CN204677481U - 风扇控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种风扇控制装置，包含有一顺向式电源电路、一风扇控制电路及一风扇。该顺向式电源电路具有一一次侧电流检测端，以输出一电流讯号；该风扇控制电路具有一比较单元及一开关单元；该比较单元电连接至该一次侧电流检测端以接收该电流讯号，并判断该电流讯号是否超过一临界值，当超过该临界值，输出一启动讯号，当不超过该临界值，输出一关闭讯号；该开关单元电连接至该比较单元以接收该启动讯号或该关闭讯号，并电连接至该风扇，当接收到该启动讯号，开启该风扇，当接收到关闭讯号，关闭该风扇。藉由判断该电流讯号是否超过该临界值，开启或关闭该风扇，达到低负载时关闭该风扇节省电能的目的。

Description

风扇控制装置

技术领域

本实用新型为一种控制装置，尤指一种风扇控制装置。

背景技术

一般计算器装置的电源供应器，大都会安装一风扇协助散热，避免电源供应器的温度过高造成内部电子组件寿命减少或是产生热当机的情况。

但电源供应器的温度高低是视计算器装置的状态而定，举例来说，当用户操作计算器装置来执行程序或是玩游戏时，计算器装置是处于高负载状态，也就是说目前计算器装置的用电量较大，因此电源供应器的温度较高，此时便需要风扇运转协助散热，避免温度过高。当用户于一段时间未使用计算器装置作业时，计算器装置会进入待机状态，令计算器装置处于低负载状态，达到省电的功效，此时计算器装置的耗电量较低，而电源供应器的温度也较低，故不会发生热当机或是减少内部电子组件寿命的情形，但风扇仍然持续运作，风扇在此时的持续运作便会造成不必要的电能消耗，故现有技术的风扇控制方式有必要作进一步的改进。

实用新型内容

有鉴于现有技术电源供应器的风扇无论在计算器装置是处于高负载状态或低负载状态皆会运转，于低负载状态下浪费电能的缺点，本实用新型的主要目的是提供一种风扇控制装置，改善控制风扇的方式。

为达上述目的，本实用新型的风扇控制装置包含有：

一顺向式电源电路，包含有一一次侧电流检测端，该一次侧电流检测端输出一电流讯号；

一风扇控制电路，包含有：一比较单元，电连接至该顺向式电源电路的一次侧电流检测端，以接收该电流讯号，并判断该电流讯号是否超过一临界值，当该电流讯号超过该临界值时，输出一启动讯号，当该电流讯号不超过该临界值时，输出一关闭讯号；一开关单元，电连接至该比较单元，以接收该启动讯号或该关闭讯号；

一风扇，电连接至该风扇控制电路的开关单元；

其中该开关单元于接收到该启动讯号时，启动该风扇，该开关单元于接收到该关闭讯号时，关闭该风扇。

藉由本实用新型的风扇控制装置即可根据该电流讯号判断一计算器装置是处于高负载状态还是低负载状态。当该计算器装置处于高负载状态时，输入电流会增加，因此，当该电流讯号超过该临界值，即判断该计算器装置处于高负载状态，并启动该风扇，当该电流讯号不超过该临界值，即判断该计算器装置处于低负载状态，而关闭该风扇，藉此达到于低负载时关闭风扇节省电能的目的。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的方块示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的顺向式电源电路的电路图。

图3为本实用新型第一较佳实施例的风扇控制电路的电路图。

图4为本实用新型第二较佳实施例的风扇控制电路的电路图。

图5A、5B为本实用新型电流讯号与风扇电压的波形示意图。

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参阅图1所示，本实用新型为一风扇控制装置10，该风扇控制装置10包含有一顺向式电源电路11、一风扇控制电路12及一风扇13。

该顺向式电源电路11包含有一一次侧电流检测端111，该一次侧电流检测端111输出一电流讯号。

该风扇控制电路12，包含有一比较单元121及一开关单元122。该比较单元121电连接至该顺向式电源电路11的一次侧电流检测端111，以接收该电流讯号，并判断该电流讯号是否超过一临界值。当该电流讯号超过该临界值时，该比较单元121输出一启动讯号，当该电流讯号不超过该临界值时，该比较单元121输出一关闭讯号。该开关单元122电连接至该比较单元121，以接收该启动讯号或该关闭讯号。

