TWI415382B - 風扇轉速控制電路 - Google Patents

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，特別係有關於一種應用類比電路之風扇轉速控制電路。

習知風扇轉速控制電路之轉速曲線欲達成具有階梯形轉折之轉速曲線，多使用微控制器達成其目的，惟微控制器之設計開發時間較為耗時，故使用微控制器之相關產品無法有效縮短產品上市時間。

本發明之主要目的係在於提供一種風扇轉速控制電路，其係包含包含一轉速控制單元、一第一控制單元、一第二控制單元及一驅動IC，該轉速控制單元係具有一電壓端，該第一控制單元係具有一第一比較器，該第二控制單元係具有一第二比較器，該驅動IC係具有一第一控制端及一第二控制端，該第一控制端係電性連接該電壓端、該第一比較器及該第二比較器，該第二控制端係電性連接該第一控制單元，該風扇轉速控制電路係可帶動一風扇轉動，本發明係藉由該第一控制端電性連接該電壓端、該第一比較器及該第二比較器，該第二控制端電性連接該第一控制單元，使得該風扇於運轉時可有效形成階梯形轉折之轉速控制曲線。

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1係包含一轉速控制單元10、一第一控制 單元20、一第二控制單元30及一驅動IC 40，該轉速控制單元10係具有一電壓端12，該第一控制單元20係具有一第一比較器21，該第二控制單元30係具有一第二比較器31，該驅動IC 40係具有一第一控制端41及一第二控制端42，該第一控制端41係電性連接該電壓端12、該第一比較器21及該第二比較器31，該第二控制端42係電性連接該第一控制單元20，該風扇轉速控制電路1係可帶動一風扇(圖未繪出)轉動。

