200926573 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種馬達轉速控制’尤指—種應用於馬 達轉速控制之方法與電路，其中該馬達轉速係根&發埶‘元 件之鄰近溫度來調節控制馬達之轉速，利用馬達所驅動之 風扇冷卻調降該發熱元件之鄰近溫度。 【先前技術】 ο ❹ 許多電子裝置在運作時，因為電子裝置内之電子系統 所包含的發熱元件會產生熱與高溫。為了冷卻電子系統的 發熱元件，風扇是最常用來逸散電子裝置封閉殼體内之熱 空氣。一般而言，個人電腦、伺服器或是相類似之產品‘、，'、 隨著中央處理器（CPU)之使用頻率或負載越高，則會造 成中央處理器（CPU)、溫度之上升。因此電腦、飼服器或 是相類似之產品通常會利用一個或複數個風扇用來逸散 子裝置封閉殽體之熱空氣以雄持電子裝置封閉殼體内適者 之溫度。藉由風扇所產生之空氣流動會幫助逸散系統運; 時所產生之熱。而利用風扇是非常有效能夠確保中央處理 器（CPU)即使在高溫操作下都還能維持正常運作的一 散熱方法。通常這些散熱風扇都是利用直流馬達來控制。 同樣地，在電源供應器或是相類似的產品，隨著負載的辦 加，同樣地會增加電源供應器时熱元件產生更多的^ 咼溫、’因此電源供應器或是相類似的產品通常也會利用二 個或複數個風扇用來逸散電源供應器封閉殼艎内之埶介 以，電源供應器封閉殼體内適當之溫度。同樣 扇也疋非常有效能夠確保電源供應器即使在高溫操作下 ΐίίίίΐ運作的一種散熱方法。這些應用在電源供應 都是利用直流馬達來控制。實際上，該散 熱，扇-般而言都是利用直流馬達來控制，並可以應 許多產品上來冷卻該產品發熱元件所產生的熱與高溫。 200926573 為了省能與降低因為高速空氣流動所產生的噪音，通 常希望能夠對馬達轉速進行適當之控制。譬如，當中央處 理器（CPU )過熱或高負載時，馬達則會以全速運轉。然 而，虽中央處理器（CPU )非處於高負載時，則通常會降 低馬達轉速以達到省能與降低因為高速空氣流動所產生的 噪音的目的。 參閱美國專利證號：7,425, 812所揭露的：系統中風扇之 控制’通常是利用-個風扇控制單元來執行風扇控制的方 法:風扇控制的方法決定了風扇如何用來逸散電子裝置封 閉殼體内之熱空氣以維持電子裝置封閉殼體内適當之溫 ❹度。舉例來說’風扇控制的方法最常使用的方法是：利用 所偵測到的溫度高低來決定風扇轉速之高低。這樣的控制 方法可以包含：當所偵測的溫度足夠低時，降低風扇之轉 速’使風扇轉速操作在最低轉速。 參閱美國專利證號：5, 687, 079所揭露的，利用一熱敏電 阻（thermistor )偵測電腦中空氣之溫度，用以控制電腦 中之風扇轉速，其中該風扇係利用一馬達驅動，且馬達之 電源供應之大小係由控制一電晶體來決定。該電晶體之基 極係連接到具有該熱敏電阻（thermistor)之一電路。當 空氣溫度低於28°C時，一低溫電壓分壓電路提供一低定^ Ο 壓供應給該馬達運轉。當空氣溫度高於40。C時，一高溫電 壓，壓電路提供一高定電壓供應給該馬達運轉。因此，當 空氣溫度低於4(TC，高於28°C時，供應給該馬達之電^ 係自該低定電壓以線性比例方式增加至該高定電壓。請參 閱第1圖，係揭露於美國專利證號：6 617 815，係為^知 技術中供應馬達之電壓與溫度變化之曲線示意圖。如第i 圖所示，縱軸代表供應馬達之電壓，橫軸代表溫度感測器 所偵測到之溫度。當低於一較低溫度Tmin時，利用一較低 之固定電壓Vinin來驅動馬達之運轉。當高於—較高溫度 Tmax時，利用一較高之固定電壓Vmax來驅動馬達之運^。 200926573 當溫度介於該較低溫度Tmin時與該較高溫度Tmax時，則驅 動馬達之電壓係為溫度之線性方程式，其最高電壓為 Vmax，其最低電壓為Vmin。 在習知技術中’參閱美國專利證號：5, 687, 079，有三 個參數需要設定。第一個參數是最小風扇轉速Umin，第二 個參數是較低溫度Tmin，當低於該較低溫度時，則風 扇會操=在最小轉速。第二個參數是較高溫度ΤΜχ，當高 於該較间’皿度Tmax時，則風扇會操作在最高轉速。在習知 技術中並沒有特別的方法來設定這些參數，且這些參數必 須根據所使用的電腦系統與風扇而決定該參數之調整。
200丄,7=第2圖’係揭露於美國專利公開號： = /0047762，係為習知技術中馬達轉速與溫度變化之曲 ί2L縱軸代表供應馬達之電磨，橫轴代表溫度感測 : = =:=較:溫度-時，馬達運轉 定轉速:速該= 性方程式，其最高轉時^馬達轉速係為溫度之線 職為u_’其最低轉速為umin。 發明#二 μ到省能之目的與降低因高速min#電路』 以改善功率效率與功率損失。氣峨動所產生之噪音， 【發明内容】 本發明的主要目的 該馬達控制電路與方法包含三制電路與方法’ 該 。乍：；、：靜音操作模式：及：=作=巧運轉 皿度低於一較低溫度時，」徕作模式，其中當 模式，且該馬達之轉速係為、乍在該無風扇運轉操作 本發明的另一目的為提供一 馬達控制電路與方法包含：種握控制電路與方法， 種操作模式：-無風扇運轉 6 200926573 操作模式、—靜音操作 溫度高於一較低溫度，且ς二及―，卻操作模式，其中當 在該靜音操作模式，且該-j —較咼溫度時，該馬達操作 本發明的另一目的供士轉速係為-固定轉速。 該馬達控制電路與方法勺供一種馬達控制電路與方法， 操作模式、-靜音操作：式：模式：-無風扇運轉 溫度高於一較高温度時， 一冷邠操作模式，其中當 且該馬達之轉逮係為:馬達刼作在該冷卻操作模式， …本發明的另-目的 線性函數。 