CN2664275Y - 无碳刷直流风扇的改良 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种无碳刷直流风扇的改良，尤其指一种无需外接独立电路即可取出方波信号作侦测用途的直流风扇，其至少以两晶体管分别控制直流风扇两组线圈的激磁与否，又以一霍尔元件依序控制两晶体管的导通与否，以驱动两线圈的交替激磁，而使风扇运转；其特征在于：上述任一晶体管的漏极上设有一方波产生电路，以便由上述电路中取出一方波信号，用于检测监控。

Description

无碳刷直流风扇的改良

技术领域

本实用新型是一种无碳刷直流风扇的改良，尤其指一种无需外接独立电路即可取出方波信号作侦测用途的直流风扇。

背景技术

图1所示为一种直流风扇的基本结构，其包括有相间呈环状的N极永久磁铁，S极永久磁铁及定子，其中，N、S极永久磁铁外设有扇叶10，定子由两组电磁铁11、12构成，且分别由两组线圈13、14所控制，其中电磁铁11的感应端上设有霍尔元件15，其可透过一驱动电路，使上述N、S极永久磁铁带动扇叶10运转。

又如图2所示，为上述风扇的驱动电路，其主要以两组晶体管16、17的漏极分别与上述两组线圈13、14的基极，再使晶体管16的漏极连接至另一晶体管17的基极。当定子转动时，霍尔元件15将侦得永久磁铁的N或S极性，并透过晶体管16使线圈13激磁，使电磁铁11产生与永久磁铁相同极性的磁场，以形成互斥作用，而使永久磁铁连同扇叶10同时运转一角度，霍尔元件15侦测到另一极性的永久磁铁时，即由另组晶体管17驱动另一组线圈14激磁，再次旋转一角度，而风扇即以上述循环方式持续运转。

在上述驱动电路中的两组晶体管16、17漏极上可分别取得一如图3所示的Av波形，由图中波形可明显看出，其并非一理想的脉冲信号，故不能作为侦测监控的信号来源。

然而无碳刷直流风扇经常运用于封闭空间内，如计算机主机中，故无法轻易由外界看出其运转状态，如其因某些不特定因素而造成转速改变，甚至停止运转，即直接影响计算机主机内的CPU散热效率，其影响很大，基于这种使用特性，现有无碳刷直流风扇必须是可检测监控的。

而公告261303号“无碳刷式直流风扇结构改良”实用新型专利案，即提供其中一种可供监测的直流风扇，如图4所示，其主要于直流风扇FAN外设有一信号产生电路，该信号产生电路由风扇FAN的线圈端点L1(即上述图1中的晶体管17漏极端点处)经一电容C1、电阻R1连接至一晶体管T1的基极，又使该晶体管T1的射极与接地端间设有一电容C2，且经一电阻R2连接至另一晶体管T2的基极，由此可分别由两晶体管T1、T2的集、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情况。

以上述专利所提供的信号产生电路虽可风扇FAN中取出以方波信号，供监控用，但由于该信号产生电路由诸多额外的电子元件组成，在现有直流风扇上极为有限的电路板空间，显然不足以将该额外配置的信号产生电路容纳其间，换句话说，该信号产生电路必须以外接方式独立设于风扇以外，然而，该作法势必增加直流风扇的体积，而与直流风扇的小型化的发展趋势相互违背，而且也不利于运用。

由上述可知，自直流风扇中取出一方波信号，供监测运转情况或作反馈以控制转速等用途，确实有助于直流风扇的运用，亦为大势所趋，但现有直流风扇所提供的方波信号产生方式又存在体积及实用性上等诸多问题，故应该进一步改进。

为此，设计人基于从事相关领域多年积累的丰富经验，经过不断的研究设计，终于成功创作出一种在不增加原来体积也不外接独立电路而可产生一方波信号供监控或其它用途的无碳刷直流风扇。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种无碳刷直流风扇的改良，主要是在不增加额外原件时，以两晶体管分别控制直流风扇两组风扇的激磁与否，又以一霍尔元件依序两晶体管的导通与否，以驱动两线圈的交替激磁，而使风扇运转，其特征在于：

于上述其中一晶体管的漏极上设有一方波产生电路，而由原始电路中取出一方波信号，用于检测监控。

该方波产生电路由一电阻与一晶体管组成，利用晶体管的开关特性以转换产生方波信号。

具体实施方式

为便于上述目的及本实用新型的详细结构更明显易懂，下面结合附图详细说明如下：

图1所示为一般无碳刷直流风扇的基本构造示意图。

图2所示为一般无碳刷直流风扇的电路图。

图3所示为一般无碳刷直流风扇的波形图。

图4所示为申请号为83214410的实用新型专利的电路图。

图5所示为本实用新型的电路图。

图6所示为本实用新型的波形图。

图7所示为本实用新型的一实施例电路图。

图8所示为本实用新型的另一实施例电路图。

图9所示为本实用新型配合监控电路运用的实施例图。

(10)扇叶                        (11)(12)电磁铁

(13)(14)线圈                    (15)霍尔元件

(16)(17)晶体管                  (20)霍尔元件

(21)(22)晶体管                  (23)(24)线圈

(25)电阻                        (30)方波产生电路

(31)电阻                        (32)晶体管

(40)(50)霍尔元件                (41)(42)线圈

(51)(52)线圈                    (60)风扇

(61)微处理器                    (62)使用者显示器

有关本实用新型的电路结构，请参阅图5所示，其为本实用新型的一较佳实施例，其采用3PIN的霍尔元件，其中，另霍尔元件(20)的输出端L1连接至一晶体管(21)的基极上，又晶体管(21)漏极与风扇上的一组线圈(23)连接，且经一电阻(25)连接至另一晶体管(22)的基极，该晶体管(22)漏极与风扇上的另一组线圈(24)连接，当霍尔元件(20)测得不同极性的永久磁铁时，将于输出端L1上产生不同的电位状态，而交互的透过晶体管(21)(22)控制两组线圈(23)(24)的激磁与否，上述为直流风扇的基本架构，其工作原理不再进一步赘述：

