TW200533844A - Fan regulator with excess temperature signaling, particularly for a voltage supply device - Google Patents

Description

200533844 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及到在組件中的通風機調節電路。 【先前技術】 通常將通風機調節電路構成爲集成電路並且在 提供。其中該晶片具有多個也被稱爲接腳（Pin)的連 其在內部與集成電路的幾個元件相連接和在外部引 電路或引向電壓供應。通風機調節電路與集成的電 • 振盪器共同從在接腳之一上的取決於溫度的信號中 以改變的脈衝信號，以便改變轉速。在此，取決於 信號通常是由簡單的具有負溫度系數（NTC)的溫度 阻產生的。在此電壓控制振盪器同樣常常與一個引 R C元件的晶片接腳相連接，通過該R c元件可以調 控制振盪器的脈衝信號的基本頻率。 將由電壓控制振盪器生成的脈衝信號輸送給轉 塊，轉速調整塊將通風機的當前轉速與轉速額定値 ® 較並將相應的模擬調整信號輸出給外部的通風機。 定轉速用可以改變的脈衝信號表示。通風機轉速的 通過晶片內的其他電路用適當的方法從通風機電流 狀中求出。在此將通風機轉速同樣作爲數字輸出信 片中輸出。 因此，這種集成電路依賴於溫度測量電阻進行 轉速調節。有意義的是，特別是利用這種集成電路 算機電壓供應裝置的通風機。其中將溫度測量電阻 晶片中 接點， 向其他 壓控制 產生可 溫度的 測量電 向外部 整電壓 速調整 進行比 在此額 當前値 曲線形 號從晶 通風機 調節計 安裝在 200533844 、 電壓供應裝置內並測量電壓供應裝置的消耗功率或者熱功 率。此外提供：當溫度升高時不僅改變通風機轉速，而且 在相應高的溫度時發送過溫信號。當電壓供應裝置內的溫 度更高時適宜的是，產生針對所連接的計算機的關閉信號 ，以保護電壓供應裝置不受損壞。 爲此在通常情況下人們在晶片上設置額外的接腳。然 而在所使用的8-接腳組件中已經佔用了所有接腳，因此在 使用其他接腳的情況下迄今爲止的8-接腳殼體就不夠用了 # 。然而有較高數目的連接觸點的殼體造成更高成本並且也 許還引起意味著其他費用的生產調整。 【發明內容】 因此本發明的任務是規定一種調節電路，這種調節電 路不僅發送過溫警報信號而發送過溫關閉信號且只需要盡 可能少的數目的連接接腳。 此任務利用獨立申請專利範圍的主題來解決。 通風機調節電路在其內部包括第一和第二信號輸出端 ^ 、控制輸出端以及第一和第二信號輸入端。在該通風機調 節電路中設置了轉速額定値電路，用於控制轉速額定値電 路確定，該轉速額定値電路具有至少一個輸入端，用於將 取決於溫度的信號輸送給第一信號輸入端，並被構造用於 將數値連I買的或者模擬的控制信號輸出給通風機調節電路 的電壓控制振盪器，該電壓控制振盪器依賴於第一信號輸 入端上的取決於溫度的信號。因此轉速額定値電路從取決 於溫度的ig號中產生代表轉速額定値的數値連續的控制信 200533844 、 號。電壓控制振盪器具有一個輸出端，用於輸出依賴於數 値連續的控制信號的脈衝信號。此外在通風機調節電路上 設置了脈衝識別電路與第二信號輸入端相連接並被構造用 於從施加在通風機調節電路的第二信號輸入端上的信號中 確定通風機轉速値。因此該脈衝識別電路從第二信號輸入 $而上的kf應於通風機轉速的信號中最佳地產生數字信號。 