該馬達控制電路邀方主—”’達控制電路與方法’ =模式以及一冷卻操;度:二風:運轉 =係:;達操作在該無風扇運二; 本發明的另一目的為提供一種民 該馬達控制電路鱼# > 6 、 ”，、達控制電路與方法， 搞从抱』 興方法包含兩種操作模式：一盔重絲 ;作模式以及-冷卻操作模式，其甲當：产4 f轉 度時，該崾磕娃从士从 六r备恤度馬於一較高溫 二a馬達#作在該冷卻㈣ 為該溫度之線性函數或曲線性函數。 馬達之轉迷係 含下述目的’本發明提供一種馬達控制方法，包 =具有一電子系統之封閉殼體内之溫度小於一第一臨 ^度時’操作該馬達在—第—操作模式，其中+該馬達 作ί該第一操作模式時，該馬達之轉速係為零Γ :具有該電子系統之封閉殼體内之溫度大於該第一臨 姐度且小於一第二臨界溫度時，操作該馬達在一第二操 U式’其中當該馬達操作在該第二操作模式時該馬達 之轉速係為一固定轉速；以及 當具有該電子统之封閉般體内之溫度大於該第二臨 I溫度時，操作該馬達在一第三操作模式，其中當該馬i 刼作在該第三操作模式時，該馬達之轉速係為該溫度之 200926573 數作二::大轉速與該固定轉速内。 解。 圖不與蛘細說明，俾得一更深入之了 【實施方式】 電源=本二有=直流轉換器模組化結構之 範圍尸㈣下下:實，::施例說明之，然本發明之㈣ ❹ 轉速：ίΠ二圖：示’係為本案第一較佳實施例之馬達 =溫;速，橫轴代表溫度感測= 二風第扇運:=(;第-操作模式)、- 第三操作模幻。當^式（一 第一臨I、、《瘅另€于糸統之封閉喊體内溫度低於一 产，誃=^Lreshold temperature) Τι ’'亦即一較低溫 二盔：：達㈣在該無風扇運轉操作模式。當馬達操作在 作模式，則該馬達轉速設定為〇二在 > '電子系統之封閉殼體内溫度高於該第一臨界溫度 threSh〇1d tempemure ) Τι且低於一第二臨界溫度 —Μ— T2,亦即一較高溫度，該馬達操 身音操作模式。當該馬達操作在該靜音操作模式， =運轉在一低固定轉速U，亦即該馬達之最小轉速。 备广具有t子系、统之封閉殼體内温度高於該第二臨界溫度 C threshold temperature ) τ2 ’該馬達操作在該冷卻操作模 式、，該馬達轉速係為該封閉殼體内溫度之線性函數，且該 ,速之最大值為Umax ’最小值為&，其中該轉速最大值為 '田=以是該馬達之最大轉速。換言之，當該封閉殼趙内 係在I與Tmax之間變化，則該馬達轉速係隨著該封 閉殼體内溫度之線性增加而線性增加。 請參考第3B圖所示，係為本案第一較佳實施例之馬達 8 200926573 ❹ ❹ 轉速控制電路示意圖。藉由該馬達轉速控制電路可以實現 如第3A圖所示之馬達轉速與溫度變化曲線示意圖。如第 3B圖所示’該控制電路100係用以控制一馬達200之轉 速’包含一熱敏電阻TR1，標號101，一熱敏電阻TR2，標 號* 102,一電晶體開關SW1，標號103, 一電晶體開關SW2, 標號104，—電阻R1，標號105，一電阻R2，標號1〇6， 一電阻R3 ’標號107，一電阻R4，標號108，一電阻R5， 標號109，—電容C1，標號110，一電容C2，標號111以 及參考調卽器（reference regulator ) VR，標號112。該 熱敏電阻1〇1、102係做為溫度感測器，在室溫25〇c，其 電阻值變化範圍從100歐姆（ohms )至30百萬歐姆 (meg〇hms)。一般而言’超過1〇〇k歐姆為高阻抗值係 用在高溫環境中，譬如：150oC到315。(：之範圍。中間阻 抗值從2k歐姆到75k歐姆，係應用在66。C到150。C之 範圍。阻抗值從1〇〇歐姆到lk歐姆，係應用在_73。c到 66。C之低溫範圍。一般而言，該感測器係設置在該封閉殼 體之中間位置，其所量測之溫度係代表電腦、伺服器或是 類似裝置之不同元件之溫度。 該熱敏電阻101係串聯連接該電阻1〇5，且讓熱敏電 阻1〇1與該電阻105之串聯連接電路係連接於一電壓Vcc 與地之間。一般電腦系統中或是電源供應器中常用之Vcc 電壓係為12伏特（Volts)。該熱敏電阻1〇2係串聯連接該電 阻106，且該熱敏電阻102與該電阻1〇6之串聯連接^路 係連接於該電壓Vcc與地之間。該電容11〇具有電容值〇 與該熱敏電阻101並聯連接，其功能在於減少雜訊❶該電 晶體開關103之基極係連接該電阻1〇5與該熱敏電阻ι〇ι 間之節點。該電晶體開關103之射極接地且該集極連接到 該電晶體開關104之基極。該電晶體開關1〇4之基極係連 接於該電阻108、109之間的節點。一串聯電路包含.該電 阻108、1〇9以及該參考調節器112係連接於該電壓”;cc 200926573 與地之間。該參考調節器112之陽極端接地且該陰極端與 該電阻109串聯連接。該參考調節器112之參考電壓端^ 接於該電阻106與該熱敏電阻1〇2之間的節點。該電容^ 與該熱敏電阻102並聯連接。該馬達係連接於地與|電晶 體開關104之射極，且該電晶體開關之集極係連接該= 廢Vcc。該電阻107連接於該電晶體開關ι〇4之射極^及 該電阻106與該熱敏電阻102之節點。因此該電壓Vce加 諸於該馬達200之電壓大小係由該電晶體開關ι〇4控制， 且該電晶體開關是否導通則由該電晶體開關1〇3的導通狀 態來決定。 ❹當該控制電路操作在該無風扇運轉操作模式亦即該 封閉殼體内溫度低於該第一臨界溫度1，譬如：50。c。由 於該熱敏電阻101之電阻值之大小係隨溫度而改變，當溫 度低於該第一臨界溫度T!