請再參閱第1圖，該轉速控制單元10係用以傳送一可調變責任週期之輸入訊號以改變該風扇之轉速，在本實施例中，該轉速控制單元10係可為一PWM控制電路，請再參閱第1圖，該轉速控制單元10係另具有一輸入端11，該轉速控制單元10係藉由該輸入端11傳送一可調變責任週期之輸入訊號，該輸入訊號係經由一第一電晶體13及一RC濾波電路14後傳送至該電壓端12，使得該電壓端12可獲得一近似直流電壓準位，該直流電壓準位係隨著該責任週期之增加而下降，在本實施例中，該第一比較器21及該第二比較器31係可為一運算放大器，該第一比較器21係具有一正極端211及一負極端212，該負極端212係電性連接該第一控制端41，該第一控制單元20係另具有一第一分壓電路23，該正極端211係電性連接該第一分壓電路23，較佳地，該第一分壓電路23係包含一第一電阻231及一電性連接該第一電阻231之第二電阻232，該第二電阻232係電性連接該正極端211，該第二電阻232之電壓準位係為該正極端211之電壓準位，請再參閱第1圖，該第一控制單元20係另具有一第二電晶體22，該第二電晶體22係電性連接該第二控制端42，在本實施例中，該第二電晶體22係具有一集極端221，該集極端221係電性連接該第二控制端42，又，該第二電晶體22係另具有一基極端222，該第一比較器21係另包含一輸出端213，該基極端222係電性連接該輸出端213，在本實施例中，該第一控制單元20係另具有一第三電阻24及一第四電阻25，該第三電阻24及該第四電阻25係電性連接該第二電晶體22，該第二比較器31係具有一正極端311及一負極端312，該負極端312係電性連接該第一控制端41及該電壓端12，在本實施例中，該第一控制端41及該電壓端12之間係另具有一二極體50，該二極體50之陽極端係電性連接該第一控制端41，該二極體50之陰極端係電性連接該電壓端12及該負極端312，該第二控制單元30係另具有一第二分壓電路34，該正極端311係電性連接該第二分壓電路34，較佳地，該第二分壓電路34係具有一第六電阻341以及一電性連接該第六電阻341之第七電阻342，該正極端311係電性連接該第七電阻342，該第七電阻342係為該正極端311之電壓準位，請再參閱第1圖，該第二控制單元30係另具有一第三電晶體32，該第二比較器31係另包含一輸出端313，該第三電晶體32係電性連接該輸出端313，在本實施例中，該第三電晶體32係具有一基極端321，該基極端321係電性連接該輸出端313，又，該第三電晶體32係另具有一集極端322，該集極端322係電性連接該第一控制端41，在本實施例中，該集極端322與該第一控制端41之間係具有一第五電阻33，該集極端322與該第一控制端41係電性連接該第五電阻33，該驅動IC 40係另具有一電壓調制端43，該電壓調制端43係用以提供一穩定電壓，該電壓調制端43係電性連接該轉速控制單元10、該第一控制單元20及該第二控制單元30。
　　請參閱第2圖，其係為該風扇之轉速-責任週期曲線圖，該風扇之轉速曲線係包含一第一階梯形曲線60以及一第二階梯形曲線70，該第一階梯形曲線60係具有一第一曲線61、一第二曲線62及一第三曲線65，在本實施例中，該第二曲線62係由一第一階梯形轉折點63及一第二階梯形轉折點64所構成，該第二階梯形曲線70係具有一第四曲線71、一第五曲線72及一第六曲線75，在本實施例中，該第五曲線72係由一第三階梯形轉折點73及一第四階梯形轉折點74所構成，請再參閱第1及第2圖，當該PWM控制電路從該輸入端11傳送低責任週期之輸入訊號，使得該電壓端12之電壓準位較高，此時該風扇之轉速係由該第一控制端41控制，隨著該輸入訊號之責任周期之增加，該風扇之轉速係逐漸上升而形成該第一曲線61，當責任週期上升至一特定值，使得該第一比較器21之該負極端212電壓低於該正極端211電壓，此時該第一比較器21之該輸出端213係輸出一高準位電壓，該第二電晶體22之該基極端222係因接收該高準位電壓而使得該第二電晶體22導通，此時該風扇之轉速係由該第二控制端42控制，使得該第一曲線61形成該第一階梯形轉折點63，該風扇之轉速係由該第一階梯形轉折點63近似垂直上升，並形成該第二曲線62，請參閱第2圖，當該第一控制端41電壓仍高於該第二控制端42電壓時，該風扇之轉速係不因責任週期之上升而改變，此時該第二曲線62係形成該第二階梯形轉折點64，隨後該風扇之轉速係因維持固定而形成該第三曲線65，在本實施例中，該第三曲線65係為一近似水平之曲線，請參閱第2圖，當該輸入訊號之責任週期上升至一特定值而使得該第一控制端41電壓低於該第二控制端42電壓時，此時該風扇之轉速係再度隨著責任週期之增加而上升而形成該第四曲線71，請再參閱第1及第2圖，由於該電壓端12係電性連接該第二比較器31之該負極端312且該電壓端12之電壓係隨著責任週期之上升而減少，當該輸入訊號之責任週期上升至一定程度而使得該第二比較器31之該負極端312電壓低於該正極端311電壓，此時該第二比較器31之該輸出端313係輸出一高準位電壓，該第三電晶體32之該基極端321係因接收該高準位電壓而使得該第三電晶體32導通，此時該第四曲線71係形成該第三階梯形轉折點73，該風扇之轉速係由該第三階梯形轉折點73近似垂直上升，並形成該第五曲線72，請再參閱第2圖，該風扇之轉速係因第一控制端41電壓之電壓準位極小而使得該風扇維持在原始設計之最高轉速，不再隨著責任週期之增加而改變，此時該第五曲線72係形成該第四階梯形轉折點74，隨後該風扇之轉速係因維持固定而形成該第六曲線75。本發明係藉由該第一比較器21之該負極端212電壓低於該正極端211電壓而使得該第二電晶體22導通，故該風扇之轉速控制端由該第一控制端41轉變為該第二控制端42控制而形成該第一階梯形轉折點63，並且該第二比較器31之該負極端312電壓低於該正極端211電壓，使得該第三電晶體32導通而形成該第三階梯形轉折點73，因此本發明係應用類比電路而使得該風扇達成階梯形轉折之轉速控制曲線，故無須經由複雜之設計而能有效縮短產品之上市時間。
　　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。

