TW201526488A - 風扇轉速調節電路 - Google Patents

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Abstract

一種風扇轉速調節電路，用以對一風扇之轉速進行調節，包括一電流偵測電路與一溫度偵測電路，所述電流偵測電路接收一第一參考電壓，並偵測一電源供應器輸出之一第一直流電壓之變化，所述電流偵測電路將偵測到之第一直流電壓之變化與所述第一參考電壓相比較，從而輸出一第一調節電壓，所述溫度偵測電路接收一第二參考電壓與所述第一調節電壓，所述溫度偵測電路偵測所述電源供應器之溫度變化以接收一第二調節電壓，所述溫度偵測電路將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱。

Description

風扇轉速調節電路
本發明涉及一種調節電路，特別涉及一種可根據發熱元件之發熱狀況精確調節風扇轉速之風扇轉速調節電路。
目前桌上型電腦之開關電源大多使用散熱風扇為其散熱，習知之風扇轉速調節電路藉由一熱敏電阻即時監測開關電源之發熱狀況，並根據開關電源之發熱狀況對散熱風扇之轉速進行調節。習知之熱敏電阻感應熱量傳導之反應慢，開關電源產生之熱量需要較長時間才能傳導至熱敏電阻。而開關電源切換負載之變化快，當開關電源輸出大電流後無法及時被熱敏電阻偵測到，導致開關電源上之熱量快速上升而散熱風扇之轉速不能及時之提升，容易造成開關電源之損壞。
有鑑於此，有必要提供一種可根據發熱元件之發熱狀況快速調節風扇轉速之風扇轉速調節電路。
一種風扇轉速調節電路，用以對一風扇之轉速進行調節，包括一電流偵測電路與一溫度偵測電路，所述電流偵測電路接收一第一參考電壓，並偵測一電源供應器輸出之一第一直流電壓之變化，所述電流偵測電路將偵測到之第一直流電壓之變化與所述第一參考電壓相比較，從而輸出一第一調節電壓，所述溫度偵測電路接收一第二參考電壓與所述第一調節電壓，所述溫度偵測電路偵測所述電源供應器之溫度變化以接收一第二調節電壓，所述溫度偵測電路將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱。
相較於先前技術，本發明提供的風扇轉速調節電路藉由所述溫度偵測電路接收一第二參考電壓與所述第一調節電壓，所述溫度偵測電路偵測所述電源供應器之溫度變化以接收一第二調節電壓，所述溫度偵測電路將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱，由於所述溫度偵測電路根據所述第一直流電壓之變化與所述電源供應器之溫度變化輸出所述第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓反應迅速，並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱，實現了對所述風扇轉速之快速調節。
圖1為本發明風扇轉速調節電路之一較佳實施方式之一框圖。
圖2為圖1中風扇轉速調節電路之一較佳實施方式之一電路圖。
請參閱圖1，於本發明之一較佳實施方式中，一風扇轉速調節電路用以對一風扇300之轉速進行調節，所述風扇300為一電源供應器310散熱，所述電源供應器310輸出一第一直流電壓為一負載320供電。所述風扇轉速調節電路包括一電流偵測電路100與一溫度偵測電路200。所述電流偵測電路100接收一第一參考電壓，並偵測所述電源供應器310輸出之第一直流電壓之變化。所述電流偵測電路100將偵測到之第一直流電壓之變化與所述第一參考電壓相比較，從而輸出一第一調節電壓。所述溫度偵測電路200接收一第二參考電壓與所述第一調節電壓。所述溫度偵測電路200偵測所述電源供應器310之溫度變化以接收一第二調節電壓。所述溫度偵測電路200將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一第三直流電壓。所述風扇300接收所述第三直流電壓並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器310散熱。
