CN201075819Y - 风扇系统及其软启动电路模块 - Google Patents

Abstract

一种软启动电路模块与至少一风扇模块电性连接，该风扇模块具有一马达，该软启动电路模块包括一电源输入端、一控制单元以及一选择单元。该电源输入端接收一电源信号，该控制单元与该电源输入端电性连接以接收该电源信号，并依据该电源信号在一预设时间后产生一控制信号。该选择单元分别与该电源输入端及该控制单元电性连接，并接收及依据该控制信号，以选择传输该电源信号至该风扇模块以启动该马达。

Description

风扇系统及其软启动电路模块

技术领域

本实用新型涉及一种风扇系统及其软启动模块。

背景技术

随着科技的高度发展，对于电子设备的功能要求越高，使用的电子元件数量与集成度也就越为提高，相对地散热需求亦越大，故散热功能的好坏将会直接影响电子设备的可靠度与使用寿命。

利用风扇作为散热装置乃为常见的结构设置，在客户系统端使用时，通常会因应客户端的不同需求而增加或减少风扇的数量，并通过控制装置或控制晶片以驱动及控制风扇系统中风扇的转速，使得风扇可配合客户系统的实际运作状况而调整风扇的转速。

请参照图1所示，已知的风扇系统1与一客户系统端SB相互电性连接。为了使风扇系统1具有热插拔功能，风扇系统1包括一热调换电路11及多个风扇模块12。通常客户系统端SB提供一主电源信号S01，并将其传送至风扇系统1。

热调换电路11具有相互电性连接的多个热交换元件111，各热交换元件111分别与客户系统端SB及各风扇模块12电性连接，并接收主电源信号S01。各热交换元件111传输主电源信号S01以分别启动各风扇模块12的一马达(图未示)。此外，各风扇模块12分别接收一外部的脉冲宽度调制信号S02，以依据脉冲宽度调制信号S02而改变马达的转速。

一般而言，风扇系统1须在任何状态下提供客户系统端SB足够的散热需求，故当风扇系统1的其中的一风扇模块12损坏时，则可藉由热交换元件111以热交换(hot-swap)的方式即时更换新风扇，由此维持客户系统端SB的散热需求。

由于各风扇模块12的马达为动态电感性负载，故自静止状态启动至稳定状态需很大的启动电流，而在风扇系统1启动的瞬间，可能在风扇系统1与客户系统端SB之间产生浪涌电流(inrush current)、电压尖脉冲(voltagespike)或尖峰噪声(spike noise)，甚至产生跳火现象，即电弧(electric arc)，造成客户系统端SB或风扇系统1的损害。

此外，在风扇模块12热交换的同时，各热交换元件111所产生的正或负尖峰噪声会经由客户系统端SB的接地回路而去损害到风扇系统1的小信号电子元件(图未示)，进而降低风扇系统1的品质。

有鉴于此，如何提供一种在风扇系统启动时，可有效抑制浪涌电流、电压尖脉冲或尖峰噪声的产生，并进而达到自我保护的风扇系统及其软启动电路模块，已成为重要课题之一。

实用新型内容

鉴于上述课题，本实用新型的目的为提供一种在风扇系统启动时，可有效抑制浪涌电流、电压尖脉冲或尖峰噪声的产生，并进而达到自我保护的风扇系统及其软启动电路模块。

因此，为达上述目的，依本实用新型的一种软启动电路模块与至少一风扇模块电性连接，风扇模块具有一马达，软启动电路模块包括一电源输入端、一控制单元以及一选择单元。电源输入端接收一电源信号，控制单元与电源输入端电性连接，以接收并依据电源信号在经过一预设时间后产生一控制信号。选择单元分别与电源输入端及控制单元电性连接，并接收及依据控制信号以选择是否传输电源信号至风扇模块以启动马达。