時則該熱敏電阻i 〇1之電阻值必 須足夠大，使得由該熱敏電阻1〇1以及該電阻1〇5所組成 之分壓電路產生之一分壓電壓VtM能夠導通該電晶體開關 103。因此，該電晶體開關丨〇4關閉，且停止該直流電壓 Vcc供應電源給該馬達200,停止該馬達之運轉^當該控制 電路操作在該無風扇運轉操作模式，可以.達到省能與避免 因為不必要之空氣流動所造成之噪音之影響，使得功率損 〇 失與功率效率得以改善。 當該控制電路操作在該靜音操作模式，亦即該封閉殼 體内溫度高於該第一臨界溫度（threshold temperature) Τι， 譬如：50。C，且低於一第二臨界溫度（thresh〇ld temperature) 丁2時，譬如：8〇〇c。由於該熱敏電阻ι〇ι之 電阻值之大小係隨溫度而改變，該封閉殼體内溫度高於該 第一臨界溫度T!且低於一第二臨界溫度（threshold temperature) A’則該熱敏電阻1〇1之電阻值必須足夠低， 使得由該熱敏電阻i 0丨以及該電阻丨〇5所組成之分壓電路 產生之一分壓電壓Vthl能夠關閉該電晶體開關1〇3。 10 200926573 冉者，當該控制電路操作在贫耧立 封閉殼㈣溫度高於該第亦即該 temperature) Tl，譬如：50。c，且低 （thresh〇ld (threshold temperature) ΤΓ2，譬如：別。^^ —臨界溫度 由於該熱敏電阻102之雷阳估今丄，〆 減少，使得由該熱敏電阻102以==溫度增加而 壓電路產生之一分壓電壓v二二電並阻將二所組成之分 提供給該參考調節器112之參考成電ς =將=壓電壓V㈤ ν甘机祕丄，号電麼端’其中該分壓電壓 其數值大小必須大於該參考調節器u2之 〇 入電壓值Vw，使得該參考調節器i i 2之-輸出電^考^ 持在-第-低電壓準位，例如，該參考輸入輸4電值壓夕維 該參考調節器Π2可时f知技術中眾 ^壓 敏電阻H)2以及該電阻106之電阻值來決定。該電阻 之電阻值必須設定一個適當數值，使得該分壓電壓必 須大於該參考調節器112之内部參考輸入電壓值v 而維持該電壓VD在該第一低電壓準位。因此，—分g電 vth2係由該電阻108、109以及該參考調節器ιΐ2分壓該直 流電壓Vcc而產生，該分壓電壓因而可以維持在一 二低電壓準位，並應用於驅動該電晶體開關1〇4上使該 馬達200操作在一固定低轉速Ui。因此，在該靜音操作^ 式，可以減少因為高速空氣對流產生之噪音，同時可以 少功率損失，改善功率效率。 ' 當該控制電路操作在該冷卻操作模式，亦即該封閉殼 體内溫度高於該第二臨界溫度（thresh〇ld temperature ) &， 譬如：80。C。由於該熱敏電阻1〇1之電阻值之大小係隨^ 度而改變，該封閉殼體内溫度高於該第二臨界溫度 (threshold temperature) T2，則該熱敏電阻1〇1之電阻值 必須足夠低，使得由該熱敏電阻1〇1以及該電阻1〇5所組 成之分壓電路產生之一分壓電壓Vthi能夠關閉該電晶體開 200926573 • 關 103 〇 針Ρ5崎者S* I該控制電路操作在該冷卻操作模式，亦即該 封閉喊體内溫度高於該第二臨… 。ld temperature) τ2，譬如：8〇。 由於該熱敏電阻1 〇2 愈 減少，使得由該熱敏電二小係隨溫度增加而 壓電路產生之該分Π::02;二該電:且106所組成之分 提供給該參考調；^12 =少，並將該分麼電壓V- V H斗恭号調卽器112之内部參考輸入電壓值 二士2壓VD大小係隨著溫度之上升而線性式地增 ❹考調i刀器112八:…之大小係由該電阻1〇8、109以及該參 曰η/壓該直流電壓〜來產生’並應用於該電 且該分壓電壓Vth2之大小隨溫度增加而 式增加，、使得該馬達2〇〇之轉速隨著溫度之增加而線 B加。且轉速與溫度之斜率比值dU/dT係可由該電阻1〇7 之電阻值R3來調整決因此，在該冷卻操作模式，隨著 加’可以線性增加馬達轉速，確保該系統即 溫操作下仍能正常工作。 ^ 〇 請參閱第3C圖’係為本案第一較佳實施例之另一馬 轉速控制電路示意圖。藉由該馬達轉速控制電路可以實現 如第3A圖所示之馬達轉速與溫度變化曲線示意圖。如第 3C圖所示，該控制電路1〇〇，係用以控制一馬達2〇〇,之轉 ，:包含一熱敏電阻TR1’，標號！〇1，，一熱敏電阻TR2,， 標號102’，一電晶體開關swi，，標號103,，一電晶體開 關，W2’，標號1〇4,，一電阻R1，，標號1〇5,，一電阻幻，， 標號106’，一電阻R3’，標號1〇7，，一電阻R4，，標號1〇8,， 一電阻R5’，標號1〇9,，一電阻r6,，標號114，，一電阻 R7’，標號115’，一電阻R8，，標號116,，一電阻R9，，標 號U7’，一電容C1’’標號110，，一電容C2，，標號lu，二 參考調卽器（reference regulator ) VR’，標號 112,以及 12 200926573 一脈寬調變控制電路（PWM IC) 118,。該熱敏電阻101，、 102’係做為溫度感測器。特別是，該感測器係設置在該封 閉殼體之中間位置’其所量測之溫度係代表電腦、伺服器 或是類似裝置之不同元件之溫度。 該熱敏電阻101，係串聯連接該電阻105’，且該熱敏電 阻101’與該電阻105,之串聯連接電路係連接於一電壓Vcc， 與地之間。一般電腦系統中或是電源供應器中常用之Vcc， 電壓係為12伏特（Volts)。該熱敏電阻102,係串聯連接該電 阻106’，且該熱敏電阻1〇2,與該電阻1〇6,之串聯連接電路 係連接於該電壓Vcc’與地之間。該電容11〇’具有電容值 ❹ C 1與該熱敏電阻丨〇丨’並聯連接，其功能在於減少雜訊。