201143586 、 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種散熱風扇系統，尤係關於一種結合 至主機板以逸散主機板上之電子元件及電子裝置所產生熱 量之散熱風扇系統0 【先前技術】 如主機板(Main Board或Mother Board)之電路板上設 有多數之如中央處理單元或繪圖卡之電子元件（Electronic _ Components)及用以電性連接該電子元件之電性電路 (Conductive Circuits) ’該些電子元件在作用時會產生熱 里，.右未將所產生之熱量自裝設有電路板之電子產品内排 除，則電子元件會因過熱而失效，嚴重者，甚至會造成該 電路板或電子產品毁損；此種問題在功能需求日增及處理 速度越快之電子產品更形重要，因功能與處理速度之提升 意味電路板上整合之電子元件或電子裝置須更多或更高 •階，更多或更高階之電子亓彼斗、+ 7 卞疋件或電子裝置在運作時即會產 生越多之熱量。故將電路拓 板所產生之熱量有效散除係一必 要之設計。 一般業界所採用之/ 狀熟里方式之一，係在主機板或 母板上加設散熱風扇以逸散 _ 义政電子70件及/或電子裝置所產 生之熱量，此種散熱風戶 风扇已見於如第6,799,282、 7,215,548、7,286,357 及 7 ，568,517號等美國專利中。 舉例而言，如第4圖所- > 羽1 口所不之'自知散熱風扇，係裝設於 電路板之預設位置上，主I士仏躺λ 要由殼體41、扇輪42及印刷電 111626 3 201143586 路板43所構成。該殼體41具有底座410、軸套管411及 環設於該軸套管411上之定子組412 ;該扇輪42則具有輪 轂42卜環設於該輪轂421外側之複數葉片422，軸接至該 輪轂421以軸設於該軸套管411中之轉軸423，以及設於 該輪轂421内側上之磁鐵424;而該印刷電路板43上則設 有至少一控制晶片430及複數被動元件432，該印刷電路 板43係設置於該殼體41之底座410上，以藉由該控制晶 片430控制扇輪42之轉動，以由該扇輪42之轉動驅動氣 流。 第4圖所示之習知散熱風扇所使用之控制晶片430係 一發熱源，產生之熱量若無法逸散，亦會導致其本身之過 熱而失效，一旦該控制晶片430失效，則無法作動扇輪42 ; 如此，會使電子產品之主機板上之電子元件所產生熱量無 從有效逸散，從而導致電子產品當機，甚而損壞。而該控 制晶片430恰係位於殼體41之底座410及扇輪42之輪轂 421間之間隙，該間隙之狹小往往使控制晶片430所產生 之熱量無法有效逸除，致而會因過熱而導致控制晶片430 之損壞。散熱風扇為電子產品之零組件中相對價廉之一 者，唯其無法運作時，即會損及電子產品價昂之核心組件 之主機板，故其重要性非從其價格所能衡量。 同時，由於控制晶片430及其它電子元件係位於散熱 風扇中，受損或損壞時，往往因拆卸不易，多未採用修復 或更換方式，而係將整個散熱風扇或印刷電路板丟棄，造 成資源之浪費。 4 111626 201143586 , 此外，控制晶片430之設置會影響到扇輪42之輪轂 421與殼體41之底座410間之間隙大小，往往會因控制晶 片430之厚度而須增加該間隙之高度，而不利是種散熱風 扇之整體高度之降低。且控制晶片430之設置會使該印刷 電路板43需使用之面積增加，印刷電路板43面積之增加 在不增大是種習知散熱風扇之截面積的情況下，則需縮減 葉片422之面積，但葉片422之面積的縮減會影響到風量 的產出，而風量的產出若不足則會影響到所欲之散熱功效。 • 為解決上述問題，第7,345,884號美國專利即提出一 種改良之散熱風扇。如第5圖所示，該第7,345,884號美 國專利之散熱風扇之結構大致同於前揭習知技術，不同處 於在於其印刷電路板53形成有一向外延伸之延伸部533， 供控制晶片530設置其上，以使該控制晶片530位於殼體 51之底座510及扇輪52之輪轂521間之間隙外或部分外 露出該間隙，俾令扇輪52所驅動之氣流得以將控制晶片 • 530所產生之熱量逸除。 惟，上述印刷電路板53向外延伸之延伸部533之形成 會使扇輪52在轉動時所驅動之氣流受到干擾，氣流受擾即 會產生嗓音，進而影響至裝設有是種散熱風扇之電子產品 的使用品質。同時，因該延伸部533係向外延伸，使葉片 522與控制晶片530間需保持一預定之間隔，此亦不利於 是種習知散熱風扇之整體高度的降低，而無法滿足電子產 品薄化的需求。再者，該控制晶片530及其他電子元件仍 係位於散熱風扇中，受損或損壞時，往往也因拆卸不易， 5 111626 201143586