为达上述目的，依本实用新型的一种风扇系统包括一软启动电路模块以及至少一风扇模块。软启动电路模块具有一电源输入端、一控制单元以及一选择单元。其中电源输入端接收一电源信号。控制单元与电源输入端电性连接，以接收并依据电源信号在经过一预设时间后产生一控制信号。选择单元分别与电源输入端及控制单元电性连接，并接收及依据控制信号以选择是否传输电源信号。风扇模块与软启动电路模块电性连接，并具有一马达。其中，当选择单元传输电源信号至风扇模块时，则风扇模块依据电源信号以启动马达。

如上所述，依本实用新型的一种风扇系统及其软启动电路模块，藉由控制单元依据电源信号在经过预设时间后产生控制信号，而选择单元则依据控制信号而传输电源信号至风扇模块以启动马达。与已知技术相较，本实用新型利用软启动电路模块，而使电源输入端在接收电源信号后，藉由软启动电路模块的控制单元经过预设时间而产生控制信号，以控制软启动电路模块的选择单元传输电源信号以启动该风扇模块的马达。此种方式，不仅可藉由软启动电路模块作为启动风扇模块的功能，更可藉由软启动电路模块的控制单元有效抑制电源输入端传输电源信号至风扇模块时，电源信号在风扇模块端所产生的电压尖脉冲(voltage spike)或浪涌电流(inrush current)以及启动风扇模块瞬间所产生的尖峰噪声(spike noise)。

附图说明

图1为显示已知风扇系统与一客户系统端电性连接的示意图；

图2为显示依本实用新型的优选实施例的一种风扇系统与一客户系统电性连接的示意图；以及

图3为显示依本实用新型的优选实施例的软启动电路模块的等效电路示意图。

【主要元件符号说明】

1、2：风扇系统     11、20：热调换电路

111：热交换元件    12、22：风扇模块

21：软启动电路模块 211：电源输入端

212：控制单元      213：选择单元

221：马达          3：客户系统

C1：第一电容器     C2：第二电容器

D：漏极            d1：第一二极管

d2：第二二极管     G：栅极

Q1：晶体管         R1：第一电阻器

R2：第二电阻器     S：源极

SB：客户系统端     SB1：连接器

S01：主电源信号    S11：电源信号

S12：控制信号      P：脉冲宽度调制信号

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本实用新型的优选实施例的一种风扇系统及其软启动模块。

请参照图2所示，依据本实用新型的优选实施例的该风扇系统2，包括一热调换电路20以及至少一风扇模块22。其中，该热调换电路20具有一软启动电路模块21，而软启动电路模块21与风扇模块22电性连接。另外，本实施例的风扇系统2在实施上与一客户系统3电性连接，以作为客户系统3的散热之用。

本实施例的软启动电路模块21具有一电源输入端211、一控制单元212以及一选择单元213。电源输入端211分别与控制单元212及选择单元213电性连接，并接收一电源信号S11。其中电源信号S11在实施上可为一电压信号或一电流信号，并由外部或客户系统3所提供以做为风扇模块22的电源。在此以电源信号S11为电压信号，且由客户系统3提供为例。

续参照图3所示的软启动电路模块21，在本实施例中，控制单元212与选择单元213电性连接，并在经过一预设时间后产生一控制信号S12。控制单元212具有一第一二极管d1、一第一电容器C1、一第二二极管d2、一第一电阻器R1以及一第二电阻器R2。其中，该第一二极管d1的一端与电源输入端211电性连接以接收电源信号S11。第一电容器C1的一端与第一二极管d1的另一端电性连接，以接收电源信号S11。第二二极管d2的一端与第一电容器C1的另端电性连接，其另一端接地。第一电阻器R1的一端与第一二极管d2的另一端电性连接，以接收电源信号S11，而其另一端与第二二极管d2共同接地。第二电阻器R2的一端与第一电容器C1的另一端电性连接，并产生控制信号S12，其另一端与第一电阻器R1及第二二极管d2共同接地。

