TWI396498B - 具有散熱風扇及可拆卸式空氣過濾器之電子裝置及其散熱風扇控制方法 - Google Patents

具有散熱風扇及可拆卸式空氣過濾器之電子裝置及其散熱風扇控制方法 Download PDF

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Description

具有散熱風扇及可拆卸式空氣過濾器之電子裝置及其散熱風扇控制方法
本發明係關於一種具有散熱風扇(cooling fan)及可拆卸式空氣過濾器(detachable air filter)的電子裝置(electronic apparatus)，並且特別地，當空氣過濾器設置在電子裝置上時或當空氣過濾器未設置在電子裝置上時，根據本發明之電子裝置皆根據同一風扇轉速對應溫度之函數來控制散熱風扇(cooling fan)的操作，且能有效地冷卻電子裝置。
現行電子裝置，例如，投影機、背投式電視、光碟機、電腦主機，等其內部有操作期間會產生熱的元件之電子裝置，因此，這些電子裝置皆須配置散熱風扇來冷卻其內部。
為了讓電子裝置內部的散熱達到最佳化之效果，一些配置散熱風扇的電子裝置儲存風扇轉速對應溫度的函數，並且感測內部溫度。上述電子裝置根據感測到的內部溫度以及風扇轉速對應溫度的函數，來調整散熱風扇的轉速。
因應電子裝置所處外在環境為空氣污染較重的情況，為避免空氣中污染物進入電子裝置內部進而損傷電子裝置內部的元件，上述需配置散熱風扇之電子裝置大多會在殼體的進氣口(inlet)處額外裝設空氣過濾器，藉以阻擋空氣中污染物進入電子裝置的內部。然而，裝設空氣過濾器對吸入電子裝置的氣流會有阻力，若仍採用原先的風扇轉速對應溫度的函數，則風扇吹出的氣流不足以冷卻電子裝置內部，令電子裝置因過熱而當機。裝設空氣過濾器的電子裝置大多會採取另一變更的風扇轉速對應溫度之函數，以利有效地冷卻電子裝置的內部，但是，此種作法需要較大儲存容量的記憶體以及切換不同風扇轉速對應溫度的函數之設計。
因此，本發明之一目的在提供一種具有散熱風扇及可拆卸式空氣過濾器電子裝置，並且當空氣過濾器設置在電子裝置上時當或當空氣過濾器未設置在電子裝置上時，根據本發明之電子裝置皆根據同一風扇轉速對應溫度之函數來控制散熱風扇的操作，且能有效地冷卻電子裝置。
根據本發明之一較佳具體實施例的電子裝置，其包含殼體(casing)、溫度感測器(thermal sensor)、控制單元(controlling unit)、空氣過濾器以及散熱風扇。殼體具有進氣口。溫度感測器係裝設於殼體內。溫度感測器用以感測關於根據本發明之電子裝置的內部之溫度。控制單元係裝設於殼體內，並且電連接至溫度感測器。控制單元儲存風扇轉速對應溫度之函數，並且接收由溫度感測器所感測到的溫度。空氣過濾器係可拆卸地設置於殼體之進氣口上。當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時，空氣過濾器鄰近溫度感測器之局部結構係阻擋流經溫度感測器之氣流。散熱風扇係裝設於殼體內，並且電連接至控制單元。特別地，當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時或當空氣過濾器未設置在殼體之進氣口時，控制單元皆藉由將溫度感測器所感測到之溫度代入函數計算決定轉速，並且控制散熱風扇在決定轉速下操作，以冷卻電子裝置。
於一具體實施例中，根據本發明之空氣過濾器實質上具有第一結構密度，並且空氣過濾器鄰近溫度感測器之局部結構具有第二結構密度。第二結構密度係大於第一結構密度。
於一具體實施例中，根據本發明之空氣過濾器包含主體以及自該主體延伸之遮蔽部份。當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時，主體係設置於殼體之進氣口，並且遮蔽部份係遮蔽溫度感測器以阻擋氣流流經溫度感測器。
於一具體實施例中，根據本發明之空氣過濾器包含濾網。
