TWI224417B - Fan motor speed control circuit - Google Patents

Description

1224417 一、 【發明所屬之技術領域】 本發明主要係關於一種轉速之控制電路，尤其是關於 一種風扇馬達之轉速控制電路。 二、 【先前技術】 在已知的風扇馬達轉速控制技術中，熟習此項技術人 士通常是利用各種電晶體及驅動積體電路（integFated circuit ; 1C)晶片所組成的控制電路以及用以驅動此一控 制電路之外部驅動信號，例如是脈衝寬度調變（Pulse " Width Modulation ; PWM)信號，來控制風扇馬達的轉速。 請參見圖1 A，在一習知風扇馬達轉速控制技術中，主 f係利用一外部脈衝寬度調變（PWM)信號3來驅動雙載子電 晶體（bipolar transistor) 2及驅動1C 5，來控制代表風 扇馬達（未顯示）之定子線圈1的端電壓，而霍爾元件4係用 來檢知風扇馬達之轉子（未顯示）的磁極以使定子線圈1的 電流方向配合轉子磁極的位置。請參見圖1β，在另一習知 風扇馬達轉速控制技術中，亦可分別利用一外加電壓Va及 —外部脈衝寬度調變（PWM)信號3來驅動兩個雙載子電^體 1 2、1 3及驅動I c 1 4。 曰曰 妒然而，在上述習知技術中，當脈衝寬度調變（PWM)信 頻率較低時，直接受脈衝寬度調變（PWM)信號驅動^ 怎晶體2、12、13之ON及OFF狀態的切換將導致受控制的風 ，馬達的運轉產生振動，進而容易產生噪音。 〜、【發明内容】 調_ Ί f知風扇馬達之轉速控制電路無法避免在脈衝寬度 言號頻率較低時，因風扇馬達停止/啟動之切換過程

$ 7頁 1224417 修正 曰 ^^J2U9947 五、發明說明（2) 中所產生的振氣 為解决此二:二的；音問題。 制電路，其能降f:本發明提出-種風扇馬達之轉速控 更平順。 -迷之噪音，且讓風扇馬達之轉速變化 本發明之—曰沾+ 路，其藉由一赵的在於提供一種風扇馬達之轉速控制電 信號切換處理，:號轉換處理及-自低頻至高頻的 依本發明—Ιίί扇馬達之轉速控制。 有-數位類比轉ϋ元：之風扇馬達之轉速控制電路，具 二=2接=脈:衝：調二數位類比轉 -電·信號，元衝寬度調變信號轉換成 收該電虔信號，且；： = =轉：單元串接以接 此—風肩 =f之位4馬於上述高言史定電壓位準時， 及高於該上述低設定電壓位準此一设定電壓位準 制電路可讓風扇馬達具有一可 .達之轉速控 位準低於上述低設定電壓位準時轉;壓信號之 制電路可讓風扇馬達保持在—高固定轉速^…達之轉速控 f發明的優點在於：降低習知直接藉 衝見度調變信號驅動之一控制 卜4低頻脈 振動及臂音問題。 制電路對於風扇馬達所引起的 四、【實施方式】 請參見圖2，本發明之風戶霞、土 _ 電物係 第 頁 1224417 修正

案號9211⑽47 五、發明說明（3) 包含一數位/類比轉換單元301及一驅動單元3〇2。數位/ 匕轉換單元3 〇 1係利用來將一來自外部或由風扇馬達回、 而輪入的PWM數位信號3轉換為類比信號，例如是一電壓% 號，而驅動單元302則接收此一類比信號，然後將盆與一。 驅動單元内部之二設定電壓Vrefl及Vrei2進行比較。接著、，將 ^較結果轉換成一高頻數位信號來控制風扇馬達4〇之韓 速。 付 一本發明一實施例之風扇馬達之轉速控制電路係如圖3 A =示。本實施例中，吾人係以一數位類比信號轉換電路22 來作為一數位類比信號轉換單元，且以一驅動IC 23來作 ，驅動單元。在此，數位類比信號轉換電路2 2主要由一電 晶體221、一二極體222、一電容器223及數個電阻器 224a〜224d所組成，而驅動1(： 23則至少具有一震盡^元件 231、一控制元件232及複數端子23 3a〜233h。這些端子分 別與一電壓源Vcc、—外部電容器24、一霍爾元件一25及風刀扇 馬達之定子線圈21耦接或電連接。值得注意的是，震盈元 件231係透過外部電容器24所激發，其所輸出之數位訊號 的頻率可為—高頻率，例如是25KHZ。因此，本實施例^ 驅動IC 2 3與習知驅動I c 5或1 4並不同。 本實施例之風扇馬達之轉速控制電路的工作原理如 下首先輸入的脈衝寬度调變信號3會透過數位類比传 號轉換電路22被轉換成一類比的電壓信號，進而為驅動^ 23所接收，而其位準％會被驅動1(： 23當作一臨界電壓 (threshold voltage)。然後，控制元件232會進行此一臨 界電壓位準VTH與震盈元件2 31所輸出之一高頻信號（如圖3 β

