CN202026270U - 风扇马达控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种风扇马达控制装置，用来控制风扇马达软启动(Soft start)，其中风扇马达控制装置包括一转换器、一启动电容及一控制器。转换器根据送入的脉宽调变信号以输出一控制电压至控制器。启动电容连接于控制器的电压源端与受控端之间。由此，控制器根据送入受控端的输入电压以控制风扇马达软启动，其中输入电压的大小由电压源端输出的工作基准电压决定。接着，控制器根据送入受控端的输入电压以控制风扇马达运转，其中输入电压的大小由转换器输出的控制电压决定。
Description
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用来控制风扇马达进行软启动(Soft start)的风扇马达控制装置。
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通常利用控制器10驱动风扇马达12，其中控制器10可为一集成电路组件(IC)，其具有不同的接脚以供例如霍尔组件14、转换器16等电子电路连接。霍尔组件14用以感测风扇马达12的运转状态，并随时产生反馈信号(未标示于图1)至控制器10。
控制器10的受控端VTH用以接收转换器16送入的电压信号V1，控制器10的最低转速设定端RMI则用来接收外部电路15送入的最低转速临界电压V2。在控制器10通电后，控制器10通常会跟随输入电压V1的大小以控制风扇马达12运转在对应的转速，因而导致控制器10在启动初期会消耗较大的电力。另外，控制器10通电后随即需要承受较大的启动电流，因此，控制器10会受到启动电流的冲击而导致使用寿命降低。另外，控制器10通电后随即控制风扇马达12运转在对应的转速，因而导致通电后的风扇噪音过大的问题。
发明内容
本实用新型的目的提供一种风扇马达控制装置，其是根据启动电容的充电特性加以控制风扇马达软启动。
为了达到上述目的，本实用新型的风扇马达控制装置用来控制风扇马达软启动(Soft start)，风扇马达控制装置包括：
一转换器，具有一信号输入端、一电压源输出端及一控制电压输出端，其中所述转换器从所述信号输入端接收一脉宽调变信号，并且根据所述脉宽调变信号从所述控制电压输出端输出一控制电压；
一启动电容，具有第一端与第二端；及
一控制器，具有一电压源端、一受控端及一输出端，所述电压源端连接所述启动电容的第一端与所述转换器的电压源输出端，所述受控端连接所述启动电容的第二端与所述转换器的控制电压输出端，所述输出端连接所述风扇马达，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压以控制风扇马达软启动，其中所述输入电压的大小由所述电压源端输出的工作基准电压决定，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压以控制风扇马达运转，其中所述输入电压的大小由所述转换器输出的所述控制电压决定。
较佳的实施方式中，所述控制器还包括一侦测端，所述侦测端连接一马达转速感应组件，所述马达转速感应组件根据所述风扇马达的转速而送出一反馈信号至所述侦测端。
较佳的实施方式中，所述控制器还包括一最低转速设定端，所述最低转速设定端与所述电压源端之间连接一分压电路，所述最低转速设定端从所述分压电路接收一最低转速临界电压。
较佳的实施方式中，所述控制器还包括一震荡信号设定端，所述震荡信号设定端连接一第一电容器，所述控制器根据所述第一电容器的容量大小在内部产生不同频率的震荡信号。
较佳的实施方式中，送入所述受控端的输入电压大于所述最低转速临界电压时，所述控制器根据所述最低转速临界电压控制所述风扇马达低速运转。
较佳的实施方式中，送入所述受控端的输入电压低于所述最低转速临界电压时，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压大小控制所述风扇马达的转速。
较佳的实施方式中，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压与所述震荡信号的比较结果控制所述风扇马达的转速。
较佳的实施方式中，所述控制器为一集成电路、一微控制器或一单芯片。
较佳的实施方式中，所述马达转速感应组件为一霍尔感应集成电路。
由此，控制器根据送入受控端的输入电压以控制风扇马达软启动，其中输入电压的大小由电压源端输出的工作基准电压决定。接着，控制器根据送入受控端的输入电压以控制风扇马达运转，其中输入电压的大小由转换器输出的控制电压决定。
综上所述，本实用新型实施例的风扇马达控制装置根据启动电容的充电特性让送入控制器的受控端的电压从较高电压逐渐降到设定电压，在此期间，风扇马达控制装置将会提供低的工作电流(工作电流从零缓慢升至电流设定值)给风扇马达以驱动风扇马达低速运转(转速从零转缓慢升至转速设定值)，达到风扇马达软启动的目的。如此，本实用新型实施例的风扇马达控制装置在启动风扇马达期间是能够有效地减少电力的消耗、避免启动电流的冲击及降低风扇的噪音。
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控制装置的电路示意图；及
