TWI408287B - 風扇轉速控制電路 - Google Patents

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Description

風扇轉速控制電路
本發明係有關於一種風扇轉速控制電路，特別係有關於一種可達成分段控制風扇轉速之風扇轉速控制電路。
請參閱第6圖，其係顯示一習知風扇轉速控制電路200，該風扇轉速控制電路200係用以接收一目標轉速信號Starget以控制一風扇300之轉速，該風扇轉速控制電路200係包含一溫度量測模組210、一電性連接該溫度量測模組210之轉速調變模組220及一電性產接該轉速調變模組220之風扇驅動模組230，該溫度量測模組210係可為一感測元件(如熱敏電阻)以量測該風扇300所處環境之溫度而產生一溫度值，藉由該熱敏電阻之阻抗隨著系統或環境溫度而變化，以改變輸入風扇之驅動電源大小，該轉速調變模組220係可依據該溫度值與該目標轉速信號以產生一風扇控制信號，該風扇驅動模組230係依據該風扇控制信號以產生一驅動信號Sdrive而達成控制風扇轉速之目的，該風扇300之風扇轉速係隨著該溫度值之增加而提升，惟，習知之該風扇轉速控制電路200之風扇轉速與溫度的變化曲線概略呈線性，因此無法達成分段控制風扇轉速變化之功效。
本發明之主要目的在於提供一種風扇轉速控制電路，其係用以控制一風扇之轉速，該風扇轉速控制電路係 包含一驅動IC及一電性連接該驅動IC之溫控模組，該溫控模組係包含一比較器、一第一開關迴路及一第二開關迴路，該比較器係可輸出一第一比較訊號或一第二比較訊號，該第一開關迴路係具有一熱敏電阻，該熱敏電阻係電性連接該比較器及該驅動IC，該第二開關迴路係電性連接該比較器、該驅動IC及該第一開關迴路，當該比較器輸出一第一比較訊號時，其係使得該第一開關迴路導通及該第二開關迴路截止，以令該風扇產生一第一風扇轉速，當該比較器輸出一第二比較訊號時，其係使得該第二開關迴路導通及該第一開關迴路截止，以令該風扇產生一第二風扇轉速，該第二風扇轉速係太於該第一風扇轉速。本發明係藉由該第一開關迴路及該第二開關迴路之導通與否而使該風扇分別產生該第一風扇轉速及該第二風扇轉速，由於該第一開關迴路及該第二開關迴路之電路架構不同，因此該第二風扇轉速係大於該第一風扇轉速，故可達成分段控制風扇轉速變化之功效。
請參閱第1圖，其係本發明之一較佳實施例，一種風扇轉速控制電路100，其係用以控制一風扇之轉速，該風扇轉速控制電路100係包含一驅動IC 10以及一電性連接該驅動IC 10之溫控模組20，該驅動IC 10係用以驅動一風扇及該溫控模組20，該溫控模組20係包含一比較器21、一第一開關迴路22及一第二開關迴路23，該比較器21係可輸出一第一比較訊號或一第二比較訊號，該第一開關迴路22係具有一熱敏電阻222，該熱敏電阻222係電性連接該比較器21及該驅動IC 10，該第二開關迴路23係 電性連接該比較器21、該驅動IC 10及該第一開關迴路22，當該比較器21輸出一第一比較訊號時，其係使得該第一開關迴路22導通及該第二開關迴路23截止，以令該風扇產生一第一風扇轉速，當該比較器21輸出一第二比較訊號時，其係使得該第二開關迴路23導通及該第一開關迴路22截止，以令該風扇產生一第二風扇轉速，該第二風扇轉速係大於該第一風扇轉速，在本實施例中，該第一開關迴路22係另包含有一第一電晶體221，該第二開關迴路23係具有一第二電晶體231及一第三電晶體232，該第一電晶體221係具有一第一極端221a、一第二極端221b及一第三極端221c，該第二電晶體231係具有一第四極端231a、一第五極端231b及一第六極端231c，該第三電晶體232係具有一第七極端232a、一第八極端232b及一第九極端232c，該第二極端221b、該第六極端231c及該第八極端232b係電性連接該熱敏電阻222，在本實施例中，該第一電晶體221係為一P型金氧半場效電晶體，該第一電晶體221之該第一極端221a係為閘極端，該第二極端221b係為汲極端，該第三極端221c係為源極端，該第二電晶體231係為N型金氧半場效電晶體，該第二電晶體231之該第四極端231a係為閘極端，該第五極端231b係為汲極端，該第六極端231c係為源極端，該第三電晶體232係為N型金氧半場效電晶體，該第三電晶體232之該第七極端232a係為閘極端，該第八極端232b係為汲極端，該第九極端232c係為源極端，此外，該比較器21係具有一正極端211、一負極端212及一輸出端213，該第一極端221a、該第四極端231a及該第七極端232a係電性連 接該比較器21之該輸出端213。