I I 而無法修復，通常亦係將整個風扇去棄而造成資源之浪費。 再而’前揭之習知散熱風扇仍需將印刷電路板設置於 扇輪之輪轂及殼體之底座間，致印㈣路板之厚度仍會影 響至散熱風g整體高度’而無法進—步地薄化散熱風扇。 另-方面，習知的散熱風扇除了在組成結構方面具有 薄化不易及維修困難的缺點外’亦欠缺備援運作的機制。 要言之’相較於由殼體及扇輪所組成風扇本體，印刷電路 板上所設置的控制晶片及複數被動4失效或故障的機率 相對較高…旦該些晶片及S件發生失效或故障的情況， 而該失效或故障又無法及時發現並有效排除修復，進 致散熱風扇無法運作時，即會損及電子產品價昂之核心组 件之主機板，甚至損及整個電子產品，造成無法彌補的損 【發明内容】 有鑑於此，本發明即在提供一種具有備援功能 風扇系統，具有複數風扇控制模組以提供風扇控制模= 備援機制，且可㈣地修復或更換電子元件，而毋須在+ 子元件受損或損壞時更換整個散熱風扇系統中之風戶： 元’進而使電子元件所產生之熱量得以有效逸散而益= 受損之虞，並能有效降低風扇單元之整體厚度，使凤^二 元之葉片面積不致受限，且不會使氣流受擾而產生哚2早 本發明所提供之具有備援功能之散熱風扇系統，仡勺 括用以結合至主機板並與該主機板電性連接之風屬單二包 至少一個風扇控制模組，係整合於該主機板上並與診2扇 201143586 單元電性連接，用以控制該風扇單元運作；以及監控模組， 係電性連接該些風扇控制模組，用以監控該些風扇控制模 組運作，並用以於監視到其中一風扇控制模組故障時，= 能另一風扇控制模組，以令該另一風扇控制模組控制該風 扇單元正常運作。 本發明之散熱風扇系統之風扇單元得以任何習知之方 式與主機板結合，例如，嵌設、螺設、銲設或卡設等，且 風扇單元與主機板之結合得為可組卸的結合方式或非可組 卸的結合方式，在為可組卸地結合之方式時，若風扇單元 故障或損壞下，均得以更換之。 於本發明之一實施態樣中，該主機板至少包括一臭本 ^輸出系統’且該監控模組係内建於該基本輪入輸=系 於本發明之另一實施態樣中，該主機板至少包括一基 ^輸二輸出系統，且該監控模組係獨立於該基本輸入輸= π統並與該基本輸入輸出系統電性連接。 =明之又一實施態樣中’該至少二個風扇控制模 一集成電路中，該集成電路具有相同於該風扇 之通道，且每個風扇控制模組分職 的遠通道’錢過㈣紅該簡電轉接至該監控模組。 單元係包括具有·、設於該輪㈣面之磁 鐵、以及設於該輪敍外面之多數葉片之扇輪，具有底座並 供該扇輪軸設之殼體，以及設於該殼體之底座上且未対 風扇控制模組之印刷電路板，該印刷電路板上並設置有又如 111626 7 201143586 t 線圈之定子組。兮涵扁里- pp . . "早疋亦得為其它型式之風扇模組， 有風扇控制:Γ冓二=在採用之印刷電路板上未設置 有該風戶m __、 ，、f所需之風扇控制模組整合於結合 外延伸之導電機：上：同時，該印刷電路板復具有向 之風兀彳，以與該主機板及設於該主機板上 之風扇拴制桓組電性連接 3曰^{婉皁由该風扇控制模組中之控制 該風元件傳遞控制信號至該定子組，以控制
組係包片與被動元件之風扇控制模 時，即可透過其他的風扇控控·組失效或故障 單元因單-風扇控制模組失 電子產品損壞。此外，由甚至料該主機板的 ^ 本發明之風扇單元與風扇控制 =統的結構特性，毋須如習知散熱風扇往往會被整組更