請參閱圖2，所述電流偵測電路100包括一第一三極管Q1、一第二三極管Q2、一第三三極管Q3、一第四三極管Q4、一第一比較器U1、複數電阻R1-R9及一第一可變電阻VR1。所述第一比較器U1包括一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端。所述第一可變電阻VR1包括一第一端、一第二端及一調節端。所述電阻R2串接於所述電源供應器310與所述負載320之間。所述第一三極管Q1之基極經由所述電阻R1電性連接所述第一三極管Q1之射極。所述第一三極管Q1之射極接收一第二直流電壓。所述第一三極管Q1之集極電性連接所述第二三極管Q2之基極與所述第三三極管Q3之基極。所述第二三極管Q2之基極電性連接所述第二三極管Q2之集極。所述第二三極管Q2之射極與所述第三三極管Q3之射極接地。所述第三三極管Q3之集極經由所述電阻R3電性連接所述電源供應器310與所述電阻R2之間之連接節點。
所述第一比較器U1之同相輸入端電性連接所述第三三極管Q3之集極。所述第一比較器U1之反相輸入端電性連接所述電阻R2與所述負載320之間之連接節點。所述第一比較器U1之反相輸入端經由所述電阻R4電性連接所述第一比較器U1之輸出端。所述電阻R4與所述第一比較器U1之輸出端之間之連接節點經由所述電阻R5電性連接所述第四三極管Q4之基極。所述電阻R5與所述第四三極管Q4之基極之間之連接節點經由所述電阻R6接收所述第二直流電壓。所述第四三極管Q4之集極經由所述電阻R7接收所述第二直流電壓。所述第四三極管Q4之集極經由所述電阻R9電性連接所述第一可變電阻VR1之第一端。所述第一可變電阻VR1之第二端與調節端接地。所述第四三極管Q4之射極經由所述電阻R8接地。其中，所述第一三極管Q1為PNP型三極管，所述第二三極管Q2、所述第三三極管Q3及所述第四三極管Q4為NPN型三極管。
所述溫度偵測電路200包括一第二比較器U2、一第五三極管Q5、複數電阻R10-R15及一第二可變電阻VR2。所述第二比較器U2包括一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端。所述第二可變電阻VR2包括一第一端、一第二端及一調節端。所述風扇300包括一正極與一負極。所述第二比較器U2之同相輸入端電性連接所述第一可變電阻VR1之第一端。所述第二比較器U2之同相輸入端經由所述電阻R10接收所述第二直流電壓。所述第二比較器U2之同相輸入端電性連接所述第二可變電阻VR2之第一端。所述第二可變電阻VR2之第二端與調節端電性相連後經由所述電阻R11接地。所述第二比較器U2之反相輸入端經由所述電阻R12接收所述第二直流電壓。所述第二比較器U2之反相輸入端經由所述電阻R13接地。所述第二比較器U2之反相輸入端經由所述電阻R14電性連接所述風扇300之正極。所述風扇300之負極接地。所述第二比較器U2之輸出端經由所述電阻R15電性連接所述第五三極管Q5之基極。所述第五三極管Q5之射極接收所述第二直流電壓。所述第五三極管Q5之集極電性連接所述風扇300之正極。其中，所述第五三極管Q5為PNP型三極管，所述電阻R11為一負溫度係數熱敏電阻。
工作時，當所述電源供應器310輸出之第一直流電壓發生變化時，流經所述電阻R2之電流發生變化，進而於所述電阻R2之兩端產生相應之電壓降。所述第一比較器U1之反相輸入端偵測所述電壓降。所述第二直流電壓藉由所述電阻R1於所述第一三極管Q1之基極與射極之間產生一電壓差，使得所述第一三極管Q1導通。所述第二三極管Q2之基極與所述第三三極管Q3之基極接收所述第二直流電壓。所述第二三極管Q2與所述第三三極管Q3導通。此時所述第一三極管Q1、所述第二三極管Q2、所述第三三極管Q3及所述電阻R1構成一鏡像恒流源電路。所述鏡像恒流源電路於所述電阻R3上產生一恒定之電流，進而於所述第一比較器U1之同相輸入端產生一恒定之第一參考電壓。所述第一比較器U1將偵測到之電壓降與所述第一參考電壓相比較，並於輸出端輸出一高電位之控制信號。所述控制信號藉由所述電阻R5於所述第四三極管Q4之基極產生一基極電流，所述第四三極管Q4接收所述高電位之控制信號並導通。所述第四三極管Q4對其基極電流進行放大後於其集極輸出一集極電流。所述集極電流流經所述電阻R7使得所述電阻R7上之電壓降變大，所述第二直流電壓於所述電阻R9與所述第一可變電阻VR1上之分壓變小。所述第四三極管Q4之集極經由所述電阻R9輸出所述第一調節電壓給所述第二比較器U2之同相輸入端。