請再參閱第1圖，在本實施例中，該熱敏電阻222係具有一第一端222a及一第二端222b，該比較器21之該負極端212、該第二極端221b、該第六極端231c及該驅動IC 10係電性連接該熱敏電阻222之該第一端222a，該第八極端232b係電性連接該熱敏電阻222之該第二端222b，此外，該溫控模組20係另具有一分壓電路24，該分壓電路24係電性連接該比較器21及該驅動IC 10，較佳地，該分壓電路24係具有一第一電阻241及一電性連接該第一電阻241之第二電阻242，該分壓電路24之該第一電阻241及該第二電阻242係電性連接該比較器21之該正極端211，在本實施例中，該第一開關迴路22係另具有一第三電阻25，該第三電阻25係電性連接該第一電晶體221之該第三極端221c，另外，請再參閱第1圖，該第一開關迴路22係另具有一第四電阻26，該第四電阻26係電性連接該熱敏電阻222之該第二端222b及該第三電晶體232之該第八極端232b，該第二開關迴路23係另具有一第五電阻27，該第五電阻27係電性連接該第二電晶體231之該第五極端231b，請再參閱第1圖，在本實施例中，該驅動IC 10係具有一電壓調制端11，該電壓調制端11係電性連接該溫控模組20之該分壓電路24、該比較器21、該第一開關迴路22及該第二開關迴路23，又，該驅動IC 10係另具有一電壓訊號輸入端12，該電壓訊號輸入端12係電性連接該熱敏電阻222之該第一端222a。
請再參閱第1圖，當該驅動IC 10係驅動一風扇時， 此時該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係使得該比較器21之該負極端212電壓高於該正極端211電壓，因此該比較器21之該輸出端213係輸出該第一比較訊號，在本實施例中，該第一比較訊號係為一低電位訊號，該低電位訊號係使得該第一電晶體221導通，該第二電晶體231及該第三電晶體232截止，此時電流係流經該第三電阻25、該第一電晶體221、該熱敏電阻222及該第四電阻26而流至接地，本實施例中係以負溫度係數之熱敏電阻為例，該熱敏電阻222係因溫度改變而產生阻值變化，且阻值變化係帶動該熱敏電阻222之端電壓產生變化，該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係隨著溫度之上升而下降，由於該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第一轉速曲線C1，請再參閱第1圖，隨後，當該第一端222a之端電壓係持續隨著溫度上升而不斷下降，使得該比較器21之該負極端212電壓低於該正極端211電壓時，該輸出端213係輸出該第二比較訊號，在本實施例中，該第二比較訊號係為一高電位訊號，該高電位訊號係使得該第一電晶體221截止，該第二電晶體231及該第三電晶體232導通，此時電流係流經該第五電阻27、該第二電晶體231、該熱敏電阻222及該第三電晶體232而流至接地，由於該第一端222a之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第二轉速曲線C2。
請參閱第2圖，其係本發明之第二實施例，第二實施 例與第一實施例的差異在於第二實施例之該第二極端221b及該第六極端231c係電性連接該熱敏電阻222之該第一端222a，該比較器21之該負極端212、該第八極端232b及該驅動IC 10係電性連接該熱敏電阻222之該第二端222b，此外，第二實施例之該第二開關迴路23係另具有一第六電阻28，該第六電阻28係電性連接該熱敏電阻222之該第二端222b及該第三電晶體232之該第八極端232b，又，該電壓訊號輸入端12係電性連接該熱敏電阻222之該第二端222b。
