TWI516681B - 風扇馬達控制裝置 - Google Patents

Description

風扇馬達控制裝置

本發明係關於一種風扇馬達控制裝置，尤指一種可有效提升風扇轉速，以達到具有更佳散熱與排風之效果的風扇馬達控制裝置。

隨著科技的進步，人們對於各種電子設備的依賴性亦隨之增加；然而，在運作時電子設備(如電腦、筆記型電腦)內部的元件會產生高熱量，倘若無法及時將熱量導出電子設備外，則容易產生過熱的問題。

其中以電腦為例，其內部的發熱件如中央處理器(Central Processing Unit，CPU)或電源供應器(Power Supply)等等，所以當電腦於運作時，其內所述的中央處理器(CPU)在高速運算處理下所產生的高溫，會讓所述中央處理器陷入不穩定的狀態，輕者產生當機，嚴重則會燒毀或毀損中央處理器，因此，目前一般為了解決散熱的問題，係於電腦內設置至少一散熱風扇，藉由前述散熱風扇對所述中央處理器強制散熱迅速將前述熱量迅速導出至外界。

而一般散熱風扇有使用單相交流馬達，以單相感應電動機而言，單相電源並無法產生旋轉磁場，其產生的磁場是大小變化的磁場，但方向不會改變因此無法啟動馬達，因此將交流電通過馬達的定子線圈，所產生的磁場並不是一個固定的磁場，而是隨時間而變化N極和S極的變動磁場，利用此特性，可經設計讓周圍磁場在不同時間、不同的位置推動轉子，使其持續運轉；

所以單相感應電動機內必需將單相電源轉成二相來啟動，因此單相感應電動機內至少有二相繞組，而將單相轉成二相稱為分相，而一般常用的分相方式為電容啟動式；而其電容式馬達的主要結構就是兩相交流馬達，主要是在具有矽鋼片與線圈之配線上經由外加電容的移相作用，其所形成之電磁鐵上之電源便產生了相位差而使馬達旋轉；但一般電容式馬達其能量轉換效率較差，並在主要元件矽鋼片、線圈、電容元件與電壓同時為固定之狀態下，其電容式馬達之轉速無法提升且輸出功率無法依照需求控制，進而影響其散熱與排風之效果。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的，係提供一種可提升風扇轉速並達到具有更佳散熱與排風效果之風扇馬達控制裝置。

本發明之次要目的，係提供一種可省去電源輸入使用之整流和濾波電路，以節省電路板使用空間之風扇馬達控制裝置。

為達上述目的，本發明係提供一種風扇馬達控制裝置，係包括：一過零點檢測單元、一相位控制單元、一運算處理單元、一第一整流元件及一第二整流元件，該過零點檢測單元於供電後產生有一同步基準訊號，且該零點檢測單元電性連接所述相位控制單元，該相位控制單元接收所述同步基準訊號，且該相位控制單元依據所述同步基準訊號產生可控制輸出功率與轉速之相位控制訊號，而該運算處理單元電性連接所述相位控制單元並接收所述相位控制訊號，且該運算處理單元依據所述相位控制訊號產生啟動馬達之處理訊號，所述第一整流元 件電性連接所述運算處理單元並接收所述相位控制訊號以送出一第一相位訊號至一第一線圈單元，所述第二整流元件同時電性連接所述運算處理單元並接收所述相位控制訊號以送出一第二項位訊號至一第二線圈單元，進而可依據所述第一相位訊號及第二相位訊號驅動風扇馬達，藉此透過本發明之相位控制單元控制輸出功率與轉速之效果，進而達到可提升風扇轉速並具有更佳散熱與排風之效果者。

