CN201956951U

CN201956951U - 风扇马达的多段转速控制装置

Info

Publication number: CN201956951U
Application number: CN2010206715931U
Authority: CN
Inventors: 胡凤权
Original assignee: Cooler Master Co Ltd
Current assignee: Cooler Master International Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2020-12-21

Abstract

本实用新型公开一种风扇马达的多段转速控制装置包括一驱动元件、一马达转速感应元件、一电阻电路、一分压电阻及一多段开关，其中驱动元件的受控端连接多段开关，驱动元件的输出端连接风扇马达，驱动元件的侦测端连接马达转速感应元件。电阻电路具有多个不同电阻值的电阻元件。多段开关连接于电阻电路、分压电阻、驱动元件的受控端及一电压源，其中多段开关选择地接通任一电阻元件于电压源与分压电阻并分压建立一输入电压于任一电阻元件。驱动元件根据送至受控端的输入电压大小以驱动风扇马达至对应的特定转速。

Description

风扇马达的多段转速控制装置

技术领域

本实用新型有关于一种风扇马达控制装置，且特别是有关于一种风扇马达的多段转速控制装置。

背景技术

参考图1，图1为传统风扇马达控制装置的电路示意图。风扇马达控制装置1通常利用一控制器10驱动一风扇马达12，其中控制器10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14、一转换器16等电子电路连接。霍尔元件14用以感测风扇马达12的运转状态，并随时产生一反馈信号(未标示于图1)至控制器10。

转换器16主要用以将外部元件(未标示于图1)，例如，处理器、集成电路，输入的一脉宽调变信号SPWM转换为一电压信号V1并输入至控制器10，其中脉宽调变信号SPWM的责任周期(duty cycle)随着外部元件的温度变化而改变，同时，电压信号V1的大小则是由脉宽调变信号SPWM的责任周期加以决定。如前述，外部元件的温度会因为环境及系统运作状况而上升或下降。

换句话说，控制器10随着电压信号V1的变化是可以随时改变风扇马达12的转速，如此，风扇马达12的转速是可以追随外部元件的温度而达到自动调变的目的。

然而，现今外部元件产生的脉宽调变信号SPWM尚无法完全精确的表现出外部元件的实际温度，同时，转换器16将脉宽调变信号SPWM转换成控制器10可读取的电压信号V1的过程，容易造成电压信号V1的失真与延迟。进一步来说，控制器10尚无法依据外部元件所产生的脉宽调变信号SPWM，而精确地控制风扇马达12的转速以应付散热的需要。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种风扇马达的多段转速控制装置，其利用多段开关的切换以分段方式，将不同大小的输入电压接通至驱动元件的受控端，进而让驱动元件可以分段驱动风扇马达至相对应的特定转速。

依据一实施例，本实用新型的风扇马达的多段转速控制装置包括：

一马达转速感应元件，是根据所述风扇马达的转速而产生一反馈信号；

一电阻电路，具有多个不同电阻值的电阻元件；

一分压电阻；

一多段开关，连接于所述电阻电路、所述分压电阻及一电压源，其中所述多段开关选择地将任一电阻元件接通于所述电压源与所述分压电阻，以分压建立一输入电压于所述任一电阻元件；及

一驱动元件，具有一侦测端、一受控端及一输出端，所述侦测端连接所述马达转速感应元件，所述受控端连接所述多段开关，所述输出端连接所述凤扇马达，其中所述侦测端接收所述反馈信号，所述受控端经由所述分段开关接收所述输入电压，所述驱动元件根据所述输入电压的大小以驱动所述风扇马达至对应的特定转速。

较佳的实施方式中，所述驱动元件为一集成电路、一微控制器或一单晶片。

较佳的实施方式中，所述马达转速感应元件为一霍尔感应集成电路。

较佳的实施方式中，所述多段开关具有一切换接点与多个分段接点，所述切换接点连接于所述驱动元件的受控端，并且通过所述分压电阻连接所述电压源，所述多个分段接点分别对应连接不同电阻值的电阻元件。

较佳的实施方式中，所述多段开关的切换接点与所述驱动元件的受控端更连接一第一电容器，所述第一电容器用以稳定任一电阻元件上所分压建立的所述输入电压。

较佳的实施方式中，所述驱动元件更具有一最低转速设定端，用以接收一最低转速临界电压，其中所述驱动元件在所述输入电压大于所述最低转速临界电压时，驱动所述风扇马达至一最低转速。