請再參閱第2圖，當該驅動IC 10係驅動一風扇時，此時該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係使得該比較器21之該負極端212電壓高於該正極端211電壓，因此該比較器21之該輸出端213係輸出該第一比較訊號，在本實施例中，該第一比較訊號係為一低電位訊號，該低電位訊號係使得該第一電晶體221導通，該第二電晶體231及該第三電晶體232截止，此時電流係流經該第三電阻25、該第一電晶體221、該熱敏電阻222及該第四電阻26而流至接地，本實施例係以正溫度係數之熱敏電阻為例，該熱敏電阻222係因溫度改變而產生阻值變化，且阻值變化係帶動該熱敏電阻222之端電壓產生變化，該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係隨著溫度之上升而下降，由於該第二端222b之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第一轉速曲線C1，請再參閱第2圖，隨後，當該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係持續隨著溫度上升而不斷下降，使 得該比較器21之該負極端212電壓低於該正極端211電壓時，該輸出端213係輸出該第二比較訊號，在本實施例中，該第二比較訊號係為一高電位訊號，該高電位訊號係使得該第一電晶體221截止，該第二電晶體231及該第三電晶體232導通，此時電流係流經該第二電晶體231、該熱敏電阻222、該第六電阻28及該第三電晶體232而流至接地，由於熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第二轉速曲線C2。
請參閱第3圖，其係本發明之第三實施例，第三實施例與第一實施例的差異在於該第一電晶體221係為一N型金氧半場效電晶體，該第一電晶體221之該第一極端221a係為閘極端，該第二極端221b係為源極端，該第三極端221c係為汲極端，該第二電晶體231係為一P型金氧半場效電晶體，該第二電晶體231之該第四極端231a係為閘極端，該第五極端231b係為源極端，該第六極端231c係為汲極端，該第三電晶體232係為一P型金氧半場效電晶體，該第三電晶體232之該第七極端232a係為閘極端，該第八極端232b係為源極端，該第九極端232c係為汲極端，該比較器21之該正極端211、該第二極端221b、該第六極端231c及該驅動IC 10係電性連接該熱敏電阻222之該第一端222a，該第八極端232b及該第四電阻26係連性連接該熱敏電阻222之該第二端222b，此外，該分壓電路24之該第一電阻241及該第二電阻242係電性連接該比較器21之該負極端212。
請再參閱第3圖，當該驅動IC 10係驅動一風扇時，此時該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係使得該比較器21之該正極端211電壓高於該負極端212電壓，因此該比較器21之該輸出端213係輸出該第一比較訊號，在本實施例中，該第一比較訊號係為一高電位訊號，該高電位訊號係使得該第一電晶體221導通，該第二電晶體231及該第三電晶體232截止，此時電流係流經該第三電阻25、該第一電晶體221、該熱敏電阻222及該第四電阻26而流至接地，本實施例係以負溫度係數之熱敏電阻為例，該熱敏電阻222係因溫度改變而產生阻值變化，且阻值變化係帶動該熱敏電阻222之端電壓產生變化，該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係隨著溫度之上升而下降，由於該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第一轉速曲線C1，請再參閱第3圖，隨後，當該第一端222a之端電壓係持續隨著溫度上升而不斷下降，使得該比較器21之該正極端211電壓低於該負極端212電壓時，該輸出端213係輸出該第二比較訊號，在本實施例中，該第二比較訊號係為一低電位訊號，該低電位訊號係使得該第一電晶體221截止，該第二電晶體231及該第三電晶體232導通，此時電流係流經該第五電阻27、該第二電晶體231、該熱敏電阻222及該第三電晶體232而流至接地，由於該熱敏電阻222之該第一端222a之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第二轉速曲線C2。
請參閱第4圖，其係本發明之第四實施例，第四實施例與第二實施例相似，不同之處在於該第一電晶體221係為一N型金氧半場效電晶體，該第一極端221a係為閘極端，該第二極端221b係為源極端，該第三極端221c係為汲極端，該第二電晶體231係為一P型金氧半場效電晶體，該第四極端231a係為閘極端，該第五極端231b係為源極端，該第六極端231c係為汲極端，該第三電晶體232係為一P型金氧半場效電晶體，該第七極端232a係為閘極端，該第八極端232b係為源極端，該第九極端232c係為汲極端，該第二極端221b及該第六極端231c係電性連接該熱敏電阻222之該第一端222a，該比較器21之該正極端211、該第八極端232b及該驅動IC 10係電性連接該熱敏電阻222之該第二端222b，此外，該分壓電路24之該第一電阻241及該第二電阻242係電性連接該比較器21之該負極端212。