该风扇13电连接至该风扇控制电路12的开关单元122。而该开关单元122于接收到该启动讯号时，启动该风扇13，于接收到该关闭讯号时，关闭该风扇13。

当一计算器装置处于高负载状态时，该顺向式电源电路11的二次侧输出电流较高，因此便可藉由该顺向式电源电路11的一次侧电流检测端11输出的电流讯号判断目前的电流大小，而当该电流讯号超过该临界值时，即代表该计算器装置处于高负载状态，反之，当该电流讯号不超过该临界值时，即代表该计算器装置处于低负载状态。且该风扇控制电路12在该电流讯号不超过该临界值时，会关闭该风扇13。藉此达到该计算器装置于低负载状态下，关闭该风扇13减省电能的目的。

请参阅图2所示，在本实用新型第一较佳实施例中，该顺向式电源电路11进一步包含有一整流单元112、一第一开关Q1、一第二开关Q2、一第一二极管D1、一第二二极管D2、一转换单元113、一第三二极管D3、一第四二极管D4、一第一电阻R1及一第二电阻R2。

该整流单元112具有一交流输入端、一直流输出正端及一直流输出负端。该交流输入端电连接至一交流电源114，且该整流单元112将该交流电源114输出的交流电整流成直流电后由该直流输出正端输出。

该第一开关Q1及该第二开关Q2分别具有一漏极(drain)、一源极(source)及一栅极(gate)。在本较佳实施例中，该第一开关Q1及该第二开关Q2均为一N型金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor；MOSFET)。该第一开关Q1的漏极电连接至该直流输出正端，而该第一开关Q1的源极电连接至该第二二极管D2的一阴极。该第一二极管D1的一阴极电连接至该第一开关Q2的漏极。该第二二极管D2的阳极电连接至该输出负端。

该第二开关Q2的漏极电连接至该第一二极管D1的一阳极。该第一电阻R1的一端电连接至该第二开关Q2的栅极，另一端电连接至该第二开关Q2的源极。该第二电阻R2的一端电连接至该整流单元112的直流输出负端，另一端电连接至该第二开关Q2的源极。其中该第二开关Q2的源极即为该一次侧电流检测端111。

该转换单元113具有一一次侧及一二次侧，该一次侧电连接于该第一开关Q1的源极与该第二开关Q2的漏极之间。该二次侧两端的其中一端电连接至该第三二极管D3的一阳极，且该二次侧两端的另一端电连接至该第四二极管D4的一阳极。该第三二极管D3的一阴极与该第四二极管D4的一阴极电连接。该第四二极管D4的阳极与阴极进一步电连接至一负载115，以供电该负载115。在本较佳实施例中，该负载115为一计算器装置。

藉由控制该第一开关Q1及该第二开关Q2的栅极，即可控制该转换单元113将电能由该一次侧转换到该二次侧，以达到转换电能的功效。同时藉由该第一电阻R1及该第二电阻R2的设置，以侦测该顺向式电源电路11的一次侧电流，产生该电流讯号，并将该电流讯号由该一次侧电流检测端111输出。

请参阅图3所示，该风扇控制电路12进一步包含有一放大单元123，该放大单元123具有一输入端及一输出端。该放大单元123的输入端电连接至该顺向式电源电路11的一次侧电流检测端111。在本较佳实施例中，该放大单元123是一非反相闭回路放大器(non-inverting amplifier)。

该比较单元121包含有一第一比较器1211、一光耦合器OC1及一第一～第六比较电阻R121～R126。

该第一比较器1211具有一正输入端、一负输入端及一输出端。该第一比较电阻R121的一端电连接至该第一比较器121的负输入端，另一端电连接至该放大单元123的输出端。该第二比较电阻R122的一端电连接至一参考电压端VREF，另一端电连接至该第一比较器1211的正输入端。该第三比较电阻R123的一端电连接至该第一比较器1211的正输入端，另一端电连接至该第一比较器1211的输出端。

该光耦合器OC1具有一输入阳极、一输入阴极、一输出正极及一输出负极。该输入阳极电连接至该第四比较电阻R124的一端，该输入阴极电连接至该第一比较器1211的输出端。该第四比较电阻R124的另一端电连接至一电源端VCC。

该第五比较电阻R125的一端电连接至该电源端VCC，另一端电连接至该光耦合器OC1的输出正极。该第六比较电阻R126的一端电连接至该光耦合器OC1的输出正极，另一端电连接至该光耦合器OC1的输出负极且电连接接地。

