TWI390114B - Single-pin multi-function input and output to the DC fan control device and method - Google Patents

Description

單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置及方法

本發明為提供一種單腳多功能於直流風扇控制之裝置及方法，尤指一種藉由單腳腳位即可做出控制風扇轉速的單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置及方法。

按，目前居多的電子裝置或配備都早已使用數位化功能，其中尤以電腦為代表，電腦不僅數位，且是具有多功能之裝置，它可以處理許多大眾各人無法處理的問題或事項，以及可做為查詢或娛樂之用途，電腦經過數年的改進與演進，許多電腦已經根據大眾的需要與需求進行擴增或增強功能，得以滿足大眾的要求，理所當然的，當電腦運用所要處理的資料愈多，中央處理器的工作頻率則愈高，消耗的能量愈大，導致此電腦的溫度也隨之升高，而當溫度升高到達某一程度後，電腦的整體效能因散熱不佳而慢慢降低，此時使用者則必須重新開機或強制對電腦內部做降溫動作，才能有效回復電腦的運作速度。

為了解決上述的問題，以風扇最為實際且實用，並且增加風扇的轉速即可達到有效降低電腦內部溫度之方法，藉此可有效避免因工作溫度過高而導致系統發生故障之缺失，而在系統溫度過高時，發以警示提醒系統啟用保護機制，以避免系統燒毀。以目前的市面上用以控風扇運轉並有過溫警示功能的晶片其過溫警示功能皆需專屬的針腳(pin)，如此方可提供完善的風扇控制功能。

然上述風扇於使用時，為確實存在下列問題與缺失尚待改進：當風扇全速運轉而溫度處於高位時，上述控制風扇運轉的晶片腳位無法做到單腳多功能之功用，而需要單獨輸出一過溫警示訊號的專屬腳位。因多腳位亦占去較多PCB的空間，導致製造成本較高。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種藉由單腳腳位即可做出控制風扇轉速的單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置及方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：經由一控制晶片控制該風扇裝置之運轉，而該控制晶片主要係包括有一透過一腳位讀取二電阻值分壓比來做怠速控制之怠速調整單元，一偵測外部溫度的溫度感應單元，及過溫保護單元。當該溫度感應單元偵測外部溫度高於一預設溫度後，則通知過溫保護單元由怠速調整單元切換至過溫保護單元透過上述腳位發送一警示訊號；藉由上述技術，達到藉由單腳位多功能之優勢，可保護防止溫度過熱造成之問題，以及利用比習知更少的腳位即可達到同樣之功能與效果，再者，因控制晶片腳位減少，因此機板所需要之面積則縮減，亦達到節省成本之優勢，也提供了使用者更多的使用空間之實用進步性。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖所示，係為本發明控制晶片之系統方塊圖，由圖中可清楚看出本發明係由一控制晶片10控制該風扇裝置之運轉，該控制晶片10主要係包括有：一溫度感應單元11，該溫度感應單元11係連接一熱敏電阻，使其偵測外部熱敏電阻的阻值變化而感知溫度的變化；一怠速調整單元13，該怠速調整單元13係透過該腳位121讀取二電阻19、20分壓比值回來控制風扇怠速運轉；一過溫保護單元12，於該風扇全轉速，且該溫度感應單元11偵測外部溫度高於預設溫度值後，則通知該怠速調整單元13切換至過溫保護單元12透過121腳位發送一警示訊號；一啟動單元14，該啟動單元14係供一預定電壓並帶動一風扇 轉動；一溫度調速正斜率單元15，該溫度調速正斜率單元15於該風扇增加轉速時與溫度成正比而適當的提高轉速，並於該風扇運轉達一預設溫度後則達到全轉速；一溫度轉折單元16，該溫度轉折單元16達一預設溫度則開始增加該風扇轉速；一運算處理單元17，該運算處理單元17係做為該控制晶片10之運算處理，並產生驅動信號給下述之驅動單元18；及一驅動單元18，該驅動單元18係對風扇提供驅動能量。

請參閱第一A圖所示，係為本發明較佳實施例之步驟流程圖，由圖中可清楚看出，其步驟如下：(a)當風扇經由啟動單元啟動後即開始轉動；(b)透過一怠速調整單元讀取二電阻值分壓比值使風扇維持怠速運作，此風扇怠速轉速由二電阻值分壓比值決定之；(c)於該風扇所運轉之預定轉速達一預定溫度後則透過該溫度轉折單元開始增加該風扇轉速；(d)於風扇運轉時利用溫度調速正斜率單元成正比而適當的提高轉速，當到達一預定溫度後則能達到全轉速；(e)當溫度上升後，此時該溫度感應單元隨時偵測外部溫度的變化；(f)當該溫度感應單元偵測外部溫度高於一預設溫度後，則通知過溫保護單元由怠速調整單元切換至過溫保護單元透過一腳位發送一警示訊號。

