CN2375968Y - 无刷风扇转速检知电路装置 - Google Patents

Abstract

一种无刷风扇转速检知电路装置,其主要是在风扇与电源间串接一负载,以撷取一反应风扇转速的脉波电压信号,再将该电压信号耦合至一信号产生单元,该信号产生单元包括有一放大器及一噪音去除电路,以放大前述脉波电压信号并去除噪音后,即可供电脑CPU检知风扇的运转频率,而前述脉波信号再经除频,即为实际的转速信号,其可广泛供系统检知无刷风扇的运转状况。

Description

无刷风扇转速检知电路装置

本实用新型涉及一种物理仪器领域速度的测量中的转速检测装置，特别是涉及一种设有可进一步简化电路并增进信号准确性的风扇转速信号产生电路的无刷风扇转速检知电路装置。

如熟知散热风扇技艺的技术人员所知，散热风扇广泛运用于各种电子产品中，如运用于电脑CPU的散热风扇，为此类产品在电子领域应用的一典型，由于散热风扇是否运转及实际转速均将直接影响使用电子元件的正常运作，因此，系统业技术人员在认识了解风扇运转状况的重要性后，纷纷要求散热风扇制造商提供可反应转速信号的散热风扇。于是，可产生运转信号的无刷风扇，便已成为此业界必然的发展趋势。

事实上，目前市面上已不乏有可产生风扇转速信号的无刷风扇，在相关的专利文献中亦有已获准公告的专利前案，就信号产生形式而言，其可分为由风扇外部产生或由风扇内部产生等两种不同结构形式，如台湾专利公报公告第二六一三0三号“无碳刷式直流风扇结构改良”实用新型专利案，是由风扇外部产生转速信号，供检知用。又如公告第三三七三八六号“无刷直流风扇的保护装置”实用新型专利案，则是直接由风扇内部产生转速信号。有关前述两种可产生转速信号的直流风扇，其大致构造及优、缺点兹分别叙述如后：

首先有关前述的前案一，即台湾专利公报公告第二六一三0三号“无碳刷式直流风扇结构改良”专利案，其构造特征如图7所示，主要是在直流风扇FAN外设有一信号产生电路，该信号产生电路是由风扇FAN的线圈端点L1经一电容C1、电阻R1连接至一三极管T1的基极，又将该三极管T1的射极与接地端间设有一电容C2，且经一电阻R2连接至另一三极管T2的基极，借此可分别由两三极管T1、T2的集极、射极上分别取出一方波信号，供外接至监控电路，以检测监控该风扇的运转状况。

上述台湾专利公报公告第二六一三0三号“无碳刷式直流风扇结构改良”的优点在于：其是通过前述电路在风扇FAN的外部产生转速信号，供监控检知，其无须改变风扇原有的内部电路，并毋须调整生产线，故其产品开发时间短，制造成本亦相对较低。

但其缺点则在于：使用的电子零件偏多。由于力求小巧是无刷风扇必然的开发趋势，偏多的电子零件，无疑将妨碍无刷风扇的小型化，如果为了缩小其体积而予以集成化，又必须付出昂贵的开发费用。

又关于前案二，即台湾专利公报公告第三三七三八六号“无刷直流风扇的保护装置”实用新型专利案，其构造特征如图8所示，主要是以一霍尔感应器1控制二只三极管2、3交互导通，进而令串接在二只三极管2、3集极的二组线圈4、5分别激磁，其特征在于：该霍尔感应器1的输入端是先串接一保护电阻R0再引接电源，霍尔感应器1的输出端先串接一保护电阻R1再接三极管2的基极端，且霍尔感应器1与保护电阻R1间引拉出一侦测线8，该侦测线8处即可产生风扇的转速信号。

其优点在于：其是利用少数的电子零件建构在无刷风扇驱动电路的内部，可有效地解决前案一因使用零件多所衍生的体积问题。

而其缺点则在于：由于该前案二是将保护电路及信号产生电路内建于风扇驱动电路中，因此，必须重新设计电路，更新调整生产线，才可制造该类型的风扇，为此，其必须付出较高的制造成本。

