TWI502135B - 風扇控制系統及其風扇控制之方法 - Google Patents

Description

風扇控制系統及其風扇控制之方法

本發明係關於一種風扇控制系統及其風扇控制之方法，特別是一種可避免風扇持續於固定頻率下振動之風扇控制系統及其風扇控制之方法。

隨著科技的進步，現今的電子產品係朝向輕薄短小為目標發展。另一方面，當電子產品運作時，必定會伴隨著熱量產生。若沒有適當的散熱系統，此電子產品會因為溫度上升而損壞。傳統的散熱系統主要利用旋轉式的扇葉風扇進行散熱，但是輕薄的電子產品而言，該些電子產品不適合安裝要有轉軸之旋轉式的扇葉風扇。因此現在的科技已經發展出一種體積較小的擺片式風扇。

擺片式風扇可區分為利用壓電材料製成的壓電風扇或是利用磁鐵與線圈的磁場作用製成的電磁風扇。以壓電風扇為例，其作用方式為施加電壓予一壓電材料，使得壓電材料隨著電場變化而產生形變，以進一步帶動與壓電材料連接的薄板振動。如此一來，就可利用薄板的簡諧往復擺動的方式來引發氣流流動，來達到冷卻的效果。擺片式風扇的體積較小，可節省下容納的空間。並且擺片式風扇的消耗功率較低，可較省電。

但與一般的扇葉式的風扇不同，在先前技術中的擺片 式風扇需要被控制在一個最佳的共振頻率下振動。在此共振頻率下擺片之振幅最大，會產生較大的風流。但是當持續在同樣的共振頻率下振動時，就會有持續單音的窄頻振動噪音產生，對使用者會造成使用上的不舒適。

因此，有必要發明一種新的風扇控制系統及其風扇控制之方法，以解決先前技術的缺失。

本發明之主要目的係在提供一種風扇控制系統，具有可避免風扇持續於固定頻率下振動之效果。

本發明之另一主要目的係在提供一種用於上述風扇控制系統之風扇控制之方法。

為達成上述之目的，本發明之風扇控制之方法係用於電子裝置內以控制擺片風扇裝置，其中擺片風扇裝置係設置於電子裝置內。該方法包括以下步驟：設定擺片風扇裝置之複數之振動工作時段；設定擺片風扇裝置之複數之振動頻率，其中每一振動頻率具有不同之振動頻率值；偵測電子裝置之溫度；判斷電子裝置之溫度是否超過第一設定溫度；以及若是，控制擺片風扇裝置於複數之振動工作時段之內根據複數之振動頻率來振動，其中相鄰之複數之振動工作時段係對應到不同之振動頻率值。

本發明之風扇控制系統用於電子裝置內以控制擺片風扇裝置，其中擺片風扇裝置係設置於電子裝置內。風扇控制系統包括溫度感測模組及控制模組。溫度感測模組用以 偵測電子裝置內之溫度。控制模組係與溫度感測模組及擺片風扇裝置電性連接，並用以設定該擺片風扇裝置之複數之振動工作時段及複數之振動頻率，其中每一振動頻率具有不同之振動頻率值；其中當電子裝置之溫度超過第一設定溫度時，控制模組係產生控制訊號，以控制擺片風扇裝置於複數之振動工作時段之內根據複數之振動頻率來振動，其中相鄰之該複數之振動工作時段係對應到不同之振動頻率值。

本發明之風扇控制之方法更包括以下步驟：設定擺片風扇裝置之複數之振動工作時段；設定擺片風扇裝置之複數之振動頻率；於複數之振動工作時段之間隔間分別設定複數之停止工作時段；偵測電子裝置之溫度；判斷電子裝置之該溫度是否超過第一設定溫度；以及若是，控制擺片風扇裝置於複數之振動工作時段之內根據複數之振動頻率之其中一振動頻率值來振動，且於複數之停止工作時段內停止振動。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請先參考圖1係本發明之風扇控制系統之系統架構圖。

本發明之風扇控制系統10係用於一電子裝置1內，以控制電子裝置1內之擺片風扇裝置20的振動，使得擺片風扇裝置20可讓電子裝置1降溫。此電子裝置1可為一筆記 型電腦、一智慧型手機或是一平板電腦，但本發明並不限於此。

