TW201422917A - 電腦風扇控制電路 - Google Patents

Abstract

一種電腦風扇控制電路，包括控制晶片、積分電路、開關單元、電流控制電路、回饋電路及第一電源，開關單元包括第一、第二及第三端，電流控制電路電流控制器，電流控制器包括第一、第二及第三控制端，控制晶片產生第一PWM訊號，積分電路輸入端接收第一PWM訊號，其輸出端連接第一端，第二端通過回饋電路接地，第三端通過一限流電阻連接第一控制端，第二控制端連接第一電源，第三控制端連接風扇連接器之電源引腳，當第一端與第二端電壓差值小於第一閾值時，開關單元截止，該控制電路通過改變第一PWM訊號之佔空比調節風扇轉速。

Description

電腦風扇控制電路

本發明涉及一種主機板。

隨著電腦技術之飛速發展，電腦系統通常要進行大量之運算處理，任務繁忙時所產生之熱量也逐漸增加，單憑散熱孔和散熱片無法解決散熱問題。在主動散熱設備上，性價比較高之風冷技術成為電腦系統最常採用之散熱方式。然而，在現有風冷技術中，電腦風扇控制電路無論在系統繁忙時（電腦溫度較高）還是在系統運轉平緩（電腦溫度較低）時，都控制電腦風扇之轉速保持不變。然而，長時間之高速運轉不僅會縮短電腦風扇之使用壽命，而且，電腦風扇本身也會產生很大熱量。

有鑑於此，有必要提供一種可根據電腦之溫度來控制電腦風扇之轉速之電腦風扇控制電路。

一種電腦風扇控制電路，用於控制電腦風扇之轉速，該電腦風扇控制電路包括控制晶片、積分電路、開關單元、電流控制電路、回饋電路、第一電源，該開關單元包括第一端、第二端及第三端，該電流控制電路包括限流電阻及電流控制器，該電流控制器包括第一控制端、第二控制端及第三控制端，該回饋電路包括第一回饋電阻，該控制晶片用於產生第一脈衝寬度調制訊號，該積分電路之輸入端用於接收該第一脈衝寬度調制訊號，輸出端連接該開關單元之第一端，該積分電路用於將該第一脈衝寬度調制訊號轉換為類比電壓訊號，該第二端通過該第一回饋電阻接地，該第三端通過該限流電阻連接該第一控制端，該第二控制端連接該第一電源，該第三控制端連接該風扇連接器之電源引腳，當該第一端電壓之電壓值與該第二端電壓之電壓值之差值小於第一閾值時，該開關單元截止，該電腦風扇控制電路通過改變該第一脈衝寬度調制訊號之佔空比來調節電腦風扇之轉速。

與先前技術相較，本發明電腦風扇控制電路能夠根據系統溫度之高低，通過該輸出第一脈衝寬度調制訊號以調節該風扇連接器之電源引腳之電壓值。在系統運行繁忙時使該風扇連接器之電源引腳之電壓值升高，進一步使電腦風扇轉速升高，能夠及時將系統產生之熱量散發出去。在系統運行平緩時使該風扇連接器之電源引腳之電壓值降低，進一步使該電腦風扇之轉速升高。因此，能夠使電腦風扇得到最合理之使用，提高了電腦風扇之使用壽命，且能夠減小不必要熱量產生。另外，用脈衝寬度調制訊號來控制，該電腦風扇控制電路之控制精度也很高。

下面將結合附圖對本發明作具體介紹。請參閱圖1，其係本發明電腦風扇控制電路較佳實施方式之電路圖。本發明電腦風扇控制電路100包括溫度感測器10、控制晶片20、積分電路30、開關單元Q1、回饋電路40、電流控制電路50、風扇連接器60、訊號回饋電路70、第一電源P1、第一上拉電阻R2、第二上拉電阻R5、第二電源P2及濾波電容80。

