CN1913333A - 风扇马达的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风扇马达的驱动装置，该驱动装置电连接在一脉宽调制信号发生器及一控制器之间，其包括有：一转换器，电连接到该脉宽调制信号发生器，该转换器可依据该脉宽调制信号发生器所产生的一脉宽调制信号的工作周期，而输出一第一参考电压；一参考电压发生器，电连接到一外部电源，且依据该外部电源产生一第二参考电压；一比较器，包括有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端电连接该转换器，该第二输入端电连接该参考电压发生器，而该输出端则电连接该控制器，当该第一参考电压高于该第二参考电压，该输出端即输出一可调制的驱动信号至该控制器以控制该风扇马达的转速。

Description

风扇马达的驱动装置
技术领域
本发明关于一种驱动装置，尤其是一种应用于驱动风扇马达的驱动装置。
背景技术
请参阅图1所示，目前公知技术利用一控制器2以驱动一风扇马达1，该控制器2如图所示可为一集成电路元件(IC)，其具有不同的接脚以供例如一霍尔元件3、一温度传感器4、一转换器5...等电子电路连接，其中该霍尔元件3可自该风扇马达1取得一相位信号以输入至该控制器2，该温度传感器4可利用一热敏电阻41检测温度后转换一电压信号以输入至该控制器2，而该转换器5则主要用以将外部输入的一脉宽调制信号(PULSE WI-DTHMODULATION；PWM)转换为一电压信号以输入至该控制器2。
上述控制器2在接收该转换器5及该温度传感器4的电压信号后，可产生一驱动信号以驱动该风扇马达1，请另外参阅图2所示，为不同温度下不同脉宽调制信号输入至该控制器所对应产生的转速关系表，显而易见，该关系表所示的曲线为一线性关系，所以可知在任何温度下该脉宽调制信号输入0％-100％工作周期时输出的转速呈线性的，但实际应用上，许多场合并不需要在系统开启或系统待机时即进行转速的提升变化；事实上，例如是大型电脑在刚开启或待机时，其散热风扇即一直随该脉宽调制信号的工作周期的上升而提高转速，其产生的噪音是令人感到困扰的，故有其改良的必要。
发明内容
有鉴于上述所提缺陷，本发明提出一种风扇马达的驱动装置，其可供系统先设定一参考电压值，且该参考电压值对应于一工作周期参考值，当外部输入的该脉宽调制信号的工作周期转换后的电压值大于该参考电压值，则该控制器始对后该外部输入的工作周期作转速上的调升，若其转换后的电压值小于该参考电压值，则该控制器维持一固定低速输出，如此即可令系统开启或系统待机时具有较低的转速，而不致产生过大的噪音。
依据上述目的，本发明的一种风扇马达的驱动装置，其包括有：一转换器，电连接到一脉宽调制信号发生器，该转换器可依据该脉宽调制信号发生器所产生的一脉宽调制信号的工作周期，而输出一第一参考电压；一参考电压发生器，电连接到一外部电源，且依据该外部电源产生一第二参考电压；一比较器，包括有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端电连接该转换器，该第二输入端电连接该参考电压发生器，而该输出端则电连接一控制器，当该第一参考电压高于该第二参考电压后，该输出端输出一驱动信号至该控制器以控制该风扇马达的转速。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为公知驱动风扇马达的电路图。
图2为依据图1的电路驱动时的特性曲线图。
图3为本发明驱动装置的方块图。
图4为本发明驱动装置的电路图。
图5为图4中各参考点的波形图。
图6为对应图5的特性曲线图。
主要元件符号说明
1     风扇马达                    2      控制器
3     霍尔元件                    4      温度传感器
5     转换器                      6      驱动装置
61    转换器                      62     参考电压发生器
63    比较器                      631    第一输入端
632   第二输入端                  633    输出端
7     脉宽调制信号发生器          8      外部电源
Spwm  脉宽调制信号               Vref1  第一参考电压
Vref2 第二参考电压                Sdri   驱动信号
R1    第一电阻器                  R2     第二电阻器
R3    第三电阻器                  R4     第四电阻器
R5 第五电阻器                C   电容器
Q1 第一开关元件              Q2  第二开关元件
