CN1307388A - 风扇保护装置 - Google Patents

Abstract

一种风扇保护装置,包括一个温度感测单元、一个过电流感测单元及一个异常警示单元;温度感测单元及过电流感测单元分别连接风扇及异常警示单元;温度感测单元包括:温度/电压转换装置及过热判读装置;温度/电压转换装置的输入、输出端分别连接风扇及过热判读装置;过热判读装置的输出端连接异常警示单元,以判定风扇的温度是否超过预设温度值。本装置可检测风扇运转时的温度及电流;当温度过高或电流超载时,可自动关闭风扇的电源。

Description

风扇保护装置

本发明有关一种风扇保护装置，特别是有关一种可对风扇提供过电流及过热保护的风扇保护装置。

目前，所使用的风扇保护装置，仅有当风扇遭异物卡住或不明原因而夹死时，才会将风扇电源关闭，以提供必要的保护。由于风扇长久运转，其轴承难免因为老化，而使摩擦力增加，连带使得驱动风扇的电流也随之增加。由于传统的风扇保护装置不会自动将风扇电源关闭；因此，可能造成温度持续过高或是风扇驱动电流持续过大的情形发生；上述两种情形均可能使风扇着火，除了破坏风扇本身之外，也对风扇所要进行冷却系统造成重大破坏，所以具有相当的危险性。另外，当风扇遭到异物卡住，但是并未将风扇完全卡死时，由于风扇控制电路持续保持风扇运转，则会提供更大的趋动电流，因此电流的运转电流也会随之升高；但是，传统风扇保护装置亦无法早期侦测此种状况，尽快将电源关闭以排除异物，故会缩短风扇的寿命，更可能引发上述潜在的危险。

本发明的目的在于提供一种风扇保护装置，该保护装置可侦测风扇运转时的温度以及风扇的运转时的温度以及风扇的运转电流；当风扇运转出现过热或是驱动电流超出负载(特定电流值)时，则将风扇的电源予以关闭，以避免情况的恶化。

为达到上述目的，本发明采取如下措施：

本发明的风扇保护装置，其特征在于，包括：一个用以感测风扇的运转是否过热的温度感测单元、一个用以感测风扇的运转电流是否超载的过电流感测单元及一个异常警示单元；温度感测单元及过电流感测单元分别连接风扇及异常警示单元。

其中，所述温度感测单元包括：一个用以将风扇的温度转换为相应电压信号的温度/电压转换装置及一个过热判读装置；

温度/电压转换装置的输入、输出端分别连接风扇及过热判读装置；

过热判读装置的输出端连接异常警示单元，依据温度/电压转换装置输出的电压信号，判定风扇的温度是否超过预设温度值。

其中，所述过电流感测单元，包括：一个电流/电压转换装置及一个过电流判读装置；

电流/电压转换装置用以将风扇的运转电流转换为相应电压信号，其输入、输出端分别连接风扇及过电流判读装置；

过电流判读装置的输出端连接所述异常警示单元，依据电流/电压转换装置的输出电压信号，判定风扇的运转电流是否超出一预设的电流值。

其中，所述异常警示单元为一个触发栓锁装置；当风扇正常运转时，触发栓锁装置的输出信号锁定在使风扇持续保持运转的第一状态；当风扇过热或运转电流超载时，触发栓锁装置的输出信号锁定在切断风扇电源的第二状态，直到对触发栓锁装置进行重置为止。

结合附图及实施例对本发明的具体结构特征详细说明如下：

附图简单说明：

图1：本发明电路方框图；

图2：本发明实施例的电路图。

如图1所示，本发明风扇保护装置包括：一个温度感测单元10；一个过电流感测单元12；以及一个异常警示单元14。温度感测单元10，用以感测风扇1的运转是否过热，其包括：一个温度/电压转换装置10a及一个过热判读装置10b；温度/电压转换装置10a配置在风扇1的热源处，用以将风扇1的温度转换为对应的电压信号Vt；过热判读装置10b依据温度/电压转换装置10a输出的电压信号Vt，判定风扇1的温度是否超出预设的温度值，而决定风扇1是否过热。

过电流感测单元12，用以感测风扇1的运转电流I是否超出一特定值(超载)，其包括：一个电流/电压转换装置12a及一个过电流判读装置12b；电流/电压转换装置12a用以将风扇1的运转电流I转换为对应的电压信号Vi；过电流判读装置12b，依据电流/电压转换装置12a的输出电压信号Vi，判定风扇1的运转电流I是否超出一个预定的电流值，而决定风扇的运转电流是否超载。

异常警示单元14，例如为一个触发栓锁装置；当风扇1正常运转时，触发栓装置的输出信号Vo锁定在第一状态，使开关2保持导通，风扇1持续保持运转；当风扇过热或是运转电流超载时，触发栓锁装置的输出信号锁定在第二状态，将开关2断路，切断风扇1的电源，而使风扇停止运转，直到对触发栓锁装置进行重置，例如将reset端信号移去，使触发栓锁装置的输出信号回复到第一状态。

如图2所示，其为本发明实施例的电路示意图；本实施例的风扇保护装置，包括下列单元：一个热敏电阻器20，设置在风扇运转时的热源处，用以将该风扇运转时的温度转换为热敏电阻器20的电压降Vtm。一个转换电阻器22，设置在风扇的驱动电流路径上，用以将风扇的运转电流Ia转换为转换电阻器的电压降Vr。一个异常判读装置30，包括一个第一比较装置24，将转换电阻器22的电压降Vr与一个第一预设电压值Vref1的分压Vd进行比较，若转换电阻器22的电压降Vr大于第一预定电压值Vref1的分压Vd，则判定风扇的运转电流超出一个预设电流值；以及，一个第二比较装置26，将热敏电阻器20的电压降Vtm与一个第二预设电压值Vref2进行比较，若热敏电阻的电压降Vtm小于第二预设电压值Vref2，则判定该风扇运转时的温度超出一个预设温度值而过热；一个异常警示单元28，在此实施例中由NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2为主所构成的硅控整流器(SCR)型式的电路，当异常判读装置30判定风扇有上述异常现象发生时，则切断风扇的电源使其停止运转。信号Fan_C则用以指示风扇有无异常状态。