擺片風扇裝置20包括致動模組21及薄膜擺片22。擺片風扇裝置20可為壓電式風扇或電磁式風扇。致動模組21係連接薄膜擺片22，以根據所接收的訊號來控制薄膜擺片22之振動。當擺片風扇裝置20為壓電式風扇時，致動模組21係為壓電材料，以根據所接收的電壓訊號的正負不同而延伸或縮小。因此薄膜擺片22可隨著致動模組21之帶動而擺動，進而產生風流。另一方面，若擺片風扇裝置20為電磁式風扇時，則致動模組21係為磁鐵及金屬線圈，以根據所接收的電流訊號來控制磁場的改變，使得薄膜擺片22可隨著致動模組21之帶動而擺動，進而產生風流。由於壓電式風扇或電磁式風扇的作用原理已經被本發明所屬技術領域者所廣泛應用，故在此不再贅述。

風扇控制系統10包括溫度感測模組11及控制模組12。溫度感測模組11可為熱敏電阻或是紅外線偵測等裝置，用以偵測電子裝置1內之溫度。由於偵測溫度之方式並非本發明所要改進的重點所在，故在此不再贅述。控制模組12可為一硬體、一硬體結合韌體或一硬體結合軟體所架構而成，但本發明並不以此為限。控制模組12係與溫度感測模組11及擺片風扇裝置20之致動模組21電性連接，以根據溫度感測模組11的量測結果來判斷電子裝置1內之溫度是否過高。當電子裝置1內之溫度過高時，控制模組12係產生控制訊號至擺片風扇裝置20之致動模組21，以控制擺片風扇裝置20之薄膜擺片22開始作動，來降低電 子裝置1內之溫度。除此之外，控制模組12還可設定擺片風扇裝置20之振動工作時段、停止工作時段及振動頻率。因此擺片風扇裝置20係於振動工作時段內根據振動頻率而振動，並且在停止工作時段內停止振動。

接著請參考圖2係本發明之風扇控制之方法之第一實施方式之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以電子裝置1內部之風扇控制系統10為例說明本發明之擺片風扇控制之方法，但本發明之擺片風扇控制之方法並不以使用在風扇控制系統10為限。

首先進行步驟201：設定擺片風扇裝置之複數之振動工作時段與複數之振動頻率。

首先控制模組12係先設定擺片風扇裝置20之複數之振動工作時段及複數之振動頻率。就如圖2A所示，圖2A係根據圖2，為本發明之風扇控制之方法之第一實施方式中之振動工作時段與振動頻率之關係圖。控制模組12係設定振動工作時段Ta1到Ta4及振動頻率F1到F4。需注意的是，上述的設定值可以利用控制模組12之硬體架構來達成，或是利用一記憶模組(圖未示)以儲存設定之參數值，但本發明並不以此為限。

在本發明之第一實施方式中，振動頻率F1到F4係為變動之頻率值，每一振動頻率F1到F4之振動頻率值係不相同。並且不同的振動頻率F1到F4可在變動範圍內依照亂數變動，或是依照一預設之振動頻率排列順序變動。同時在本發明之較佳實施方式中，振動頻率F1到F4之變動範圍係接近最佳振動頻率。例如當最佳振動頻率為30Hz 時，振動頻率F1到F4之變動範圍係在25Hz到35Hz之間。另一方面，振動工作時段Ta1到Ta4則可皆為固定之振動工作時間值或為不同之振動工作時間值，但本發明並不限於此。

其次進行步驟202：偵測該電子裝置之一溫度。

其次溫度感測模組11偵測電子裝置1之溫度，以讓控制模組12確認電子裝置1是否需要降溫。

接著進行步驟203：判斷該電子裝置之該溫度是否超過一第一設定溫度。

接著控制模組12判斷電子裝置1之溫度是否上升，並超過第一設定溫度。此第一設定溫度可為會導致電子裝置1內部元件故障之溫度，但本發明並不限於此。

若沒有，則代表電子裝置1之溫度仍在安全的範圍內。為了減少電子裝置1之電力消耗，此時控制模組12係暫停對擺片風扇裝置20的控制，以重新回到步驟202去持續偵測電子裝置1之溫度。

若電子裝置1之溫度已經超過了第一設定溫度，則進行步驟204：控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動。

控制模組12係發出控制訊號至致動模組21，以控制擺片風扇裝置20之薄膜擺片22於振動工作時段Ta1到Ta4的時間內分別根據不同的振動頻率F1到F4來振動。每一個振動工作時段Ta1到Ta4都對應到振動頻率F1到F4的其中一振動頻率值，且相鄰之複數之振動工作時段Ta1到 Ta4係對應到不同之振動頻率值。舉例而言，振動頻率F1到F4可在變動範圍內，如25Hz到35Hz之間依照亂數變動，或是依照一預設之振動頻率排列順序，例如依照30Hz、26Hz、34Hz、27Hz的順序變動，但本發明並不以上述列舉的頻率值為限。同時不同的振動工作時段Ta1到Ta4可以具有相同或是不同的振動工作時間值。例如振動工作時段Ta1到Ta4可在1到3秒內依照亂數變動，或是依照一預設之振動工作時段排列變動。

