TW200815678A - Fan system and control device thereof - Google Patents

Description

200815678 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別關於一 本發明係關於一種系統及其控制裝置 種風扇系統及其控制裝置。 【先前技術】 由於電子裝置性能與處理速度提升，所使料電子 # 兀件集積度提高，故散熱需求也越大，其中一種作法係 裝設風扇於電子裝置中，用以進行散熱。藉由風扇的， 制裝置依據環境溫度調整風扇的轉速，用以感測溫度之 感測元件，例如熱敏電阻器，即指對溫度變化敏感，且 係隨著溫度變化而改變電阻值之電阻器，而依據溫度與 電阻值的關連性可分為正溫度係數（p〇sitive temperature coefficient，PTC)與負溫度係數

temperature ⑶ efficient，NTC)二種熱敏電阻器，PTC # 熱敏電阻器即為當溫度升高則電阻值係跟著增加，而 NTC熱敏電阻器則為溫度升高而電阻值係下降；熱敏電 阻為'現在已經廣泛應用於電子裝置作為溫度感測元 件’以利電路的控制及補償。 請參照圖1所示，一種習知之風扇系統1係包括一 • 感測模組11、一驅動模組12以及一馬達13，而該感測 模組11係具有一電阻器r及一熱敏電阻器rTH，該電 阻裔R之一端係接收該驅動模組12之一工作電壓VI， 另一端係與該熱敏電阻器RTH之一端電性連接，且該 5 200815678 熱敏電組态RTH係用以接收並依據一外界溫度的變化 而轉換電阻值，並與該電阻器R將該工作電壓VI分 壓，而產生一感測溫度訊號S1，並傳送至該驅動模組 12’该驅動模組12係依據該感測溫度訊號Sl而產生一 控制訊號S2,以控制該馬達13之轉速，該感測溫度訊 號S1係為一電壓值。在此係以該驅動模組12為一晶 片，並具有複數個腳位，且其中之一腳位VREG係提供 該工作電壓V1，另一腳位VTH係接收該感測溫度訊號 S1為例。 然而，當操作、組裝或安裝該風扇系統丨時，該風 扇系、、、先1由於展動或外力之影響，會造成該熱敏電阻器 從該風扇系統1脫落或斷掉，使該風扇系統丨不能 隨著該溫度之變化而改變，即該馬達13繼續維持原先 之轉速。若該風扇系統丨持續運作，則該溫度係逐漸上 ^ ’但4馬達13依然維持相同轉速，則該風扇系統1 =因整體過熱而導至損壞，不僅降低可靠度與使用效 月b，更因需常替換而提升使用成本。 目g為了改善上述方法，則於當該熱敏電阻器RTH 月兄洛或斷掉時，使該馬達13之轉速為全速；欲達到此 種方式，則須挑選該熱敏電阻器RTH之電阻值例如 5ΚΩ二且該電阻器R之阻值需小於5κω，以於該熱敏 電阻裔RTH脫落或斷掉時，則因該電阻器R之電阻值 很小，使流進該驅動模組12(VTH)的電流夠大，而使 該驅動模組12可產生控制訊號S2以控制該馬達13之 200815678 速為王& ’此種方式所f的該熱敏f阻H RTH之電 阻值較小，故於選用易受限制。