該 電晶體開關103，之基極係連接該電阻丨05 ’與該熱敏電阻 101間之節點。該電晶艘開關1 ’之射極接地。一串聯電 路包含：該電阻108’、1〇9,以及該參考調節器112，係連接 於該電壓Vcc，與地之間。該參考調節器112，之陽極端接地 且該陰極端與該電阻109,串聯連接。該參考調節器112，之 參考電壓端連接於該電阻1 06，與該熱敏電阻丨〇2，之間的節 點。該電容111，與該熱敏電阻1〇2，並聯連接。該電晶想開 關1〇3之集極連接於該電阻108’、1〇9,之間的節點。該電 阻107’連接於該參考調節器112,之該參考電壓端以及該電 〇 阻108、109’之間的節點。一串聯電路包含電阻i丨4，、丨i 5, 連接於該電晶體開關1〇3,之集極與地之間。該脈寬調變控 制電路（PWM 1C) 118’具有四個端子Vcc，vin，pWM，and GND。該脈寬調變控制電路（]pWMIC) 118，之vin端子係 連接於該電阻114’與該熱敏電阻115，之間的節點。該脈寬 ，變控制電路（PWM IC) 118，之GND端子係接地。該電 明體開關1 04 ’之基極係連接於該電阻丨丨6，以及該脈寬調變 控制電路（PWMIC) 118,之PWM端子。該電阻116，之另 鳊與該電壓Vcc’連接’並與該馬達2〇〇，連接之該電阻 117的一端連接。該馬達係連接於地與經由該電阻117，連 13 200926573 接該電晶體開關104’之集極。該電晶體開關1〇4’之射極接 地。該馬達200’係藉由該電阻117’連接該電晶體開關104’ 之集極，與該電晶體開關104,之射極。因此該電壓Vcc’加 諸於該馬達200’之電壓大小係由該電晶體開關104’控制， 且該電晶體開關是否導通則由該電晶體開關103’的導通狀 態來決定。 ❹ 當該控制電路操作在該無風扇運轉操作模式，亦即該 封閉殼體内溫度低於該第一臨界溫度Tl，譬如：50。C。由 於該熱敏電阻101，之電阻值之大小係隨溫度而改變，當溫 度低於該第一臨界溫度T!，則該熱敏電阻1 〇 1，之電阻值必 須足夠大，使得由該熱敏電阻101，以及該電阻1〇5,所組成 之分壓電路產生之一分壓電壓Vthi，能夠導通該電晶體開關 103’。因此，使得該脈寬調變控制電路（pWM IC)丨18，之 Vin端子之電壓低於一第一臨界電壓，譬如：〇 8伏特 (volt)，且該電晶體開關1〇4，關閉，且停止該直流電壓 Vcc供應電源給該馬達2〇〇，，停止該馬達之運轉。當該控 制電路操作在該無風扇運轉操作模式，可以達到省能與避 免因為不必要之空氣流動所造成之嗓音之影響，使得功率 損失與功率效率得以改善。 當該控制電路操作在該靜音操作模式，亦即該封閉殼 體内溫度高於該第一臨界温度（thresh〇ld temperature) I， 譬如：50。C，且低於該第二臨界溫度（thresh〇ic tei^perature) τ2 ’譬如：8〇。c。由於該熱敏電阻I。〗，之電 SI大小ί隨溫度而改變’該封閉般體内溫度高於該第 Ζ界溫度Tl且低於該第二臨界溫度（threshdd Γ得Τ=τ;’則該熱敏電阻101 ’之電阻值必須足夠低， = = 1〇1:以及該電阻1〇5,所組成之分壓電路 刀 ’ Vthl能夠關閉該電晶體開關1〇3, 〇 再者，當該控制電路操作在該 封閉……於該第一臨；n= 14 200926573 temperature ) Τ,，譬如：50。C，且低於一第二臨界溫度 (threshold temperature) T2，譬如：80。C。 由於該熱敏電阻102’之電阻值之大小係隨溫度增加而 減少，使得由該熱敏電阻102’以及該電阻1〇6，所組成之分 壓電路產生之一分壓電壓vth3’亦減少，並將該分壓電壓 vth3’提供給該參考調節器112，，其中該分壓電壓Vth3,其數 值大小必須大於該參考調節器112,之内部參考輸入電壓值 Vref’使得該參考調節器112，之一輸出電壓Vd’維持在一第 一低電壓準位。該參考調節器112,可以是習知技術中眾所 周知的並聯穩壓器，譬如：TL431。該分壓電壓Vth3,其數 〇 ，大小係由該熱敏電阻102’以及該電阻106,之電阻值來決 定。該電阻106,之電阻值必須設定一個適當數值，使得該 分壓電壓vth3’必須大於該參考調節器112，之内部參考輸入 電壓值vref，因而雄持該電壓Vd，在該第一低電壓準位。因 此，一分壓電壓vth2，由該電阻108，、1〇9，、114，、115，以 及該參考調節器112,分壓該直流電壓Vcc，而產生，該分壓 電壓Vth2因而可以維持在一第二低電壓準位，譬如· J 8 伏特（volt )，並應用於該脈寬調變控制電路（冗） 1 8之Vin知子上，使得該脈寬調變控制電路（) U8之PWM端子提供一具有50%工作週期（duty cycle) 之脈波寬度調變訊號，用以驅動該馬達2〇〇維持一固定低 轉速U丨。因此，在該靜音操作模式，可以減少因為高速空 ^對流產生之噪音，同時可以減少功率損失，改善功率效 种」^制電路操作在該冷卻操作模式，亦即該封閉 ，皿又南於該第二臨界溫度（thresh〇ld temperatur〇 丁 由於該熱敏電阻ι〇1’之電阻值之大小係ι 變/該封閉殼體内溫度高於該第二臨界溫、 res 〇 d temperature) τ2 ’ 則該熱敏電阻 10Γ之電阻/ 必須足夠低，使得由該熱敏電阻1〇1，以及該電阻ι〇5，所彳 15 200926573 成之分壓電路產生之該分壓電壓vthl’能夠關閉該電晶體開 關 103’ 。 ❹ ❹ 再者’當該控制電路操作在該冷卻操作模式，亦即該 封閉殼體内溫度高於該第二臨界溫度（thresh〇ld temperature) T2 ’譬如：8〇。（：。由於該熱敏電阻1〇2，之電 阻值之大小係隨溫度增加而減少’使得由該熱敏電阻1〇2, 以及該電阻106’所組成之分壓電路產生之一分壓電壓义^， 亦減少，並將該分壓電壓Vth3,提供給該參考調節器η2=3, 其中該分壓電壓Vth3,其數值大小必須小於該參考調節器 1+12’之内部參考輸入電壓值Vref，使得該電壓ν〇，大小係隨 著眞度之上升而線性式地增加。該分壓電壓Vth2，之大小係 由該電阻108’、109,、114,、Π5,以及該參考調節器112, 分壓該直流電壓vcc，而產生，且該分壓電壓Vth2,之大小隨 溫度增加而線性式增加，並應用於該脈寬調變控制電路 ( PWM IC) 118’之Vin端子上，使得該脈寬調變控制電路 (PWM IC) 118’之PWM端子提供一脈波寬度調變訊號， 其=作週期（duty cycle) 50%隨溫度增加而增加至ι〇〇%， =寻該馬達200,之轉速由該轉速&上升至I。該馬達 之轉速隨著溫度之增加而線性增加。且轉速與溫度之 =率比值dU/dT係可由該電阻107，之電阻值R3，來調整決 ΐ二U該冷卻操作模式’隨著溫度增加，可以線性 :加馬達轉速，確保該系統即使在高溫操作下仍能 作0 以及 :參考第4Α圖所示，係為本案第二較佳實施例之馬達 2具有電子系統之封閉殼趙内溫度示意圖。如第4Α 所偵：i丨縱軸Ϊ表供應馬達之轉速，橫轴代表溫度感測器 SO:度。在本實施例中，該馬達具有三種模式轉 ' ° ·無風扇運轉操作模式、一靜音操作模式 " 臨界 /皿度（threshold temperature ) . Τ! =部操作模式。當具有電子系統之封閉殼體内溫度 亦即 200926573 度，該馬達操作在該無風扇運轉操作模式。當馬達 #作在該無風扇運轉操作模式，則該馬達轉速設定為〇 (rpm)。當具有電子系統之封閉殼體内溫度高於該第一臨 界溫度（threshold temperature )^且低於一第二臨界溫度 ^hresh〇1dtemperature) Τ2，亦即—較高溫度該馬達操 靜音操作模式。當該馬達操作在該靜音操作模式， :2運轉在一低固定轉速。，亦即該馬達之最小轉速。 虽具有電子系統之封閉殼體内溫度高於該第二臨界溫度 ❹ ,,h〇ld temperature ) 了2 ’該馬達操作在該冷卻操作模 ^、i if達轉速係為該封閉殼體内溫度之曲線函數，且該 u、二/大值為Umax，最小值為Ul，其中該轉速最大值為 是該馬達之最大轉速。換言之，當該封閉殼體内 =二' Τ2與1'贿之間變化，貝1J該馬達轉速係隨著該封 4殼體内溫度之增加而曲線性增加。 ❹ 鐘、考第4B圖所示，係為本案第二較佳實施例之馬達 ^控制電路不意圖。藉由該馬達轉速控制電路可以實現 示之馬達轉速與具有電子系統之封閉殼體内 _ v’示意圖。第4B圖所示之該控制電路300大致 圖所示之該控制電路100相同。在第二較佳實施 二阻^加一熱敏電阻TR3,標號313。係並聯於該熱 操作模★ 標號3〇2。因此當馬達操作在該無風扇運轉 及該靜音操作模式，基本上該第-較佳實施例 /、二ί 一較佳實施例其工作原理大致上相同。主要不同是 在於备馬達操作在該冷卻操作模式時，二者不盡相同。 ^第4Β圖所示，當該控制電路操作在該冷卻操作模 :、即該封閉殼體内溫度高於該第二臨界溫度（threshold 該熱PLr:ure) 丁2 ’譬如：80〇c。由於該熱敏電阻302並聯 二丨、Γ 313，使得電姐值之大小係隨溫度增加而曲線 / (，使得由該熱敏電阻3〇2、313以及該電阻3〇6所組 为壓電路產生之一分壓電壓Vths亦曲線性減少，並將 17 200926573 值ν:Γ供給該參考調節器312,其中該分壓電 幹入;Ϊ 小於該參考調節器312之内部參考 曲線性Am ϊ 〇大小係隨著溫度之上升而 3 09 Γ: Γ分遂電壓Vth2之大小係由該電阻·、
及該參考調節器312㈣該直流電a V 力該=開關3〇4上，且該分壓電壓〜之大小 而曲線性式增加’使得該馬達4〇〇之轉速隨著 皿度之增加而曲線性辦知 著温度增加，可以曲二：Ϊ遠=冷：操作模式’隨 在高溫操作下仍能正常卫作^轉速，確㈣系統即使
轉速二ίί = ^ 4<：圖’係為本案第二較佳實施例之另一馬達 如第不意圖°藉由該馬達轉速控制電路可以實現 所示之馬達轉速與溫度變化曲線示意亂 ==制t 3〇°，大致上與第％圖所示之該㈣ TR:，I:: 較佳實施例中，多增加-熱敏電阻 313，。係並聯於該熱敏電阻TR2’，標號M2,。 备：達操作在該無風扇運轉操作模式以及該靜音操作 2 ’基本上該第一較佳實施例與該第二較佳實施例其工 ί = ΐ上相同。主要不同是在於當馬達操作在該冷卻 刼作模式時，二者不盡相同。 如第4C圖所示，當該控制電路操作在該冷卻操作模 式，亦即該封閉殼體内溫度高於該第二臨界溫度（thresh〇id 分) Τ2 ’譬如8〇。C。由於該熱敏電阻302,並聯 敏電阻313，，使得電阻值之大小係隨溫度增加而曲線 性減少，使得由該熱敏電阻3〇2，、313，以及該電阻3〇6，所 j成之分壓電路產生之一分壓電壓Vth3,亦曲線性減少，並 將該分壓電壓Vth3,提供給該參考調節器312，，其中該分壓 電壓vth3,其數值大小必須小於該參考調節器312，之内部參 考輸入電壓值Vref，使得該電壓Vd，大小係隨著溫度之上升 而曲線性式地增加。