請參閱第二圖及第三圖所示，係為單腳多功能之動作示意圖一、二，由圖中可清楚看出，該控制晶片10係做為控制該風扇轉速之媒介，而所述之控制晶片10主要係包括有一偵測外部溫度的溫度感應單元11，及一透過一腳位121讀取二電阻19、20值分壓比來做控制之怠速調整單元13，一過溫保護單元12，於該風扇全轉速，且該溫度感應單元11偵測外部溫度高於預設溫度值後，則通知該怠速調整單元13切換至過溫保護單元12透過121腳位發送一警 示訊號，再者，當風扇開始運轉時，藉由該怠速調整單元13使風扇維持怠速運作，並且該怠速調整單元13讀取二電阻19、20值分壓比值回來控制風扇怠速運轉，再者，請配合參閱第三圖所示，當經過一預定時間系統運作產生熱能，該熱能使溫度提升，致使該溫度感應單元11感應溫度提升，當溫度高於一階段時，則風扇達到全轉速，同時，該溫度感應單元11偵測溫度高於一預設溫度後執行下一動作，因此，該過溫保護單元12發送一過溫警示訊號至外部，警告系統得以透過該訊號執行下一工作。

是以，本發明之單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置及方法為可改善習用之技術關鍵在於：

一、該控制晶片10達到利用較少的腳位(6pin內)即可做出全功能。

二、該控制晶片10利用單腳即可做出具有輸入訊號及輸出訊號之全功能。

三、因控制風扇運轉的控制晶片10腳位減少，使得該機板體積及面積縮小，亦達到節省成本之目的。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置及方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感公便。

10‧‧‧控制晶片

11‧‧‧溫度感應單元

12‧‧‧過溫保護單元

121‧‧‧腳位

13‧‧‧怠速調整單元

14‧‧‧啟動單元

15‧‧‧溫度調速正斜率單元

16‧‧‧溫度轉折單元

17‧‧‧運算處理單元

18‧‧‧驅動單元

19、20‧‧‧電阻

第一圖 係為本發明控制晶片之系統方塊圖。

第一A圖 係為本發明較佳實施例之步驟流程圖。

第二圖 係為單腳多功能之動作示意圖一。

第三圖 係為單腳多功能之動作示意圖二。

10．．．控制晶片

11．．．溫度感應單元

12．．．過溫保護單元

121．．．腳位

13．．．怠速調整單元

19、20．．．電阻

Claims (6)

1. 一種單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置，係由一控制晶片控制該風扇裝置之運轉，該控制晶片主要係包括有：一溫度感應單元，該溫度感應單元係連接一熱敏電阻，而感知外部溫度的變化；一過溫保護單元，該過溫保護單元於該風扇全轉速，且該溫度感應單元偵測外部溫度高於一預定值後則該過溫保護單元透過一腳位發送一警示訊號；及一怠速調整單元，該怠速調整單元係透過上述腳位讀取二電阻值分壓比值回來控制風扇怠速運轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之裝置，其中該控制晶片係進一步包括有一啟動單元、一溫度轉折單元、一溫度調速正斜率單元、一運算處理單元及一驅動單元。
3. 一種單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之方法，係包括有：(a)當風扇經由啟動單元啟動後即開始轉動；(b)透過一怠速調整單元使風扇維持怠速運作，此風扇怠速轉速由二電阻值分壓比值決定之；(c)於該風扇所運轉之預定轉速達一預定溫度後則透過該溫度轉折單元開始增加該風扇轉速；(d)於風扇運轉時利用溫度調速正斜率單元成正比而適當的提高轉速，當到達一預定溫度後則能達到全轉速；(e)當溫度上升後，此時該溫度感應單元隨時偵測外部溫度的變化；及(f)當該溫度感應元件偵測到外部溫度高於一預定溫度時，則通知該過溫保護單元由怠速調整單元切換至過溫保護單元透過一腳位發送一警示訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之方法，其中該怠速調整單元係連接有一溫度調速正斜率單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之方法，其中該溫度調速正斜率單元係連接一運算處理單元。
6. 如申請專利範圍第3項所述之單腳多功能輸入及輸出於直流風扇控制之方法，其中該溫度感應單元係連接一熱敏電阻，而感知外部溫度的變化。