较佳的实施方式中，所述驱动元件在所述输入电压小于所述最低转速临界电压时，根据所述输入电压的大小驱动所述风扇马达至所述特定转速。

较佳的实施方式中，所述驱动元件更具有一震荡信号设定端，用以连接一第二电容器，所述驱动元件根据所述第二电容器的大小是在内部产生一震荡信号。

较佳的实施方式中，所述驱动元件根据所述震荡信号与所述输入电压的比较结果，对应产生一驱动信号以驱动所述风扇马达至所述特定转速。

较佳的实施方式中，所述驱动信号为一脉宽调变信号。

综上所述，本实用新型实施例所提供的风扇马达的多段转速控制装置是利用多段开关的选择，将电压源接通到分压电阻与电阻电路中任一电阻元件，并且将任一电阻元件上分压建立的输入电压送至驱动元件的受控端。如此，驱动元件依据输入电压的大小，是可以准确的驱动风扇马达于一特定转速，而不会受到外部任何环境因素的影响。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为传统风扇马达控制装置的电路示意图；

图2为本实用新型实施例的风扇马达的多段转速控制装置的电路示意图；

图3为本实用新型实施例的风扇马达多段转速控制装置的操作波形示意图；及

图4为本实用新型实施例的风扇马达多段转速控制装置的另一操作波形示意图。

附图标记说明：

现有：

1：风扇马达控制装置；10：控制器；12：风扇马达；14：霍尔元件；16：转换器；V1：电压信号；SPWM：脉宽调变信号；

本实用新型：

2：多段转速控制装置；20：驱动元件；21：电阻电路；23：多段开关；VTH：受控端；202：输出端；204：侦测端；22：风扇马达；24：马达转速感应元件；OUT1：第一输出脚位；OUT2：第二输出脚位；NI+：输入正端脚位；NI-：输入负端脚位；HB：偏压脚位；R2、R3、R4：电阻元件；VREG：电压源；V1：输入电压；COM：切换接点；T1、T2、T3：分段接点；R1：电阻；CPWM：震荡信号设定端；C1、C2：电容器；S1：震荡信号；S2：驱动信号；RMI：最低转速设定端；25：外部电路；VO：最低转速临界电压；R5、R6：电阻。

具体实施方式

本实用新型实施例所提供的风扇马达的多段转速控制装置主要是利用多段开关的切换动作，以分段地将不同的输入电压送至驱动元件中，进而令驱动元件依据不同的输入电压对风扇马达的转速进行分段控制。为了进一步详细的说明本实用新型的实施，以下是以风扇马达的三段转速控制装置作为本实用新型的实施例说明。然而，风扇马达的三段转速控制装置并非本实用新型的限制，凡是依据本实用新型前述的精神设计出其他段数的风扇马达的多段转速控制装置都属本实用新型的保护范围。

如图2所示。本实用新型实施例的风扇马达的多段转速控制装置2包括一驱动元件20、一电阻电路21、一分压电阻R1及一多段开关23。驱动元件20可为一集成电路(IC)、一微控制器(MCU)或一单晶片，其功能是可通过硬件电路的结构且/或通过软件程序来执行。

驱动元件20具有一受控端VTH、一输出端202及一侦测端204，其中输出端202连接一风扇马达22，侦测端204连接一马达转速感应元件24。更进一步来说，驱动元件20的输出端202包括一第一输出脚位OUT1与一第二输出脚位OUT2，其中第一输出脚位OUT1与第二输出脚位OUT2是连接于风扇马达22的线圈。侦测端204包括一输入正端脚位NI+、一输入负端脚位NI-及偏压脚位HB，其中偏压脚位HB送出固定偏压给马达转速感应元件24使用，而输入正端脚位NI+与输入负端脚位NI-则分别从马达转速感应元件24接收反馈信号。

前述中，马达转速感应元件24可以为一霍尔感应集成电路(HALL IC)，其为一种利用霍尔效应(hall effect)将磁场的变化周感应电流的变化表现出来的元件，在本实用新型实施例中是用来感测出风扇马达22的转子位置。驱动元件20通过霍尔感应集成电路感应风扇马达22的磁场变化所产生的反馈信号而得知风扇马达22的转子位置，以便改变输出信号控制风扇马达22运转。