另一方面，振動工作時段Ta1到Ta4之振動工作時間值亦可依照擺片風扇裝置20之薄膜擺片22的振動次數來調整，例如以擺片風扇裝置20之薄膜擺片22每振動30次的時間當作一個振動工作時段。經由上述的變動控制，擺片風扇裝置20就不會持續在同一振動頻率持續振動，因此可以減少使用者察覺噪音之程度。

最後再進行步驟205：重新判斷該電子裝置之該溫度是否超過第二設定溫度。

最後控制模組12再重新藉由溫度感測模組11偵測電子裝置1之溫度，判斷電子裝置1之溫度是否超過第二設定溫度，以確定電子裝置1是否已經降溫。並須注意的是，控制模組12可於經過每一個振動工作時段Ta1、Ta2、Ta3或Ta4後就判斷一次，或是經過一段時間，例如經過振動工作時段Ta1到Ta4後才重新偵測電子裝置1之溫度，本發明並不限於此。

因此當電子裝置1之溫度仍然超過第二設定溫度時，係回到步驟204以使得擺片風扇裝置20持續對電子裝置1降溫。

另一方面，當電子裝置1之溫度已經低於第二設定溫度時，係進行步驟206：停止控制該擺片風扇裝置。

在此情況下，控制模組12係停止控制該擺片風扇裝置20，使得擺片風扇裝置20之薄膜擺片22停止振動，以節省電力。最後再重新回到步驟202去持續偵測電子裝置1之溫度，直到電子裝置1之溫度又再超過第一設定溫度時才開始作動。

並且在步驟205中的第二設定溫度並不限定需與步驟203中的第一設定溫度相同，第二設定溫度可低於第一設定溫度。亦即當控制模組12再次確定電子裝置1是否已經降溫時，電子裝置1的溫度要確實低於會導致電子裝置1內部元件故障之溫度才停止控制。因此於本發明之較佳實施方式中，第二設定溫度係低於第一設定溫度。

接著請參考圖3係本發明之風扇控制之方法之第二實施方式之步驟流程圖。並請同時參考圖3A，圖3A係根據圖3，為本發明之風扇控制之方法之第二實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

首先進行步驟301：設定複數之振動工作時段與設定複數之振動頻率。

首先控制模組12係先設定擺片風扇裝置20之複數之振動工作時段Ta1到Ta4及複數之振動頻率F1到F4。在本發明之第二實施方式中，複數之振動頻率F1到F4則為相同之頻率值，並且振動工作時段Ta1到Ta4也同樣具有相同之振動工作時間值。

其次進行步驟302：於該複數之振動工作時段之間隔間設定停止工作時段。

其次控制模組12在振動工作時段與振動工作時段之間隔間，額外設定停止工作時段。在本發明之第二實施方式中，係於振動工作時段Ta1到Ta4之間隔間設定停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3及Tb4。在此停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3或Tb4的時間內，擺片風扇裝置20係停止振動。在本發明之第二實施方式中，停止工作時段Tb1到Tb4具有相同之停止工作時間值。

接著進行步驟303及步驟304，以偵測電子裝置1之溫度並讓控制模組12判斷電子裝置1之溫度超過第一設定溫度。由於此步驟303及步驟304與步驟202及步驟203類似，故在此不再贅述。

若沒有，則控制模組12係暫停對擺片風扇裝置20的控制，以重新回到步驟303去持續偵測電子裝置1之溫度。

若電子裝置1之溫度已經超過了第一設定溫度，則進行步驟305：控制該擺片風扇裝置於該振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，且於該停止工作時段內停止振動。

控制模組12係產生控制訊號至致動模組21，以控制擺片風扇裝置20之薄膜擺片22於振動工作時段Ta1、Ta2、Ta3或Ta4內根據振動頻率F1、F2、F3或F4來振動，並於停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3或Tb4內停止振動。舉例而言，振動頻率F1、F2、F3或F4可設定為30Hz，振動工作時段Ta1、Ta2、Ta3或Ta4為1秒，而停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3、 Tb4為0.5秒。因此擺片風扇裝置20係振動1秒後，會停止振動0.5秒。如此重複的循環，擺片風扇裝置20就不會持續振動，因此可以減少使用者察覺噪音之程度。