本实用新型的特征在于：在上述线圈(23)与晶体管(21)的漏极接点A或另一线圈(24)与晶体管(22)的漏极接点B上设有一方波产生电路(30)，本实施例中，该方波产生电路(30)连接至线圈(23)与晶体管(21)的漏极接点A上，以便由该端点A取出信号，经转换后产生一方波信号，供监控或其它用途使用。

上述方波产生电路(30)由一限流电阻(31)与一晶体管(32)组成，其中晶体管(32)基极经由电阻(31)连接至上述电路的端点A上，而其漏极则构成一方波信号输出端FG，由于晶体管(32)具有开关特性，故可配合限流电阻(31)将端点A处的脉冲信号转换完成的方波信号，这一作用如图6具体所示，其中上图A指由端点A所测得的信号波形，其为不理想的脉冲信号，该脉冲信号经方波产生电路(30)进行转换后产生如下图B由输出端FG所测得的完整方波信号。

该方波信号可透过适当介面藉以将转速显示在使用者的显示器上，以监控风扇的运转情况，又风扇的转速可以利用电源的变动获得适当的增减，而使用者可利用上述方波信号设计一电压反馈电路，以有效的控制风扇的转速。

在前一实施例中，本实用新型选择3PIN的霍尔元件组成，而在以下本实用新型的又一实施例中，则采用4PIN的霍尔元件组成，如图7所示，该霍尔元件(40)除了具有正负电源端外，还具有两组输出端L1、L2，其分别与风扇的两组线圈(41)(42)，以交替控制该两线圈(41)(42)的激磁与否，由于该4PIN的霍尔元件(40)内部已经包含驱动部分的电路，故仅须以两输出端L1、L2与两线圈(41)(42)连接，即可作交替控制，该霍尔元件(40)可由编号MTS276的IC构成。

在上述配合4PIN霍尔元件(40)组成的风扇中，在霍尔元件(40)其中一输出端L1上设置方波产生电路(30)，当霍尔元件(40)以该输出端L1驱动线圈(41)时，方波产生电路(30)可由该端点取得信号，并经转换后在该输出端FG上产生方波信号。

而如上所述，体积问题是改进无碳刷直流风扇不可不考虑的重要因素，基于无碳刷直流风扇对于小型化的要求，本实用新型也可将方波产生电路与霍尔元件以体积电路设计，采用一体设计，由此可进一步缩小其在风扇电路板上所占用的空间。如图8所示，即本实用新型与霍尔元件结合为一体并经集成化后的电路图，该霍尔元件(50)除了具有两组输出端L1、L2以分别连接驱动两组线圈(51)(52)外，另提供一方波信号输出端FG，以输出方波信号供监测及其它用途使用。

再如图9所示，为上述各个实施例的直流风扇配合监控处理器所组成的监控工作实施例图，主要是使上述风扇(60)的方波信号输出端FG连接至一微处理器(61)上，该微处理器(61)可以是编号为LM78的IC，其一输出端连接至使用者显示器(62)上，另一输出端则反馈至风扇(60)的电源端Vc，由此当风扇(60)送出方波信号时，可经由微处理器(61)进行转换处理，除送至使用者显示器(62)上以显示风扇(60)的转速外，也反馈至风扇(60)的电源端Vc以调整其转速。

由上述说明可看出本实用新型的具体结构型态与达到的目的，该无碳刷直流风扇改良的最大特点在于：其运用一方波产生电路连接于风扇原有的驱动电路上，由于该方波产生电路的电路单纯，可一体设于风扇原有的电路板，而无需使以外接形式设置，故不会造成体积的扩大与空间的浪费。

再者，本实用新型相对于现有无碳刷直流风扇的方波产生方式在电路构造上，已有显然且大幅的简化，由此可有效节省零件数量，降低制造成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，依本实用新型所作的各种变化都在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1、一种无碳刷直流风扇的改良，主要是使霍尔元件的输出端连接至一晶体管的基极上，且晶体管漏极与风扇上的一组线圈连接，且经一电阻连接至另一晶体管的基极，该晶体管漏极与风扇上的另一组线圈连接，其特征在于：

上述两晶体管中的任一个在漏极上连接有一方波产生电路，该方波产生电路由一限流电阻与一晶体管组成，其中晶体管基极经限流电阻与风扇上晶体管的漏极连接。

2、如权利要求1所述的无碳刷直流风扇的改良，其特征在于：该霍尔元件为3PIN或4PIN。

3、如权利要求2所述的无碳刷直流风扇的改良，其特征在于：该霍尔元件为4PIN时，其以两组输出端分别与两线圈连接，并以其中一输出端与方波产生电路连接。

4、如权利要求1所述的无碳刷直流风扇的改良，其特征在于：该霍尔元件可与方波产生电路结合为一体，并构成一集成电路。

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