此外通風機調節電路具有一個調整塊，該調整塊具有第一 輸入端和脈衝信號輸入端。該第一輸入端與脈衝識別電路 • 的輸出端相連並被構造用於輸送通風機轉速値。該調整塊 的脈衝信號輸入端與電壓控制振盪器的輸出端相連。該調 整塊包括一個輸出端，這個輸出端通過可以開關的逆變器 與通風機調節電路的信號輸出端相耦合。此外它還包括第 二輸出端，這個輸出端與通風機調節電路的控制輸出端相 耦合。調整塊被構造用於將代表通風機轉速的轉速信號輸 出給第一輸出端和將通風機控制信號輸出給通風機調節電 路的控制輸出端。最後通風機調節電路具有一個比較電路 ® ，該比較電路具有兩個閾値。該比較電路被構造用於將在 第一信號輸入端上的取決於溫度的信號與兩個閾値進行比 較。當超過第一個閾値時它輸出一個信號給可以開關的逆 變器，用於反轉通風機轉速信號，和當超過第二個閾値時 它在通風機調節電路的第二信號輸出端上產生過溫信號。 因此按照本發明的通風機調節電路通過將通風機轉速 値信號進行反轉而產生過溫警報。在第二閾値時應通過通 風機冷卻的裝置存在危險，當超過第二個溫度閾値時，通 -7- 200533844 、 風機調節電路向第二信號輸出端輸出最佳地用於關 裝置的過溫信號。因此按照本發明的通風機調節裝 兩個附加信號，而此不必設置附加的端子。最佳地 本發明的通風機調節電路可以集成在只有八個外部 已有的組件中，這樣節約成本地繼續使用該組件。 調節電路的信號輸出端或者信號輸入端由該組件的 點或者接腳構成。 在本發明最佳的安排中通風機調節電路的電壓 Φ 盪器有一個輸入端，這個輸入端通過第二信號輸出 於調整基本脈衝的外部電路相耦合。最佳的是其中 整裝置有一個電容和一個歐姆電阻。因此它們構成 件。這樣構造電壓控制振盪器，使得其借助與第二 入端相連接的R c元件和借助轉速額定値電路的數 的控制信號在其輸出端上產生脈衝信號。 電壓控制振盪器通過這種具有外部R C元件的 以調整基本頻率。這能夠使整個通風機調節電路具 ®的靈活性。 在本發明的改進方案中，通風機調節電路具有 額定値電路的第二信號輸入端相連接的第三信號輸 轉速額定値電路現在被構造用於依賴於施加在第二 上的信號將數値連續的控制信號輸出給轉速額定値 當取決於溫度的信號施加在第一信號輸入端期間， 第三信號輸入端最佳地用於例如計算機母板的外部 定。轉速額定値電路依賴於在通風機調節電路的第 閉整個 置產生 ，按照 觸點的 通風機 外部觸 控制振 端與用 頻率調 RC元 信號輸 値連續 構造可 比較高 與轉速 入端。 輸入端 電路。 此時將 轉速設 一和第 200533844 、一丨5號畅入細5上施加的兩個信號產生數値連續的控制信號 即使利用弟二fg號輸入端’外部觸點的數目也不會被擴 大到超過八個。 在其他最佳的安排中，調整塊與通風機調節電路的控 制輸出端的耦合是通過另一個電路進行的，該電路最佳地 被構造用於在過溫信號施加在第二信號輸出端上的同時將 最大的通風機控制信號輸出給通風機調節電路的控制輸出 端。由此在通風機調節電路的控制輸出端上不依賴於調整 • 塊的輸出信號而產生通風機轉速的最大控制信號。如果在 施加過溫信號時調整塊以及電壓控制振盪器是關閉的並且 不輸出最大的通風機控制信號，那麼這是特別有的。由此 避免在過溫信號時由於故障通風機被關閉，然而電壓供應 保持繼續運行。 在本發明的改進方案中過溫信號是由供電電勢構成的 。替代地，在本發明的另一個改進方案中過溫信號是由參 考電勢、最佳地是由接地電勢構成的。 ^ 最佳地，在具有電流供應裝置的計算機系統中使用通 風機調節電路，其中電流供應裝置包括至少一個通風機裝 置和一個溫度測量裝置。在此取決於溫度的由溫度測量裝 置產生並且輸送到通風機調節電路的第一信號輸入端。將 通風機調節電路的第二信號輸出端上的過溫信號用於關閉 計算機系統的電流供應裝置。按照本發明的通風機調節電 路可以這樣在不需要比較大的改動的情況下在已有的計算 機系統中實現。同時可以繼續使用有的8-接腳殼體。 200533844 _ 【實施方式] 在第1圖中可以看到按照本發明的通風機調節電路。 將其使用在由點划線表示的包括八個接腳的組件中，其中 個接腳與通風機調節電路1的一個信號輸入端或者一個信 號輸出端相連接。該組件的兩個接腳被構造用於輸送在本 實施例中爲1 2 V的供電電勢V D D和接地電勢V S S。這兩個 接腳通過兩個輸入端8或9示意性地示出。 通風機調節電路包括具有兩個輸入端的轉速額定値電 • 路η °轉速額定値確定的一個輸入端是與通風機調節電路 的第一信號輸入端4相連的，這個信號輸入端引向包括溫 度測量電阻的分壓器。轉速額定値確定的第二輸入端引向 信號輸入端7。在該信號輸入端7上施加用於外部轉速設 定的信號FanC。這個信號例如由計算機母板輸出。此外， 轉速額定値電路1 1具有與電壓控制振盪器1 2相連的輸出 端η 4 〇 電壓控制振盪器包括另一個信號輸出端，這個信號輸 ^出端引向第二信號輸出端3並構成振盪器接腳。第二信號 輸出端3或者振盪器接腳在通風機調節電路內通過開關與 供電電勢V D D相耦合。在通風機調節電路和殻體之外，將 該第一 fe號輸出端連接到二極管D 1、電容器C 1以及電阻 R 1上，該電阻的另一端子同樣與電勢V D D相連。 輸出端1 2 1上的脈衝信號頻率可以通過在電壓控制振 盪器控制輸入端1 2 3上的轉速額定値電路丨丨的控制信號進 行調整。 •10 - 200533844 . 將輸出端1 2 1上的脈衝信號輸入到數字調整塊1 4的輸 入端1 4 2。該數字調整塊此外包括第二輸入端1 4 1，這個輸 入端與脈衝識別電路1 3相連。該脈衝識別電路連接在通風 機調節電路的第5號輸入接腳上。將代表通風機l 1的電流 曲線形狀的信號RS IN輸送給第5號輸入接腳。脈衝識別電 路1 3用適當方法從信號R S IN中求出通風機的轉速並將代 表轉速的數字信號繼續傳送到調整塊1 4的第一輸入端上 。該調整塊1 4將輸入端1 4 1上代表通風機當前轉速的信號 ® 與輸入端1 4 2上通過脈衝信號設定的所希望的轉速進行比 較。該調整塊1 4產生模擬控制信號並將其在輸出端1 4 4上 輸出。 輸出端144是與電路17相連的，該電路17將在其輸 出端上的控制信號通過電阻輸送到場效應晶體管T的柵極 端子。晶體管T的柵極控制導電性，因此在通風機調節電 路的控制輸出端6上在V D D和V S S之間調整電勢。該電勢 產生信號TRS OUT並被用於調節通過與通風機L1連接的 ® PNP雙極性晶體管的電流。因此輸出端6上的信號TRSOUT 控制通風機的轉速。 此外信號輸入端4與比較電路1 6相連。該比較電路 16具有兩個輸出端161和162。輸出端161通向逆變器15 ，該逆變器用其輸入端與調整塊1 4的輸出端1 4相連。該 逆變器1 5的輸出端通向通風機調節電路的信號輸出端2， 在其上可以截取通風機的數字轉速信號FanM。該數字信號 FanM由調整塊1 4產生並依賴於比較電路1 6的控制信號通 •11- 200533844 . 