在于提供一种备用风扇自动切换方法及其电路，其可具有更高的可靠度。
为实现上述目的，本发明在实践中提供一种备用风扇自动切换方法，其用于风扇系统、且风扇系统至少具有一主风扇装置和一备用风扇装置，用以在主风扇装置运作异常时起动所述备用风扇装置；备用风扇自动切换方法至少包含：
(1)取得主风扇装置在运转时产生的风扇转速脉冲串；
(2)对主风扇装置产生的风扇转速脉冲串进行积分，借此而求得其对时间的积分值；以及
(3)比较积分值是否低于预设的临界值；若是，则关闭主风扇装置并同时起动所述备用风扇装置。
本发明的备用风扇自动切换方法还可以进一步包含以下步骤
(4)取得所述备用风扇装置在运转时产生的风扇转速脉冲串；
(5)对所述备用风扇装置产生的风扇转速脉冲串进行积分，借此而求得其对时间的积分值；以及
(6)比较所述积分值是否低于所述预设的临界值；若是，则产生警示信号。
另外，本发明还提供一种备用风扇自动切换电路，其搭配到风扇系统、且风扇系统至少具有一风扇驱动单元、一主风扇装置、和一备用风扇装置，用以在主风扇装置运作异常时起动所述备用风扇装置；备用风扇自动切换电路至少包含：
(a)切换单元，其预设为将风扇驱动单元连接至主风扇装置；并在接收到切换致能信号时，将风扇驱动单元切换为连接到备用风扇装置；
(b)主风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元，其连接到主风扇装置，用以反馈所述主风扇装置在运转时所产生的风扇转速脉冲串；
(c)主风扇装置的积分器，其连接到风扇转速脉冲反馈单元，用以对风扇转速脉冲反馈单元所反馈的风扇转速脉冲串进行积分，借此输出积分电压信号；以及
(d)主风扇装置的比较器，其比较积分器所输出的积分电压信号的电压值是否低于预设的临界电压值；若是，则产生切换致能信号，用以使切换单元将所述风扇驱动单元切换为连接到所述备用风扇装置。
本发明的备用风扇自动切换电路还可进一步包含：
备用风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元，其与备用风扇装置相连，用以反馈备用风扇装置在转动时产生的风扇转速脉冲串；
备用风扇装置的积分器，其与备用风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元相连，用以对备用风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元反馈的风扇转速脉冲串进行积分，借此而输出积分电压信号；
备用风扇装置的比较器，其比较备用风扇装置的积分器输出的积分电压信号的电压值是否低于所述预设的临界电压值；若是，则产生警示致能信号；以及
警示信号产生器，其响应所述备用风扇装置的比较器产生的警示致能信号而产生警示信号。
换言之，本发明的备用风扇自动切换方法及其电路是搭配到一风扇系统、且风扇系统具有一主风扇装置和一备用风扇装置，其用以检测主风扇装置是否正常运作；并在主风扇装置运作异常时，将主风扇装置关闭并起动备用风扇装置。
本发明的备用风扇自动切换方法及其电路的特点在于采用基本的电子元件而非采用微处理器来执行检测及切换操作，因此比已知技术更加降低所需的硬件成本并增加可靠度。
综上所述，本发明提供了一种新颖的备用风扇自动切换方法及其电路，其搭配到风扇系统、且风扇系统至少具有一主风扇装置和一备用风扇装置，用以在该主风扇装置运作异常时起动备用风扇装置来取代主风扇装置的送风功能；其特点在于采用基本的电子元件而非采用微处理器来执行检测及切换操作，因此可较已知技术更为降低所需的硬件成本并增加可靠度。
附图说明
本发明的实质技术内容及其实施例已用图式方式详细披露在说明书的附图种。附图的内容简述如下：
图1为系统方框图，其表示本发明的备用风扇自动切换电路的第一实施例的基本电路结构；标号10表示散热用风扇系统；标号20表示风扇驱动单元；标号10A表示主风扇装置；标号10B表示备用风扇装置；标号100表示本发明第一实施例的备用风扇自动切换电路；标号110表示切换单元；标号120A表示风扇转速脉冲反馈单元；标号130A表示积分器；标号140A表示比较器；
图2为系统方框图，其表示本发明的备用风扇自动切换电路的第二实施例的基本电路结构；其中标号100’表示本发明第二实施例的备用风扇自动切换电路；标号120B表示风扇转速脉冲反馈单元；标号130B表示标号积分器；标号140B表示比较器；标号150表示警示信号产生器；
图3至图5为信号波形图，其表示本发明所适用的风扇装置在不同的转速下所产生的风扇转速脉冲串的信号波形。
具体实施方式
以下即结合附图，详细说明本发明的备用风扇自动切换方法及其电路的各个不同的实施例。
实施例一
图1表示本发明的备用风扇自动切换电路的第一实施例(如标号100所指的虚线框所包含的部分)的基本电路结构。如图所示，本发明第一实施例的备用风扇自动切换电路100在实际应用中是搭配到散热用的风扇系统10，且风扇系统10至少具有一主风扇装置10A、一备用风扇装置10B、和一风扇驱动单元20。