第9頁 修正

案號 92119947 五、發明說明（4) _ 異比較。當vTH大於vH時，抛庄丨一 定子線圈21兩端之端電壓=件232將會控制風扇馬達之 當νΤΗ小於Η且大於\時，馬達具有1轉速。 之疋子線圈21兩端之端電壓，使得風扇馬達具有風ί馬達 速。當VTH小於VL時，該風扃民、去曰士 逆八有—可變轉 施例中，脈衝寬度調變信號3之責㈣㈣轉逮。本實 間的關係如圖3C所示，A中，線$ η 卩馬達轉速之 ，士 ，、中，轉速變化的轉折處之卢士八 別表示上述vH>vTH>vL &vth<Vl的情況。 处之左右为 本毛明另-貝她例之風扇馬達之轉速控制 “所示。本實施例中’吾人仍以一數位類比信號 22來料數位_錢轉換單元n驅㈣23換電路 驅動早兀。在此，數位類比信號轉換電路22所包含 株、 與上述者相同’不再贅述。另一方面，本實施例之驅動K 23除了具有一震盪元件231、一控制元件232及 233a~233h之外，更具有端子233i。這些端子除了分W 一 電壓源vcc、一外部電容器24、一霍爾元件25及風扇馬達之 定子線圈21耦接或電連接之外，更與一分壓電路26電連 接:此一 $壓電路26係由電阻26&及2613所組成，其目的在 於提供一芩考電壓Vref，係透過分壓電路26對於電阻5|26b 所擷取之電壓位準。 口 值付/主思的是，震盡元件2 31係透過外部電容器2 4所 激發’其所輸出之數位訊號的頻率可為一高頻率，例如是 25KHZ。因此，本實施例之驅動IC 23與習知驅動ic 5及14 並不同。 t實施例扇馬達之轉速控制電路的工作原理大致 五、發明說明（5) 上均風f馬達之轉速控制電路的工作原理大致 上均與上述只施例相同’相同處不 JIC 23 ^- ^ t acthreshold voltage)

2'3 i，所控^進行此—臨界電屋位準％與震盪元S 电^ Vref (至呉比車乂。在此，參考雷壓v ^ 信號之高電壓位準VH，如圖3Β所示。…"、於此一南頻 子魂時，控制元件232將會控制風扇馬達之定 :線=21兩端之端電壓’使得風扇馬達具 疋 速。虽νΤΗ小於vref時且大於、時，控 _ 扇馬達之定子線圈2 1兩端之端# # 字έ控制風 有-可變轉速…？，使得風扇馬達具有具 轉速。本實施例；：二寬0; :/變：公達具有-高固定 扇馬達轉速之間的關係==號3之責任週期與風 就本發明而吕，由於直接辱區動 、 單元所發出且頻率大於人耳所二;^ $的信號為驅動 信號，例如上述實施例中由f(2〇_的高頻 25KHZ的高頻信號，因此自二羞二件所發出之頻率為 ^ :唬驅動馬達所引起的振動及噪音問題。 、，、不上，本發明已藉由上述之 述。然而，熟習該項技術者當了解的J $化例來詳加描 實施例在此僅為例示性而非為 疋介本發明之所有的 發明實質精神及範圍之内，上述^月亦即，在不脫離本 控制電路的其他變化例及修 ：風扇馬達之轉速 此’本發明係由後附之申請專利=蓋。因 Ύ^7.%、式簡單說明 ^ 五、【圖式簡單說明】 圖1A係一示意圖， 路0 修正 顯示 習知 電路。 圖1B係一示意圖，顯 示另 風扇馬達之轉速控制電 習知風扇馬達之轉速控制 圖1 2 3係-方塊圖，顯示本 路之基本架構。 月之風扇馬達之轉速控制電 圖3A係一示意圖， 轉速控制電路。 ”、’、本&明一實施例之風扇馬達之 圖係-曲線圖，顯示本發明 轉速控制電路之震盪亓杜沾 貝施例之風扇馬達之 係一曲線s件:時，與震盘… “甘^ ^線圖，顯不本發明一實施例之風扁民、查夕 轉速其脈衝寬度調變信號之責任週期的關係。達之 " 係示思圖，顯示本發明另一實施例之周戶 之轉速控制電路。 風扇馬達 圖4Β係一曲線圖，顯示本發明另一實施例之 、 之轉速及其脈衝寬度調變信號之責任週期的關係。羽馬達

1 21 線圈 2 1 2、1 3 電晶體 3 3脈衝寬度調變信號 1224417 案號 92119947_年月日_修正 圖式簡單說明 30 風扇馬達轉速控制電路 301 數位類比信號轉換單元 302 驅動單元 40 風扇馬達 22 數位類比信號轉換電路 221 電晶體 222 二極體 223、 24 電容器 224a 〜224d 、26a〜26b 電阻 23 驅動I C 231 震盪元件 232 控制元件 23 3a 〜i 端子 26 分壓電路