同時所述熱敏電阻R11偵測所述電源供應器310上之溫度變化，所述熱敏電阻R11之阻值隨所述電源供應器310上溫度之增大而減小，使得所述第二直流電壓於所述第二可變電阻VR2與所述熱敏電阻R11上之分壓變小。所述電阻R10與所述第二可變電阻VR2之間之連接節點輸出所述第二調節電壓給所述第二比較器U2之同相輸入端。所述第二直流電壓藉由所述電阻R12與所述電阻R13於所述第二比較器U2之反相輸入端產生所述第二參考電壓。所述第二比較器U2將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一低電位之風扇驅動信號。所述風扇驅動信號藉由所述電阻R15於所述第五三極管Q5之基極產生一基極電流，所述第五三極管Q5接收所述低電位之風扇驅動信號並導通。所述第五三極管Q5對其基極電流進行放大後於其集極輸出一集極電流。所述第五三極管Q5之集極輸出相應之第三直流電壓為所述風扇300供電，所述風扇300根據所述第三直流電壓以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器310散熱。
其中，藉由調節所述第一可變電阻VR1與所述第二可變電阻VR2可分別對所述電流偵測電路100與所述溫度偵測電路200之控制比重進行調節。即所述電阻R2之電流變化與所述熱敏電阻R11之溫度變化分別對所述第三直流電壓之控制比重可藉由所述第一可變電阻VR1與所述第二可變電阻VR2進行調節。當增大所述第一可變電阻VR1之阻值時，所述電阻R2之電流變化對所述第三直流電壓之控制比重增大，即所述第三直流電壓受到電流變化之影響較大；而當增大所述第二可變電阻VR2之阻值時，所述熱敏電阻R11之溫度變化對所述第三直流電壓之控制比重增大，即所述第三直流電壓受到溫度變化之影響較大。
本發明提供的風扇轉速調節電路藉由所述溫度偵測電路接收一第二參考電壓與所述第一調節電壓，所述溫度偵測電路偵測所述電源供應器之溫度變化以接收一第二調節電壓，所述溫度偵測電路將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱，由於所述溫度偵測電路根據所述第一直流電壓之變化與所述電源供應器之溫度變化輸出所述第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓反應迅速，並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱，實現了對所述風扇轉速之快速調節。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧電壓調節電路
100‧‧‧電流偵測電路
200‧‧‧溫度偵測電路
300‧‧‧風扇
310‧‧‧電源供應器
320‧‧‧負載
Q1‧‧‧第一三極管
Q2‧‧‧第二三極管
Q3‧‧‧第三三極管
Q4‧‧‧第四三極管
U1‧‧‧第一比較器
R1-R15‧‧‧電阻
VR1‧‧‧第一可變電阻
U2‧‧‧第二比較器
Q5‧‧‧第五三極管
VR2‧‧‧第二可變電阻
無
100‧‧‧電流偵測電路
200‧‧‧溫度偵測電路
300‧‧‧風扇
310‧‧‧電源供應器
320‧‧‧負載

Claims (9)