图3为本实用新型实施例的风扇马达控制装置的操作波形示意图。
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-霍尔组件；15-外部电路；16-转换器；V1-电压信号；V2-最低转速临界电压；RMI-最低转速设定端；
本实用新型：2-风扇马达控制装置；20-控制器；22-风扇马达；24-马达转速感应组件；25-分压电路；26-转换器；260-信号输入端；262-电压源输出端；264-控制电压输出端；Cds-启动电容；VREG-电压源端；VTH-受控端；202-输出端；204-侦测端；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；RMI-最低转速设定端；CPWM-震荡信号设定端；V2-最低转速临界电压；R1、R2-电阻；V3-工作基准电压；C1-第一电容器；VCC-操作电压；V1-控制电压；Vth-输入电压；SPWM-脉宽调变信号；S1-震荡信号；S2-驱动信号。
具体实施方式
本实用新型实施例的风扇马达控制装置是根据启动电容的充电特性来控制风扇马达软启动，进一步来说，启动电容在通电后会先进入短路状态，然后逐渐地建立电压，至终达到充饱电的开路状态。如此，风扇马达控制装置根据前述启动电容的充电特性，先提供较低的工作电流给风扇马达，以驱动风扇马达低速运转，进而达到风扇马达软启动(Soft start)的目的。
如图2所示。图2为本实用新型实施例的风扇马达控制装置电路示意图。风扇马达控制装置2包括控制器20、启动电容Cds及转换器26。控制器20可为集成电路(IC)、微控制器(MCU)或单芯片，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。
控制器20具有电压源端VREG、最低转速设定端RMI、受控端VTH、震荡信号设定端CPWM、输出端202及侦测端204，其中电压源端VREG连接启动电容Cds的第一端与转换器26的电压源输出端262，受控端VTH连接启动电容Cds的第二端与转换器26的控制电压输出端264，输出端202连接风扇马达22，侦测端204连接马达转速感应组件24。
更进一步来说，控制器20的输出端202包括第一输出脚位OUT1与第二输出脚位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包括输入正端脚位NI+、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组件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组件24接收反馈信号。
前述中，马达转速感应组件24可以为一霍尔感应集成电路(HALL IC)，其是一种利用霍尔效应(hall effect)将磁场的变化用感应电流的变化表现出来的组件，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。控制器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。
复参考图2。控制器20具有震荡信号设定端CPWM，震荡信号设定端CPWM连接第一电容器C1，并且根据第一电容器C1的大小在内部产生不同频率的震荡信号S1(图3所示)。换句话说，通过调整第一电容器C1的电容量大小可以用来决定震荡信号S1的频率大小。
复参考图2。转换器26的信号输入端260是接收脉宽调变信号SPWM，并且根据脉宽调变信号SPWM从控制电压输出端264输出控制电压V1给控制器20。进一步来说，转换器26根据外部组件(未标示于图2)，例如，处理器、集成电路所输入的脉宽调变信号SPWM，是将控制器20的电压源端VREG输出的工作基准电压V3转换为控制电压V1，并且将控制电压V1输入至控制器20的受控端VTH。前述中，脉宽调变信号SPWM的责任周期(duty cycle)随着外部组件的温度变化而改变，其中脉宽调变信号SPWM的责任周期与工作基准电压V3是用来决定控制电压V1的大小。
换言之，在工作基准电压V3固定下，控制电压V1的大小是由外部组件的温度变化决定。如此，控制器20即会随着外部组件的温度的变化，对应地控制风扇马达22的转速，以达到风扇转速自动调变的目的。
复参考图2。控制器20的最低转速设定端RMI与电压源端VREG之间连接一分压电路25，其中最低转速设定端RMI从分压电路25接收最低转速临界电压V2。进一步来说，分压电路25由电阻R1与电阻R2串接组成，并且，最低转速临界电压V2为电压源端VREG输出的工作基准电压V3经由分压电路25中的电阻R1、R2分压后建立在电阻R2上的分压。
配合图3，复参考图2。当控制器20的受控端VTH所接收到的输入电压Vth大于最低转速设定端RMI所接收到的最低转速临界电压V2时，控制器20输出的工作电流其大小是由震荡信号S1与最低转速临界电压V2的比较结果所决定。此时，控制器20根据震荡信号S1与最低转速临界电压V2的比较结果，对应产生驱动信号S2以驱动风扇马达22维持在低速运转。