請再參閱第4圖，當該驅動IC 10係驅動一風扇時，此時該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係使得該比較器21之該正極端211電壓高於該負極端212電壓，因此該比較器21之該輸出端213係輸出該第一比較訊號，在本實施例中，該第一比較訊號係為一高電位訊號，該高電位訊號係使得該第一電晶體221導通，該第二電晶體231及該第三電晶體232截止，此時電流係流經該第三電阻25、該第一電晶體221、該熱敏電阻222及該第四電阻26而流至接地，本實施例係以正溫度係數之熱敏電阻為例，該熱敏電阻222係因溫度改變而產生阻值變化，且阻值變 化係帶動該熱敏電阻222之端電壓產生變化，該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係隨著溫度之上升而下降，由於該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第一轉速曲線C1，請再參閱第4圖，隨後，當該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係持續隨著溫度上升而不斷下降，使得該比較器21之該正極端211電壓低於該負極端212電壓時，該輸出端213係輸出該第二比較訊號，在本實施例中，該第二比較訊號係為一低電位訊號，該低電位訊號係使得該第一電晶體221截止，該第二電晶體231及該第三電晶體232導通，此時電流係流經該第二電晶體231、該熱敏電阻222、該第六電阻28及該第三電晶體232而流至接地，由於該熱敏電阻222之該第二端222b之端電壓係與風扇轉速成反比，故此時之轉速/溫度曲線如第5圖所示，係形成一第二轉速曲線C2。
本發明係藉由該溫控模組20之電路設計，當該熱敏電阻222所感測之溫度較低時，係可藉由該第一開關迴路22以使該風扇產生該第一轉速曲線C1，當該熱敏電阻222所感測之溫度較高時，係可藉由該第二開關迴路23以使該風扇產生該第二轉速曲線C2，因此該風扇在不同之溫度範圍中，可以該第一轉速曲線C1及該第二轉速曲線C2進行運轉，以達成分段式控制風扇轉速之功效。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護 範圍。
100‧‧‧風扇轉速控制電路
10‧‧‧驅動IC
11‧‧‧電壓調制端
12‧‧‧電壓訊號輸入端
20‧‧‧溫控模組
21‧‧‧比較器
211‧‧‧正極端
212‧‧‧負極端
213‧‧‧輸出端
22‧‧‧第一開關迴路
221‧‧‧第一電晶體
221a‧‧‧第一極端
221b‧‧‧第二極端
221c‧‧‧第三極端
222‧‧‧熱敏電阻
222a‧‧‧第一端
222b‧‧‧第二端
23‧‧‧第二開關迴路
231‧‧‧第二電晶體
231a‧‧‧第四極端
231b‧‧‧第五極端
231c‧‧‧第六極端
232‧‧‧第三電晶體
232a‧‧‧第七極端
232b‧‧‧第八極端
232c‧‧‧第九極端
24‧‧‧分壓電路
241‧‧‧第一電阻
242‧‧‧第二電阻
25‧‧‧第三電阻
26‧‧‧第四電阻
27‧‧‧第五電阻
28‧‧‧第六電阻
C1‧‧‧第一轉速曲線
C2‧‧‧第二轉速曲線
200‧‧‧風扇轉速控制電路
210‧‧‧溫度量測模組
220‧‧‧轉速調變模組
230‧‧‧風扇驅動模組
300‧‧‧風扇
Starget‧‧‧目標轉速信號
Sdrive‧‧‧驅動信號
第1圖：依據本發明之第一較佳實施例，一種風扇轉速控制電路之電路圖。
第2圖：依據本發明之第二較佳實施例，該風扇轉速控制電路之電路圖。
第3圖：依據本發明之第三較佳實施例，該風扇轉速控制電路之電路圖。
第4圖：依據本發明之第四較佳實施例，該風扇轉速控制電路之電路圖。
第5圖：該風扇轉速控制電路之風扇轉速/溫度曲線圖。
第6圖：習知風扇轉速控制電路之示意圖。
100‧‧‧風扇轉速控制電路
10‧‧‧驅動IC
11‧‧‧電壓調制端
12‧‧‧電壓訊號輸入端
20‧‧‧溫控模組
21‧‧‧比較器
211‧‧‧正極端
212‧‧‧負極端
213‧‧‧輸出端
22‧‧‧第一開關迴路