該溫度感測器10用於感測電腦內部系統之溫度。

該控制晶片20包括溫度感測引腳21、訊號輸出引腳22及訊號回饋引腳23。該溫度感測引腳21連接該溫度感測器10，用於讀取該溫度感測器10中之溫度值。該控制晶片20用於產生第一脈衝寬度調制訊號（pulse width modulation，PWM），並經由該訊號輸出引腳22輸出。該控制晶片20優選為電腦主機板上之Super I/O晶片。

該積分電路30包括積分電阻R1及積分電容31。該積分電阻R1之一端連接該訊號輸出引腳22，以作為該積分電路30之輸入端，另一端通過該積分電容31接地，該積分電阻R1與該積分電容31之節點作為該積分電路30之輸出端。該積分電路30用於將離散之數位之該第一脈衝寬度調節訊號轉換為數值連續之線性平滑之類比電壓訊號。

該積分電路30之輸入端通過該第一上拉電阻R2連接該第二電源P2。該第一上拉電阻R2及該第二電源P2用於提高該第一脈衝寬度調制訊號之電壓準位元，即，將該第一脈衝寬度調制訊號之高電平拉至與該第二電源P2之電壓值相等。在本實施方式中，該第二電源P2之電壓值為3V。當從該控制晶片20輸出之第一脈衝寬度調制訊號已符合電壓要求，可以將該第一上拉電阻R2及該第二電源P2省略。

該開關單元Q1包括第一端B1、第二端E1及第三端C1。該回饋電路40包括第一回饋電阻R3及第二回饋電阻R4。該電流控制電路50包括限流電阻R6及電流控制器Q2。該電流控制器Q2包括第一控制端B2、第二控制端E2及第三控制端C2。該第一端B1連接該積分電阻R1及該積分電容31之間之節點。該第二端E1通過該第一回饋電阻R3接地。該第三端C1通過該限流電阻R6連接該第一控制端B2。該第二控制端E2連接該第一電源P1。

該風扇連接器60包括第一引腳61、第二引腳62及第三引腳63。其中，該第一引腳61為該風扇連接器60之接地引腳，該第二引腳62為該風扇連接器60之電源引腳，該第三引腳63為該風扇連接器60之偵測引腳，用於偵測該風扇連接器60上連接之風扇之轉速，並表示風扇轉速之類比電壓訊號轉換為第二脈衝寬度調制訊號。該第二引腳62連接該第三控制端C2。

該第二上拉電阻R5一端連接該第三端C1，一端連接該第一電源P1。該濾波電容80一端連接該第三控制端C2，另一端接地。

該第二回饋電阻R4一端連接該第二端E1，一端連接該第三控制端C2。

該訊號回饋電路70包括：第一分壓電阻R7、第二分壓電阻R8。該第一分壓電阻R7一端連接該第一電源，另一端連接該第三引腳63。該第二分壓電阻R8一端連接該第三引腳63，另一端接地。該第一分壓電阻R7及第二分壓電阻R8之間之節點連接該控制晶片20之訊號回饋引腳23。該訊號回饋電路70用於提高該第二脈衝寬度調制訊號之電壓準位元，即，將該第二脈衝寬度調制訊號之高電壓之電壓值拉至[R8/(R7+R8)]^.P1。當從該第二脈衝寬度調制訊號已符合電壓要求，則，該訊號回饋電路70可以省略。

在本實施方式中，該開關單元Q1為NPN型三極管，其中，該第一端B1、該第二端E1及該第三端C1分別為該NPN型三極管之基極、發射極及集電極。該電流控制器Q2為PNP三極管，其中，該第一控制端B2、該第二控制端E2及該第三控制端C2分別為該PNP型三極管之基極、發射極及集電極。