由上述可知，现有的可产生转速信号的直流风扇产品中，无论由风扇外部或内部产生转速信号，均分别存在有因零件数量较多或重新开发电路调整作业线等问题而未臻理想。由此可见，上述现有的可产生转速信号的直流风扇仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。

有鉴于上述现有的可产生转速信号的直流风扇存在的缺陷，本设计人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出本实用新型。

本实用新型的主要目的在于，克服现有的可产生转速信号的直流风扇存在的缺陷，而提供一种无须重新调整风扇作业线，并可解决电子零件较多所衍生体积问题的无刷风扇转速检知电路装置。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。依据本实用新型提出的一种无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于：其主要是在无刷风扇与电源间串接一负载，以撷取一反应风扇转速的电压信号，再将该电压信号耦合至一信号产生单元；该信号产生单元，包括有一放大器及一噪音去除电路，可放大前述电压信号并去除噪音，其后即可供系统检知无刷风扇的运转状况。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的无刷风扇转速检知电路装置，其中所述的信号产生单元输出端设有一除频器，以产生提供无刷风扇的转速信号。

前述的无刷风扇转速检知电路装置，其中所述的放大器是在一反相器上并联一电阻而构成负反馈的简易放大器。

前述的无刷风扇转速检知电路装置，其中所述的噪音去除电路是由一史密特反相器构成。

前述的无刷风扇转速检知电路装置，其中所述的噪音去除电路是在一迟滞比较器的正端输入上设有放大器，又在负端输入设有两端短接的反相器，以取得适当的参考电压。

前述的无刷风扇转速检知电路装置，其中所述的信号产生单元是在一迟滞比较器的正、负输入与电源、接地端间分别设有分压电阻所构成。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本实用新型无刷风扇转速检知电路装置，主要是在风扇与电源间串接一负载，以撷取一反应风扇转速的脉波信号，再耦合至一信号产生单元，该信号产生单元包括有一放大器及一噪音去除电路，以放大前述脉波信号并去除噪音后，即可供电脑CPU检知风扇的运转频率，而前述脉波信号再经除频，即为实际的转速信号。本实用新型电路构造的设计具备下列优点：

1、无须改变风扇原始电路构造及生产线：

由于本实用新型是在风扇与电源间串接一负载，再由二者接线处取得电压脉波信号再耦接至信号产生单元以产生供检知的输出信号，因此其无须改变风扇内部的电路构造，亦无须重新调整作业线，可使生产作业更趋于单纯化。

2、有效减少电子元件数量：

本实用新型自风扇与负载接线处取得电压脉波信号后即送入一信号产生单元，该信号产生单元是由电路单纯的放大器与噪音去除电路所构成，其采用元件数量已明显少于本实用新型现有技术中所揭示的相关专利案，故可避免因元件数量多所衍生的体积问题。

综上所述，本实用新型可有效地克服可产生转速信号的直流风扇存在的缺陷，而提供了一种无须重新调整风扇作业线，并可解决电子零件较多所衍生体积问题的无刷风扇转速信号检知电路装置。其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。

图1是本实用新型的电路方块图。

图2是本实用新型取得风扇电压脉波信号的又一实施例方块图。

图3是本实用新型放大器又一较佳实施例的电路图。

图4是本实用新型信号产生单元又一较佳实施例的电路图。

图5是本实用新型信号产生单元再一较佳实施例的电路图。

图6是本实用新型的工作波形图。

图7是台湾专利公报公告第二六一三0三号“无碳刷式直流风扇结构改良”专利案的结构示意图。

图8是台湾专利公报公告第三三七三八六号“无刷直流风扇的保护装置”专利案的结构示意图。

以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的无刷风扇转速检知电路装置其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。

首先请参阅图1所示，本实用新型无刷风扇转速检知电路装置，其电路构造部分，主要是在无刷风扇FAN与其电源VDD或接地端GND之间串接一负载LOAD，以便由无刷风扇FAN内线圈换向时瞬间产生的电流脉波转换撷取一电压脉波信号，其中：有关该负载LOAD的选择，只要能将电流脉波信号转换成电压脉波信号即可，如电阻、BJT、MOS或其他电子元件等均可。又在本实施例中，是在风扇FAN与接地端GND之间串接该负载LOAD，并在二者接线处取得电压脉波信号；除前述接线方式外，亦可如图2所示般，在风扇FAN与电源VDD之间串接该负载LOAD，在二者接线处取得电压脉波信号；