睛茶照圖2所示，另—改善方式係改以-12伏特 之ί、應电源V2以供應該感測模組u，則不論該敎敏電 :請Η及該電阻器R之電阻值大小，亦可於：熱敏 電阻裔R™脫落或斷掉時’控制該馬達13之轉速為全 速。然而，當該熱敏電阻器RTH未脫落或斷掉時，其 感測溫度越低，電阻值越A，故與該電阻器^該供應 電源V2分壓後，所產生之該感測溫度訊號si之值， 將大於該驅動模組12内部之一設定電壓，直接導致該 馬達13之轉速為全速’此—環境溫度低但風扇轉速卻 為全速的情況不僅浪費能源，且與原先設計功能背道而 驰0 爰因於此，如何提供一種能夠於風扇系統的溫度感 測元件異常時，即感測元件脫落或斷掉時，為保護風扇 系統，而使馬達之轉速為全速之風扇系統及其控制裝 置，已成為重要課題之一。 【發明内容】 有鑑於上述課題’本發明之目的為提供一種能夠於 風扇系統的溫度感測元件異常時，即感測元件脫落或斷 掉時，為保護風扇系統，而使馬達之轉速為全速之風扇 系統及其控制裝置。 緣是，為達上述目白勺，依據本發明之一種風扇系統 7 200815678 的控制裝置包括一溫度感測模組、一比較模組以及一驅 動模組。該溫度感測模組係感測並依據一外界溫度以產 生一感測訊號；該比較模組係接收該感測訊號，並依據 該感測訊號及一參考電壓訊號以輸出一比較訊號；該驅 動模組係分別與该溫度感測模組及該比較模組電性連 接，供應該溫度感測模組及該比較模組所需之一工作電 壓’且接收並依據該感測訊號或該比較訊號以輸出一轉 速控制訊號。 為達上述目的，依據本發明之一種風扇系統包括一 控制裝置以及一馬達。該控制裝置係包括一溫度感測模 組、一比較模組及一驅動模組；該溫度感測模組感測並 依據一外界溫度以產生一感測訊號；該比較模組係接收 该感測訊號，且依據該感測訊號及一參考電壓訊號以輸 出一比較訊號；該驅動模組分別與該溫度感測模組及該 比較杈組電性連接，供應該溫度感測模組及該比較模組 所需之一工作電壓，且接收並依據該感測訊號或該比較 訊號以輸出一轉速控制訊號。該馬達係接收並依據該轉 速控制訊號以控制該馬達之轉速。 士承^所述，因依據本發明之一種風扇系統及其控制 衣置係藉由该控制I置之一溫度感測模組感測一外界 酿度以產生一感測訊號，並藉由一比較模組將該感測訊 號及：參考電壓訊號比較後輸出-比較訊號，再藉由一 驅動核組依據g感測訊號或該比較訊號控制—馬達之 轉速Λ自知技術相較，本發明之風扇彡統及其控制裝 200815678 置比較該參考電壓訊號及該感」 統是否處於正常狀態，並於該參考雷二以lJ斷该風扇系 訊號時’即該風扇系統為異;狀態小=感測 比較模組利用比較該參考電壓：二方;\除了可藉由該 於異常狀態時，㈣該風扇系統處 該風扇系統之整體運作 =故不僅保瘦 度與使用效能。 t進而&升錢扇系統之可靠 【實施方式】 :下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例 種風扇糸統及其控制裝置。 請參照® 3所示，依據本發明較佳實施例之一種風 羽糸統2包括-控制裝置2 i以及—馬達2 2。於本實施 例^ ’該控制裝置21 #具有一溫度感測模組2 i i、-比 較模組212及一驅動模組213。 忒概度感測模組211係具有一感測元件2丨丨丨，故可 :由該感測元件2111感測一外界之溫度，再依據該溫 又以轉換產生一感測訊號S3，而該感測元件2111並無 二制於Λ她上係可為一熱敏電阻器，在此係以該熱敏 電阻器為負溫度係數（NTC)熱敏電阻器為例；另外， 垓感測訊號S3亦無限制，在此係可為一電壓值。 該比較模組212係具有一比較器2121，其係與該 9 200815678 溫度感測模組211電性連接；該比較器2121係具有_ 第一輸入端II、一第二輸入端12及一輸出端〇，該比 較模組212係藉由該比較器2121之該第一輸入端丨丨接 收一參考電壓訊號S4，該第二輸入端12接收該感測訊 號S3，该比較器2121係比較該感測訊號S3及該參考 電壓訊號S4之值的大小，並根據比較的結果於該輸出 端〇輸出一比較訊號S5 ;於本實施中，該參考電壓訊 號S4並無限制，於實施上係為一電壓值，而該比較器 2121亦無限制，係可為一運算放大器，該比較訊號s5 於貫施上係可為一高電位訊號或一低電位訊號。 —該驅動模組213係具有一第一端部、一第二端部及 一第^端部，且該驅動模組213並無限制，係可為一微 ，理器或一晶片，該驅動模組213係具有複數個腳位， 實施上’該第—端部係為VTH腳位，該第二端部係為 RMI腳位，* §彡第三端部則為—vreg腳位。於本實施 例中，該驅動模組213係分別與該溫度感測模組2ιι及 該比較模組212電性連接，以使該第—端部接收該感測 訊號S3，該第二端部接收該比較訊號s5，並依據該感 測《 S3或該比較訊號S5以輸出—轉速 S6三此外，該驅動模組213係透過該第三端部產生一工 f电[V3係用以供應該溫度感測模、组211及該比較 扠、、且2 12。此外，於正常狀態下，該參考電壓訊號％ 需小於該工作電壓V3。 另外，於本實施例之該驅動模組213中，當該第二 10 200815678 立而邰於接收該比較訊號S5為該低電位訊號時，則會使 °亥第一端部内部之電路接地，而使該轉速控制訊號S6 控制該馬達22以全速運轉。 π苓照圖4所示，本實施例之該溫度感測模組2 i工 ^括一第一電阻器R1及一感測元件2111 ;該第一電阻 R1之一端係接收該驅動模組213之該工作電壓V3， j感測兀件2111之一端係與該第一電阻器R1之另一端