该开关单元122具有一射极(emitter)、一基极(base)及一集极(collector)。该射极电连接至该电源端VCC，该基极电连接至该光耦合器OC1的输出正极，该集极电连接至该风扇13。在本较佳实施例中，该开关单元122是一PNP型双极性晶体管(bipolar junction transistor；BJT)。

该电流讯号先由该一次侧电流检测端111输出至该放大单元123的输入端，并经过该放大单元123将该电流讯号放大后，输出至该比较单元121的第一比较器1211的负输入端。由于该第一比较器1211的正输入端是透过该第二比较电阻R122电连接至该参考电压端VREF，该第一比较器1211即可判断该放大后的电流讯号是否超过该参考电压端VREF的电压。当该放大后的电流讯号不超过该参考电压端VREF的电压时，代表该计算器装置处于低负载状态。反之，当该放大后的电流讯号不超过该参考电压端VREF的电压时，代表该计算器装置处于高负载状态，藉此判断该计算器装置的负载状态。且进一步透过该光耦合器OC1耦合讯号，以及该第五比较电阻R125及该第六比较电阻R126的设置，控制该开关单元122是否导通而将该电源端VCC的电力传导至该风扇13，以控制该风扇13的启闭。

举例来说，当该放大后的电流讯号不超过该参考电压VREF的电压值时，即当该计算器装置处于低负载状态下，必须关闭该风扇13来节省电能消耗。由于该第一比较器1211的正输入端电连接至该参考电压端VREF，因此该第一比较器1211负输入端的电压不超过该正输入端的电压，该第一比较器1211的输出端输出一第一高平电压。而该光耦合器OC1输入阴极的电压值即为该第一比较器1211输出端的电压，即该第一高平电压，因此该光耦合器的输入阳极与输入阴极之间不导通，也就没有讯号耦合至该光耦合器OC1的输出正极与输出负极，使得该光耦合器OC1的输出正极与输出负极之间不导通。此时，该第五比较电阻R125及该第六比较电阻R126构成一分压电路，将该电源端VCC的电压分压。而该开关单元122的基极电连接至该第五比较电阻R125与该第六比较电阻R126的串联接点，因而获得该分压后的电源端电压。因此，该开关单元122不导通，使得该电源端VCC无法将电力传送至该风扇13，藉此达到关闭风扇13的目的。

举例来说，当该放大后的电流讯号超过该参考电压VREF的电压值时，即当该计算器装置处于高负载状态下，必须开启该风扇13来提高散热效率，避免热当机的情况发生。由于该第一比较器1211的正输入端电连接至该参考电压端VREF，因此该第一比较器1211负输入端的电压超过该正输入端的电压，该第一比较器1211的输出端输出一第一低平电压。而该光耦合器OC1输入阴极的电压值即为该第一比较器1211输出端的电压，即该第一低平电压，因此该光耦合器的输入阳极与输入阴极之间导通，并耦合至该光耦合器OC1的输出正极与输出负极，使得该光耦合器OC1的输出正极与输出负极之间导通。此时，该第五比较电阻R125及该第六比较电阻R126的串联接点透过该光耦合器OC1的输出正极及输出负极直接接地。而该开关单元122的基极电连接至该第五比较电阻R125与该第六比较电阻R126的串联接点，因而接地。因此，该开关单元122导通，使得该电源端VCC的电力能传送至该风扇13，藉此达到开启风扇13的目的。

请参阅图4所示，本实用新型的第二较佳实施例与第一较佳实施例大致相同，差别在于该光耦合器OC1的输出正极并未电连接至该开关单元122的基极，以及该比较单元121进一步包含有一第三开关Q3、一第二比较器1212及一第三～第七电阻R3～R7。

该第三开关Q3具有一漏极、一源极及一栅极，该第三开关Q3的栅极电连接至该光耦合器OC1的输出正极，该源极电连接接地。该第二比较器1212具有一正输入端、一负输出端及一输出端，该负输入端电连接至该第三开关Q3的漏极。该第三电阻R3的一端电连接至该第二比较器1212的正输入端，另一端电连接至该电源端VCC。该第四电阻R4的一端电连接至该第二比较器1212的正输入端，另一端接地。该第五电阻R5的一端电连接至该第二比较器1212的负输入端，另一端接地。该第六电阻R6的一端电连接至该第二比较器1212的负输入端，另一端电连接至该电源端VCC。该第七电阻R7的一端电连接至该第二比较器1212的输出端，另一端电连接至该开关单元122的基极。在本较佳实施例中，该第三开关Q3是一N型金属氧化物半导体场效晶体管。