1‧‧‧風扇馬達控制裝置

11‧‧‧過零點檢測單元

12‧‧‧相位控制單元

13‧‧‧運算處理單元

141‧‧‧第一整流元件

142‧‧‧第二整流元件

151‧‧‧第一線圈單元

152‧‧‧第二線圈單元

16‧‧‧電源輸出單元

17‧‧‧溫度感測單元

18‧‧‧位置檢測單元

第1圖係本發明之第一較佳實施例之方塊示意圖；第2圖係本發明之第二較佳實施例之方塊示意圖；第3圖係本發明之第三較佳實施例之方塊示意圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明係一種風扇馬達控制裝置1，請參閱第1圖係顯示本發明之一第一較佳實施例之方塊示意圖；前述風扇馬達控制裝置1係包括有一過零點檢測單元11、一相位控制單元12、一運算處理單元13、一第一整流元件141及一第二整流元件142，該過零點檢測單元11係電性連接所述相位控制單元12，該相位控制單元12另電性連接至所述運算處理單元13，該運算處理單元13同時電性連接所述第一整流元件141與所述第二整流元件142，該第一、二整流元件另分別電性連接有一第一線圈單元151與第二線圈單元152；又，其中所述風扇馬達控制裝置1更具有一電源輸出單元16係電性連接所述過零點檢測單元11，且該電源輸出單元16係供應電源至所述過 零點檢測單元11，並於供應電源時同時送出一方波訊號至所述過零點檢測單元11，而該過零點檢測單元11則實行檢測電壓過零點，即將電壓正半周期和負半周期及正、負過零點發出正方波和正脈衝信號並送出一同步基準訊號，其同步基準訊號可提供給後端作為同步之基準；因此，所述同步基準訊號送至所述相位控制單元12，該相位控制單元12係將其同步基準訊號作用於交流正弦波，並改變正弦波的導通角來控制電壓的大小，進而可以調節輸出電壓與功率的大小，故，所述相位控制單元12接收所述同步基準訊號且作用於一交流正弦波，並依所述同步基準訊號改變交流正弦波的導通角來控制電壓之大小，進而產生可控制輸出功率與轉速之相位控制訊號；所述相位控制單元12所產生之相位控制訊號係送至所述運算處理單元13，該運算處理單元13係為一中央處理器(MCU)，而該運算處理單元13接收所述相位控制訊號並將由相位控制訊號所得到之參數進行運算且產生一啟動馬達之處理訊號；再將其處理訊號送至所述一第一整流元件141及所述第二整流元件142，其中所述第一整流元件141及所述第二整流元件142為矽控整流器SCR(silicon controlled rectifier)，並以第一整流元件141及所述第二整流元件142替換習知所使用之整流和濾波電路，以節省電路板使用空間；而其第一整流元件141依據所述處理訊號送出一第一相位訊號，且將其第一相位訊號送至電性連接之所述第一線圈單元151，而該第二整流元件142同時依據所述處理訊號送出一第二相位訊號，且將其第二相位訊號送至電性連接之所述第二線圈單元152，其中所述第一相位訊號與第二相位訊號為反相訊號，且其第一相位訊號與其第二相位訊號同 時間內僅有一組相位訊號會輸出，而其輸出之第一相位訊號與其第二相位訊號對應馬達內部之固定磁鐵產生互斥以驅動風扇馬達並使風扇或馬達轉動；藉此，透過本發明之相位控制單元12控制輸出功率與轉速之效果，進而達到可提升風扇轉速並具有更佳散熱與排風之效果者。

請參閱第2圖係顯示本發明之第二較佳實施例方塊示意圖；該較佳實施例的主要結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，故在此不重新贅述，其兩者差異處在於：其中所述風扇馬達控制裝置1更包括有一溫度感測單元17，該溫度感測單元17可偵測外部溫度並產生一溫度感測訊號至所述運算處理單元13，該運算處理單元13依據所述相位控制訊號與所述溫度感測訊號所產生之參數進行運算並產生所述處理訊號，俾使該風扇馬達控制裝置1可經由偵測外部溫度而調整所需之風扇轉速，進而達到具有更佳散熱與排風之效果者。

請參閱第3圖係顯示本發明之第三較佳實施例方塊示意圖；該較佳實施例的主要結構及連結關係及其功效大致與前述第一較佳實施例相同，故在此不重新贅述，其兩者差異處在於：其中所述風扇馬達控制裝置1更包括有位置檢測單元18，該位置感測單元可偵測前次馬達運轉停留位置並產生一位置檢測訊號至所述運算處理單元13，該運算處理單元13該依據所述相位控制訊號與所述位置檢測訊號進行運算並產生所述處理訊號，進而控制其風扇馬達控制裝置1係以第一線圈單元151或第二線圈單元152起始運作。

综上所述，本發明相較於習知具有下列優點：1.可提升風扇轉速；2.具有更佳散熱與排風效果；3.節省電路板使用空間。

按，以上所述，僅為本發明的較佳具體實施例，惟本發明的特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆應涵蓋在以下本發明的申請專利範圍中。

1‧‧‧風扇馬達控制裝置

11‧‧‧過零點檢測單元

12‧‧‧相位控制單元

13‧‧‧運算處理單元

141‧‧‧第一整流元件

142‧‧‧第二整流元件

151‧‧‧第一線圈單元

152‧‧‧第二線圈單元

16‧‧‧電源輸出單元

Claims (7)

1. 一種風扇馬達控制裝置，係包括：一過零點檢測單元，供電後產生有一同步基準訊號；一相位控制單元，係連接該過零點檢測單元且接收所述同步基準訊號，並依所述同步基準訊號產生可控制輸出功率與轉速之相位控制訊號；一運算處理單元，係連接該相位控制單元並依據所述相位控制訊號產生有一處理訊號；一第一整流元件，係連接該運算處理單元並依據所述處理訊號送出一第一相位訊號至一第一線圈單元；及一第二整流元件，係連接該運算處理單元並依據所述處理訊號送出一第二相位訊號至一第二線圈單元，並依據所述第一相位訊號及第二相位訊號驅動風扇馬達，並所述第一相位訊號與第二相位訊號為反相訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇馬達控制裝置，其中所述第一相位訊號及該第二相位訊號同時間內僅有一組相位訊號會輸出並驅動所述風扇馬達。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇馬達控制裝置，其中所述第一整流元件與第二整流元件為矽控整流器SCR(silicon controlled rectifier)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之風扇馬達控制裝置，更包括有一電源輸出單元，該電源輸出單元供應電源至所述過零點檢測單元，且同時送出一方波訊號至所述過零點檢測單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之風扇馬達控制裝置，其中所述相位控制單元接收所述同步基準訊號且作用於一交流正弦波，並依所述同步基準訊號改變交流正弦波的導通角來控制電壓之大小，進而產生可控制輸出功率與轉速之相位控制訊號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之風扇馬達控制裝置，更包括有一溫度感測單元，該溫度感測單元可偵測外部溫度並產生一溫度感測訊號至所述運算處理單元，該運算處理單元依據所述相位控制訊號與所述溫度感測訊號進行運算並產生所述處理訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之風扇馬達控制裝置，更包括有一位置檢測單元，該位置感測單元可偵測馬達運轉停留位置並產生一位置檢測訊號至所 述運算處理單元，該運算處理單元該依據所述相位控制訊號與所述位置檢測訊號進行運算並產生所述處理訊號。