該分壓電壓Vthz，之大小係由該電阻 200926573 308’、309’、314’、315’以及該參考調節器312，分壓該直流 電壓Vcc’而產生，且該分壓電壓Vth2,之大小隨溫度增加而 曲線性式增加，並應用於該脈寬調變控制電路（ic ) 3 1 8之Vin端子上，使得該脈寬調變控制電路（p) 318’之PWM端子提供—脈波寬度調變訊號，其工作週期 (duty cycle ) 50%隨溫度增加而增加至i 〇〇%，使得該馬達 4_00之轉速由該轉速&上升至該馬達4〇〇,之轉速隨 著溫度之增加而曲線性增加1此，在該冷卻操作模式， 隨著溫度增加，可以曲線性增加馬達轉速，確保該系統即 使在高溫操作下仍能正常工作。 、凊參考第5A圖所示，係為本案第三較佳實施例之馬達 轉速與具有電子系統之封閉殼體内溫度示意圖。如第Μ ::=縱軸代表供應馬達之轉速，橫軸代表溫度感測器 、#批2 $ ^，夏度。在本實施例中，該馬違具有兩種模式轉 速控制，匕含：一無風扇運轉操作模式（一第一操作模式 t模式(一第二操作模式)。當具有電子系統 τ : *内溫度低於一臨界溫度（thresh〇ld temPerature ) 該無：扇轉操作模式。當馬達操作在 ♦且古带耦作模式，則該馬達轉速設定為0 (rPm)。 〇 田r th'resh 子系統之封閉殼艘内溫度高於該臨界溫度 式，談二：:PeratUre) Tl，該馬達操作在該冷卻操作模 i速：最大：Π為該：閉殼體内溫度之線性函數’且該 u 可以β ^為max，最小值為Ul，其中該轉速最大值為 二:mr 。,換言當該封閉殼體内 殼體，度之線二 轉速专圖圖所示藉：為本案第三較佳實施例之馬達 溫度變化曲圈達與具有電子系統之封閉殼艘内 、 〜'圖。第5Β圖所示之馬達轉速控制電路基 19 200926573 本上與第3B圖所示之馬達轉速控制電路大致上相同。 當該控制電路操作在該無風扇運轉操作模式（第一操 作模式）’亦即該封閉殼體内溫度低於該第一臨界溫度， 譬如：50。C。由於該熱敏電阻501之電阻值之大小係隨1 溫 度而改變，當溫度低於該臨界溫度Tl，則該熱敏電阻5〇1 之電阻值必須足夠大’使得由該熱敏電阻5〇1以及該電阻 5 05所組成之分壓電路產生之一分壓電壓vtM能夠導通該 電晶體開關503。因此，該電晶體開關504關閉，且停止 該直流電壓Vcc供應電源給該馬達600，停止該馬達之運 轉。當該控制電路操作在該無風扇運轉操作模式，可以達 φ 到省能與避免因為不必要之空氣流動所造成之噪音之影 響’使得功率損失與功率效率得以改善. ’ 备該控制電路操作在該冷卻操作模式，亦即該封閉殼 體内孤.度兩於該臨界溫度（threshold temperature.) Τι。.由 於該熱敏電阻501之電阻值之大小係隨溫度而改變，該封 閉殼體内溫度高於該臨界溫度（thresh〇ld temperature ) L， 則該熱敏電阻501之電阻值必須足夠低，使得由該熱敏電 阻501以及該電阻505所組成之分壓電路產生之一分壓電 壓Vthi能夠關閉該電晶體開關503。 再者，當該控制電路操作在該冷卻操作模式，亦即該 〇 封閉殼體内溫度高於該臨界溫度（threshold temperature ) h，譬如：50。C。 由於該熱敏電阻502之電阻值之大小係隨溫度增加而 減少，使得由該熱敏電阻502以及該電阻506所組成之分 壓電路產生之一分壓電壓Vth3亦減少，並將該分壓電壓Vth3 提供給該參考調節器512，其中該分壓電壓Vth3其數值大 小必須小於該參考調節器512之内部參考輸入電壓值 Vref，使得該電壓VD大小係隨著溫度之上升而線性式地增 加。該分壓電壓Vth2之大小係由該電阻508、5〇9以及該參 考調節器512分壓該直流電壓Vcc來產生，並應用於該電 20 200926573 ==，關504上’且該分壓電壓之大小隨溫度增加而 性辦""增加’使得該馬達600之轉速隨著溫度之增加而線 曰加。且轉速與溫度之斜率比值dU/dT係可由該電阻507 之電阻值R3央嘴敕·4» 6 rrt l 采調整決定。因此，在該冷卻操作模式（第二 、、式）’隨著溫度增加’可以線性增加馬達轉速，確保 該系，即使在高溫操作下仍能正常工作。 凊參閱第5C圖，係為本案第三較佳實施例之另一馬達 ^控制電路不意圖。藉由該馬達轉速控制電路可以實現 撕圖所示之馬達轉速與具有電子系統之封閉殼體内 =二I =線不意圖。第5C圖所示之另一馬達轉速控制電 © 上與第3C圖所示之另一馬達轉速控制電路相 同。 你樹二^控制電路操作在該無風扇運轉操作模式（第一操 作模式）’亦即該封閉殼體内溫度低於該臨界溫度Tl，譬 :二〇〇C:由於該熱敏電阻5〇1’之電阻值之大小係隨溫^ 文變’、备溫度低於該臨界溫度Τι，則該熱敏電阻5〇ι，之 夠大使得由該熱敏電阻5G1，以及該電阻