%性連接，以轉換產生該感測訊號S3，該感測元件2ιιι 之另一端則接地。 忒比較杈組212包括一比較器2121、一第二電阻 =一第三電阻器R3、一第四電阻器r4及一第五 2器R5;而該比較器2121係具有一第一輸入端n、 二弟輪入端12及一輸出# 0，本實施例之該比較器 i &、之比較方式及結果已於上述實施例詳述，故亦不 抹述:在此圖所示電路中，該第二電阻器R2之一端 性連：该：：電壓V3，其另一端與該第-輸入端11電 4L 電阻器R3之一端係與該第-輸入端11 “ Ϊ”生該參考電壓訊號S4,其另—端係接地； 二四電阻器R4之一端係接收該工作電壓V3，其另一 ㈣笛+ 电庄遷接，5亥弟五電阻器R5之一端係 接3亥^電阻$R4之該另—端及該輸出端Q電性連 r 貝轭例之該第二電阻器R2及該 币一包阻裔R3係甩以脸分 該參考電壓訊號S4,而:第：壓VREG分壓以產生 而5亥第四電阻器R4及該第五電阻 200815678 裔R5係用以將該比較器2121輸出之訊號分壓以產生該 比較訊號S5。 睛再芩照圖3與圖4所示，於本實施例中，該馬達 22係接收該轉速控制訊號S6，並依據該轉速控制訊號 S6控制該馬.達22之轉速。 請再參照圖4所示，該風扇系統2之作動如下：當 該風扇系統2於正常狀態時，即該感測元件2丨u未受 到任何外力而斷開或鬆脫時，該感測元件21U係自外 界感測該溫度，並利用該第一電阻器R1與該感測元件 2111分壓以轉換產生該感測訊號S3，該溫度感測模組 211並將遠感測訊號§ 3分別送至該驅動模組213及該 比較模組212，而该比較模組212之該第二電阻器R2 及該第三電阻器R3將該驅動模組213所提供之該工作 電壓V3分壓，以產生該參考電壓訊號S4，該比較器 2121係藉由該第一輸入端n接收該參考電壓訊號s4， 忒第二輸入端12接收該感測訊號S3，以比較該參考電 G Λ號S4及遠感測訊號§3之值的大小，由於該風扇系 統2之該參考電壓訊號S4係大於該感測訊號S3並小於 工作電壓V3,而該比較器2121則於輸出端〇輸出該比 較訊號S5，並利用該第四電阻器R4及該第五電阻器 R5分壓後送至該驅動模組2丨3，而依據該驅動模組2 u 的特丨生，於此狀悲下，該驅動模組213僅依據該感測訊 戒S3之值的大小，以產生該轉速控制訊號86控制該馬 達2 2之轉速。 '' 12 200815678 而當該感測元件2111因故斷掉或鬆脫時，該工作 私壓V3經由該第一電阻器R1後得到的該感測訊號S3 之值，幾乎與該工作電壓V3相同，故此時該參考電壓 訊號S4係小於該感測訊號S3，該比較器2121於輸出 端〇輸出該比較訊號S5係為低電位訊號，而依據該驅 動模組之特性，此時該驅動模組213僅依據該比較訊號 S5而產生该轉速控制訊號S6，以控制該馬達22全速運 轉。