这里需要注意的一点是，本发明所适用的风扇系统并不限于仅包括一个备用风扇装置，也可包括两或两个以上的备用风扇装置。这里的实施例仅以一个备用风扇装置为例作说明，但本发明的基本构想也适用于具有两或两个以上的备用风扇装置的风扇系统。
本发明第一实施例的备用风扇自动切换电路100至少包含：(a)切换单元110；(b)风扇转速脉冲反馈单元120A；(c)积分器130A；以及(d)比较器140A。
切换单元110至少具有一输入端IN、一第一输出端OUT1、一第二输出端OUT2、和一切换控制信号输入端C；其中切换单元110开始预设成为用以将其输入端IN连接到第一输出端OUT1；而在切换控制信号输入端C接收到切换致能信号SW时，则被切换成将其输入端IN连接至第二输出端OUT2。
换句话说，切换单元110开始预设成用以将风扇驱动单元20连接到主风扇装置10A，借此以驱动主风扇装置10A的运转；并可在切换控制信号输入端C接收到切换致能信号SW时，将风扇驱动单元20切换到连接备用风扇装置10B，借此以驱动备用风扇装置10B的运转并同时关闭主风扇装置10A。
风扇驱动单元20例如是采用脉宽调制技术(Pulse WidthModulation，PWM)来控制主风扇装置10A和备用风扇装置10B的运转速度。由于PWM技术为电子电机工程领域所已知及熟知的技术，因此于此说明书中将不对其技术细节作进一步详细的说明。
风扇转速脉冲反馈单元120A连接到主风扇装置10A，用以反馈主风扇装置10A在运转时所产生的风扇转速脉冲串PA。图3-图5的信号波形图表示主风扇装置10A在不同的转速下所产生的风扇转速脉冲串PA的信号波形；其中图3表示主风扇装置10A在高运转速度下所产生的风扇转速脉冲串PA的信号波形；图4表示主风扇装置10A在低运转速度下所产生的风扇转速脉冲串PA的信号波形；而图5表示主风扇装置10A在被外力卡住而无法转动时所产生的风扇转速脉冲串PA的信号波形。反馈的风扇转速脉冲串PA可直接取自主风扇装置10A的电动机电路(未于图式中显示)。
积分器130A与风扇转速脉冲反馈单元120A相连接，用以对风扇转速脉冲反馈单元120A所反馈的风扇转速脉冲串PA进行积分作用，并借此而输出积分电压信号VA；而积分电压信号VA的电压值即代表输入的风扇转速脉冲串PA对时间的积分值。基本上，主风扇装置10A的转速愈大，则积分电压信号VA的电压值也就愈大；反之主风扇装置10A的转速愈小，则积分电压信号VA的电压值也就愈小。由于积分器130A本身为一种已知的电路构件，因此以下将不对其内部电路结构作进一步详细地说明。
比较器140A与积分器130A相连接，用以将上述的积分器130A所输出的积分电压信号VA与预设的临界电压值VTH作比较；也就是比较积分器130A所输出的积分电压信号VA的电压值是否低于预设的临界电压值VTH；若是，则产生切换致能信号SW。预设的临界电压值VTH可预先由实验求得。
在具体实施中，上述的比较器140A可例如为操作放大器(Operational Amplifier，OP)所构建的模拟比较器(analogcomparator)，其可在VA≥VTH时，保持其输出端为逻辑低电位状态；而于于VA＜VTH时，则在其输出端产生逻辑高电位信号，用以作为前述的切换致能信号SW。由于比较器140A本身为一种已知的电路构件，因此以下将不对其内部电路结构作进一步详细地说明。
在实际应用中，由于切换单元110预设成将风扇驱动单元20连接到主风扇装置10A，因此在开机时会使风扇驱动单元20仅驱动主风扇装置10A而不驱动备用风扇装置10B。
当主风扇装置10A开始运转时，其所产生的风扇转速脉冲串PA会通过风扇转速脉冲反馈单元120A而反馈到积分器130A，致使积分器130A对其进行积分作用而产生积分电压信号VA，而积分电压信号VA的电压值即代表反馈的风扇转速脉冲串PA对时间的积分值。
积分器130A所产生的积分电压信号VA接着传送到比较器140A，借此以由比较器140A将积分电压信号VA的电压值与预设的临界电压值VTH作比较，借此而判别积分电压信号VA的电压值是否低于预设的临界电压值VTH；若是，则产生一切换致能信号SW，并将此切换致能信号SW传送至切换单元110的切换控制信号输入端C。
切换单元110的切换控制信号输入端C在接收到切换致能信号SW时，就会将其输入端IN从原先的第一输出端OUT1改切换成连接至第二输出端OUT2，也就是将风扇驱动单元20改切换成连接到备用风扇装置10B，借此而驱动备用风扇装置10B并同时关闭主风扇装置10A；即改由备用风扇装置10B来取代主风扇装置10A的送风功能。
实施例二
图2表示本发明的备用风扇自动切换电路的第二实施例(如标号100’所指的虚线框所包含的部分)的基本电路架构。在图2所示的第二实施例中，与第一实施例相同的构件用相同的标号来表示。