根據本發明之一較佳具體實施例的控制方法，其用以控制電子裝置之散熱風扇。電子裝置並且包含殼體以及空氣過濾器。殼體具有一進氣口。空氣過濾器係可拆卸地設置於殼體之進氣口上。當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時，空氣過濾器鄰近殼體內之溫度感測點之局部結構係阻擋流經溫度感測點之氣流。風扇轉速對應溫度之函數係事先提供。當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時，根據本發明之控制方法係將於溫度感測點所感測到之溫度代入函數計算第一決定轉速，並且控制散熱風扇在第一決定轉速下操作，以冷卻電子裝置。當空氣過濾器未設置在殼體之進氣口時，根據本發明之控制方法係將於溫度感測點所感測到之溫度代入函數計算第二決定轉速，並且控制散熱風扇在第二決定轉速下操作，以冷卻電子裝置。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
本發明係提供一種具有散熱風扇及可拆卸式空氣過濾器的電子裝置。根據本發明之電子裝置可以是投影機、背投式電視、光碟機、電腦主機，等需藉由散熱風扇冷卻其內部的電子裝置。以下藉由根據本發明實施的投影機做為說明例，藉以充分解說關於本發明的特徵、精神、優點以及實施上的簡便性。
請參閱圖一及圖二，圖一係根據本發明之一較佳具體實施例的投影機1之外觀示意圖。圖二係圖一中之投影機1沿圖一中A-A線之剖面示意圖。
如圖一及圖二所示，根據本發明之投影機1包含殼體10以及可拆卸式空氣過濾器12。根據本發明之投影機1其殼體10具有進氣口102以及排氣口(outlet)104。氣流自殼體10的進氣口102進入投影機1內，再從殼體10的排氣口104排出。空氣過濾器12係可拆卸地設置於殼體10之進氣口102上。圖二所繪示的投影機1，空氣過濾器12係裝設在殼體10之進氣口102上。空氣過濾器12用以阻擋空氣中污染物進入投影機1的內部。
同樣示於圖二，根據本發明之投影機1並且包含溫度感測器14、控制單元16以及散熱風扇18。為了便於說明，圖二未繪示投影機1其餘重要元件。溫度感測器14係裝設於殼體10內，並且用以感測關於根據本發明之投影機1內部的溫度。控制單元16係裝設於殼體10內，並且電連接至溫度感測器14。控制單元16儲存風扇轉速對應溫度之函數，並且接收由溫度感測器14所感測到的溫度。散熱風扇18係裝設於殼體10內，並且電連接至控制單元16。
不同於先前技術，當空氣過濾器12設置在殼體10之進氣口102時或當空氣過濾器12未設置在殼體10之進氣口102時，控制單元16皆藉由將溫度感測器14所感測到之溫度代入同一風扇轉速對應溫度的函數以計算決定轉速，並且控制散熱風扇18在決定轉速下操作，以冷卻電子裝置1。
特別地，當空氣過濾器12設置在殼體10之進氣口102 時，空氣過濾器12鄰近溫度感測器14之局部結構122係阻擋流經溫度感測器14之氣流。
於一具體實施例中，如圖二所示，根據本發明之空氣過濾器12實質上具有第一結構密度，也就是空氣過濾12其主要結構124(局部結構122除外)具有第一結構密度。並且，空氣過濾器12鄰近溫度感測器14之局部結構122具有第二結構密度。第二結構密度係大於第一結構密度。藉此，空氣過濾器12的局部結構122能阻擋流經溫度感測器14之氣流。讓第二結構密度大於第一結構密度，可以藉由讓局部結構122的網孔較小，或是在局部結構122上塗佈膠以封閉局部結構122。顯見地，在沒有氣流流經的情況下，溫度感測器14所感測到的溫度會較高。
於一具體實施例中，空氣過濾器12包含濾網。
請參閱圖三，是根據本發明之另一較佳具體實施例之投影機1中沿圖一中A-A線所獲得之剖面示意圖。特別地，繪示於圖三之空氣過濾器12包含空氣過濾器主體126以及自空氣過濾器主體126延伸之遮蔽部份128。如圖三所示，當空氣過濾器12設置在殼體10之進氣口102時，空氣過濾器主體126係設置於殼體10之進氣口102，並且遮蔽部份128係遮蔽溫度感測器14以阻擋氣流流經溫度感測器14。同樣地，在沒有氣流流經的情況下，溫度感測器14所感測到的溫度會較高。在圖三中具有與圖二相同號碼標記之結構、元件，其同樣執行圖二中相對應結構、元件所具有之功能。在此不多做贅述。
由以上的說明可以清楚了解，當根據本發明之空氣過濾器12設置在殼體10之進氣口102時，流經溫度感測器14之氣流會被阻擋，溫度感測器14所感測到的溫度會較高。關於此設計之優點及便利性請見下文說明。