本实用新型的第二较佳实施例的作用方式与第一较佳实施例相同，当该放大后的电流讯号不超过该参考电压VREF的电压值时，即当该计算器装置处于低负载状态下，必须关闭该风扇13来节省电能消耗。因为该光耦合器OC1并未耦合出讯号，使得该第五比较电阻R125及该第六比较电阻R126构成一分压电路，将该电源端VCC的电压分压。因此，该第三开关Q3的基极接收到该电压分压而导通，令该第二比较器1212的负输入端接地，故该第二比较器1212的正输出端的电压超过该负输入端的电压，而该输出端输出一第二高平电压至该开关单元122的基极，使得该开关单元122不导通，达到关闭风扇13的目的。

当该当该放大后的电流讯号超过该参考电压VREF的电压值时，即当该计算器装置处于高负载状态下，必须开启该风扇13来提高散热效率，避免热当机的情况发生。因为该光耦合器OC1的输入阳极与输入阴极之间导通，并耦合至该光耦合器OC1的输出正极与输出负极，使得该光耦合器OC1的输出正极与输出负极之间导通，令该第五比较电阻R125及该第六比较电阻R126的串联接点透过该光耦合器OC1的输出正极及输出负极直接接地。因此，该第三开关Q3的基极接地而不导通，令该第二比较器1212的负输入端不接地。而该第二比较器1212藉由该第三～第七电阻R3～R7构成风扇控制回路，以该开关单元122射极及集极电压作为该第二比较器1212的输入，据以开启该风扇13并控制该风扇13的转速。

此外，该比较单元121进一步包含有一可变电阻R127，该可变电阻R127的一端电连接至该第一比较器1211的正输入端，另一端接地。该可变电阻R127与该第二比较电阻R122构成一分压电路，以将该参考电压端VREF的电压值分压后输出至该第一比较器1211的正输入端，且藉由该可变电阻R127的阻抗值即可改变该第一比较器1211正输入端接收到的分压值。而该第一比较器1211正输入端的电压值即为判断该风扇13开启或关闭的临界值，因此藉由调整该可变电阻R127的阻抗值，即可调整开启或关闭该风扇13的临界值。

请参阅图5A、5B，在本较佳实施例中，是以15％的定额电流为判断条件，也就是说，当该电流讯号不超过15％的定额电流时，即关闭该风扇13，也就是说，该风扇13的输入电压为0伏特，而当该电流讯号超过15％的定额电流时，开启该风扇13，也就是说，该风扇13的输入电压开始增加，超过0伏特。其中该定额电流是当该计算器装置的负载最高时，对应的电流讯号值。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种风扇控制装置，其特征在于，包含有：

一顺向式电源电路，包含有一一次侧电流检测端，该一次侧电流检测端输出一电流讯号；

一风扇控制电路，包含有：一比较单元，电连接至该顺向式电源电路的一次侧电流检测端，以接收该电流讯号，并判断该电流讯号是否超过一临界值，当该电流讯号超过该临界值时，输出一启动讯号，当该电流讯号不超过该临界值时，输出一关闭讯号；及一开关单元，电连接至该比较单元，以接收该启动讯号或该关闭讯号；

一风扇，电连接至该风扇控制电路的开关单元；

其中该开关单元于接收到该启动讯号时，启动该风扇，该开关单元于接收到该关闭讯号时，关闭该风扇。

2.根据权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，该顺向式电源电路包含有：

一整流单元，具有一交流输入端、一直流输出正端及一直流输出负端，该交流输入端电连接至一交流电源接收一交流电，且将该交流电转换成直流电后由该直流输出正端输出；

一第一开关，具有一漏极、一源极及一栅极，该漏极电连接至该直流输出正端；

一第二开关，具有一漏极、一源极及一栅极；

一第一二极管，具有一阳极及一阴极，该阴极电连接至该第一开关的漏极，该阳极电连接至该第二开关的漏极；

一第二二极管，具有一阳极及一阴极，该第二二极管的阴极电连接至该第一开关的源极，该第二二极管的阳极电连接至该输出负端；

一第一电阻，其一端电连接至该第二开关的栅极，另一端电连接至该第二开关的源极；

一第二电阻，其一端电连接至该直流输出负端，另一端电连接至该第二开关的源极；

一转换单元，具有一一次侧及一二次侧，该一次侧电连接于该第一开关的源极与该第二开关的漏极之间，该二次侧具有二端；

一第三二极管，具有一阳极及一阴极，该阳极电连接至该转换单元二次侧二端的一端；及

一第四二极管，具有一阳极及一阴极，该第四二极管的阴极电连接至该第三二极管的阴极，该第四二极管的阳极电连接至该转换单元二次侧二端的另一端；

其中该第二开关的源极为该一次侧电流检测端。

3.根据权利要求1或2所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制电路进一步包含有一放大单元，具有一输入端及一输出端，该输入端电连接至该顺向式电源电路的一次侧电流检测端，而该开关单元具有一射极、一基极及一集极，该射极电连接一电源端，该集极电连接至该风扇，且该比较单元包含有：