過逆變器1 5在輸出端1 6 1上反轉。 該比較電路1 6的第二輸出端一方面通向晶體管控制 1 7並且另外一方面通向開關S 1。因此，依賴於在比較電路 1 6的輸出端1 62上的控制信號將電勢VDD通過開關S 1傳 送到通風機調節電路的振盪器接腳3上。由此同時這樣接 通晶體管控制1 7，使得在其輸出端上輸出用於晶體管T的 柵極端子的控制信號，因此該晶體管過渡到盡可能低歐姆 的狀態。輸出端6上的控制信號TRSOUT被拉到VSS。 • 按照本發明的通風機調節電路在計算機中運行時，溫 度信號輸入端4與溫度測量電阻NTC相連。這樣布置該溫 度測量電阻，使得它盡可能準確地進行計算機電壓供應裝 置的溫度測量。在本實施例中溫度測量電阻是具有負溫度 系數的取決於溫度的電阻。因此溫度升高時，其電阻減小 。在本實施例中在通風機調節電路的溫度測量輸入端4上 的電壓信號直到溫度爲70 °C時大約爲供電電勢VDD的10% 。超過 70 °C時信號輸入端上的電勢繼續下降。同時信號 β FanC施加在信號輸入端7上，該信號可以在外部附加地提 高轉速。轉速額定値電路1 1從兩個信號中產生一個控制信 號並將該控制信號通過其輸出端1 1 4輸送到電壓控制振盪 器12。 電壓控制振盪器1 2具有第二輸入端1 22，其連接在振 盪器接腳3上並與由電阻R1和電容器C 1構成的外部RC 元件相連。此外在振盪器接腳3上還提供過溫關閉信號。 爲了處理過溫信號設有與沒有示出的計算機電壓供應裝置 -12- 200533844 的過電壓信號輸入端相耦合的二極管D 1。通過輸入端1 2 3 上的控制信號改變電壓控制振盪器的輸出端1 2 1上的脈衝 信號。由此也改變振盪器接腳3上的電壓信號。然而這樣 調整該電壓信號，使得當正常運行時二極管D 1繼續截止， 於是不發送電壓供應裝置過電壓信號。 此外，電壓控制振盪器的輸出端1 2 1上的脈衝信號代 表通風機轉速調節的轉速設定。爲了這個目的，將脈衝信 號輸送到數字轉速調整塊。該數字轉速調整塊1 4將振盪器 Φ 的脈衝信號與通過脈衝識別電路求出的通風機轉速進行比 較。如果由脈衝信號設定的轉速大於通風機的實際轉速， 則該數字轉速調整塊在其輸出端1 44上產生控制信號，這 個控制信號被輸送到電路1 7並且這樣調節晶體管T的柵極 端子，使得通風機調節電路的輸出端6上的輸出電壓降低 。由此提高晶體管TE的導電性，並且使通風機L 1的轉速 提高。如果在相反的情況下轉速被降低，那麼通過調整塊 1 4這樣調整晶體管T的柵極端子上的信號，使得其電阻提 ® 高。由此使輸出端6上的控制電壓提高和使通風機的轉速 降低。 同時調整塊向其輸出端1 4 3輸出數字信號。這個通風 機轉速信號FanM代表當前通風機轉速。它是脈衝長度大 約爲1至4毫秒和佔空因數爲〗7%或更小的周期性的脈衝 信號。與通風機轉速輸出端2耦合的適當的處理電子電路 對信號進行處理並因此得到通風機轉速的量度或者溫度測 量電阻的溫度的量度。 -13- 200533844 . 同時將溫度接腳4上的電壓信號輸送到比較電路1 6。 該比較電路具有兩個閾値。第一個閾値被用於發送過警報 信號，以及第二個閾値被用於發送過溫關閉信號。如果溫 度接腳4上的溫度信號低於過溫警報的閾値時，那麼比較 電路1 6在輸出端1 6 1上輸出激活逆變器電路1 5的信號。 然後將通風機轉速信號FanM進行反轉，因此現在佔 空因數爲83 %或者更高。