換’而能㈣地在_板均復或更換，故能具較佳之修 设性’㈣低維修成本；且在風鱗元正常運轉下，如控 制晶片之電子元件所產生之熱量能有效逸散而不致發生因 過熱而受損之問題。且該如控制晶片之電子元件設於主機 板上’不會干涉至扇輪之葉片面積，故使扇輪之葉片面積 在-定之空間範圍内有更大之伸展裕度，進而能增加風量 的輸出。同時’如控制晶片及被動元件之電子元件毋須設 於殼體之底座與扇輪之輪轂間，即有助於減少底座與輪轂 間之間隙的尚度，而能降低風扇單元的整體厚度，故較能 111626 8 201143586 符合電子產品薄化上的需求。再而，控制晶片設於主機板 上之預定位置，不會干擾到風扇單元於作動狀態下所產生 之氣流，故亦無產生噪音或震動之問題。 根據本發明之另一較佳具體實施例，該散熱風扇系統 中之風扇單元亦得免除印刷電路板之使用，而將定子組直 接安置於殼體之底座上，並將該定子組連結如排線之導電 連接元件，以使該定子組經由該導電連接元件與整合於主 機板上之電子元件電性連接，俾供電子元件中之控制晶片 •所發出之控制訊號傳送至該定子組，而驅動該風扇單元之 轉動。如此，則能使風扇單元之結構簡化，而能進而降低 風扇單元之整體高度，符合電子產品薄化上之需求，並復 能提升本發明散熱風扇系統之修復性，避免資源之浪費。 【實施方式】 以下藉由特定之具體實施例詳細說明本發明之技術内 容及實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之 内容輕易地瞭解本發明的優點及功效。本發明亦可藉由其 它不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項 細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下 進行各種修飾與變更。 須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小 等，均僅用以配合說明書所揭示之内容，以供熟悉此技藝 之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定 條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例 關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功 9 111626 201143586 效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術 内容得能涵蓋之範圍内。同時，本說明書中所引用之如 “上、下”、“内、外”、“前、後”“一”等之用語，亦僅為便 於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相 對關係之改變或調整，在無實質變更技術内容下，當亦視 為本發明可實施之範疇。 第一具體實施例： 如第1及2圖所示，係本發明之第一具體實施例結合 至一主機板的斜視圖。該具有備援功能之散熱風扇系統， 係包括整合至一主機板1 〇上並與該主機板1 〇電性連接之 二個風扇控制模組11a、lib，與該主機板10結合並與該 二個風扇控制模組11a、lib電性連接的風扇單元12，及 監控模組13，係電性連接該二個風扇控制模組11a、lib， 用以監控該二個風扇控制模組11a、lib之運作狀態。 該主機板10上復至少具有一基本輸入輸出系統 (BIOS) 100，且該主機板10可為任何習知之電路板，如 印刷電路板（Printed Circuit Board)或母板（Mother Board)亦 適用，其上除BIOSIOO外，復可設有其它電子元件或電子 裝置，如中央處理單元、繪圖晶片、南橋晶片、北橋晶片、 電阻或電容等被動元件等，由於其為習知者即能適用，在 此不另為文贅述。 該風扇控制模組11a可包括控制晶片110a及如電阻及 電容之被動元件111a;該風扇控制模組lib則可包括控制 晶片110b及如電阻及電容之被動元件111b。該控制晶片 111626 201143586 a、11G b係用以傳送細言號至該㈣單元匕 έ亥風扇單元12之運轉。 工制 ⑽，之賴建於該刪 瓜 個風扇控制模組Ua、llb的運作狀能。 