  1. 一種風扇轉速調節電路，用以對一風扇之轉速進行調節，包括一電流偵測電路與一溫度偵測電路，所述電流偵測電路接收一第一參考電壓，並偵測一電源供應器輸出之一第一直流電壓之變化，所述電流偵測電路將偵測到之第一直流電壓之變化與所述第一參考電壓相比較，從而輸出一第一調節電壓，所述溫度偵測電路接收一第二參考電壓與所述第一調節電壓，所述溫度偵測電路偵測所述電源供應器之溫度變化以接收一第二調節電壓，所述溫度偵測電路將所述第一調節電壓和所述第二調節電壓分別與所述第二參考電壓相比較以輸出一第三直流電壓，所述風扇接收所述第三直流電壓並以相應之轉速轉動從而為所述電源供應器散熱。
  2. 如請求項1所述的風扇轉速調節電路，其中：所述電流偵測電路包括一鏡像恒流源電路與一第一比較器，所述第一比較器包括一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端，所述鏡像恒流源電路於所述第一比較器之同相輸入端產生一恒定之第一參考電壓，所述第一比較器之反相輸入端偵測所述第一直流電壓之變化，所述第一比較器之輸出端輸出一控制信號。
  3. 如請求項2所述的風扇轉速調節電路，其中：所述電源供應器輸出所述第一直流電壓為一負載供電，所述鏡像恒流源電路包括一第一三極管、一第二三極管、一第三三極管、一第一電阻及一第三電阻，所述電流偵測電路還包括一第二電阻，所述第二電阻串接於所述電源供應器與所述負載之間，所述第一三極管之基極經由所述第一電阻電性連接所述第一三極管之射極，所述第一三極管之射極接收一第二直流電壓，所述第一三極管之集極電性連接所述第二三極管之基極與所述第三三極管之基極，所述第二三極管之基極電性連接所述第二三極管之集極，所述第二三極管之射極與所述第三三極管之射極接地，所述第三三極管之集極經由所述第三電阻電性連接所述電源供應器與所述第二電阻之間之連接節點。
  4. 如請求項3所述的風扇轉速調節電路，其中：所述電流偵測電路還包括一第四三極管與一第一可變電阻，所述第一可變電阻包括一第一端、一第二端及一調節端，所述第一比較器之同相輸入端電性連接所述第三三極管之集極，所述第一比較器之反相輸入端電性連接所述第二電阻與所述負載之間之連接節點，所述第一比較器之輸出端電性連接所述第四三極管之基極，所述第四三極管之集極接收所述第二直流電壓，所述第四三極管之集極電性連接所述第一可變電阻之第一端，所述第一可變電阻之第二端與調節端接地，所述第四三極管之射極接地。
  5. 如請求項4所述的風扇轉速調節電路，其中：所述第一三極管為PNP型三極管，所述第二三極管、所述第三三極管及所述第四三極管為NPN型三極管。
  6. 如請求項5所述的風扇轉速調節電路，其中：所述溫度偵測電路包括一第二比較器、一第五三極管、一第二可變電阻及一熱敏電阻，所述第二比較器包括一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端，所述第二可變電阻包括一第一端、一第二端及一調節端，所述風扇包括一正極與一負極，所述第二比較器之同相輸入端電性連接所述第一可變電阻之第一端，所述第二比較器之同相輸入端接收所述第二直流電壓，所述第二比較器之同相輸入端電性連接所述第二可變電阻之第一端以接收所述第二調節電壓，所述第二可變電阻之第二端與調節端電性相連後經由所述熱敏電阻接地，所述第二比較器之反相輸入端接收所述第二參考電壓，所述第二比較器之輸出端電性連接所述第五三極管之基極，所述第五三極管之射極接收所述第二直流電壓，所述第五三極管之集極電性連接所述風扇之正極，所述風扇之負極接地。
  7. 如請求項6所述的風扇轉速調節電路，其中：所述第五三極管為PNP型三極管。
  8. 如請求項7所述的風扇轉速調節電路，其中：所述第二電阻之電流變化與所述熱敏電阻之溫度變化分別對所述第三直流電壓之控制比重可藉由所述第一可變電阻與所述第二可變電阻進行調節。
  9. 如請求項8所述的風扇轉速調節電路，其中：當增大所述第一可變電阻之阻值時，所述第二電阻之電流變化對所述第三直流電壓之控制比重增大，當增大所述第二可變電阻之阻值時，所述熱敏電阻之溫度變化對所述第三直流電壓之控制比重增大。
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