仍请参阅图1所示，前述负载LOAD接线处是经一电容C与一信号产生单元10耦合，以产生一风扇运转频率信号，而供系统如电脑CPU了解风扇的运转状况。有关该信号产生单元10的一可行的较佳实施例，其包括有一放大器11及一噪音去除电路12，其中：

该放大器11，是针对由无刷风扇FAN经负载LOAD取得的电压脉波信号进行放大处理，随后由噪音去除电路12去除不要的噪音，在本实施例中，该噪音去除电路12是由一史密特反相器构成。

经由噪音去除电路12去除噪音的信号，即为风扇运转的频率信号。此一信号即如图6B点所示的方波信号，其可供系统检知监控风扇的运转状况。又前述信号产生单元10产生的为风扇运转频率信号，因此，如需取得实际的风扇转速，则令由信号产生单元10送出的风扇运转频率信号再经一除N的除频器20进行除频后即为风扇转速信号(如图6所示Tacho的方波信号)，一般风扇运转时的频率是为转速的2倍。

又现有传统的4极风扇在线性控制转动时的换向电流脉波，其频率则为风扇转速4倍，故须利用一除2的除频器20对放大后的风扇运转频率信号进行除频，以便于取得所需的风扇转速信号。若风扇为8极或10极时，则须分别以除4或除5的除频器进行除频；而依此类推，可换算出其他极数风扇所需使用的除频器。

再者，如无刷风扇的转速并非使用线性控制，而是利用脉波调变PWM方式控制时，则除频器的选择可依风扇转动时电流脉波数予以增减，以便取得正确的风扇转速信号。

请参阅图3所示，是本实用新型前述放大器11的另一可行实施例，其是由一反相器111上并接一电阻112而构成负反馈，构成一简易的放大器。

请再参阅图4所示，是前述信号产生单元10又一可行实施例的具体电路，其是在一迟滞比较器13的正、负端输入与电源VDD、接地端GND间分别设有分压电阻R1-R4，以分别提供适当的直流偏压，其中迟滞比较器13的正端输入是与电压脉波信号耦接，其输出端则可产生一经过信号确认处理的风扇运转频率信号。

另请参阅图5所示，是前述信号产生单元10再一可行实施例的具体电路，其大致上为图3、图4所示构造的合并，其主要是在迟滞比较器13的正端输入上设一放大器11，其中该放大器11是由并联的反相器111及电阻112构成，又迟滞比较器13的负端输入则连接有一两端短接的反相器14。

其中在反相器111上并联一电阻112是构成负回授，此为一简易的放大器构造。

又位于迟滞比较器13负端输入上的反相器14则是使输入、输出两端短接，以提供一参考电压。当信号产生单元10以前述形式实施，将在布图时特别考虑使两个反相器111、14相同且相邻，以提高制造过程中产生变化的免疫力，并可大幅提高成品率。

再者，前述迟滞比较器13是将经过放大处理后的输入电压(电压脉波信号)与参考电压的差值放大至数位准位(VDD或GND)，以便产生一高准确性的输出信号。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是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 (6)

1、一种无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于：

其主要是在无刷风扇与电源间串接一负载，以撷取一反应风扇转速的电压信号，再将该电压信号耦合至一信号产生单元；

该信号产生单元，包括有一放大器及一噪音去除电路，可放大前述电压信号并去除噪音，其后即可供系统检知无刷风扇的运转状况。

2、根据权利要求1所述的无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于所述的信号产生单元输出端设有一除频器，以产生提供无刷风扇的转速信号。

3、根据权利要求1所述的无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于所述的放大器是在一反相器上并联一电阻而构成负反馈的简易放大器。

4、根据权利要求1所述的无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于所述的噪音去除电路是由一史密特反相器构成。

5、根据权利要求1所述的无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于所述的噪音去除电路是在一迟滞比较器的正端输入上设有放大器，又在负端输入设有两端短接的反相器，以取得适当的参考电压。

6、根据权利要求1或2所述的无刷风扇转速检知电路装置，其特征在于所述的信号产生单元是在一迟滞比较器的正、负输入与电源、接地端间分别设有分压电阻所构成。

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