CN202545311U - 风扇转速控制装置 - Google Patents

Abstract

一种风扇转速控制装置，该装置可在一启动时段中以一风扇驱动单元产生一启动脉宽调制信号送至一风扇马达线圈，以及在该启动时段结束后以该风扇驱动单元产生一稳态脉宽调制信号送至该风扇马达线圈，其中该启动脉宽调制信号的工作周期比值大于该稳态脉宽调制信号的工作周期比值。该装置包含一控制单元及该风扇驱动单元，该控制单元具有一分压电路及一电容器，该电容器的二端分别连接该分压电路的高电压端及串接中点，该风扇驱动单元连接该串接中点，并将该串接中点输出的控制电压转换为该两个脉宽调制信号之一。

Description

风扇转速控制装置

技术领域

本实用新型关于一种风扇转速控制装置，尤其是一种可产生高启动扭矩的风扇转速控制装置。

背景技术

请参照图1所示，其为一种现有的风扇转速控制装置9，该风扇转速控制装置9至少包含一分压电路91及一驱动芯片92。该分压电路91具有二电阻器911、一高电压端912、一低电压端913及一串接中点914，该二电阻器911串联连接于该高电压端912及低电压端913之间，且该串接中点914为该二电阻器911的串接点。其中，该高电压端912连接一直流电压源(Vs)﹝例如：5V或12V的直流电压﹞，该低电压端913接地，而该串接中点914则供连接该驱动芯片92，以便以该串接中点914的分压作为一控制电压(Vc)输入该驱动芯片92。该驱动芯片92具有一工作电压输入端921、一控制电压输入端922及一驱动电压输出端923，该工作电压输入端921连接至该直流电压源(Vs)，以供应该驱动芯片92的工作电力；该控制电压输入端922连接该分压电路91的串接中点914，以接收该控制电压(Vc)，进而供该驱动芯片92据以产生一直流驱动电压(V)；该驱动电压输出端923连接一风扇马达线圈(C)，以将该驱动芯片92所产生的直流驱动电压(V)送至该风扇马达线圈(C)。

当该风扇转速控制装置9工作时，由于该直流电压源(Vs)可通过该分压电路91的电阻器911在该串接中点914形成该控制电压(Vc)，因此仅需要预先设计该二电阻器911的电阻比值，便可以决定该控制电压(Vc)的电压值，进而利用该驱动芯片92对应于该控制电压(Vc)的电压值产生该直流驱动电压(V)，并以该直流驱动电压(V)通过该风扇马达线圈(C)驱动该风扇马达，完成对该风扇马达的转速控制。请一并参照图2所示，相较于直接以该直流电压源(Vs)的电压输入该控制电压输入端922而在该驱动电压输出端923产生全速电压(Vt)，通过该分压电路91可使该驱动电压输出端923产生较低的额定电压(Vr)，控制该风扇马达以更适于使用者需求的额定转速运转。

然而，在该风扇转速控制装置9的运转过程中，若额定电压(Vr)过低，将导致启动时输入该风扇马达的功率过低﹝即仅具有低启动扭矩﹞，因而不易将该风扇马达由静止状态启动进行旋转，且亦需要较长的时间才能由完全静止加速至该额定转速。此外，由于该风扇转速控制装置9以线性的直流驱动电压(V)操作该风扇马达线圈(C)，故亦必须以较高的直流驱动电压(V)才能驱动该风扇马达以该额定转速运转。基于上述原因，有必要进一步改良上述现有风扇转速控制装置9，以期能够具有高启动扭矩、高启动效率及低驱动电压等功效。

实用新型内容

本实用新型主要目的是提供一种风扇转速控制装置，该风扇转速控制装置可在启动时提供较大的扭矩并自动在完成启动后控制风扇马达以额定转速运转，具有提高启动效率的功效。

本实用新型另一目的是提供一种风扇转速控制装置，该风扇转速控制装置输出脉宽调制信号控制风扇马达，具有降低运转耗能及提高控制强健性的功效。

根据本实用新型的风扇转速控制装置可在一启动时段中以一风扇驱动单元产生一启动脉宽调制信号送至一风扇马达线圈，以及在该启动时段结束后以该风扇驱动单元产生一稳态脉宽调制信号送至该风扇马达线圈，其中该启动脉宽调制信号的工作周期比值大于该稳态脉宽调制信号的工作周期比值。

所述风扇转速控制装置依序以启动电压值及稳态电压值的控制电压输入该风扇驱动单元，具有该启动电压值的控制电压于该启动时段中输入该风扇驱动单元，而具有该稳态电压值的控制电压则在该启动时段结束后输入该风扇驱动单元。