最後再進行步驟306及步驟307，以確定電子裝置1是否已經降溫，並低於第二設定溫度。由於此步驟306及步驟307與步驟205及步驟206類似，故在此不再贅述。

最後在電子裝置1已經降溫的情況下，控制模組12係停止控制該擺片風扇裝置20，使得擺片風扇裝置20之薄膜擺片22停止振動，以節省電力。最後再重新回到步驟303去持續偵測電子裝置1之溫度，直到電子裝置1之溫度又再超過第一設定溫度時才開始作動。

接著請參考圖4係本發明之風扇控制之方法之第三實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

本發明並不限定振動頻率F1、F2、F3或F4、振動工作時段Ta1、Ta2、Ta3或Ta4與停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3或Tb4須為相同的值。在步驟301與步驟302中，皆可將振動頻率F1到F4、振動工作時段Ta1到Ta4與停止工作時段Tb1到Tb4設定為相同或是不同的值。在本發明之第三實施方式中，振動工作時段Ta1、Ta2、Ta3或Ta4固定為1秒，而停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3、Tb4固定為0.5秒。振動頻率F1到F4可具有變動的頻率值，如25Hz到35Hz之間依照亂數變動，或是依照30Hz、26Hz、34Hz、27Hz的預設之振動頻率排列順序變動，但本發明並不以上述列舉的頻率值為限。

接著請參考圖5係本發明之風扇控制之方法之第四實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

振動工作時段Ta1到Ta4與停止工作時段Tb1到Tb4亦可皆為不同的時間值，例如振動工作時段Ta1到Ta4與停止工作時段Tb1到Tb4可在1到3秒內依照亂數變動，或是依照一預設之振動工作時段排列順序與預設之停止工作時段排列順序變動，但振動工作時段與停止工作時段的加總時間為固定。例如振動工作時段與停止工作時段的加總時間固定為1.5秒，因此當振動工作時段Ta1為1秒時，停止工作時段Tb1為0.5秒；當振動工作時段Ta2設定為0.8秒時，停止工作時段Tb2係為0.7秒。

接著請參考圖6係本發明之風扇控制之方法之第五實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

振動工作時段與停止工作時段的加總時間亦可為非固定之時間值。振動工作時段Ta1到Ta4與停止工作時段Tb1到Tb4亦可皆為不同的時間值，例如振動工作時段Ta1到Ta4與停止工作時段Tb1到Tb4可在1到3秒內依照亂數變動，或是依照一預設之振動工作時段排列順序與預設之停止工作時段排列順序變動。另一方面，振動工作時段Ta1到Ta4亦可為固定的振動工作時間值，而停止工作時段Tb1到Tb4則具有不同之停止工作時間值。同樣地，振動工作時段Ta1到Ta4亦可具有不同的振動工作時間值，而停止工作時段Tb1到Tb4則為固定之停止工作時間值。

振動工作時段Ta1到Ta4與停止工作時段Tb1到Tb4亦可依照擺片風扇裝置20的振動次數來調整，但本發明並不以上述的變動方式為限。

此處需注意的是，本發明之風扇控制之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

由上述的說明可知，振動頻率F1、F2、F3或F4、振動工作時段Ta1、Ta2、Ta3或Ta4與停止工作時段Tb1、Tb2、Tb3或Tb4皆可因不同的需求來設定為固定或是變動之值，使得擺片風扇裝置20之薄膜擺片22不會長時間在相同頻率下振動。如此一來，可避免使用者持續感受到噪音。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧風扇控制系統

11‧‧‧溫度感測模組

12‧‧‧控制模組

20‧‧‧擺片風扇裝置

21‧‧‧致動模組

22‧‧‧薄膜擺片

F1、F2、F3、F4‧‧‧振動頻率

Ta1、Ta2、Ta3、Ta4‧‧‧振動工作時段

Tb1、Tb2、Tb3、Tb4‧‧‧停止工作時段

圖1係本發明之風扇控制系統之系統架構圖。

圖2係本發明之風扇控制之方法之第一實施方式之步驟流程圖。

圖2A係根據圖2，為本發明之風扇控制之方法之第一實施方式中之振動工作時段與振動頻率之關係圖。

圖3係本發明之風扇控制之方法之第二實施方式之步驟流程圖。

圖3A係根據圖3，為本發明之風扇控制之方法之第二實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

圖4係本發明之風扇控制之方法之第三實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

圖5係本發明之風扇控制之方法之第四實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

圖6係本發明之風扇控制之方法之第五實施方式中之振動工作時段、停止工作時段與振動頻率之關係圖。

Claims (18)