下面以系統之溫度升高為例描述該電腦風扇控制電路100之工作原理。當控制晶片20偵測到系統之溫度過高時，控制晶片20將該第一脈衝寬度調制訊號之佔空比增大。該第一脈衝寬度調制訊號通過該積分電路30變為類比電壓訊號，從而使該第一端B1之輸出電壓升高。為方便描述，該第一端B1之電流定義為Ib，該第三端C1之電流定義為Ic。對於該開關單元Q1而言，該第一端B1之電流Ib升高，因此，該第三端C1之電流Ic升高。由於該第三端C1之電壓值等於12V-R5*Ic，因此，該第三端C1之電壓降低，進一步地，該電流控制器Q2之該第一控制端B2之電壓減小。對於該電流控制器Q2而言，該第二控制端E2與該第一控制端B2之間之電壓差增大，即導致該第二控制端E2與該第三控制端C2之間之電壓差減小，該第三控制端C2之電壓值增大，從而使該風扇連接器60之該第二引腳62之電壓值增大，該風扇連接器60上連接之風扇之轉速增加。進一步地，該風扇連接器60之該第二引腳62之電壓通過該回饋電路40回饋至該開關單元Q1之第二端E1，由於該第二引腳62之電壓值增大，因此，該第二端E1之電壓值也增大，進一步地，該第一端B1之電壓值與該第二端E1之電壓值之差減小，當該差值減小到小於一預定之第一閾值時，該開關單元Q1截止，從而，該風扇連接器60之電壓穩定，該風扇連接器60連接之風扇轉速穩定。可以理解地，當控制晶片20偵測到系統溫度降低時，控制晶片20將該第一脈衝寬度調制訊號之佔空比減小。基於同樣工作原理，該第二引腳62之電壓值減小，則該風扇連接器60上連接之風扇之轉速減小。同樣地，當該第一端B1之電壓值與該第二端E1之電壓值減小到小於第一閾值時，該開關單元Q1截止，從而，該風扇連接器60之電壓穩定，該風扇連接器60連接之風扇轉速穩定。其中，該第一閾值為該開關單元Q1之開啟電壓，在本實施方式中該第一閾值為0.7V。可以理解地，當該溫度感測器10偵測到系統之溫度再次變化時，則再次通過上述調節過程將風扇之轉速調節到合適之轉速。

與先前技術相較，本發明電腦風扇控制電路100能夠根據系統溫度之高低，通過該輸出第一脈衝寬度調制訊號之佔空比以調節該風扇連接器60之電源引腳之電壓值。在系統運行繁忙時使該風扇連接器60之電源引腳之電壓值升高，進一步使電腦風扇轉速升高，能夠及時將系統產生之熱量散發出去。在系統運行平緩時使該風扇連接器60之電源引腳之電壓值降低，進一步使該電腦風扇之轉速升高。因此，能夠使電腦風扇得到最合理之使用，提高了電腦風扇之使用壽命，且能夠減小不必要之熱量產生。另外，用脈衝寬度調制訊號來控制，該電腦風扇控制電路之控制精度也很高。

另外，該電腦風扇控制電路100之該開關單元Q1為NPN型三極管，體積較小，反應速度較快，能夠及時有效地控制電腦風扇轉速之變化，更好地達到散熱之效果。

雖然本發明以優選實施方式揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做各種之變化，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求之保護範圍之內。