另外，当控制器20的受控端VTH所接收到的输入电压Vth小于最低转速设定端RMI所接收到的最低转速临界电压V2时，控制器20输出的工作电流其大小是由震荡信号S1与输入电压Vth的比较结果所决定。
此时，控制器20根据震荡信号S1与输入电压Vth的比较结果，对应产生驱动信号S2以驱动风扇马达22运转，以达到风扇转速自动调变的目的。
前述中，驱动信号S2可实施为一脉冲信号，特别可为脉宽调变信号(Pulse Width Modulation；PWM)。进一步来说，控制器20根据震荡信号S1与最低转速临界电压V2的比较结果，产生最小责任周期的脉冲信号，用以驱动风扇马达22维持在低速运转。另外，控制器20根据不同大小的输入电压Vth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。当控制器20从外部接收到操作电压VCC而通电后，电压源端VREG送出的工作基准电压V3会对启动电容Cds进行充电，根据启动电容的充电特性，启动电容Cds即从短路状态逐渐的被充饱电而达到开路状态。在此充电期间(t1-t2)，送入控制器20的受控端VTH的输入电压Vth会从较高的工作基准电压V3下降到设定电压(可设为最低转速临界电压V2)。在此期间，控制器20的受控端VTH所接收到的输入电压Vth会大于最低转速临界电压V2，所以控制器20对应产生驱动信号S2以驱动风扇马达22维持在低速运转。前述中，启动电容Cds的充电期间可以表示为风扇马达的软启动时间(soft start time)。
复参考图2与图3。在充电期间(t1-t2)后，启动电容Cds成为开路状态，此后，送入受控端VTH的输入电压Vth大小是由转换器26输出的控制电压V1所决定。在充电期间(t1-t2)后，控制器20的受控端VTH所接收到的输入电压Vth小于最低转速临界电压V2，因此，控制器20根据震荡信号S1与不同大小的输入电压Vth的比较结果，对应产生不同大小的驱动信号S2以驱动风扇马达22运转在对应的转速，以达到风扇转速自动调变的目的。
综上所述，本实用新型实施例的风扇马达控制装置根据启动电容的充电特性，让送入控制器的受控端的输入电压从较高电压逐渐降到设定电压，在此期间，风扇马达控制装置将会提供低的工作电流(工作电流从零缓慢升至电流设定值)给风扇马达以驱动风扇马达低速运转(转速从零转缓慢升至转速设定值)，进而达到风扇马达软启动的目的。如此，本实用新型实施例的风扇马达控制装置在启动风扇马达期间是能够有效地减少电力的消耗、避免启动电流的冲击及降低风扇的噪音。
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 (9)
1.一种风扇马达控制装置，其特征在于，其包括：
一转换器，具有一信号输入端、一电压源输出端及一控制电压输出端，其中所述转换器从所述信号输入端接收一脉宽调变信号，并且根据所述脉宽调变信号从所述控制电压输出端输出一控制电压；
一启动电容，具有第一端与第二端；及
一控制器，具有一电压源端、一受控端及一输出端，所述电压源端连接所述启动电容的第一端与所述转换器的电压源输出端，所述受控端连接所述启动电容的第二端与所述转换器的控制电压输出端，所述输出端连接所述风扇马达，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压以控制风扇马达软启动，其中所述输入电压的大小由所述电压源端输出的工作基准电压决定，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压以控制风扇马达运转，其中所述输入电压的大小由所述转换器输出的所述控制电压决定。
2.根据权利要求1所述的风扇马达控制装置，其特征在于，所述控制器还包括一侦测端，所述侦测端连接一马达转速感应组件，所述马达转速感应组件根据所述风扇马达的转速而送出一反馈信号至所述侦测端。
3.根据权利要求2所述的风扇马达控制装置，其特征在于，所述控制器还包括一最低转速设定端，所述最低转速设定端与所述电压源端之间连接一分压电路，所述最低转速设定端从所述分压电路接收一最低转速临界电压。
4.根据权利要求3所述的风扇马达控制装置，其特征在于，所述控制器还包括一震荡信号设定端，所述震荡信号设定端连接一第一电容器，所述控制器根据所述第一电容器的容量大小在内部产生不同频率的震荡信号。
5.根据权利要求4所述的风扇马达控制装置，其特征在于，送入所述受控端的输入电压大于所述最低转速临界电压时，所述控制器根据所述最低转速临界电压控制所述风扇马达低速运转。
6.根据权利要求4所述的风扇马达控制装置，其特征在于，送入所述受控端的输入电压低于所述最低转速临界电压时，所述控制器根据送入所 述受控端的输入电压大小控制所述风扇马达的转速。
7.根据权利要求6所述的风扇马达控制装置，其特征在于，所述控制器根据送入所述受控端的输入电压与所述震荡信号的比较结果控制所述风扇马达的转速。
8.根据权利要求1所述的风扇马达控制装置，其特征在于，所述控制器为一集成电路、一微控制器或一单芯片。
9.根据权利要求2所述的风扇马达控制装置，其特征在于，所述马达转速感应组件为一霍尔感应集成电路。
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