扇單元12^Γ扇控制模組’風扇控制模組㈣為控制風 d早兀12的備极風扇控制模組。亦即，於結合有本發明之 具有備援功能之散熱風扇系統的主機板1〇 ^ 扇控制模組】U控制風扇單元12之運作，而當風扇 ==於失效或故障等失能情況而無法正常控制風扇單 控制風扇單=^制模組爪取代風扇控制模組- 更進步13之，當主機板10啟動運作時，監控模植 =即監視風扇控制模組lla是否正常地控制風扇單元u =監控模組13之監視的方法可例如為持續接收風扇控 • ^且la所發出的電源訊號，一旦該電源訊號中斷，監 組13即可判定風扇控制模組11&處於失效’或故障等失 4況接著’ I控;^組13傳送驅動訊號驅動風扇控制模 、-且lib以令其致能’進而取代風扇控制模、组山控制風 單元12運作。 而特別及明者，於其他實施態樣中，監控模組Μ可不 乂内建方、BIOS 1GG的方式，而係以獨立於BI〇s 1〇〇之集 成電路型態結合於主機板1〇，並透過主機板1〇的線路或 排線M BIOS 1〇〇及風扇控制模组lla、llb電性連接，以 II1626 11 201143586 進行監控、驅料訊號的傳輸。監控模組i3可以不結 主機板10。舉例言之，如該主機板10係應用於個Ιί腦 =機或伺服器中’則監控模組13亦可設置於該個人電腦主 機或伺服器的機箱上或電源供應器中，並透過排線等 與BIOS 100及風扇控制模組lla、Ub電性連接以社 監控、驅動等訊號的傳輸。 再者，於其他實施態樣中，風扇控制模組的數量可以 超過二個，例如三個或四個，但不以此為限，藉以更進一 步的確保風扇單元可以接受風扇控制模組正常的控制，而 不至因當前的風扇控制模組失效或故障，造成風扇單元無 法正常的運作的問題。 而該風扇單元12包括有殼體120、印刷電路板121及 扇輪122。該殼體120具有底座12〇a，形成於該底座i2〇a 上之軸套管120b，以及環設於該軸套管120b外側之定子 組120c。該印刷電路板121則係設於該底座12如上，以 供疋子組120c安置於其上。該印刷電路板121並連接有一 如排線之導電連接元件12ia向外延伸，以與該主機板 電性連接，俾進而以並聯之型態，分別電性連接至該控制 晶片110a及被動元件lna等之風扇控制模組Ua，及該控 制晶片u〇b及被動元件lllb等之風扇控制模組nb，供 該控制晶片〗l〇a ' ll〇b藉該導電連接元件12ia傳遞控制 訊號至該印刷電路板Π1之定子組120c上，以控制該風扇 單元12之運轉。 而s亥扇輪122係包括輪轂122a，設於該輪穀i22a之 111626 12 201143586 内側上之磁鐵122b ’多數設於該輪轂122a外側上之葉片 122c’以及軸接至該輪轂122a上之軸柱122d;該軸柱122d 係軸接至該軸套管120b中’俾供該扇輪122得以軸桂〗22d 為軸而相對於該殼體120自如轉動。該磁鐵122b係與定子 組120c所產生之磁場發生磁性排斥作用，以驅動該扇輪 122之轉動，由於扇輪122與習知者之驅動原理相同，故 在此不另為文贅述。
由上述可知，本發明所揭示之具有備援功能之散熱風 扇系統，主要係將風扇單元及控制該風扇單元之風扇控制 模組結合及整合至一主機板而將控制風扇單元運轉之風扇 控制模組整合於主機板上而非設於風扇單元之結構中，且 具有至少一組額外的備援風扇控制模組，以有效解決習知 風扇模組在運轉及設計上所存在的問題。 、 '首先’本發明之具有備援功能之散熱風扇系統係將用 以控制風扇單元12之風扇控制模組Ua、Ub整合於主機 =10上’該如控制晶片u〇a、之風扇控制模組⑴、 Γ能便利地在主機板1G上予以修復或更換，使本發明之 :熱風扇系統具有良好的修復性，而能有效降低維修成 模監控模組13，可以在監視到其中—組風扇控制 槿===!況下’及時驅動另-組風扇控制 控制模組lla、L===刪ma、⑽之風扇 隙中，其所產生之熱量即能間之間