1‧‧‧風扇轉速控制電路
10‧‧‧轉速控制單元
11‧‧‧輸入端
12‧‧‧電壓端
13‧‧‧第一電晶體
14‧‧‧RC濾波電路
20‧‧‧第一控制單元
21‧‧‧第一比較器
211‧‧‧正極端
212‧‧‧負極端
213‧‧‧輸出端
22‧‧‧第二電晶體
221‧‧‧集極端
222‧‧‧基極端
23‧‧‧第一分壓電路
231‧‧‧第一電阻
232‧‧‧第二電阻
24‧‧‧第三電阻
25‧‧‧第四電阻
30‧‧‧第二控制單元
31‧‧‧第二比較器
311‧‧‧正極端
312‧‧‧負極端
313‧‧‧輸出端
32‧‧‧第三電晶體
321‧‧‧基極端

322‧‧‧集極端

33‧‧‧第五電阻

34‧‧‧第二分壓電路

341‧‧‧第六電阻

342‧‧‧第七電阻

40‧‧‧驅動IC

41‧‧‧第一控制端

42‧‧‧第二控制端

43‧‧‧電壓調制端

50‧‧‧二極體

60‧‧‧第一階梯形曲線

61‧‧‧第一曲線

62‧‧‧第二曲線

63‧‧‧第一階梯形轉折點

64‧‧‧第二階梯形轉折點

65‧‧‧第三曲線

70‧‧‧第二階梯形曲線

71‧‧‧第四曲線

72‧‧‧第五曲線

73‧‧‧第三階梯形轉折點

74‧‧‧第四階梯形轉折點

75‧‧‧第六曲線

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：依據本發明之另一較佳實施例，該風扇轉速控制電路之風扇轉速-責任週期曲線圖。

1‧‧‧風扇轉速控制電路

10‧‧‧轉速控制單元

11‧‧‧輸入端

12‧‧‧電壓端

13‧‧‧第一電晶體

14‧‧‧RC濾波電路

20‧‧‧第一控制單元

21‧‧‧第一比較器

211‧‧‧正極端

212‧‧‧負極端

213‧‧‧輸出端

22‧‧‧第二電晶體

221‧‧‧集極端

222‧‧‧基極端

23‧‧‧第一分壓電路

231‧‧‧第一電阻

232‧‧‧第二電阻

24‧‧‧第三電阻

25‧‧‧第四電阻

30‧‧‧第二控制單元

31‧‧‧第二比較器

311‧‧‧正極端

312‧‧‧負極端

313‧‧‧輸出端

32‧‧‧第三電晶體

321‧‧‧基極端

322‧‧‧集極端

33‧‧‧第五電阻

34‧‧‧第二分壓電路

341‧‧‧第六電阻

342‧‧‧第七電阻

40‧‧‧驅動IC

41‧‧‧第一控制端

42‧‧‧第二控制端

43‧‧‧電壓調制端

50‧‧‧二極體

Claims (8)

1. 一種風扇轉速控制電路，其係包含：一轉速控制單元，其係具有一電壓端；一第一控制單元，其係具有一第一比較器及一第二電晶體；一第二控制單元，其係具有一第二比較器，該第二比較器具有一負極端；以及一驅動IC，該驅動IC係具有一第一控制端及一第二控制端，該第一控制端係電性連接該電壓端、該第一比較器及該第二比較器之該負極端，該第二控制端係電性連接該第一控制單元及該第二電晶體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該第一比較器及該第二比較器係可為一運算放大器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該第二電晶體係具有一集極端，該集極端係電性連接該第二控制端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該第一比較器係具有一輸出端，該第二電晶體係另具有一基極端，該基極端係電性連接該輸出端。
5. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該第二控制單元係另具有一第三電晶體，該第二比較器係另包含一輸出端，該第三電晶體係電性連接該輸出端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之風扇轉速控制電路，其中該第三電晶體係包含一基極端，該基極端係電性連接該輸出端。
7. 如申請專利範圍第5項所述之風扇轉速控制電路，其中該第三電晶體係另具有一集極端，該集極端係電性連接該第一控制端。
8. 如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制電路，其中該第一控制端及該電壓端之間係另具有一二極體，該二極體之陽極端係電性連接該第一控制端，該二極體之陰極端係電性連接該電壓端及該第二比較器之該負極端。