很容易將這種狀態與沒有溫度警 報的狀態、即佔空因數爲1 7%或更小區別開來。與以前一 ® 樣也用反轉的佔空因數發送通風機轉速信號。當在沒有溫 度警報的情況下關閉通風機時，通風機轉速信號FanM持 續爲邏輯0，當關閉通風機時在輸出端2上通過反轉持續 發送邏輯1信號。因此數字處理電路可以用簡單方法執行 附加的保護措施，例如通知用戶。 當溫度繼續上升時，通風機調節電路的溫度測量接腳 4上的信號降低到低於比較電路1 6的第二個閾値。該閾値 發送過溫信號，自該過溫信號起應關閉電壓供應裝置，以 便阻止持久的損壞。比較電路1 6在其輸出端1 6 2上輸出過 溫信號。這個過溫信號接通開關S 1，於是現在在振盪器接 腳3上可以截取供電電勢VDD。二極管D1在正常工作模 式下處於不導電狀態，而現在它過渡到導電狀態，並且在 電流供應裝置的過電壓識別的輸入端上近似地施加電勢 VDD並由此施加過溫信號UETP。由此關閉電流供應裝置 。同時將該信號輸送到電路1 7，該電路不依賴於調節電路 1 4的輸出端1 44上的控制信號而通過晶體管T的柵極端子 -14- 200533844 將晶體管接通爲持續導電狀態。因此控制輸出端6上的通 風機控制信號始終是最大的。如果由於故障沒有關閉電壓 供應，則通風機因此以全轉速繼續運行。當在通風機被冷 卻或過溫信號被降低之前重新接通電壓供應時，這特別有 意義。此外通過逆變器1 5將通風機轉速信號FanM持續地 接通爲邏輯〇。這同樣向外發送過溫關閉信號。 利用這些措施，可以在花費不多的實施情況下在現有 的具有8接腳的殻體中附加地發送兩種過溫信息。 在按照第2圖的本發明的另一種安排中，將比較電路 1 6實現在轉速額定値電路1 1中。此外還將逆變器i 5實現 在調整塊1 4中。因此轉速額定値電路除了產生用於電壓控 制振Μ器1 2的控制信號之外還產生兩個其他的附加信號 。過溫警報信號被輸送到調整塊1 4，然後調整塊在輸出端 2上將其轉速輸出信號進行反轉。過溫關閉信號從轉速額 定値電路輸送到電壓控制振盪器，電壓控制振盪器然後閉 合開關S 1並將供電電勢VDD施加到振盪器接腳3上。 最佳地將按照本發明的組件1應用在計算機中，如第 3圖所示。計算機C包括可由信號TRS OUT控制的通風機 L、作爲檢測器的取決於溫度的電阻NTC與接腳3耦合的 網路部分P S。通過接腳3上的過溫信號u E T P將網路部分 關閉。總之分別在組件的接腳2或者接腳3上輸出附加需 要的過溫警報和過溫信號U E T P。繼總利用已經使用的組件 殻體。 200533844 【圖式簡單說明】 下面借助實施例詳細敘述本發明。其中： 第1圖顯示了本發明第一個實施例的框圖； 第2圖顯示了第二個實施例的框圖； 第3圖顯示了具有按照本發明的通風機調節電路的計 算機系統。 【主要元件符號說明】

1 通 風 機 調 節 電 路 2 通 風 機 轉 速 計 接腳 3 振 盪 器 接 腳 4 溫 度 測 量 接 腳 5 轉 速 接 腳 6 控 制 接 腳 7 外 部 轉 速 設 定 8 供 電 電 勢 接 腳 9 接 地 接 腳 11 轉 速 額 定 値 電 路 12 電 壓 控 制 振 盪 器 13 脈 衝 δ萌 別 電 路 14 調 整 塊 15 逆 變 器 16 比 較 電 路 17 電 路 S 1 開 關 -16- 200533844