在本实施例中，第一二极管d1用以确保电源信号S11逆向输入至电源输入端211，而第二二极管d2则用以防止控制信号S12逆流。本实施例的预设时间的长短，在实施上与电源信号S11对第一电容器C1的充电时间的长短相对应，而充电时间则由第一电容器C1的电容值的不同而决定。故可依据不同需求，而选用不同电容值的第一电容器C1，以改变预设时间的长短。当然亦可直接控制电源的输入时间来控制预设时间的长短。故第一电容器C1藉由其充放电的特性，而使电源信号S11输入电源输入端211的瞬间，可将电压尖脉冲及浪涌电流抑制至最低。

本实施例的选择单元213具有一晶体管Q1，而晶体管Q1具有一第一端G、一第二端D及一第三端S，且在实施上晶体管可为一场效应晶体管(MOSFET)，故第一端G为一栅极、第二端D为一漏极以及第三端S为一源极。在本实施例中，第一端G与控制单元212电性连接，以接收控制信号S12，第二端D与电源输入端211电性连接，以接收电源信号S11，第三端S输出该电源信号S11。

此外，本实施例的软启动电路模块21更包括一第二电容器C2，其一端电性连接在选择单元213及风扇模块22之间，以接收电源信号S11，其另一端接地。而第二电容器C2用以确保电源信号S11可稳定送至风扇模块22。

在本实施例中，风扇模块22具有一马达221，并接收电源信号S11以启动马达221。本实施例的风扇系统2在实施上可以热交换的方式即时更换风扇模块22，而风扇系统2所具有的风扇模块22的个数在实施上可为单一个，当然亦可为多个，在此以风扇系统2具有一个风扇模块22为例。

请同时参照第2及3图所示，当客户系统3在运作时，则藉由与风扇系统2电性连接，而达到散热的效果，此时，风扇系统2的作动如下：软启动电路模块21的控制单元212通过电源输入端211以接收电源信号S11，并藉由第一二极管d1单向引导电源信号S11至控制单元212。而控制单元212的第一电容器C1因电源信号S11的瞬间输入而造成短路，使第一电容器C1的跨压为零，故选择单元213的晶体管Q1则不导通且不传输电源信号S11，而风扇模块22的马达221不启动。

当在预设时间后，电源信号S11开始对控制单元212的第一电容器C1充电并产生控制信号S12，此时选择单元213依据控制信号S12而使晶体管Q1导通，并将电源信号S11输出，而再藉由第二电容器C2确保电源信号S11可稳定传送至风扇模块22，以使风扇模块22藉由电源信号S11而启动马达221。

由于风扇系统2，是在热调换电路20中增加了软启动电路模块21，故不仅可藉由软启动电路模块21作为启动风扇模块22的功能，更可藉由控制单元212以确保电源输入端211在接收电源信号S11的瞬间无电弧(electricarc)产生。再者，控制单元及选择单元的配合，则除了能有效抑制电源输入端211传输电源信号S11至风扇模块22时，电源信号S11在风扇模块22端所产生的电压尖脉冲(voltage spike)或浪涌电流(inrush current)以及启动风扇模块22瞬间所产生的尖峰噪声(spike noise)，更能避免正或负尖峰噪声(spikenoise)经由电源输入端211传送至风扇模块22。此外，风扇系统2更可在预设时间中，达到整体稳定状态。

综上所述，本实用新型的风扇系统及其软启动电路模块藉由电源输入端接收电源信号，使得控制单元依据电源信号在经过一段预设时间后产生控制信号。而选择单元则分别接收电源信号及控制信号，并依据控制信号而传输电源信号至风扇模块以启动马达。与已知技术相较，本实用新型增加软启动电路模块，而使电源输入端在接收电源信号后，藉由软启动电路模块的控制单元经过预设时间而产生控制信号，以控制软启动电路模块的选择单元传输电源信号以启动风扇模块的马达。此种方式不仅可藉由软启动电路模块作为启动风扇模块的功能，更可藉由软启动电路模块的控制单元有效抑制电源输入端传输电源信号至风扇模块时，电源信号在风扇模块端所产生的浪涌电压(spike voltage)或浪涌电流(inrush current)以及启动风扇模块瞬间所产生的尖峰噪声(spike noise)。

以上所述仅为举例性，而非限制性。任何未脱离本实用新型的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在要求保护的范围中。