根据本实用新型的风扇转速控制装置，其包含一控制单元及一风扇驱动单元。该控制单元具有一分压电路及一电容器，该分压电路具有一高电压端、一低电压端及一串接中点，该串接中点通过一第一分压电阻连接该高电压端且通过一第二分压电阻连接该低电压端，该电容器与该第一分压电阻并联连接。该风扇驱动单元具有一控制电压输入端及一驱动信号输出端，该控制电压输入端连接该串接中点，该驱动信号输出端供连接一风扇马达线圈，以产生一启动脉宽调制信号或一稳态脉宽调制信号送至该风扇马达线圈。

所述分压电路的高电压端供连接至一直流电压源，而该分压电路的低电压端供接地。

本实用新型的风扇转速控制装置可在该启动时段中将该启动脉宽调制信号送入该风扇马达线圈，并在该启动时段结束后将该稳态脉宽调制信号送入该风扇马达线圈，因此本实用新型的风扇转速控制装置所控制的风扇马达即可具有高启动扭矩、高启动效率及低驱动电压等功效，该风扇转速控制装置可在启动时提供较大的扭矩并自动在完成启动后控制风扇马达以额定转速运转，具有提高启动效率的功效。

附图说明

图1现有风扇转速控制装置的电路图。

图2现有风扇转速控制装置所输出的直流驱动电压的时间曲线图。

图3本实用新型风扇转速控制装置的第一实施例的电路图。

图4本实用新型风扇转速控制装置的第一实施例所输出的脉宽调制信号的工作周期比值的时间曲线图。

图5本实用新型风扇转速控制装置的第二实施例的电路图。

图6本实用新型风扇转速控制装置的第二实施例所输出的脉宽调制信号的工作周期比值的时间曲线图。

【主要元件符号说明】

1控制单元 11分压电路      111高电压端     112低电压端

113第一分压电阻   114第二分压电阻   115串接中点    12电容器

2风扇驱动单元       2’风扇驱动单元   21工作电压输入端

22控制电压输入端       23驱动信号输出端

C风扇马达线圈      S1启动脉宽调制信号

S2稳态脉宽调制信号   Ts启动时段

Vc控制电压Vs       直流电压源

（现有技术）

9风扇转速控制装置     91分压电路      911电阻器  912高电压端

913低电压端    914串接中点    92驱动芯片      921工作电压输入端

922控制电压输入端     923驱动电压输出端     V直流驱动电压

Vr额定电压      Vt全速电压。

具体实施方式

为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本实用新型的较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

请参照图3及4所示，其绘示本实用新型的风扇转速控制装置的第一实施例。该风扇转速控制装置包含一控制单元1及一风扇驱动单元2，其中该控制单元1供连接一直流电压源Vs并产生一控制电压Vc，该风扇驱动单元2电性连接于该控制单元1及一风扇马达线圈C之间，且该风扇驱动单元2接收该控制电压Vc，以产生一启动脉宽调制信号S1或一稳态脉宽调制信号S2送至该风扇马达线圈C，借以利用该启动脉宽调制信号S1或稳态脉宽调制信号S2控制设有该风扇马达线圈C的风扇马达。

该控制单元1具有一分压电路11及一电容器12。该分压电路11包含一高电压端111、一低电压端112、一第一分压电阻113、一第二分压电阻114及一串接中点115，其中该高电压端111供连接该直流电压源Vs；该低电压端112供接地，使该低电压端112的电位低于该高电压端的电位，然而该低电压端112也可供连接一外部输入信号源；该第一分压电阻113及第二分压电阻114依序由该高电压端111串联连接至该低电压端112；该串接中点115为该第一分压电阻113及第二分压电阻114之间的串接点，即该串接中点115通过该第一分压电阻113连接该高电压端111，并通过该第二分压电阻114连接该低电压端112，且该串接中点115供输出该控制电压Vc。该电容器12与该分压电路11的第一分压电阻113并联连接，即该电容器12连接于该高电压端111及串接中点115之间。

该风扇驱动单元2具有一工作电压输入端21、一控制电压输入端22及一驱动信号输出端23，该工作电压输入端21连接至该直流电压源Vs，以供应该风扇驱动单元2的工作电力；该控制电压输入端22连接该分压电路11的串接中点115，以接收该控制电压Vc，进而供该风扇驱动单元2据以产生该启动脉宽调制信号S1或稳态脉宽调制信号S2；该驱动信号输出端23连接该风扇马达线圈C，以将该风扇驱动单元2所产生的该启动脉宽调制信号S1或稳态脉宽调制信号S2送至该风扇马达线圈C。