請參閱圖四及圖五，圖四揭露三組數據，由上至下分別為：習知投影機採用原先的風扇轉速對應溫度之函數、設置及未設置習知空氣過濾器的相關測試數據；習知投影機採用習知空氣過濾器並搭配變更的風扇轉速對應溫度之函數的相關測試數據；本發明之投影機1採用原先的風扇轉速對應溫度之函數並搭配本發明之空氣過濾器12的相關測試數據；測試數據包含環境溫度Ta 、溫度感測器14所感測到的溫度T1 、風扇轉速、系統溫度Tsys 以及噪音，等。系統溫度Tsys 會隨著環境溫度Ta 升高而升高，但應了解的是，系統溫度Tsys 需綜合考量其他零件產生之熱能，並不同於溫度感測器14所感測到的溫度T1 ；另，風扇轉速越快，產生之噪音越大。圖五係揭露習知投影機未採用空氣過濾器並搭配原先的風扇轉速對應溫度之函數、本發明之投影機1採用本發明之空氣過濾器12並搭配原先的風扇轉速對應溫度之函數之風扇轉速對應環境溫度Ta 之實際測試結果。在此需聲明，圖四、圖五相關測試所採用的投影機之規範操作溫度上限為100℃，也就是說，投影機的系統溫度Tsys 若超過100℃會因過熱而當機，或造成零件損壞。
如圖四所示，習知投影機未設置空氣過濾器並且配合原先的函數時，環境溫度Ta 為25℃，溫度感測器14所感測到的溫度T1 為35℃，根據原先的風扇轉速對應溫度之函數，風扇轉速僅需維持在2000rpm，習知投影機的系統溫度維持在100℃；環境溫度Ta 為26℃，溫度感測器14所感測到的溫度T1 為36℃，根據原先的風扇轉速對應溫度之函數，風扇轉速則需維持在2200rpm，習知投影機的系統溫度Tsys 仍可以維持在100℃。當習知投影機設置習知空氣過濾器並且配合原先的函數時，環境溫度Ta 在25℃下，溫度感測器14所感測到的溫度T1 小於35℃，根據原先的風扇轉速對應溫度之函數，風扇轉速僅需需維持在2000rpm，但是，習知投影機的系統溫度Tsys 卻已經高達103℃，需搭配變更的風扇轉速對應溫度之函數以避免內部零件因系統溫度Tsys 超出規格(100℃)而受損。
同樣示於圖四，習知投影機搭配習知空氣過濾器並且配合變更的風扇轉速對應溫度之函數時，環境溫度Ta 為26℃，溫度感測器14所感測到的溫度T1 為36℃，根據變更的風扇轉速對應溫度之函數，風扇轉速則需維持在2400rpm，習知投影機的系統溫度Tsys 仍可以維持在100℃。
同樣示於圖四，本發明投影機1搭配本發明之空氣過濾器12並且配合原先的函數時，環境溫度Ta 為23℃，藉由空氣過濾器12阻擋流經溫度感測器14之氣流，以讓溫度感測器14所感測到的溫度T1 上昇達36℃，並根據原先的風扇轉速對應溫度之函數，風扇轉速則需維持在2200rpm，藉此讓投影機1的系統溫度Tsys 仍可以維持在100℃。
如圖五所示，同樣是配合原先的風扇轉速對應溫度之函數，與未搭配空氣過濾器的習知投影機相較，當本發明之空氣過濾器12設置在殼體10之進氣口102時，流經溫度感測器14之氣流會被阻擋，故本發明投影機1雖處在較低環境溫度Ta 但溫度感測器14亦感測到較高的溫度T1 。因此，根據原先的風扇轉速對應溫度之函數，本發明投影機1在較低環境溫度Ta (23℃)時，其風扇即升速(2200rpm)以維持投影機1的系統溫度Tsys 於100℃。
此外，根據本發明之一較佳具體實施例之控制方法，其用以控制電子裝置之散熱風扇。風扇轉速對應溫度之函數係事先提供。電子裝置並且包含殼體以及空氣過濾器。殼體具有一進氣口。當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時，空氣過濾器鄰近殼體內之溫度感測點之局部結構係阻擋流經溫度感測點之氣流。空氣過濾器的結構、具體實施例已於上文中詳述，在此不再贅述。
當空氣過濾器設置在殼體之進氣口時，根據本發明之控制方法係將於溫度感測點所感測到之溫度代入函數計算第一決定轉速，並且控制散熱風扇在第一決定轉速下操作，以冷卻電子裝置。
當空氣過濾器未設置在殼體之進氣口時，根據本發明之控制方法係將於溫度感測點所感測到之溫度代入函數計算第二決定轉速，並且控制散熱風扇在第二決定轉速下操作，以冷卻電子裝置。
藉由上述對本發明能據以實施之投影機的詳細敘述，可以輕易瞭解本發明也可以據以實施在具有散熱風扇及可拆卸式空氣過濾器的電子裝置上，例如，投影機、背投式電視、光碟機、電腦主機，等。更可以輕易瞭解不同於先前技術需採用兩組風扇轉速對應溫度的函數，本發明僅需採用一組風扇轉速對應溫度的函數，且在空氣過濾器設置以及拆卸的情況下根據本發明之電子裝置皆根據同一風扇轉速對應溫度之函數來控制散熱風扇的操作，且能有效地冷卻電子裝置的內部。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1‧‧‧投影機
10‧‧‧殼體
102‧‧‧進氣口
104‧‧‧排氣口