221‧‧‧第一電晶體
221a‧‧‧第一極端
221b‧‧‧第二極端
221c‧‧‧第三極端
222‧‧‧熱敏電阻
222a‧‧‧第一端
222b‧‧‧第二端
23‧‧‧第二開關迴路
231‧‧‧第二電晶體
231a‧‧‧第四極端
231b‧‧‧第五極端
231c‧‧‧第六極端
232‧‧‧第三電晶體
232a‧‧‧第七極端
232b‧‧‧第八極端
232c‧‧‧第九極端
24‧‧‧分壓電路
241‧‧‧第一電阻
242‧‧‧第二電阻
25‧‧‧第三電阻
26‧‧‧第四電阻
27‧‧‧第五電阻

Claims (10)

  1. 一種風扇轉速控制電路，其係用以控制一風扇之轉速，該風扇轉速控制電路係包含：一驅動IC；以及一溫控模組，其係電性連接該驅動IC，該溫控模組係包含：一比較器，該比較器係可輸出一第一比較訊號或一第二比較訊號；一第一開關迴路，該第一開關迴路係具有一熱敏電阻，該熱敏電阻係電性連接該比較器及該驅動IC；以及一第二開關迴路，其係電性連接該比較器、該驅動IC及該第一開關迴路，當該比較器輸出一第一比較訊號時，其係使得該第一開關迴路導通及該第二開關迴路截止，以令該風扇產生一第一風扇轉速，當該比較器輸出一第二比較訊號時，其係使得該第二開關迴路導通及該第一開關迴路截止，以令該風扇產生一第二風扇轉速，該第二風扇轉速係大於該第一風扇轉速。
  2. 如專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該第一開關迴路係另包含有一第一電晶體，該第一電晶體係具有一第一極端、第二極端及一第三極端，該第二極端係電性連接該熱敏電阻，該第二開關迴路係具有一第二電晶體及一第三電晶體，該第二電晶體係具有一第四極端、一第五極端及一第六極端，該第三電晶體係具有一第七極端、一第八極端、及一第九極端，該第二極端、該第六極端及該第八極端係電性連接該熱敏電阻。
  3. 如專利範圍第2項所述之風扇轉速控制電路，其中該第一電晶體係為P型金氧半場效電晶體，該第一電晶體之該第一極端係為閘極端，該第二極端係為汲極端，該第三極端係為源極端，該第二電晶體係為N型金氧半場效電晶體，該第二電晶體之該第四極端係為閘極端，該第五極端係為汲極端，該第六極端係為源極端，該第三電晶體係為N型金氧半場效電晶體，該第三電晶體之該第七極端係為閘極端，該第八極端係為汲極端，該第九極端係為源極端。
  4. 如專利範圍第2項所述之風扇轉速控制電路，其中該第一電晶體係為N型金氧半場效電晶體，該第一電晶體之該第一極端係為閘極端，該第二極端係為源極端，該第三極端係為汲極端，該第二電晶體係為P型金氧半場效電晶體，該第二電晶體之該第四極端係為閘極端，該第五極端係為源極端，該第六極端係為汲極端，該第三電晶體係為P型金氧半場效電晶體，該第三電晶體之該第七極端係為閘極端，該第八極端係為源極端，該第九極端係為汲極端。
  5. 如專利範圍第2項所述之風扇轉速控制電路，其中該比較器係具有一正極端、一負極端及一輸出端，該熱敏電阻係具有一第一端及一第二端，該第一極端、該第四極端及該第七極端係電性連接該輸出端。
  6. 如專利範圍第5項所述之風扇轉速控制電路，其中該驅動IC係另具有一電壓訊號輸入端，該比較器之該負極端、該第二極端、該第六極端及該驅動IC之該電壓訊號輸入端係電性連接該熱敏電阻之該第一端，該第八極端係連性連接該熱敏電阻之該第二端。
  7. 如專利範圍第5項所述之風扇轉速控制電路，其中該驅動 IC係另具有一電壓訊號輸入端，該第二極端及該第六極端係電性連接該熱敏電阻之該第一端，該比較器之該負極端、該第八極端及該驅動IC之該電壓訊號輸入端係電性連接該熱敏電阻之該第二端。
  8. 如專利範圍第5項所述之風扇轉速控制電路，其中該比較器之該正極端、該第二極端、該第六極端及該驅動IC係電性連接該熱敏電阻之該第一端，該第八極端係電性連接該熱敏電阻之該第二端。
  9. 如專利範圍第5項所述之風扇轉速控制電路，其中該第二極端及該第六極端係電性連接該熱敏電阻之該第一端，該比較器之該正極端、該第八極端及該驅動IC係電性連接該熱敏電阻之該第二端。
  10. 如專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該溫控模組另具有一分壓電路，該驅動IC係具有一電壓調制端，該電壓調制端係電性連接該分壓電路、該比較器、該第一開關迴路及該第二開關迴路。
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