一第一比较电阻，其一端电连接至该放大单元的输出端；

一第一比较器，具有一正输入端、一负输入端及一输出端，该负输入端电连接至该第一比较电阻的另一端；

一第二比较电阻，其一端电连接至一参考电压端，另一端电连接至该第一比较器的正输入端；

一第三比较电阻，其一端电连接至该第一比较器的正输入端，另一端电连接至该第一比较器的输出端；

一光耦合器，具有一输入阳极、一输入阴极、一输出正极及一输出负极，该输入阴极电连接至该第一比较器的输出端，该输出正极电连接至该开关单元的基极；

一第四比较电阻，其一端电连接至该光耦合器的输入阳极，另一端电连接至该电源端；

一第五比较电阻，其一端电连接至该电源端，另一端电连接至该光耦合器的输出正极；及

一第六比较电阻，其一端电连接至该光耦合器的输出正极，另一端电连接至该光耦合器的输出负极且电连接接地。

4.根据权利要求3所述的风扇控制装置，其特征在于，该比较单元进一步包含有一可变电阻，该可变电阻的一端电连接至该第一比较器的正输入端，另一端接地。

5.根据权利要求3所述的风扇控制装置，其特征在于，该放大单元是一非反相闭回路放大器。

6.根据权利要求3所述的风扇控制装置，其特征在于，开关单元是一PNP型双极性晶体管。

7.根据权利要求1或2所述的风扇控制装置，其特征在于，该风扇控制电路进一步包含有一放大单元，具有一输入端及一输出端，该输入端电连接至该顺向式电源电路的一次侧电流检测端，而该开关单元具有一射极、一基极及一集极，该射极电连接一电源端，该集极电连接至该风扇，且该比较单元包含有：

一第一比较电阻，其一端电连接至该放大单元的输出端；

一第一比较器，具有一正输入端、一负输入端及一输出端，该负输入端电连接至该第一比较电阻的另一端；

一第二比较电阻，其一端电连接至一参考电压端，另一端电连接至该第一比较器的正输入端；

一第三比较电阻，其一端电连接至该第一比较器的正输入端，另一端电连接至该第一比较器的输出端；

一光耦合器，具有一输入阳极、一输入阴极、一输出正极及一输出负极，该输入阴极电连接至该第一比较器的输出端；

一第四比较电阻，其一端电连接至该光耦合器的输入阳极，另一端电连接至该电源端；

一第五比较电阻，其一端电连接至该电源端，另一端电连接至该光耦合器的输出正极；

一第六比较电阻，其一端电连接至该光耦合器的输出正极，另一端电连接至该光耦合器的输出负极且电连接接地；

一第三开关，具有一漏极、一源极及一栅极，该第三开关的栅极电连接至该光耦合器的输出正极，该第三开关的源极电连接接地；

一第二比较器，具有一正输入端、一负输出端及一输出端，该第二比较器的负输入端电连接至该第三开关的漏极；

一第三电阻，其一端电连接至该第二比较器的正输入端，另一端电连接至该电源端；

一第四电阻，其一端电连接至该第二比较器的正输入端，另一端接地；

一第五电阻，其一端电连接至该第二比较器的负输入端，另一端接地；

一第六电阻，其一端电连接至该第二比较器的负输入端，另一端电连接至该电源端；及

一第七电阻，其一端电连接至该第二比较器的输出端，另一端电连接至该开关单元的基极。

8.根据权利要求7所述的风扇控制装置，其特征在于，该比较单元进一步包含有一可变电阻，该可变电阻的一端电连接至该第一比较器的正输入端，另一端接地。

9.根据权利要求7所述的风扇控制装置，其特征在于，该放大单元是一非反相闭回路放大器。

10.根据权利要求7所述的风扇控制装置，其特征在于，该开关单元是一PNP型双极性晶体管。