電晶體門關tot，慶電路產生之一分壓電壓Vth 1，能夠導通該 *， 。因此，使得該脈寬調變控制電路（PWM ❹ 八）518之Vln端子之電壓低於一第一臨界電壓，譬如： • 8伏特（volt)，且該電晶體開關5〇4，關閉，且 ”壓VCC’供應電源給該馬達6〇〇，，停止該馬達：運轉直 制電路操作在該無風扇運轉操作模式（第一操作模 ;立：5響到免因為不必要之空氣流動所造成之 哚a之影響，使得功率損失與功率效率得以改善。 當該控制電路操作在該冷卻操作模式（第二操作模 tl U閉Ϊ體内溫度高於該臨界溫度。h— tenTrature)Τι，譬如：5〇〇C。由於該熱敏電阻501，之電 而改變’該封閉殼體内溫度高於該臨 界皿度（thresholdtemperature) T1，則該熱敏電阻501，之 21 200926573 -¾阻值必須足夠低，使得由該熱敏電阻5 01 ’以及該電阻 505’所組成之分壓電路產生之一分壓電壓Vthl’能夠關閉該 電晶體開關503’。 〇 ❹ 再者，當該控制電路操作在該冷卻操作模式（第二操 作模式），亦即該封閉殼體内溫度高於該臨界溫度 (threshold temperature) T! ’譬如：50。C。由於該熱敏電 阻502’之電阻值之大小係隨溫度增加而減少，使得由該熱 敏電阻502’以及該電阻506’所組成之分壓電路產生之一分 壓電壓vth3’亦減少，並將該分壓電壓Vth3，提供給該參考調 節器512’’其中該分壓電壓Vth3’其數值大小必須小於該參 考調節器512,之内部參考輪入電壓值Vref，使得該電壓vD， 大.小係隨著溫度之上升而線性式地增加。該分壓電壓vth2， =大小係由該電阻5〇8,、5〇9,、514,、515，以及該參考調 節器512’分壓該直流電壓Vcc，而產生，且該分壓電壓Vth2, 之大小隨溫度增加而線性式增加，並應用於該脈寬調變控 制電路（PWM 1C) 518’之Vin端子上，使得該脈寬調變控 制電路（PWM 1C) 518’之PWM端子提供一脈波寬度調變 訊號’其工作週期（duty eycle) 5()%隨溫度增加而增加至 „使得該馬達600’之轉速由該轉速^上升至 =達_’之轉速隨著溫度之增加而 率比係可由該電阻5〇7，之電阻值二來 ，在該冷卻操作模式，隨著溫度增加，可 正常工^馬達轉速’確保㈣統即使在高溫操作下仍能 轉速與具有電子系圖统所:封較:實施例之馬$ 所積測到之溫度。在本實施連度感測· 以及-冷卻操作模式(一第二操作模式)(。當第具= 22 200926573 夂封閉殼體内溫度低於一臨界溫度（thresh〇u） T!，該馬達操作在該無風扇運轉操作模式（第一操作模 式）。當馬達操作在該無風扇運轉操作模式（第一操作模 式），則該馬達轉速設定& 〇 ( rpm )。冑具有電子系統之封 閉殼體内溫度高於該臨界溫度（thresh〇ld temp_ure ) ^， 該馬達操作在該冷卻操作模式，該馬達轉速係為該封閉殼 體内溫度之曲線函數，且該轉速之最大值 為A，其中該轉速最大值為Umax可以是該馬達之 速。換S之，當該封閉殼體内溫度係在Τι與'η之間變 化’則該馬達轉速係隨著該封閉殼體内溫度之增加而曲線 ο 性增加。 f參考第6B圖所示，係為本案第四較佳實施例之馬達 轉速控制電路示意圖。藉由該馬達轉速控制電路可以實現 LI::示之馬達轉速與具有電子系統之封閉殼體内溫 度變化曲線不意圖。第6B圖所示之該控制電路7〇〇大致上 f第5B圖所示之該控制電路綱相同。在第四較佳實施例 中，多增加一熱敏電阻TR3,標號713。係並聯於該埶敏 二H標號702、。因此當馬達操作在該無風扇運轉操 ' J 操作模式）’基本上該第四較佳實施例與該第 ❹ 施例其工作原理大致上相同。主要不同是在於當 馬達操作在該冷卻操作模式（第二操作模式）時，二 盡相同。
如第6Β圖所示，當該控制電路操作在該冷卻操作模 式，亦即該封閉殼體内溫度高於該臨界溫度（—W 23 200926573 鞠入m歷值vref，使得該電壓ν〇大小係隨著溫度之上升而 線气地増加。該分愿電壓Vth2之大小係由該電阻708、 7〇9以及該參考調節器712分壓該直流電壓VCC來產生， 並，用於該電晶體開㈤704上，且該分壓電Jt Vth2之大小 ^度加而曲線性式增加，使得該馬達800之轉速隨著 /孤^之增加而曲線性増加。因此，在該冷卻操作模式（第 操作模式）’隨著溫度増加’可以曲線性增加馬達轉速， 確保1系統即使在高溫操作下仍能正常工作。 »3參閱第6C圖，係為本案第四較佳實施例之另一馬達 轉速控制電路示意圖。藉由該馬達轉速控制電路可以實現 =第6Α圖所示之馬達轉速與具有電子系統之封閉殼體内 溫度變化曲線示意圖。第6C圖所示之該控制電路7〇〇,大 致上與第5C囷所示之該控制電路5〇〇，相同。在第四較佳 實施例中，多增加一熱敏電阻TR3,，標號713，。係並聯於 Ϊ ί ^電阻TR2’ ’標號7G2’ °因此當馬達操作在該無風扇 轉操作模式（第一操作模式），基本上該第四較佳實施例 與該第三較佳實施例其工作原理大致上相同。主要不同是 在於當馬達操作在該冷卻操作模式（第二操作模式）時， 二者不盡相同。 如第6C圖所示，當該控制電路操作在該冷卻操作模 〇 式，亦即該封閉殼體内溫度高於該臨界溫度（threshold temperature ) T丨，譬如：50。C。由於該熱敏電阻702,並聯 該熱敏電阻713,，使得電阻值之大小係隨溫度增加而曲線 性減少，使得由該熱敏電阻7〇2,、713,以及該電阻7〇6，所 組成之分壓電路產生之一分壓電壓να，亦曲線性減少，並 將該分壓電壓Vth3’提供給該參考調節器712，，其中該分壓 電壓vth3’其數值大小必須小於該參考調節器712，之内部參 考輸入電壓值vref，使得該電壓Vd，大小係隨著溫度之上升 而曲線性式地增加。該分壓電壓Vth2,之大小係由該電阻 709、714、715以及該參考調節器7丨2’分壓該直流 24 200926573 電壓Vcc而產生，且該分壓電壓ν^2,之大小隨溫度增加而 曲線性式增加，並應用於該脈寬調變控制電路（pwMic) 718，’之Vin端子上，使得該脈寬調變控制電路ic) 718’之PWM端子提供一脈波寬度調變訊號，其工作週期 (duty cycle ) 50%隨溫度增加而增加至〗〇〇%，使得該 = 該轉速Ul上升至U，。該馬達_，之：速隨 性增加。