本实用新型第一实施例的风扇转速控制装置进行工作以执行本实用新型的风扇转速控制方法的作动过程，详述如后。请一并参照图3及图4所示，在刚将该直流电压源Vs的直流电力传送至该控制单元1及风扇驱动单元2以启动上述的风扇转速控制装置时，由于直流电力对该控制单元1的电容器12进行充电，故在该电容器12进行充电的一启动时段Ts中，该直流电压源Vs的电压所造成的压降落在该电容器12及第二分压电阻114上。因此，该控制单元1的串接中点115在该启动时段中所产生的控制电压Vc呈一启动电压值，且该启动电压值等于该直流电压源Vs的电压减去该电容器12在充电过程中的电压。此时，接收该启动电压值的风扇驱动单元2产生该启动脉宽调制信号S1送至该风扇马达线圈C，且随着该电容器12的充电饱和度渐增，该启动脉宽调制信号S1的工作周期比值﹝dutyratio﹞呈递减。随后，当该电容器12完成充电而呈饱和状态﹝即该启动时段(Ts)结束﹞，则该直流电压源Vs的电压所造成的压降落在该分压电路11的第一分压电阻113及第二分压电阻114上。因此，该控制单元1的串接中点115在该启动时段Ts结束后所产生的控制电压Vc呈一稳态电压值，且该稳态电压值为该直流电压源Vs的电压在该第二分压电阻114上的分压。此时，接收该稳态电压值的风扇驱动单元2即产生该稳态脉宽调制信号S2送至该风扇马达线圈C，且由于该第二分压电阻114上的分压为定值，故该稳态脉宽调制信号S2的工作周期比值也呈定值。其中，由于该启动脉宽调制信号S1的工作周期比值大于该稳态脉宽调制信号S2的工作周期比值，故本实用新型的风扇转速控制装置可在该启动时段Ts中控制该风扇马达以较大的扭矩运转，而在该启动时段Ts结束后控制该风扇马达以额定转速运转。借此，本实用新型的风扇转速控制方法及装置能够在启动时提供较大的扭矩以提高启动效率及扭矩，且仍可在完成启动后控制该马达以较符合需求且较为节能的转速运转。此外，由于本实用新型的风扇驱动单元2所产生的启动脉宽调制信号S1及稳态脉宽调制信号S2具有脉宽调制﹝pulsewidthmodulation，PWM﹞的低耗能及高抗干扰等特性，因此本实用新型的风扇转速控制方法及装置不仅可进一步降低在该启动时段Ts结束后的工作耗能，且更可提供较高的控制强健性。

请参照图5及图6所示，其绘示本实用新型的风扇转速控制装置的第二实施例。相较于前述的第一实施例，本实用新型的控制单元1省略设置该电容器12，且本实施例的风扇驱动单元2’由一可预先写入程序的芯片﹝例如：微控制器芯片(MCU)﹞所构成，以便于该风扇驱动单元2’内预设该启动时段Ts的时间长度，或者由出厂时即已内建有该启动时段Ts的芯片所构成。其中，该风扇驱动单元2’可将该启动时段Ts内所接收的控制电压Vc先进行放大再转换为PWM信号，或者直接在该启动时段Ts内输出工作周期比值为100%的脉宽调制信号。借此，请一并参照图5及6所示，无论在该启动时段Ts中或在该启动时段Ts结束后，该控制单元1均仅借助该分压电路11在该串接中点115产生呈现单一电压值﹝即该稳态电压值﹞的控制电压Vc，但该风扇驱动单元2’仍可在该启动时段Ts中产生该启动脉宽调制信号S1，并在该启动时段Ts结束后产生该稳态脉宽调制信号S2。

综上所述，由于本实用新型的风扇转速控制方法可在该启动时段Ts中将该启动脉宽调制信号S1送入该风扇马达线圈C，并在该启动时段Ts结束后将该稳态脉宽调制信号S2送入该风扇马达线圈C，因此本实用新型的风扇转速控制装置所控制的风扇马达即可具有高启动扭矩、高启动效率及低驱动电压等功效。

Claims (2)

1.一种风扇转速控制装置，其特征包含：

一个控制单元，具有一个分压电路及一个电容器，该分压电路具有一个高电压端、一个低电压端及一个串接中点，该串接中点通过一个第一分压电阻连接该高电压端且通过一个第二分压电阻连接该低电压端，该电容器与该第一分压电阻并联连接；及

一个风扇驱动单元，具有一个控制电压输入端及一个驱动信号输出端，该控制电压输入端连接该串接中点，该驱动信号输出端供连接一个风扇马达线圈，以产生一个启动脉宽调制信号或一个稳态脉宽调制信号送至该风扇马达线圈。

2.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，其特征在于：该分压电路的高电压端供连接至一个直流电压源，而该分压电路的低电压端供接地。

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