图1所示的本发明第一实施例仅可在主风扇装置10A发生异常状况时，将风扇驱动单元20改切换成连接到备用风扇装置10B，借此以由备用风扇装置10B来取代主风扇装置10A的送风功能；而此处的第二实施例则可以进一步在备用风扇装置10B也有异常状况时，发出警示信号来通知使用者进行必要的维修工作。
如图2所示，本发明第二实施例的备用风扇自动切换电路的100’与前述的第一实施例不同之处在于其进一步包含：风扇转速脉冲反馈单元120B；积分器130B；比较器140B；以及警示信号产生器150。
风扇转速脉冲反馈单元120B、积分器130B、和比较器140B的功能完全与前述的第一实施例中的风扇转速脉冲反馈单元120A、积分器130A、和比较器140A相同；因此在此将不对其功能作重复的说明。
在备用风扇装置10B也有异常状况时，其将致使比较器140B产生逻辑高电位信号，用以作为警示致能信号ALARM，并将此警示致能信号ALARM传送至警示信号产生器150，致使警示信号产生器150发出警示信号来通知使用者对所述风扇系统10进行必要的维修工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容的范围。本发明的实质技术内容广义地定义在权利要求书中。任何他人所完成的技术实体或方法，若是与权利要求书定义的范围完全相同、或是为一种等效的变更，都将被视为涵盖在此专利保护之中。
Claims (7)
1.一种备用风扇自动切换方法，其用于风扇系统、且所述风扇系统至少具有一主风扇装置和一备用风扇装置，用以在所述主风扇装置运作异常时起动所述备用风扇装置；其特征在于：
所述备用风扇自动切换方法至少包含：
第一步：取得所述主风扇装置在运转时产生的风扇转速脉冲串；
第二步：对所述主风扇装置产生的风扇转速脉冲串进行积分，借此而求得其对时间的积分值；以及
第三步：比较所述积分值是否低于预设的临界值；若是，则关闭所述主风扇装置并同时起动所述备用风扇装置。
2.如权利要求1所述的备用风扇自动切换方法，其特征在于：在第三步之后，更进一步包含以下步骤：
第四步：取得所述备用风扇装置在运转时产生的风扇转速脉冲串；
第五步：对所述备用风扇装置产生的风扇转速脉冲串进行积分，借此而求得其对时间的积分值；以及
第六步：比较所述积分值是否低于所述预设的临界值；若是，则产生警示信号。
3.一种备用风扇自动切换电路，其搭配至风扇系统、且所述风扇系统至少具有一风扇驱动单元、一主风扇装置、和一备用风扇装置，用以在所述主风扇装置运作异常时起动所述备用风扇装置；其特征在于：
所述备用风扇自动切换电路至少包含：
切换单元，其预设为将所述风扇驱动单元连接至所述主风扇装置；并在接收到切换致能信号时，将所述风扇驱动单元切换为连接到所述备用风扇装置；
主风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元，其连接到所述主风扇装置，用以反馈所述主风扇装置在运转时所产生的风扇转速脉冲串；
主风扇装置的积分器，其连接到所述风扇转速脉冲反馈单元，用以对所述风扇转速脉冲反馈单元所反馈的风扇转速脉冲串进行积分，借此输出积分电压信号；以及
主风扇装置的比较器，其比较所述积分器所输出的积分电压信号的电压值是否低于预设的临界电压值；若是，则产生切换致能信号，用以令所述切换单元将所述风扇驱动单元切换为连接到所述备用风扇装置。
4.如权利要求3所述的备用风扇自动切换电路，其特征在于：所述备用风扇自动切换电路进一步包含：
备用风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元，其与所述备用风扇装置相连，用以反馈所述备用风扇装置在转动时所产生的风扇转速脉冲串；
备用风扇装置的积分器，其与所述备用风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元相连，用以对所述备用风扇装置的风扇转速脉冲反馈单元所反馈的风扇转速脉冲串进行积分，借此而输出积分电压信号；
备用风扇装置的比较器，其比较所述备用风扇装置的积分器所输出的积分电压信号的电压值是否低于所述预设的临界电压值；若是，则产生警示致能信号；以及
警示信号产生器，其响应所述备用风扇装置的比较器所产生的警示致能信号而产生警示信号。
5.如权利要求3所述的备用风扇自动切换电路，其特征在于：所述主风扇装置的比较器为操作放大器所构建的模拟比较器。
6.如权利要求4所述的备用风扇自动切换电路，其特征在于：所述备用风扇装置的比较器为操作放大器所构建的模拟比较器。
7.如权利要求3所述的备用风扇自动切换电路，其特征在于：所述风扇驱动单元系采用脉宽调制技术来控制所述主风扇装置和所述备用风扇装置的运转速度。
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