Pflb有效逸散，而不會有前述習知 111626 13 201143586 技藝因控制晶片位於輪穀與底座間導致控制晶片所產生之 熱量無法有效逸除而會過熱受損的問題發生。 再而，該如控制晶片110a、l〗0b之風扇控制模組lla、 lib整合於主機板1〇上，會使輪轂n2a與底座12〇&間之 間隙不受如控制晶片11〇a、u〇b之風扇控制模組Ua、nb 之影響’而能進而縮減，故有利於風扇單A 12之整體高度 的降低，而能符合電子產品薄小化之需求。 再者，該如控制晶片n〇a、11〇b之風扇控制模組丨以、 11b位於主機板10上，會使葉片122c之面積不致受風扇 控制模組lla、llb之影響而能有效增加，葉片咖之面 積能予增加，則有助於風量及散熱效率之提升。 此外，該如控制晶片110a、議之風扇控制模組na、 llb位於祕靡早几12之運轉區域外，則不致干擾到風扇 故不會造成—響風扇 第二具體實施例： 如第3圖所示，本發明之第二具 -具體實施例，故僅將差異處 彳认致门方、弟 , ^ Bp .. 矾屣早疋予以繪示。如圖 卜本I 4 —一貫施例之風扇 _ 220、扇輪222及定子組223所構成。該〜 知由=脰 於殼體220之軸套管220b外側並传:又子組223係環設 微上，該定子組奶並連接有!^於殼體別之底座 223a，令該導電連接細⑽之―一之導電連接元件 ，土闰_、丨V伯Μ人 紅 而^'電性連接至主機板 (未圖不），讀整合於主機板上之如控^片之電子元件 111626 14 201143586 .(未圖示）經由該導電連接元件223a傳遞訊號至該定子組 223，以驅動該扇輪222之轉動。亦即，該坌_ θ 、'’ 乐一具體實施例 之風扇早tl 22未使用印刷電路板，故能使風扇單元u 整體高度降低’以符合電子產品薄化上之需求；同時，: =_電__風扇單元22之結構，而有降低成 本、節省組裝工時與流程之功效，復能提升 風扇系統之修復性。 Χ 政… 第三具體實施例： 本發明之第三具體實施例大致同於第一及第二且 =例，其差異主要在於該二個風扇控制模組I:、替 成電路(未圖式”’該集成電路具有相同” 組^通逼’並透過相對應之該通道電性連接至該監控模 以應用於雙通道的集成電路為 監控模組13或BI0S剛所發出〜可設定當接收到如 控制模組11a致能運作；相對的，：：位訊號時’令風扇 或崎100所發出相對於該高:接收到如監控模組η 時’令風扇控制模組llb致能电。立讯號之低電位訊號 亦了透過不同的電源訊號分別。於其他實施態樣t， 致能運作。 目對應的風扇控制模組 上述實施例僅例示性說明本 用於限制本發明。任何熟習 <原理及其功效，而 、枝藝之人士均可在不違 111626 15 201143586 • , 背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改 變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利 範圍所列。 β 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明散熱風扇系統結合至主機板的斜 視圖； ” 第2圖係顯示本發明之風扇單元的剖視圖； 第3圖係顯示本發明第二具體實施例之風扇單元的 視圖； ° 第4圖係顯示習知散熱風扇之剖視圖；以及 視圖。 【主要元件符號說明】 10 主機板 11a 、 lib 風扇控制模組 12、22 風扇單元 13 監控模組 41、51 殼體 42 扇輪 43 印刷電路板 52 扇輪 53 印刷電路板 100 基本輪入輪出系統(BIOS) ll〇a 、 ii〇b 控制晶片 111626 201143586
Ilia ' 111b 被動元件 120 > 220 殼體 120a ' 220a 底座 120b 、 220b 軸套管 120c 、 223 定子組 121 印刷電路板 121a > 223a 導電連接元件 122a 輪穀 122b 磁鐵 122c 葉片 122d 軸柱 122 ' 222 扇輪 410 底座 411 軸套管 412 定子組 421 輪轂 422 、 522 葉片 423 轉軸 424 磁鐵 430 控制晶片 432 被動元件 510 底座 521 輪轂 530 控制晶片 533 延伸部