由於該風扇系統2係藉由該控制裝置 ^ ------> A 1 < 5¾ 早父 模組212比較該參考電壓訊號S4及該感測訊號％值之 大小以於忒麥考電壓訊號S4大於該感測訊號且小 於工作電壓時’即-般狀態，由該驅動模組213依據該 感測訊號S3以產生該轉速控制訊號％而控制該 22之轉速；或於該感測元# 2111脫落或斷掉時，該參 考電壓訊號S4係小於該感測訊號S3，而由該驅動模植 213依據該比較訊號S 5以控制該馬達2 2全速運轉。 _此種方式，不僅可藉由該比較模組2U比較該參考 S 3 ”及，測訊號S 3值之大小，以判斷該感測 凡件2111疋否脫洛或斷掉，更可於該感測元件叫 落或斷掉’而不能感測該溫度時，該風扇系统 達2::不受影響而全速運轉’故不僅保 二 用效能。 孓了罪度與使 綜上所述’本發明之—種風I㈣及其控制装置係 200815678 藉由該控制裝置之-溫度感測模組感測 以產生一感測訊號，並與一比較模組所具有《丄：，皿度 壓訊號比較後輸出-比較訊號，再藉由 參考電 該感測訊號或該比較訊號控制—馬達之轉速。 術相較，本發明之風扇系統及其控制裝巧：：支 =號及該感測訊號，以判斷該風扇系統是否處:正; ”’並於該參考電壓訊號小於該感測訊號時，”： 1統為異常㈣’❹生—轉速控制 ^ ，轉速為全速，此種方式除了可藉由該比較模:= =參考電壓訊號及該感測訊號以判斷該風扇二 否為正常狀態外，更可於該湿戶 《糸、、先疋 控制該馬達的轉速為全速，故^^ ^^狀態時’ 體運作，更進而提升該風扇系統之可靠°度$與：整 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者 ^ 離本發明之精神與範.壽，而對其進行之等 == 更，均應包含於後附之申請專利範圍中。/或欠 【圖式簡單說明】 種習知之風扇系統之示意圖； 圖為另一種習知之風扇系統之示音圖. 圖3為依據本發明 ~ 示意圖，·以及 半又垃η靶例之一種風扇系統之 圖4為依據本發明奢 感測模組及比較模組係為扇系統，且溫度 34 200815678

元件符號說明： 1、2 風扇系統 11 感測模組 12 驅動模組 13、22 馬達 21 控制裝置 211 溫度感測模組 2111 感測元件 212 比較模組 2121 比較器 213 驅動模組 11 第一輸入端 12 第二輸入端 0 輸出端 R 電阻器 R1 第一電阻器 R2 第二電阻器 R3 第三電阻器 R4 第四電阻器 R5 第五電阻器 S1 感測溫度訊號 S2 控制訊號 S3 感測訊號 S4 參考電壓訊號 S5 比較訊號 S6 轉速控制訊號 VI、V3 工作電壓 V2 供應電源 RTH 熱敏電阻器 15

Claims (1)

1. 200815678 十、申請專利範圍： 1、 一種風扇系統的控制裝置，包括·· 一溫度感測模組，係感測並依據一外界溫度以產生 一感測訊號； 一比較模組，係接收該感測訊號，且依據該感測訊 號及一參考電壓訊號以輸出一比較訊號；以及 一驅動模組，係分別與該溫度感測模組及該比較模 組電性連接’供應該溫度感測模組及該比較模組 所需之一工作電壓，且接收並依據該感測訊號或 該比較訊號以輸出一轉速控制訊號。 2、 如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該感 測訊號係為一電壓值。 3、 如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該比 較訊號係為一高電位訊號或一低電位訊號。 4、 如申請專利範圍第3項所述之控制裝置，其中當該 參考電壓訊號大於該感測訊號時，該比較訊號係為 該高電位訊號。 5、 如申請專利範圍第4項所述之控制裝置，其中該參 考電壓訊號之電壓係小於該工作電壓。 6、 如申請專利範圍第3項所述之控制裝置，其中當該 參考電壓訊號小於該感測訊號時，該比較訊號係為 该低電位訊號。 7、 如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該溫 度感測模組係具有一感測元件，藉由該感測元件感 16 200815678 測並依據該外界溫度以轉換產生 、如申請專利範圍第1項所述之控制J署… 度感測模組係包括： & ’其中該溫 9、

   10、 一第$阻為’其一端係接收該工作電壓；以及 -感測元件’其一端係與該第一電阻器之另一端電 性連接以轉換產生該感測訊號，其另—端接地。 如申請專利範圍第7 4 8項所述之控制裝置，其中 5亥感測元件係為一熱敏電阻器。 如中請專利範圍第7或8項所述之控制裝置，其十 該感測元件係為一正溫度係數熱敏電阻器或一負 溫度係數熱敏電阻器。 1如申4專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該比 較模組係具有一比較器，該比較器具有一第一輸入 >而、一第二輸入端及一輸出端，該第一輸入端接收 該參考電壓訊號，該第二輸入端接收該感測訊號，

