CN1372375A - 小型风扇的定速控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型风扇的定速控制电路,在一由定时主脉冲电路、信号比较电路、驱动电路及信号发生电路组成的全速控制电路上设有一时钟脉冲发生器,可产生一固定频率值,用以与定时主脉冲电路输出的定时信号进行比较,再送回定时主脉冲电路,以修正定速控制电路的输出信号,并通过驱动电路驱动风扇线圈,使风扇能定速控制,利用本电路可使小型风扇转速维持稳定,而排除因新旧风扇摩擦力差异、温度及其它因素所造成的转速失衡现象。

Description

小型风扇的定速控制电路

本发明涉及一种小型风扇的定速控制电路，特别是指一种可确保小型风扇转速始终维持于稳定状态的定速控制电路。

小型风扇为常用的工业用品，例如各式计算机主机内部的中央处理电路散热电路，就少不了小型风扇。以散热电路而言，其使用的小型风扇在各项性能要求上相对较高，而现有的小型风扇在性能上也的确存在改进的空间，且牵涉的技术层面包括风扇线圈本身及控制电路部分，相关的问题与缺点如下：

一.风扇转速RPM值无法掌握，亦即转速控制问题。主要原因如下：

1.风扇新旧品间的摩擦力差异：新的风扇转轴与定子轴承间的净摩擦力大，造成风扇转速不如预期；而旧的风扇因定子轴承的润滑油挥发，造成摩擦力增加，亦影响预设转速。

2.工作温度的影响：包括润滑油黏稠度的改变，线圈受高温影响而提高电阻，造成转速降低；又温度亦将造成转轴与轴承的膨胀而影响其转速RPM值，其相互间的影响十分复杂，而难以掌控。

3.工作环境的系统阻抗影响(净压)。

二.风扇库存量问题：由于不同的运用领域对于风扇转速/频率的要求不同，而小型风扇的转速(RPM)是与磁极(POLE)极数有关(请参阅下列公式所示)：

$f=\frac{1}{t}$    t＝k×R×C    N：电极极数

故不同的转速要求，即必须制造不同极数、不同线圈匝数的风扇来满足，因此对于风扇生产者而言，即造成很大的库存压力。

事实上，即使是以相同的磁极数与相同的线圈圈数，仍因各家厂商选用不同厂牌的线材，基于不同线材对于线径误差及成分的要求不同，亦难以构成转速完全相同的风扇。

三.无法满足无节转速调整的要求：现有的小型风扇均只具备约5段的转速调整供使用者选择，无法满足无节转速调整的需求。

由上述可知，现有的小型风扇因摩擦力变化、工作温度、材料等因素而造成无法掌握RPM转速值的问题，另外，亦无法有效满足无节调整转速的要求，故有待进一步研究，并谋求可行的解决方案。

本发明的主要目的在于提供一种可确保小型风扇转速始终维持于稳定状态的定速控制电路。

本发明的目的是这样实现的：

一种小型风扇的定速控制电路，在一全速控制电路上设有一频率输入端，频率输入端上设有一时钟脉冲发生器，可设定产生一固定频率值，以修正定速控制电路的输出信号，使风扇达定速控制的目的。其中全速控制电路包括：

一定时主脉冲电路，用来接收霍尔感应信号，以探测取得风扇的实时转速；

一驱动电路，是受上述定时主脉冲电路输出信号控制，以驱动其输出端所连接的风扇线圈；

一信号比较电路，其输入端连接定时主脉冲电路送出的定时信号，其参考端设有一时钟脉冲发生器，输出端则回接至定时主脉冲电路，其中：信号比较电路的参考信号是通过时钟脉冲发生器设定的固定频率值，用以与定时主脉冲电路输出的定时信号进行比较，再送回定时主脉冲电路，以便通过驱动电路驱动设于其输出端上的风扇线圈；

在上述的设计中，定时主脉冲电路输出至驱动电路的定时信号，是受信号比较电路所控制，藉此可使小型风扇维持于设定的转速运转，而排除因新旧品风扇摩擦力差异、温度及其它因素所造成的转速失衡现象。

上述的时钟脉冲发生器是由RC电路构成，利用改变电阻(R)、电容(C)的时间常数，而提供信号比较电路一参考频率值。

上述的时钟脉冲发生器可由各种不同的振荡电路构成。

上述的定速控制电路包括有一信号发生电路(FG)，其连接于定时主脉冲电路的输出端。

上述驱动电路的输出端连接双组风扇线圈。

上述驱动电路的输出端连接单一风扇线圈。

上述的全速控制电路可以用集成电路形式实施。

本发明至少具备下列优点：

1.有效掌握小型风扇的转速RPM值：本发明在风扇运转时以一可经设定的固定频率值不断的进行修正，使其可达到定速的目的，并有效改善常用风扇无法有效掌握其转速RPM值的缺点。

2.不受风扇新旧品的影响：当风扇转速因摩擦力变化而改变时，通过上述的修正措施，可使其恢复至设定的转速，且维持于该转速运转。

3.不受工作温度或线材差异影响：其因工作温度或线材差异所造成的转速改变，仍可因上述的修正措施而获得改善。

4.降低库存压力：利用上述方式只须制作单一规格的风扇，再配合时钟脉冲发生器设定于不特定转速，即可符合不同的转速要求，故可降低库存压力及营运成本。

5.可达到无节调整转速的目的：利用本发明的定速控制电路可通过时钟脉冲发生器的条件变换，达到无节调整转速的目的。

下面，根据附图和实施例对本发明的结构详述如下：图1：本发明的电路方框连接结构图。图2：本发明一较佳实施例的使用状态参考图。图3：本发明另一较佳实施例的使用状态参考图。