1. 一種風扇控制之方法，係用於一電子裝置以控制一擺片風扇裝置，其中該擺片風扇裝置係設置於該電子裝置內，該方法包括以下步驟：設定該擺片風扇裝置之複數之振動工作時段；設定該擺片風扇裝置之複數之振動頻率，其中每一振動頻率具有不同之振動頻率值；偵測該電子裝置之一溫度；判斷該電子裝置之該溫度是否超過一第一設定溫度；以及若是，控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，其中相鄰之該複數之振動工作時段係對應到不同之振動頻率值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：於相鄰之該複數之振動工作時段之間隔間設定一停止工作時段，其中該停止工作時段具有固定之停止工作時間值；以及控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，且於該停止工作時段內停止振動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：於相鄰之該複數之振動工作時段之間隔間，設定複數之停止工作時段，其中該複數之停止工作時段具有不同之 停止工作時間值；以及控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，且於該複數之停止工作時段內停止振動。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：其中，每一該複數之振動工作時段具有不同之振動工作時間值。
5. 如申請專利範圍第4項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：其中，該複數之振動工作時段係依照亂數變動該振動工作時間值或依照一預設之振動工作時段排列順序變動該振動工作時間值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：其中，該複數之振動頻率係依照亂數變動該振動頻率值或依照一預設之振動頻率排列順序變動該振動頻率值。
7. 如申請專利範圍第2或3項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：其中，該複數之振動頻率皆為一固定之頻率值；以及該複數之振動工作時段具有固定之振動工作時間值。
8. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：其中，該複數之振動頻率依照亂數變動該振動頻率值或依照一預設之振動頻率排列順序變動該振動頻率值。
9. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制之方法，更包括以下步驟：重新判斷該電子裝置之該溫度是否超過一第二設定溫度，其中該第一設定溫度係高於該第二設定溫度；若否，則停止作動該擺片風扇裝置。
10. 一種風扇控制系統，用於一電子裝置內以控制一擺片風扇裝置，其中該擺片風扇裝置係設置於該電子裝置內，該風扇控制系統包括：一溫度感測模組，用以偵測該電子裝置內之一溫度；以及一控制模組，係與該溫度感測模組及該擺片風扇裝置電性連接，並用以設定該擺片風扇裝置之複數之振動工作時段及複數之振動頻率，其中每一振動頻率具有不同之振動頻率值；其中當該電子裝置之該溫度超過一第一設定溫度時，該控制模組係產生一控制訊號，以控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，其中相鄰之該複數之振動工作時段係對應到不同之振動頻率值。
11. 如申請專利範圍第10項所述之風扇控制系統，其中該控制模組係進一步於相鄰之該複數之振動工作時段之間隔間設定一停止工作時段，其中該停止工作時段具有固定之停止工作時間值；該控制模組係控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，且於該停止工作時段內停止工作振動。
12. 如申請專利範圍第10項所述之風扇控制系統，其中該控制模組係進一步於相鄰之該複數之振動工作時段之間隔間，設定複數之停止工作時段，其中該複數之停止工作時段具有不同之停止工作時間值；該控制模組係控制該擺片風扇裝置於該複數之振動工作時段之內根據該複數之振動頻率來振動，且於該複數之停止工作時段內停止振動。
13. 如申請專利範圍第10、11或12項所述之風扇控制系統，其中每一該複數之振動工作時段具有不同之振動工作時間值。
14. 如申請專利範圍第13項所述之風扇控制系統，其中該複數之振動工作時段係依照亂數變動該振動工作時間值或依照一預設之振動工作時段排列順序變動該振動工作時間值。
15. 如申請專利範圍第14項所述之風扇控制系統，其中該複數之振動頻率係依照亂數變動該振動頻率值或依照一預設之振動頻率排列順序變動該振動頻率值。
16. 如申請專利範圍第11或12項所述之風扇控制系統，其中：該複數之振動頻率皆為一固定之頻率值；以及該複數之振動工作時段具有固定之振動工作時間值。
17. 如申請專利範圍第10項所述之風扇控制系統，其中該複數之振動頻率依照亂數變動該振動頻率值或依照一預設之振動頻率排列順序變動該振動頻率值。
18. 如申請專利範圍第10項所述之風扇控制系統，其中該控制模組係進一步重新判斷該電子裝置之該溫度是否超過一第二設定溫度，其中該第一設定溫度係高於該第二設定溫度；若否，則該控制模組停止作動該擺片風扇裝置。