R1 電 阻 Cl 電 容 器 D 1 齊 納 二 極 管 T 晶 體 管 TE 外 部 晶 體 管 F a η M 通 風 機 轉 速 信號 NTC 溫 度 測 量 電 阻 VDD 供 電 電 勢 VSS 接 地 電 勢 LI 通 風 機 C 計 算 機 PS 網 路 部 分

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Claims (1)

1. 200533844 十、申請專利範圍： 1 .在組件中的通風機調節電路（1 )，包括： -第一和第二信號輸出端（2，3 ); -控制輸出端（6 ); 轉速額定値電路（11 )，其具有至少一個用於將取 決於溫度的信號輸送到第一信號輸入端（2)的輸入端，並 且被構造用於將依賴於取決於溫度的信號的數値連續的 控制信號輸出給電壓控制振盪器（1 2)， -電壓控制振盪器（1 2)，其具有用於輸出依賴於數 値連續的控制信號的脈衝信號的輸出端（i 2 1 ); '脈衝識別電路（13)，其與第二信號輸入端（5)相連 接並且被構造用以從施加在通風機調節電路（丨）的第二 信號輸入端（5)上的信號確定通風機轉速値； -調整塊（1 4 )，具有用於輸送通風機轉速値的第一 輸入端（141)，具有與電壓控制振盪器（12)的輸出端（121) 相連的脈衝信號輸入端（142)，其中將調整塊（14)構成爲 通過可以開關的逆變器（1 5 )將表示通風機轉速的轉速信 號輸出端給通風機調節電路（1 )的第一信號輸出端（2)以 及將通風機控制信號輸出給與通風機調節電路的控制輸 出端（6)耦合的輸出端； -具有兩個閾値的比較電路（1 6 )，其被構造用於將 取決於溫度的信號與兩個閾値進行比較，其中比較電路 (16)被構造用於當達到第一個閾値時將反轉信號輸出給 可以開關的逆變器（1 5)以將通風機轉速信號進行反轉和 -18- 200533844 當達到第二個閾値時將過溫信號（UETP)輸出給第二信號 輸出端（3)。 2 .如申請專利範圍第1項的通風機調節電路， 其中電壓控制振盪器（12)具有與第二信號輸入端以 及與頻率調整裝置耦合的輸入端。 3 ·如申請專利範圍第2項的通風機調節電路， 其中頻率調整裝置具有一個電容和一個歐姆電阻。 4 ·如申請專利範圍第1項的通風機調節電路， 其中通風機調節電路（1 )具有與轉速額定値電路（丨i) 的第二輸入端連接的第三信號輸入端（7 )，其中轉速額定 値電路（1 1)被構造用於將依賴於施加在第二輸入端上的 信號的數値連續的控制信號輸出給電壓控制振盪器（i 2) 〇 5 .如申請專利範圍第1項的通風機調節電路， 其中調整塊（1 4)的輸出端通過電路（1 7)與通風機調 節電路（1)的控制輸出端（6)耦合，其中電路（17)被構造用 於當過溫信號施加在第二信號輸出端（3 )上時將最大通 風機控制信號輸出給控制輸出端（6)。 6 .如申請專利範圍第1項的通風機調節電路， 其中， 過溫信號由供電電勢構成。 7 ·如申請專利範圍第1項的通風機調節電路， 其中， 將通風機調節電路安裝在最多包括8個外部觸點的 -19- 200533844 y 4 組件中。 8 .如申請專利範圍第1至7項中任一項的通風機調節電路 在具有電流供應裝置的計算機系統中的使用，該電流供 應裝置包括至少一個通風機裝置和一個溫度測量裝置， 其中， 取決於溫度的信號由溫度測量裝置產生，以及第二 信號輸出端（3 )上的過溫信號被用於關閉計算機系統的 電流供應裝置。

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