12‧‧‧空氣過濾器
122‧‧‧空氣過濾器之局部結構
124‧‧‧空氣過濾器之主要結構
126‧‧‧空氣過濾器之主體
128‧‧‧空氣過濾器之遮蔽部份
14‧‧‧溫度感測器
16‧‧‧控制單元
18‧‧‧散熱風扇
圖一係根據本發明之一較佳具體實施例的投影機之外觀示意圖。
圖二係圖一中之投影機沿圖一中A-A線所獲得之剖面示意圖。
圖三係本發明之一變化實施例之投影機沿圖一中A-A線所獲得之剖面示意圖。
圖四係習知投影機、本發明之投影機配合原先的風扇轉速對應溫度之函數、變更的風扇轉速對應溫度之函數的測試數據。
圖五係配合原先的風扇轉速對應溫度之函數，習知投影機未設置空氣過濾器、本發明之投影機配置本發明之空氣過濾器其風扇轉速對應環境溫度之實際測試結果。
1‧‧‧投影機
10‧‧‧殼體
102‧‧‧進氣口
104‧‧‧排氣口
12‧‧‧空氣過濾器
122、124‧‧‧空氣過濾器之區域
14‧‧‧溫度感測器
16‧‧‧控制單元
18‧‧‧散熱風扇

Claims (8)

  1. 一種電子裝置，包含：一殼體，該殼體具有一進氣口；一溫度感測器，該溫度感測器係裝設於該殼體內，該溫度感測器用以感測關於該電子裝置之內部之一溫度；一控制單元，該控制單元係裝設於該殼體內且電連接至該溫度感測器，該控制單元儲存風扇轉速對應溫度之一函數並且接收由該溫度感測器所感測到之該溫度；一空氣過濾器，該空氣過濾器係可拆卸地設置於該殼體之該進氣口上，當該空氣過濾器設置在該殼體之該進氣口時，該空氣過濾器鄰近該溫度感測器之一局部結構係阻擋流經該溫度感測器之一氣流；以及一散熱風扇，該散熱風扇係裝設於該殼體內且電連接至該控制單元，其中當該空氣過濾器設置在該殼體之該進氣口時或當該空氣過濾器未設置在該殼體之該進氣口時，該控制單元皆藉由將該溫度感測器所感測到之該溫度代入該函數計算一決定轉速並且控制該散熱風扇在該決定轉速下操作，以冷卻該電子裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該空氣過濾器實質上具有一第一結構密度，且該空氣過濾器鄰近該溫度感測器之該局部結構具有一第二結構密度，該第二結構密度係大於該第一結構密度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該空氣過濾器包含一主體以及一自該主體延伸之遮蔽部份，當該空氣過濾器設置在該殼體之該進氣口時，該主體係設置於該殼體之該進氣口，並且該遮蔽部份係遮蔽該溫度感測器以阻擋該氣流流經該溫度感測器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該空氣過濾器係包含一濾網。
  5. 一種控制方法，該控制方法用以控制一電子裝置之一散熱風扇，該電子裝置並且包含一殼體以及一空氣過濾器，該殼體具有一進氣口，該空氣過濾器係可拆卸地設置於該殼體之該進氣口上，當該空氣過濾器設置在該殼體之該進氣口時，該空氣過濾器鄰近該殼體內之一溫度感測點之一局部結構係阻擋流經該溫度感測點之一氣流，一風扇轉速對應溫度之函數係事先提供，該控制方法包含下列步驟：當該空氣過濾器設置在該殼體之該進氣口時’將於該溫度感測點所感測到之一溫度代入該函數計算一第一決定轉速，並且控制該散熱風扇在該第一決定轉速下操作，以冷卻該電子裝置；以及當該空氣過濾器未設置在該殼體之該進氣口時，將於該溫度感測點所感測到之該溫度代入該函數計算一第二決定轉速，並且控制該散熱風扇在該第二決定轉速下操作，以冷卻該電子裝置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，其中該空氣過濾器實質上具有一第一結構密度，且該空氣過濾器鄰近該溫度感測器之該局部結構具有一第二結構密度，該第二結構密度係大於該第一結構密度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，其中該空氣過濾器包含一主體以及一自該主體延伸之遮蔽部份，當該空氣過濾器設置在該殼體之該進氣口時，該主體係設置於該殼體之該進氣口，該遮蔽部份係遮蔽該溫度感測點以阻擋該氣流流經該溫度感測點。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，其中該空氣過濾器 係包含一濾網。
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