G  栅极                      D   漏极
S  源极                      P1  第一参考点
P2 第二参考点                P3  第三参考点
具体实施方式
请参照图3，为本发明一较佳实施例的方块图，图中所示本发明的驱动装置6，其电连接在一脉宽调制信号发生器7及一控制器2之间，其主要由一转换器61、一参考电压发生器62及一比较器63组成。
该转换器61电连接到该脉宽调制信号发生器7，该转换器61可依据该脉宽调制信号发生器7所产生的一脉宽调制信号Spwm的工作周期(0％-100％)，而输出对应的一第一参考电压Vref1。
该参考电压发生器62电连接到一外部电源8，其可依据该外部电源8产生一第二参考电压Vref2。
该比较器63包括有一第一输入端631、一第二输入端632及一输出端633，该第一输入端631电连接到该转换器61，该第二输入端632电连接到该参考电压发生器62，该输出端633则电连接到该控制器2。
当上述该第一参考电压Vref1低于该第二参考电压Vref2时，该比较器63的输出端无信号输出，且该控制器2依据一低速设定值自行维持该风扇马达1的固定低速，而当该第一参考电压Vref1高于该第二参考电压Vref2后，该比较器63的输出端633输出一驱动信号Sdri至该控制器2，并该控制器2得以依据该驱动信号Sdri的调制而控制该风扇马达1的转速变化。
请再参阅图4，为本发明一较佳实施的电路图，其中该控制器2可实施为一集成电路元件(IC)，且其具有多个接脚以供一霍尔元件3、一温度传感器4、该驱动装置6...等电子电路连接，其中该霍尔元件3及该温度传感器4的功能已于先前技术中叙及，故不另作赘述。
本实施例中，该驱动装置6的转换器61可实施为一充放电电路，其主要由一第一电阻器R1、一第二电阻器R2、一第三电阻器R3、一电容器C、一第一开关元件Q1及一第二开关元件Q2组成，其中该第一开关元件Q1及该第二开关元件Q2于本实施例为一晶体管，特别为一金属氧化物半导体(MOSFET)，该第一开关元件Q1的一栅极G电连接到该脉宽调制信号发生器7，而该第二开关元件Q2的一栅极G则电连接到该第一开关元件Q1的一漏极D；该第一开关元件Q1的一源极S与该第二开关元件Q2的一源极S则共同电连接到一接地端；该第一电阻器R1的一第一端电连接到该脉宽调制信号发生器7及一外部电源8，而该第一电阻器R1的一第二端则电连接到该第一开关元件Q1的一漏极D；该第二电阻器R2的一第一端电连接到该第二开关元件Q2的一漏极D，而该第二电阻R2的一第二端电连接到该第三电阻器R3的一第二端，而该第三电阻器R3的一第一端电连接到该第一电阻器R1的该第一端；该电容器C的一第一端电连接到该第三电阻器R3的该第二端，且该电容器C的一第二端则电连接到该接地端。
本实施例中，该驱动装置6的参考电压发生器62可实施为一分压器，其由一第四电阻器R4及一第五电阻器R5组成，其中该第四电阻R4的一第一端电连接到该第三电阻器R3的该第一端，以取得该外部电源8，而该第四电阻器R4的一第二端则电连接到该第五电阻器R5的一第一端，且该第五电阻器R5的一第二端乃电连接到该接地端。
本实施例中，该驱动装置6的比较器63包括一正输入端(+)(即该第二输入端632)、一负输入端(-)(即该第一输入端631)及一输出端633，该正输入端(+)电连接到该第四电阻器R4及该第五电阻器R5之间的一第三参考点P3，该负输入端(一)则电连接到该第三电阻器R3及该电容器C之间的一第二参考点P2，而该比较器63的输出端633在此则定义为一第一参考点P1，且其电连接到该控制器2。
请配合图5及图6所示，本发明的驱动方式如下所述：
在本发明的较佳实施方式中，该脉宽调制信号发生器7输入一脉宽调制信号Spwm至该转换器61中，且经由该第一开关元件Q1及该第二开关元件Q2的元件特性以对该电容器C作一充电操作，而当电容器C的充电值(即该第一参考电压值Vref1)至超过该参考电压发生器62所分压产生的该第二参考电压值Vref2时(也就是该比较器63的该负输入端(-)的值大于该正输入端(+)的值)，该比较器63即可由该输出端633输出一驱动信号Sdri至该风扇马达1，而令该风扇马达1依据该驱动信号Sdri的大小而作转速的高低调制。
在图5中，分别列示图4中该第一参考点P1、该第二参考点P2及该第三参考点P3的波形图，且配合图6所示，该脉宽调制信号Spwm的工作周期由0％至20％之间，该比较器63所输出的信号皆为高电位，也就是该控制器2仅由内部所设定的一固定的低速运转信号输出至该风扇马达1，而令该风扇马达1维持一低速的运转(亦可称为一基速的运转)，惟当该脉宽调制信号Spwm的工作周期超出了20％，则该比较器63所输出的即为低电位，而此时该控制器63即可依据该脉宽调制信号Spwm的工作周期以对该风扇马达1进行转速变化的控制。