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Claims (1)

1. 修正 1224417 案號 92119947 六、申請專利範圍 1· 一種風扇馬達之轉速控制電路，包含： 一數位類比轉換i ^ w .,,,_ 、早凡，其接收一脈衝寬度 width modulation ； ^ ^ Q # 轉換成-電壓信號；）“虎’且將該脈衝寬 電懕：Ϊ動單Ϊ，其與該數位類比轉換單元串 一第—設定電壓及-第二設 第一§又疋電壓大於該第二設定電壓. 其中，當該電壓作缺夕^、隹^ 時，嗲風戶民、*目士虎 準向於該第一設 低於；第：:?ί; 低固定轉速；當該電壓 节風冗：：：電壓位準及高於該第二設定電 μ風扇馬達具有一可變韓 · $ 第二設定電壓位準時，兮風=μ電壓#唬之 2·如申請專利範圍第:f:馬達具有-高固 路，其中該低固定轉速為零。、之風扇馬達之轉 3 ·如申晴專利範圍第1 > 路，其中該數位類比轉換U =扇馬達之轉 —電容器及複數電阻早凡包含—電晶體、 4·如申請專利範圍以 路，其中該驅動單元包人史之風扇馬達之轉 ,l由广 包含一霍爾元件及一震虞 5·如申請專利範圍第4 JS々千及震多 路，其中該第—設定 j之風扇馬達之轉 路所提供。 及該第二設定電壓係 調變（p u 1 s e 度調變信號 接以接收該 定電壓，該 定電壓位準 信號之位準 壓位準時， 位準低於該 定轉速。 速控制電 速控制電 ，二極體、 速控制電 電路。 速控制電 cb該雷滿# 路 6.如申請專利範圍第4 其中該驅動單元更包含 項之風扇馬達之轉 —分壓電路，該第 速控制電 /設定電壓

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   低固定轉速大於零。 _ 案號 92119947 年 六、申請專利範圍 位準係由該分壓電路所決定，且該 7 ·如申請專利範圍第1項之風扇馬達之轉速控制電 路，其中該驅動單元被整合於一 IC晶片中。 8· —種風扇馬達之轉速控制電路，藉由一脈衝寬声 調變信號驅動，包含： 一數位類比彳§號轉換電路’其接收該脈衝寬度調變作 號，且將該脈衝寬度調變信號轉換成一電壓信號；及 ° 一驅動I C，具有一控制元件、一震盪元件及複數端 子，該震盛元件輸出一數位訊號，該等端子之一部分係八 別與該數位類比轉換電路、一霍爾元件、一風扇馬達之a 子線圈、一輸入電壓源耦接； 疋 其中’該控制元件接收該電壓信號，且當該電壓信號 之位準大於該數位訊號之高位準時，該風扇馬達具有—^ 轉速；當該電壓信號之位準小於該數位訊號之高位準時^ 大於該數位訊號之低位準時，該風扇馬達具有一可變轉 速；當該電壓信號之位準小於該數位訊號之低位準時， 風扇馬達具有一高固定轉速。 μ 9.如申請專利範圍第8項之風扇馬達之轉速控制電 路，其中該數位類比信號轉換電路包含一電晶體、一二極 體、一電容器及複數電阻。 一° 種風扇馬達之轉速控制電路，藉由一脈衝嘗洚 調變信號驅動，包含： X 一數位類比信號轉換電路，其接收該脈衝寬度調變信 k，且將該脈衝寬度調變信號轉換成一電壓信號； σ I y ^ 9211QQ/I7 六、申請專利範圍 曰 修正 子，議 別與該 風扇馬 其 之一部 路之該 當該電 大於該 速；當 風扇馬 11· 路，其 體、一 12路，其 分壓電路；及 驅動I c，具有一控制元件、 震盈元件輪出一數位訊號， 數位類比轉換電路、該分壓 達之定子線圈、一輸入電壓 中，該控制元件接收該電壓 分電壓位準，且當該電壓信 ，分電壓位準時，該風扇馬 壓信號之位準小於該分壓電 數位汛號之低位準時，該風 該電壓信號之位準小於該數 達具有一高固定轉速。 如申凊專利範圍第1 〇項之 中該數位類比信號轉換電路 電容器及複數電阻。 •如申請專利範圍第1 〇項之 中該分壓電路包含二電阻。 一震盪元件 該等端子之 電路 霍 源耦接； 化5虎及擁取 號之位準大 達具有一低 路之該部分 扇馬達具有 位訊號之低 及複數端 一部分係分 爾元件、一 該分壓電路 於該分壓電 固定轉速； 電壓位準且 一可變轉 位準時，該 風扇馬達之轉速控制電 包含一電晶體、一二極 風屬馬達之轉速控制電

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