因此’在該冷卻操作模式（第 :刼作模式），隨著溫度增加，可以曲線性增加馬達轉速， 確保該系統即使在高溫操作下仍能正常工作。 巧、述，本發明提供一種馬達控制電路與方法，該 ❹：含三種操作模式：一無風扇運轉操 2模式一靜音操作模式以及一冷卻操作模式，其中者 度時，該馬達操作在該無風扇運轉操；： ‘=;:希溫度時，該馬達操作在該靜音操作模式，且該 陆 轉逮係為一固定轉速；以及當溫度高於一較高溫产 該馬it操作在該冷卻操作模式， = 線性函數或曲線性函數。另外， 操作模式制=與方法’該馬達控制電路與方法包含兩種 且該馬達之轉速係為零；以及當溫 作在該冷卻操作模式，且該馬達之 】為該，皿度之線性函數或曲線性 運轉操作模式可以達到省能與避㈣h 扇 所造成之蜂立夕炎鄉 與避免因為不必要之空氣流動 基。’、曰衫響，使得功率損失與功率效率得以汝 〇且在該靜音操作模式，可以 生之噪咅，问性 風夕因為间速空氣對流產 聲曰，同時可以減少功率損失，改善功率效率。座 上述本發明之具體實 士所能瞭解，然而本專利之使熟知此技術之人 寻扪之權利範圍並不侷限在上述實施 25 200926573 1 歹!J 0 :合上述’本發明之目的已充分且有效地被揭露。本 $ =由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不 脫如附申請專利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 f 1圖係為習知技術（美國專利證號：6617,815)中供 應馬達之電壓與溫度變化之曲線示意圖。 八 =2圖係為習知技術（美國專利公開號：2〇〇5/〇〇47762: 馬達轉速與溫度變化之曲線示意圖。 ^ 3A ®係為本案第一較佳實施例之馬達轉速與具有 〇 千系統之封閉殼體内溫度示意圖。 路示：圖3B圖係為本案第一較佳實施例之馬達轉速控制電 制電=係為本案第-較佳實施例之另-馬達轉速控 電子Ϊ絲4八圖係為本案第二較佳實施例之馬達轉速與具有 |子系統之封閉殼體内溫度示意圖。 , 路示ί圖4B圖係為本案第二較佳實施例之馬達轉速控制電 〇制電：:C意圖圖係為本案第二較佳實施例之另-馬達轉速控 電子ί二二?ί本案第三較佳實施例之馬達轉速與具有 統之封閉殼體内溫度示意圖。 路示意圖5Β圖係為本案第三較佳實施例之馬達轉速控制電 制電：:C意圖圖係為本案第三較佳實施例之另-馬達轉速控 電子系統本案第四較佳實施例之馬達轉速與具有 =統之封閉殼體内溫度示意圖。 第 6Β圖你& 士 & π 恭為本案第四較佳實施例之馬達轉速控制電 26 200926573 路不意圖。 第6C圖，係為本案第四較佳實施例之另一馬達轉速控 制電路示意圖。 【主要元件符號說明】 100控制電路 101、102熱敏電阻 103、104電晶體開關 105 、 106 、 107 、 108 、 109 電阻 110、111 電容 112參考調節器 200馬達 100’控制電路 200’馬達 1 01’、102’熱敏電阻 103’、104’電晶體開關 105’、106’、107’、108’、109，電阻 110’、11 Γ 電容 112’ 參考調節器（reference regulator) 114，、 115，、 116’、 117’電阻 118’脈寬調變控制電路（PWMIC) 3 00控制電路 301、302、313熱敏電阻 303、304電晶體開關 305、306 ' 307 ' 308、309 電阻 310、311 電容 3 1 2參考調節器 400馬達 300’控制電路 400’馬達 30Γ、302’、313’熱敏電阻 27 200926573 303’、304’電晶體開關 305,、306,、307,、308,、309，電阻 310’、31Γ 電容 312’ 參考調節器（reference regulator) 314,、315’、316’、317,電阻 318’脈寬調變控制電路（PWM 1C) 500控制電路 501、502熱敏電阻 503、504電晶體開關 505、506、507 ' 508 ' 509 電阻 510、511 電容 ® 512參考調節器 600馬達 500’控制電路 600’馬達 501’、502’熱敏電阻 503’、504’電晶體開關 505’、506’、507,、508,、509，電阻 510’、511’ 電容 512’ 參考調節.器（reference regulator) Q 514’、515’、516’、517’電阻 5 1 8 ’脈寬調變控制電路（PWM IC ) 700控制電路 701、702、713熱敏電阻 703、704電晶體開關 705、706、707、708、709 電阻 710、711 電容 712參考調節器 8 0 0馬達 700’控制電路 28 200926573 800’馬達 701，、702’、713’熱敏電阻 703’、704’電晶體開關 7055、706’、707”、708”、709’ 電阻 710’、71 Γ 電容 712’ 參考調節器（reference regulator) 714’ 、 715’ 、 716’ 、 717’電阻 718’脈寬調變控制電路（PWMIC) "^第一臨界溫度（threshold temperature ) T2 第二臨界溫度（threshold temperature ) TVax最高溫度 ® U,低固定轉速 umax最大轉速 Vcc電壓
Vthl、Vth2、Vth3 分壓電壓 Vref參考輸入電壓值 VD輸出電壓 ❹ 29