如图2所示。电阻电路21具有多个不同电阻值的电阻元件，其中电阻电路21的电阻元件数量可以依据分段数而加以选定，换言之，如果多段转速控制装置2采用低速、中速、高速等三段转速控制的设计，则电阻电路21中的电阻元件可以由三个具有不同电阻值的电阻元件R2、R3、R4作为实施。然而，电阻元件的实际数量并不为本实用新型实施例的多段转速控制装置2分段的限制。

多段开关23连接于电阻电路21、分压电阻R1、驱动元件20的受控端VTH及电压源VREG，其中多段开关23选择地接通电压源VREG、分压电阻R1及任一电阻元件R2、R3或R4，电压源VREG经由分压电阻R1是建立一输入电压V1于任一电阻元件R2、R3或R4上，其中输入电压V1的大小可以由分压电阻R1分别与电阻元件R2、R3或R4的电阻值决定。换句话说，电阻元件R2、R3、R4的电阻值越大，则输入电压V1越大，相反之，电阻元件R2、R3、R4的电阻值越小，则输入电压V1越小。本实用新型实施例的电阻元件R2、R3、R4的电阻值关系设计为R2＞R3＞R4。

另外，本实用新型实施例的多段开关23可以为一三段开关，其具有一切换接点COM与三个分段接点T1、T2、T3，其中切换接点COM连接于驱动元件20的受控端VTH，并且通过分压电阻R1连接电压源VREG，而多个分段接点T1、T2、T3分别对应连接不同电阻值的电阻元件R2、R3、R4。由此，多段开关23的切换接点COM得以依据所选择的分段而与三个分段接点T1、T2、T3的一连接，进而接通分压电阻R1与任一电阻元件R2、R3、R4。换句话说，多段开关23可以选择的接通电压源VREG、分压电阻R1与任一电阻元件R2、R3或R4，并将任一电阻元件R2、R3或R4上所分压建立的输入电压V1送入驱动元件20的受控端VTH。

前述中，多段开关23的切换接点COM与驱动元件20的受控端VTH更可以连接一电容器C1，电容器C1用以储存电阻元件R2、R3或R4上分压所建立的输入电压V1，以提供稳定的输入电压V1至驱动元件20的受控端VTH。

参考图2与图3。驱动元件20更具有一震荡信号设定端CPWM，驱动元件20的震荡信号设定端CPWM连接一电容器C2，并且根据电容器C2的大小在内部产生不同频率的震荡信号S1。驱动元件20根据震荡信号S1与送至受控端VTH的输入电压V1的比较结果，对应产生一驱动信号S2以驱动风扇马达22至一特定转速，其中特定转速包括低速、中速、高速等特定转速。

进一步来说，驱动信号S2于此实施例中可实施为一脉冲信号，特别可为一脉宽调变信号(Pulse Width Modulation；PWM)。同时，驱动元件20根据不同大小的输入电压V1与震荡信号S1的比较结果，产生不同大小责任周期的脉冲信号，用以驱动风扇马达22至相对应的特定转速。换句话说，责任周期较大的驱动信号S2用以驱动风扇马达22至相对应较大的特定转速，相反地，责任周期较小的驱动信号S2用以驱动风扇马达22至相对应较小的特定转速。

复参考图2与图3，当多段开关23接通电压源VREG、分压电阻R1及电阻元件R2时(t1-t2)，电阻元件R2上所分压建立较高的输入电压V1被送至驱动元件20的受控端VTH，其中驱动元件20比较运算较高的输入电压V1与驱动元件20内部的震荡信号S1后，是依据比较结果产生具较小责任周期的驱动信号S2以驱动风扇马达22进行低速运转。

另外，当多段开关23接通电压源VREG、分压电阻R1及电阻元件R3时(t2-t3)，电阻元件R3上所分压建立适中的输入电压V1被送至驱动元件20的受控端VTH，其中驱动元件20比较运算适中的输入电压V1与驱动元件20内部的震荡信号S1后，是依据比较结果产生具适中责任周期的驱动信号S2以驱动风扇马达22进行中速运转。同理，当多段开关23接通电压源VREG、分压电阻R1及电阻元件R4时(t3-t4)，电阻元件R4上所建立较低的输入电压V1被送至驱动元件20的受控端VTH，其中驱动元件20比较运算较低的输入电压V1与驱动元件20内部的震荡信号S1后，是依据比较结果产生具较大责任周期的驱动信号S2以驱动风扇马达22进行高速运转。

