CN2888141Y - 以脉宽调制方式控制转速的风扇 - Google Patents

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Abstract

一种以脉宽调制方式控制转速的风扇，其包括一脉宽调制讯号接收端，用于接收一来自风扇外部的脉宽调制讯号，该接收端连接一讯号转换元件，该讯号转换元件调整该脉宽调制讯号的电压幅度，使之与风扇相匹配。该讯号转换元件可以是一光耦合器，可有效解决外部脉宽调制讯号与风扇不匹配的问题。

Description

以脉宽调制方式控制转速的风扇
【技术领域】
本实用新型涉及一种风扇，尤其涉及一种以脉宽调制方式控制转速的风扇。
【背景技术】
在直流风扇的应用上，以脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulation)方式控制风扇的转速已被广泛使用。对于一计算机系统而言，可能是由一主机板向风扇发出一脉宽调制讯号(PWM讯号)，利用这个PWM讯号的占空比(Duty Cycle)去控制风扇端的有效驱动电压，从而控制风扇的转速。对于一个PWM讯号而言，其起着关键作用的指标即为占空比，但对于风扇端而言，这个PWM讯号的电压幅度或频率亦会影响到风扇的特性。当这个PWM讯号向风扇端输入时，除阻抗需与风扇端匹配外，其电压幅度亦须与风扇端匹配。因此，风扇端在制造时需符合各种不同的主机板的PWM讯号。例如，当主机板输出的PWM讯号为50％的占空比，但电压可能为3.3V、5V、12V或其它电压值，在风扇端就必须都能符合，除非已知主机板输出端的条件与规格，否则就有可能发生损坏风扇的情况。
另一方面，主机板输出的PWM讯号若夹杂着噪声，亦有可能造成风扇的误判，而使风扇转速控制失灵。因此，避免遭受此噪声的影响亦成为风扇设计所关心之处。
由于主机板是直接向风扇端输出PWM讯号，若风扇端电压发生异常，其有可能反向回流至主机板，造成主机板的损害。
由此可知，现有的风扇速度控制方式需要进一步改进，以克服前述的部分或全部缺失。
【发明内容】
本实用新型提供了一种以脉宽调制方式控制转速的风扇，其可解决脉宽调制讯号与风扇端电压不匹配的问题。该风扇包括一脉宽调制讯号接收端，用于接收一来自风扇外部的脉宽调制讯号，该接收端连接一讯号转换元件，该讯号转换元件调整该脉宽调制讯号的电压幅度，使之与风扇相匹配。
根据实用新型的一种实施方式，该讯号转换元件为一光耦合器。脉宽调制讯号转换前后的讯号藉由光耦合器隔离，使得转换后的脉宽调制讯号仅受风扇侧的内部参数影响，而与外部的脉宽调制讯号无关，因此无论外部脉宽调制讯号为何规格，皆可与风扇侧相匹配。
【附图说明】
图1为根据本实用新型一个实施例的风扇速度控制的电路图；
图2为图1中的脉宽调制讯号经过处理前后的对照图；及
图3为根据本实用新型另一个实施例的风扇速度控制的电路图。
【具体实施方式】
以下以具体实施例，对本实用新型揭示的各形态内容加以详细说明。
敬请参阅图1，为一以脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulation)方式控制风扇转速的电路图。该风扇包括一脉宽调制讯号(下称「PWM讯号」)的接收端10，用于接收一风扇外部的PWM讯号发生器50产生的PWM讯号。若应用于一计算机系统，该PWM讯号发生器50可以直接整合于计算机系统的主机板电路中。在该实施例中，与该接收端10连接的是一光耦合器20，该接收端10接收该PWM讯号发生器50的一原始PWM讯号(PWM1讯号)后，然后该光耦合器20作为一讯号转换元件，将该原始PWM讯号转换成新的PWM讯号(PWM2讯号)，用于控制风扇的驱动电压，从而可调整风扇马达的转速。该光耦合器20是由一发光二极管D及一光敏晶体管T封装在一起形成的单一元件。该实施例中，将光敏晶体管T的集电极作为输出端24。
由光耦合器20输出的PWM2讯号具有与风扇相匹配的电压幅度，并能维持与PWM1讯号相同的占空比(Duty Cycle)，此将结合参照图2详加说明。
续请参照图2，PWM讯号发生器50发出的PWM1讯号由一串连续的高、低电位讯号组成。当PWM1讯号为低电位时，电源V1的电压经由电阻R1加载到发光二极管D正极，光耦合器20的发光二极管D导通并发光，该光敏晶体管T导通，光耦合器20的输出端24接地，PWM2讯号为低电位。若PWM1讯号为高电位时，光耦合器20的发光二极管D截止，该光敏晶体管T亦截止，电源V2流过电阻R2向风扇马达供电，光耦合器20的输出端24为高电位，因此PWM2讯号为高电位。可以看出，图2中是光耦合器20为同相输出的情况，经过光耦合器20转换得到的PWM2讯号与PWM1讯号同相，且高、低电位的比例相等，因此两者的占空比相同。图示的PWM讯号具有A、B、C三区，占空比分别为25％、50％、75％，每一区的PWM1讯号与PWM2讯号皆能保持相同的占空比。
从电路分析可知，PWM2讯号与PWM1讯号藉由光耦合器20完全隔离。PWM2讯号的电压幅度仅与电源V2与电阻R2有关，而该电源V2与电阻R2是属于风扇侧内部参数，因此无论PWM1讯号的电压幅度为何，该PWM2讯号一定可以与风扇相匹配。
而且，假使风扇端的电压异常或损坏，亦不会从风扇侧反向回流至主机板，造成损坏。另外，除传递正常的占空比讯息外，光耦合器20亦可以隔离PWM1讯号中的噪声从而得到更加纯净的PWM2讯号，有效减少风扇的误判情况。
请参照图3，为另一种以脉宽调制方式控制风扇转速的电路图。此实施例利用一光耦合器220作为讯号转换元件，将PWM讯号发生器50发出的原始的PWM1讯号转换为新的PWM2讯号，以此PWM2讯号来控制风扇的驱动电压，从而控制风扇的转速。该实施例中，将光敏晶体管T的发射极作为该光耦合器220的输出端224，以与第一实施例类似的分析可知，该光耦合器220的输出为反相输出，即当PWM1讯号的电位为高时，PWM2讯号的电位为低。因此，根据实际需要，利用光耦合器220可以很容易地实现同相与反相输出。