图中标号说明：100：全速控制电路            10：定时主脉冲电路20：驱动电路                 30：信号比较电路40：信号发生电路             50：时钟脉冲发生器

有关本发明的全速控制电路100，请参阅图1所示，其包括有：

一定时主脉冲电路10，供接收霍尔感应信号，以探测取得风扇的实时转速；

一驱动电路20，受上述定时主脉冲电路10输出的定时信号所控制，以驱动其输出端连接的风扇线圈(本图中未示)；

一信号比较电路30，其输入端是由定时主脉冲电路10提供定时信号，其参考端是由外部提供一固定的频率信号，输出端则回接至定时主脉冲电路10；

一信号发生电路40(FG)，其输入端连接至定时主脉冲电路10的输出端，用以产生一脉冲信号，供外部检测用，其中：

定时主脉冲电路10是以输入端Hin连接一霍尔感应组件，利用霍尔感应组件探测风扇的磁极变化，并据以改变其输出至驱动电路20，以改变磁极极性。常用的定时主脉冲电路10是根据霍尔感应组件的探测信号，直接改变输出脉冲信号，而本发明则先令其输出信号送至信号比较电路30，先与设定的固定频率值进行比较，并据以产生一经过修正的输出信号回送至定时主脉冲电路10，再由定时主脉冲电路10产生一组信号送至驱动电路20，使其输出端连接的风扇能稳定的以设定的转速运转。

驱动电路20是风扇控制电路的已知组件，其输出端可供连接双组或单组线圈所构成的小型风扇。

信号比较电路30是作为转速修正的主要组件，在本实施例中，其参考端是构成一频率输入端Fin，其上连接有一时钟脉冲发生器50，利用该时钟脉冲发生器50产生一组固定的频率值，以供与定时主脉冲电路10送出的定时信号进行比较，如前面所述，定时主脉冲电路10输出的定时信号是根据霍尔感应组件探测风扇磁极极性变化所产生，其代表风扇的实际转速，而时钟脉冲发生器50产生的频率信号则为设定的转速值或使用者的期待值，因此，当使用者通过时钟脉冲发生器50设定一特定的频率值，即同时设定风扇于一对应的特定转速，故在风扇实际运转时，将由信号比较电路30不断的修正实际转速，使其维持以设定的转速运转。

此外，由于上述全速控制电路100的输出信号是通过改变时钟脉冲发生器50的时间常数而得，故利用此一特性即可利用该信号比较电路30配合时钟脉冲发生器50改变设定条件，即可达到重新设定转速的目的，并进一步可达到无节调整转速的目的。

由上述可知，时钟脉冲发生器50是用以产生一与时间常数有关的信号，因此该时钟脉冲发生器50可由任一可产生定时或振荡信号的组件或电路构成，诸如RC电路、石英振荡电路、陶瓷振荡电路、SAW表面波振荡组件及其等效组件。

上述的全速控制电路100可以用集成电路形式实施。

由上述说明可看出本发明的具体电路构造，至于其可行的实施例详述如下：

首先请参阅图2所示，上述全速控制电路100使用于双组线圈风扇的使用实施例，该全速控制电路100是以两输出端O1、O2分别连接至两组线圈L1、L2的一端，两线圈L1、L2另端则连接电源VCC，于本实施例中，全速控制电路100外接的时钟脉冲发生器50是由一RC电路构成，通过改变该RC电路的时间常数，即可调整风扇的转速。

又如图3所示，是上述全速控制电路100使用于单一线圈风扇的使用实施例，该全速控制电路100是以两输出端O1、O2分别连接一线圈L的两端，本实施例中，全速控制电路100外接的时钟脉冲发生器50仍由一RC电路构成。

Claims (9)

1.一种小型风扇的定速控制电路，其特征在于在一全速控制电路上设有一频率输入端，频率输入端上设有一可设定产生一固定频率值，以修正定速控制电路的输出信号，使风扇达定速控制目的的时钟脉冲发生器。

2.如权利要求第1项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的全速控制电路包括：

一用来接收霍尔感应信号，以探测取得风扇的实时转速的定时主脉冲电路；

一受上述定时主脉冲电路输出信号控制，以驱动其输出端所连接的风扇线圈的驱动电路；

一其输入端连接定时主脉冲电路送出的定时信号，其参考端构成一频率输入端，以连接时钟脉冲发生器，输出端则回接至定时主脉冲电路的信号比较电路。

3.如权利要求第1项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的时钟脉冲发生器是由RC电路构成。

4.如权利要求第1项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的时钟脉冲发生器是由振荡电路构成。

5.如权利要求第4项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的振荡电路是由石英振荡电路、陶瓷振荡电路或SAW表面波振荡组件构成。

6.如权利要求第1、2项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的定时主脉冲电路的输出端又连接有一信号发生电路(FG)。

7.如权利要求第1、2项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的驱动电路的输出端连接双组风扇线圈。

8.如权利要求第1、2项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的驱动电路的输出端连接单一风扇线圈。

9.如权利要求第1、2项所述的小型风扇的定速控制电路，其特征在于所述的全速控制电路使用集成电路。

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