以下详细说明本实施例装置的动作及功能。

热敏电阻器20设置在风扇1的热源处，热敏电阻20的特性为温度升高时，其电压降随之降低；所以当风扇温度升高时，热敏电阻20的电压降Vtm也随之降低。

若Vtm降低至小于第二预设电压值Vref2时，表示风扇温度已经过热，所以第二比较装置26(在此为一个比较器)，将输出高电位信号，而将SCR触发导通。SCR导通后，其输出电压信号Vscr保持在一个低电位，使得开关3内的NMOS晶体管关闭而切断风扇的电源，使风扇停止运转。但有将SCR的reset端的电压信号，例如12V，予以重置(移除后再回复)，SCR的输出电压Vscr才会再回到高电压状态，而将开关3导通。

若Vtm一直保持大于第二预设电压值Vref2的状态时，表示风扇温度尚未过热，所以第二比较装置26输出低电压信号，不会将SCR触发导通，因此，开关3内的NMOS晶体管仍然导通，电源也持续供给风扇运转所需的电力。

在此实施例中，第一比较装置24配合电阻器R1和R2的运作而成为一个放大器，其输出电压信号 $\mathrm{Vx}=\frac{R2}{R1}(\mathrm{Vr}-\mathrm{Vd})$ 。第一比较装置24的输出信号Vx，经由电阻器和齐纳二极管所构成的隔离装置32连接至第二比较装置的输入端。假设转换电阻器的阻值为0.05Ω，而预设电流值(超载值)为0.1A，所以设定第一预设电压Vref1的分压Vd为0.005V。

第一比较装置24，随时将转换电阻器的压降Vr和设定分压Vd作比较。在正常情形下，Vr小于Vd，所以第一比较装置的输出Vx为负电压，故不会影响第二比较装置26的运作，第二比较装置26仍然是比较热敏电脑的压降Vtm和第二预设电压Vref2，决定风扇是否过热。

当风扇运转电流Ia超出其预设电流值0.1A时，第一比较装置24则将Vr和Vd的电压差值予以放大

倍，再输出成为正电压信号 $\mathrm{Vx}=\frac{R2}{R1}(\mathrm{Vr}-0.005)$ 。此时，第一比较装置24输出的正电压信号Vx大于第二预设电压Vref2以及热敏电阻的电压降Vtm，故使第二比较装置26输出高电压信号，而将SCR触发导通。SCR导通后，其输出电压信号Vscr保持在低电压状态，使开关3内的NMOS晶体管关闭而切断风扇1的电源，使风扇停止运转。同理，只有将SCR的reset端的电压信号，例如，12V，予以重置(移除后再回复)，SCR的输出电压Vscr才会再回到高电压状态，而将开关3导通。

第一比较装置24的输出信号Vx亦可直接驱动异常警示单元28中的SCR，而达到过电流保护作用。亦即，由第一比较装置24和电流/电压转换电阻22，来构成过电流感测单元12，用以感测风扇1的运转电流I是否过载。而第二比较装置26和热敏电阻器20，则构成温度感测单元10，用以感测风扇1的运转是否过热。

与现有技术相比，本发明具有如下效果：

由上述可知，本发明的风扇保护装置，可以检测风扇运转时的温度以及风扇的运转电流；当风扇运转出现过热或是驱动电流超出负载(特定电流值)状况时，则将风扇的电源予以关闭，以避免情况恶化。所以，无论风扇因为老化、遭到异物卡死或是缠住(不完全卡死)、风扇短路等，造成风扇温度过高或驱动电流大幅增加情形，均可以利用本发明的保护装置早期侦测上述状况，尽快将电源关闭，以排除异物、故障等，故会延长风扇的寿命，更可能避免着火等潜在的危险。

以上叙述是借实施例来说明本发明的结构特征，并非用于限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种风扇保护装置，其特征在于，包括：一个用以感测风扇的运转是否过热的温度感测单元、一个用以感测风扇的运转电流是否超载的过电流感测单元及一个异常警示单元；温度感测单元及过电流感测单元分别连接风扇及异常警示单元。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度感测单元包括：一个用以将风扇的温度转换为相应电压信号的温度/电压转换装置及一个过热判读装置；

温度/电压转换装置的输入、输出端分别连接风扇及过热判读装置；

过热判读装置的输出端连接所述异常警示单元，依据温度/电压转换装置输出的电压信号，判定风扇的温度是否超过预设温度值。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述过电流感测单元，包括：一个电流/电压转换装置及一个过电流判读装置；

电流/电压转换装置用以将风扇的运转电流转换为相应电压信号，其输入、输出端分别连接风扇及过电流判读装置；

过电流判读装置的输出端连接所述异常警示单元，依据电流/电压转换装置的输出电压信号，判定风扇的运转电流是否超出一预设的电流值。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述异常警示单元为一个触发栓锁装置；当风扇正常运转时，触发栓锁装置的输出信号锁定在使风扇持续保持运转的第一状态；当风扇过热或运转电流超载时，触发栓锁装置的输出信号锁定在切断风扇电源的第二状态，直到对触发栓锁装置进行重置为止。

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