100．．．電腦風扇控制電路

10．．．溫度感測器

20．．．控制晶片

30．．．積分電路

Q1．．．開關單元

40．．．回饋電路

50．．．電流控制電路

60．．．風扇連接器

70．．．訊號回饋電路

80．．．濾波電容

R1．．．積分電阻

31．．．積分電容

R2．．．第一上拉電阻

R3．．．第一回饋電阻

R4．．．第二回饋電阻

R5．．．第二上拉電阻

R6．．．限流電阻

R7．．．第一分壓電阻

R8．．．第二分壓電阻

B1．．．第一端

E1．．．第二端

C1．．．第三端

Q2．．．電流控制器

B2．．．第一控制端

E2．．．第二控制端

C2．．．第三控制端

21．．．溫度感測引腳

22．．．訊號輸出引腳

23．．．訊號回饋引腳

61．．．第一引腳

62．．．第二引腳

63．．．第三引腳

P1．．．第一電源

P2．．．第二電源

圖1係本發明電腦風扇控制電路較佳實施方式之電路圖。

100．．．電腦風扇控制電路

10．．．溫度感測器

20．．．控制晶片

30．．．積分電路

Q1．．．開關單元

40．．．回饋電路

50．．．電流控制電路

60．．．風扇連接器

70．．．訊號回饋電路

80．．．濾波電容

R1．．．積分電阻

31．．．積分電容

R2．．．第一上拉電阻

R3．．．第一回饋電阻

R4．．．第二回饋電阻

R5．．．第二上拉電阻

R6．．．限流電阻

R7．．．第一分壓電阻

R8．．．第二分壓電阻

B1．．．第一端

E1．．．第二端

C1．．．第三端

Q2．．．電流控制器

B2．．．第一控制端

E2．．．第二控制端

C2．．．第三控制端

21．．．溫度感測引腳

22．．．訊號輸出引腳

23．．．訊號回饋引腳

61．．．第一引腳

62．．．第二引腳

63．．．第三引腳

P1．．．第一電源

P2．．．第二電源

Claims (10)

1. 一種電腦風扇控制電路，用於控制電腦風扇之轉速，該電腦風扇控制電路包括控制晶片、積分電路、開關單元、電流控制電路、回饋電路、第一電源，該開關單元包括第一端、第二端及第三端，該電流控制電路包括限流電阻及電流控制器，該電流控制器包括第一控制端、第二控制端及第三控制端，該回饋電路包括第一回饋電阻，該控制晶片用於產生第一脈衝寬度調制訊號，該積分電路之輸入端用於接收該第一脈衝寬度調制訊號，輸出端連接該開關單元之第一端，該積分電路用於將該第一脈衝寬度調制訊號轉換為類比電壓訊號，該第二端通過該第一回饋電阻接地，該第三端通過該限流電阻連接該第一控制端，該第二控制端連接該第一電源，該第三控制端連接該風扇連接器之電源引腳，當該第一端電壓之電壓值與該第二端電壓之電壓值之差值小於第一閾值時，該開關單元截止，該電腦風扇控制電路通過改變該第一脈衝寬度調制訊號之佔空比來調節電腦風扇之轉速。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該第一脈衝寬度調制訊號之佔空比增加時，該電腦風扇之轉速增加，該第一脈衝寬度調制訊號之佔空比減小時，該電腦風扇之轉速減小。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該開關單元為NPN型三極管，該第一端、該第二端及該第三端分別對應該NPN型三極管之基極、發射極及集電極，該電流控制器為PNP型三極管，該第一控制端、該第二控制端及該第三控制端分別為該PNP型三極管之基極、發射極及集電極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該積分電路包括積分電阻及積分電容，該積分電阻之一端為該積分電路之輸入端，另一端通過該積分電容接地，該積分電阻與該積分電容之節點為該積分電路之輸出端。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該電腦風扇控制電路還包括第一上拉電阻及第二電源，該積分電路之輸入端通過該第一上拉電阻連接該第二電源。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該回饋電路還包括第二回饋電阻，該第二回饋電阻一端連接該第二端，一端連接該第三控制端。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該電腦風扇控制電路還包括濾波電容，該濾波電容一端連接該第三控制端，一端接地。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該電腦風扇控制電路還包括訊號回饋電路，該訊號回饋電路之輸入端連接風扇連接器之偵測引腳，該訊號回饋電路之輸出端連接該控制晶片之訊號回饋引腳。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該訊號回饋電路包括第一分壓電阻及第二分壓電阻，該第一分壓電阻一端連接該第一電源，一端連接風扇連接器之偵測引腳，該第二分壓電阻一端連接該偵測引腳，一端接地。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電腦風扇控制電路，其中，該電腦風扇控制電路還包括第二上拉電阻，該第二上拉電阻一端連接該第三端。