   該比較器比較該參考電壓訊號及該感測訊號，以於 該輸出端輸出該比較訊號。 12、如申請專利範圍第η項所述之控制裝置，其中該 比車父器係為一運算放大器。 13、如申請專利範圍第1項所述之控制裝置，其中該比 較模組係包括： 一比較器，係具有一第一輸入端、一第二輸入端及 一輸出端，該第二輸入端接收該感測訊號，該輸 出端輸出該比較訊號； 17 200815678 第二電阻器，其一端係接收該工作電壓，其另一 端與該第一輸入端電性連接； 第一兒阻，其一端係與該第一輸入端電性連招 以產生該參考電壓訊號，其另一端接地； =四電阻器，其一端係接收該工作電壓，其另一 端與該輸出端電性連接；以及 第五電阻器，其一端係與該第四電阻器之該另一 端及該輸出端電性連接，其另一端接地。 14、 15、 16、

   如申請專利範圍第13項所述之控制裝置，其中該 比較器係為一運算放大器。 如申請專利範圍第！項所述之控制裝置，其中該驅 動模組係為一微處理器或一晶片。 一種風扇系統，包括：

   才工制I置，係包括一溫度感測模組、一比較模組 及一驅動模組，該溫度感測模組感測並依據一外 界之溫度以產生一感測訊號，該比較模組係接收 忒感測訊號，且依據該感測訊號及一參考電壓訊 唬以輸出一比較訊號，該驅動模組分別與該溫度 感測模組及該比較模組電性連接，供應該溫度感 測模組及該比較模組所需之一工作電壓，且接收 並依據該感測訊號或該比較訊號以輸出一轉速控 制訊號；以及 馬達，係接收並依據該轉速控制訊號以控制該馬 達之轉速。 18 200815678 17、如申請專利範圍第16項所述之風扇系統，其中該 感測訊號係為一電壓值。 如申請專利範圍第16項所述之風扇系統，其中該 比較訊號係為一高電位訊號或一低電位訊號。 如申請專利範圍第18項所述之風扇系統，其中當 該參考電壓訊號大於該感測訊號時，該比較訊號係 為該高電位訊號。 如申請專利範圍第19項所述之風扇系統，其中該 參考電壓訊號之電壓係小於該工作電壓。 如申印專利範圍第1 8項所述之風扇系統，其中當 忒參考電壓訊號小於該感測訊號時，該比較訊號係 為該低電位訊號。 如申明專利範圍第丨6項所述之風扇系:统，其中該 舰度感測杈組係具有一感測元件，藉由該感測元件 感測並依據该溫度以轉換產生該感測訊號。 如申請專利範圍第16項所述之風I系統，其中該 溫度感測模組係包括： 第電阻器，其一端係接收該工作電壓；以及 感則元件，其-端係與該第一電阻器之另一端電 ^連接以轉換產生該感測訊號，其另—端接地。 ,^ 固弟22或23項所述之風扇系統，其 9 μ 4 /則元件係為一熱敏電阻器。， 、如申請專利 φ 弟22或23項所述之風扇系統，其 干5亥感測元件传发_ 係為一正溫度係數熱敏電阻器或一 18 19 20 21 22 23 19 200815678 負溫度係數熱敏電阻器。 26'如中請專利範圍第16項所述之風扇系統，其中該 比較杈組係具有一比較器，該比較器具有一第一輪 入知、一第二輸入端及一輸出端，該第一輸入端接 收。亥茶考電壓訊號，該第二輸入端接收該感測訊 號，該比較ϋ比較該參考電壓訊號及該感測訊號， 以於該輸出端輸出該比較訊號。

   2 7、如中請專·圍第2 6項所述之風❹統，其中該 比較裔係為一運算放大器。 28、如中請專利範圍第16項所述之風扇系、统，其中該 比較模組係包括： 較器，係具有-第一輸入端、一第二輸入端及 輸出端，该第二輸入端接收該感測訊號，該輸 出端輸出該比較訊號； 第一電阻器，其一端係接收該工作 1

   2與該第一輪入端電性連接； 士 第三電阻器’其-端係與該第—輸入端電性連接 ^產生該參考電壓訊號，其另—端接地； 弟四電阻器’其一端係接收該工作電壓，其另— 端與該輪出端電性連接；以及 另一 中該 =五電阻器，其一端係與該第四電阻器 端及該輸出端電性連接，其另_端接地 =申請專利範圍第28項所述之風扇系統 比較器係為一運算放大器。 20 29 200815678 30、如申請專利範圍第16項所述之風扇系統，其中該 驅動模組係為一微處理器或一晶片。

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