参考图2与图4。驱动元件20更具有一最低转速设定端RMI，最低转速设定端RMI从一外部电路25接收一最低转速临界电压VO。前述中，外部电路25为一个连接电压源VREG的分压电路，如图2所示，分压电路由电阻R5与电阻R6串接组成，其中电压源VREG建立在电阻R6上的分压为最低转速临界电压VO。

由此，当驱动元件20的受控端VTH所接收到的输入电压V1大于最低转速临界电压VO时(t1-t2)，驱动元件20比较运算最低转速临界电压VO与驱动元件20内部的震荡信号S1后，是依据比较结果产生具最小责任周期的驱动信号S2以驱动风扇马达22进行最低速运转。另外，当驱动元件20的受控端VTH所接收到的输入电压V1小于最低转速临界电压VO时(t2以后)，驱动元件20则会根据各分段下的输入电压V1大小，而驱动风扇马达22至相对应的特定转速，如前述的高转速、中转速、低转速。

本实用新型实施例所提供的风扇马达的多段转速控制装置2主要是利用多段开关23的切换动作，以将不同大小的输入电压V1送至驱动元件20。驱动元件20在输入电压V1大于最低转速临界电压VO时，是依据所预设的最低转速值驱动风扇马达22以最低转速运转，并且在输入电压V1小于最低转速临界电压VO时，是依据多段开关的切换控制，以分段控制风扇马达22的转速。然而，驱动元件20亦可反向实施，意即，驱动元件20在输入电压V1小于最低转速临界电压O时驱动风扇马达22以最低转速运转，并且，在输入电压V1大于最低转速临界电压VO时，以分段方式控制风扇马达22的转速。

综上所述，本实用新型实施例所提供的风扇马达的多段转速控制装置是利用多段开关的选择将电压源经分压电阻接通到电阻电路中任一电阻元件，并且将任一电阻元件上分压建立的输入电压送至驱动元件的受控端。如此，驱动元件依据输入电压的大小，是可以准确的驱动风扇马达于一特定转速，而不会受到外部任何环境因素的影响。

以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以局限本实用新型的专利范围。

Claims

1.一种风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，包括：

一电阻电路，具有多个不同电阻值的电阻元件；

一分压电阻；

一驱动元件，具有一侦测端、一受控端及一输出端，所述侦测端连接所述马达转速感应元件，所述受控端连接所述多段开关，所述输出端连接所述风扇马达，其中所述侦测端接收所述反馈信号，所述受控端经由所述分段开关接收所述输入电压，所述驱动元件根据所述输入电压的大小以驱动所述风扇马达至对应的特定转速。

2.根据权利要求1所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述驱动元件为一集成电路、一微控制器或一单晶片。

3.根据权利要求1所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述马达转速感应元件为一霍尔感应集成电路。

4.根据权利要求1所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述多段开关具有一切换接点与多个分段接点，所述切换接点连接于所述驱动元件的受控端，并且通过所述分压电阻连接所述电压源，所述多个分段接点分别对应连接不同电阻值的电阻元件。

5.根据权利要求4所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述多段开关的切换接点与所述驱动元件的受控端更连接一第一电容器，所述第一电容器用以稳定任一电阻元件上所分压建立的所述输入电压。

6.根据权利要求1所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述驱动元件更具有一最低转速设定端，用以接收一最低转速临界电压，其中所述驱动元件在所述输入电压大于所述最低转速临界电压时，驱动所述风扇马达至一最低转速。

7.根据权利要求6所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述驱动元件在所述输入电压小于所述最低转速临界电压时，根据所述输入电压的大小驱动所述风扇马达至所述特定转速。

8.根据权利要求7所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述驱动元件更具有一震荡信号设定端，用以连接一第二电容器，所述驱动元件根据所述第二电容器的大小是在内部产生一震荡信号。

9.根据权利要求8所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述驱动元件根据所述震荡信号与所述输入电压的比较结果，对应产生一驱动信号以驱动所述风扇马达至所述特定转速。

10.根据权利要求9所述的风扇马达的多段转速控制装置，其特征在于，所述驱动信号为一脉宽调变信号。