Claims (9)

1.一种以脉宽调制方式控制转速的风扇，其包括一脉宽调制讯号接收端，其特征在于：该风扇包括一与该接收端连接的光耦合器，该接收端接收一原始脉宽调制讯号后，该光耦合器将该原始脉宽调制讯号转换成一用于控制风扇驱动电压的新的脉宽调制讯号。
2.如权利要求1所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该原始脉宽调制讯号是由一计算机系统的主机板发出。
3.如权利要求2所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该新的脉宽调制讯号与该原始脉宽调制讯号同相。
4.如权利要求2所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该新的脉宽调制讯号与该原始脉宽调制讯号反相。
5.如权利要求2所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该新的脉宽调制讯号与原始脉宽调制讯号保持相同的占空比。
6.一种以脉宽调制方式控制转速的风扇，其包括一脉宽调制讯号接收端，用于接收一来自风扇外部的脉宽调制讯号，其特征在于：该脉宽调制讯号接收端连接一讯号转换元件，该讯号转换元件调整该脉宽调制讯号的电压幅度，使之与风扇相匹配。
7.如权利要求6所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该讯号转换元件为一光耦合器。
8.如权利要求7所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该脉宽调制讯号是由一计算机系统的主机板发出。
9.如权利要求8所述的以脉宽调制方式控制转速的风扇，其特征在于：该脉宽调制讯号在调整电压幅度前后保持相同的占空比。
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