另外值得注意的是，本实施例中的该控制器2其在高电位时保持该低速运转信号的输出，而低电位时改为随工作周期的变化而输出不同转速的运转信号，惟在此亦可置换另一控制器，而令上述的控制方式为反向实施。
又一值得注意的是，本发明的转换器62亦可实施为一模拟/数字转换电路，其亦可将该脉宽调制信号Spwm转换为一数字的第一参考电压Vref1，而该第二参考电压Vref2亦可为自该控制器2内部的振荡电路而产生。
经由本发明的驱动装置6的设置，系统端即可先经由该参考电压发生器62以设定一电压值(对应于一预先设定的工作周期)，而令该系统端在该设定的工作周期前保持一固定的低速运转，如此一来，系统端在开启或待机时的转速可保持在低速，而有效减少噪音的产生，甚至可以达到减少能量的浪费，故可谓一极佳的设计者。
以上所述仅为例示性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所提出的权利要求范围中。

Claims (17)

1.一种风扇马达的驱动装置，其电连接在一脉宽调制信号发生器及一控制器之间，该驱动装置包括有：
一转换器，电连接到该脉宽调制信号发生器，该转换器可依据该脉宽调制信号发生器所产生的一脉宽调制信号的工作周期，而输出一第一参考电压；
一参考电压发生器，电连接到一外部电源，且依据该外部电源产生一第二参考电压；以及
一比较器，包括有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端电连接该转换器，该第二输入端电连接该参考电压发生器，而该输出端则电连接该控制器，当该第一参考电压高于该第二参考电压后，该输出端输出一可调制的驱动信号至该控制器以控制该风扇马达的转速。
2.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该控制器可为一集成电路。
3.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该控制器还电连接有一霍尔元件，其可自该风扇马达取得一相位信号以输入至该控制器。
4.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该控制器还电连接有一温度传感器，其可于检测温度后转换输出一电压信号至该控制器。
5.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该第一参考电压未高于该第二参考电压时，该控制器依据一低速设定值以驱动该风扇马达低速转动。
6.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该转换器为一模拟/数字转换电路或为一充放电电路。
7.如权利要求6所述的风扇马达的驱动装置，其中该充放电电路由一第一开关元件、一第二开关元件、一第三电阻器及一电容器组成。
8.如权利要求7所述的风扇马达的驱动装置，其中该第一开关元件及该第二开关元件为一晶体管或为一金属氧化物半导体。
9.如权利要求8所述的风扇马达的驱动装置，其中该第一开关元件的一栅极电连接到该脉宽调制信号发生器，其一漏极电连接到该第二开关元件的一栅极，而该第一开关元件的一源极则电连接到一接地端。
10.如权利要求9所述的风扇马达的驱动装置，其中该第二开关元件的一漏极电连接在该第三电阻器及该电容器之间，而该第二开关元件的一源极则电连接到该接地端。
11.如权利要求10所述的风扇马达的驱动装置，其中该比较器的第二输入端电连接在该第三电阻器及该电容器之间。
12.如权利要求9所述的风扇马达的驱动装置，其中该比较器还包括有一第一电阻器，该第一电阻器的一第一端电连接到该脉宽调制信号发生器及该外部电源，而该第一电阻器的一第二端则电连接到该第一开关元件的该漏极。
13.如权利要求10所述的风扇马达的驱动装置，其中该比较器还包括有一第二电阻器，该第二电阻器的一第一端电连接到该第二开关元件的该漏极，而该第二电阻器的一第二端则电连接在该第三电阻器及该电容器之间。
14.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该参考电压发生器为一分压器，且该分压器由一第四电阻器及一第五电阻器组成。
15.如权利要求14所述的风扇马达的驱动装置，其中该第四电阻器的一第一端电连接到该外部电源，而其一第二端则电连接到该第五电阻器的一第一端及该比较器的第二输入端，而该第五电阻器的一第二端电连接到一接地端。
16.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该第一输入端为该比较器的负输入端，而该第二输入端为该比较器的正输入端。
17.如权利要求1所述的风扇马达的驱动装置，其中该第二参考电压可由该控制器内部的振荡电路产生。
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