Claims (15)

1.一种软启动电路模块，与至少一风扇模块电性连接，该风扇模块具有一马达，该软启动电路模块包括：

一电源输入端，接收一电源信号；

一控制单元，与该电源输入端电性连接，以接收并依据该电源信号，在经过一预设时间后产生一控制信号；以及

一选择单元，分别与该电源输入端及该控制单元电性连接，并接收及依据该控制信号，以选择是否传输该电源信号至该风扇模块以启动该马达。

2.如权利要求1所述的软启动电路模块，其中该控制单元更包括：

一第一二极管，其一端与该电源输入端电性连接，以接收该电源信号；

一第一电容器，其一端与该第一二极管的另一端电性连接，以接收该电源信号；

一第二二极管，其一端与该第一电容器的另一端电性连接，其另一端接地；

一第一电阻器，其一端与该第一二极管的该另一端电性连接，以接收该电源信号，其另一端与该第二二极管共同接地；以及

一第二电阻器，其一端与该第一电容器的该另一端电性连接，并产生该控制信号，其另一端与该第一电阻器及该第二二极管共同接地。

3.如权利要求1所述的软启动电路模块，其中该选择单元更包括一晶体管，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端与该控制单元电性连接，以接收该控制信号，该第二端与该电源输入端电性连接，该电源信号经由该第二端及该第三端传输至该风扇模块。

4.如权利要求3项所述的软启动电路模块，其中该晶体管为一场效应晶体管，该第一端为一栅极，该第二端为一漏极，该第三端为一源极。

5.如权利要求1所述的软启动电路模块，其更包括一第二电容器，其一端与该选择单元电性连接，以接收该电源信号，其另一端接地。

6.如权利要求1所述的软启动电路模块，其中该电源信号为一电压信号。

7.如权利要求1所述的软启动电路模块，其中该电源信号为一电流信号。

8.一种风扇系统，包括：

一软启动电路模块，具有一电源输入端、一控制单元以及一选择单元，其中该电源输入端接收一电源信号，该控制单元与该电源输入端电性连接，以接收并依据该电源信号，在经过一预设时间后产生一控制信号，该选择单元分别与该电源输入端及该控制单元电性连接，并接收及依据该控制信号以选择是否传输该电源信号；以及

至少一风扇模块，与该软启动电路模块电性连接，并具有一马达；

其中，当该选择单元传输该电源信号至该风扇模块时，则该风扇模块依据该电源信号以启动该马达。

9.如权利要求8项所述的风扇系统，其中该控制单元更包括：

一第一二极管，其一端与该电源输入端电性连接，以接收该电源信号；

一第一电容器，其一端与该第一二极管的另一端电性连接，以接收该电源信号；

一第二二极管，其一端与该第一电容器的另一端电性连接，其另一端接地；

一第一电阻器，其一端与该第一二极管的该另一端电性连接，以接收该电源信号，其另一端与该第二二极管共同接地；以及

一第二电阻器，其一端与该第一电容器的该另一端电性连接，并产生该控制信号，其另一端与该第一电阻器及该第二二极管共同接地。

10.如权利要求8所述的风扇系统，其中该选择单元更包括一晶体管，具有一第一端、一第二端及一第三端，该第一端与该控制单元电性连接，以接收该控制信号，该第二端与该电源输入端电性连接，以接收该电源信号，该第三端输出该电源信号。

11.如权利要求10所述的风扇系统，其中该晶体管为一场效应晶体管，该第一端为一栅极，该第二端为一漏极，该第三端为一源极。

12.如权利要求8所述的风扇系统，其中该软启动电路模块更包括一第二电容器，其一端与该选择单元电性连接，以接收该电源信号，其另一端接地。

13.如权利要求8所述的风扇系统，其中该电源信号为一电压信号。

14.如权利要求8所述的风扇系统，其中该电源信号为一电流信号。

15.如权利要求8所述的风扇系统，其中该软启动电路模块与该电源输入端构成一热调换电路，并与该风扇模块电性连接。

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