TWI676809B - 風扇診斷電路 - Google Patents

Abstract

一種風扇診斷電路，包含轉換電路、比較電路、以及警示單元。轉換電路擷取來自風扇電連接器的即時風扇控制信號，並擷取來自風扇的即時轉速信號，轉換電路將即時風扇控制訊號轉換成具有第一數值的參考信號，並將即時轉速信號轉換成具有第二數值的對比信號。比較電路接收參考信號及對比信號，當比較第二數值小於第一數值時，比較電路產生觸發信號並輸出。警示單元接收觸發信號，並受觸發信號觸發而致動。藉由即時地比較，能即早發現風扇可能不良的狀況，以利使用者提早進行資料儲存，並修復或更換風扇，避免後續的更嚴重的影響。

Description

風扇診斷電路

本發明涉及電子電路領域，尤其是一種風扇診斷電路。

在目前的電腦、伺服器系統中，各種硬體，例如晶片、被動元件等在運作時會產生熱，這些熱能若沒有適當地排出，可能使得硬體受到熱損傷。若嚴重時，可能因硬體損壞而引發系統當機的狀況。

風扇是目前做為將系統中熱能帶到外界的主要元件，據發明人所知風扇的轉速、以及系統中特定元件，例如CPU的溫度，可以在BIOS中顯示。然而，一般操作者執行系統時，並不會隨時進入BIOS中查看相關的溫度。通常會再發生不正常的狀況，例如，無預警關機、當機時才去查看。

因此，系統可能會因會風扇的壞損，在使用者沒有預警的狀況下產生系統當機的情形，這可能影響了資料儲存、也可能導致系統中元件過熱而損壞。

在此，提供了一種風扇診斷電路。風扇診斷電路包含轉換電路、比較電路、以及警示單元。轉換電路擷取來自風扇電連接器的即時風扇控制信號，並擷取來自風扇的即時轉速信號，轉換電路將即時風扇控制訊號轉換成具有第一數值的參考信號，並將即時轉速信號轉換成具有第二數值的對比信號。比較電路接收參考信號及對比信號，並比較第一數值及第二數值，當比較電路判斷第二數值小於第一數值時，產生觸發信號並輸出。警示單元接收觸發信號，並受觸發信號觸發而致動。

在一些實施例中，當比較電路判斷第二數值大於第一數值時，產生觸發信號並輸出。

在一些實施例中，比較電路在判斷第二數值小於第一數值時，且第一數值及第二數值之間的差值大於門檻值時，比較電路產生觸發信號並輸出。

在一些實施例中，即時風扇控制信號為脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號。進一步地，在一些實施例中，即時轉速信號為方波信號。

在一些實施例中，轉換電路為電壓轉換器。進一步地，在一些實施例中，第一數值及第二數值分別為第一電壓值及一第二壓值。又進一步地，在一些實施例中，比較電路包含比較放大器及控制晶片。比較放大器接收參考信號及對比信號，比較第一電壓值及一第二電壓值並輸出一輸出電壓，控制晶片電性連接比較放大器，並根據輸出電壓的電壓位準，判斷是否產生觸發信號。

在一些實施例中，轉換電路為微處理器。進一步地，第一數值及第二數值分別對應於頻率值。

在一些實施例中，警示單元為蜂鳴器、振動器、或發光二極體。

在此，風扇診斷電路透過擷取即時風扇控制信號及即時轉速信號，將信號轉換後，對其中對應的物理值進行比對，從而能夠即時地確認風扇是否能夠達到即時控制信號所欲控制的轉速，並且當物理值的比對顯示風扇的即時轉速低於即時風扇控制信號所欲控制達到的風扇轉速時，觸發警示單元，從而能達到警報的效果。使用者能即早發現風扇可能不良或故障的狀況，先即早進行資料的存取，並提早進行修復或更換風扇，而避免後續的更嚴重的影響及損失。

圖1為風扇診斷電路的單元示意圖。如圖1所示，風扇診斷電路1包含轉換電路10、比較電路20、以及警示單元30。轉換電路10擷取來自風扇電連接器200用以控制風扇300轉速的即時風扇控制信號P，轉換電路10也擷取自風扇300回傳至風扇電連接器200的即時轉速信號T，即時轉速信號T代表風扇300的實際即時轉速。轉換電路10將即時風扇控制訊號P轉換成具有第一數值的參考信號S ₁、並將即時轉速信號T轉換成具有第二數值的對比信號S ₂。在此，即時風扇控制信號P及即時轉速信號T被轉換電路10所轉換的參考信號S ₁及對比信號S ₂為相同的類型的信號，其中第一數值、第二數值分別代表相同的物理值，例如，電壓值、電流值、頻率值、脈衝寬度值、振幅值、或與風扇轉速有比例關係的數值等。

比較電路20可接收參考信號S ₁及對比信號S ₂，並可直接進行讀取參考信號S ₁及對比信號S ₂並依照參考信號S ₁及對比信號S ₂中分別具有的第一數值及第二數值進行物理值的判斷及比較。例如，比較電壓大小、比較電流大小、比較頻率大小、比較脈衝寬度大小、比較振幅大小、比較數值等。然而，這些僅為示例，而不限於此。

當比較電路20判斷對比信號S ₂中的第二數值小於參考信號S ₁中的第一數值時，產生觸發信號S _T並輸出。警示單元30接收觸發信號S _T，並受觸發信號S _T觸發而致動。在此，警示單元30為蜂鳴器、振動器、或發光二極體，如此透過聲音、振動、或光線的變化來即時警示使用者風扇異常的問題。使用者可以根據警示單元30的警示，先做好資料存取，並即早更換或修理風扇300，以避免後續更嚴重的問題發生。

以下圖2、圖3是實際的實施方式來表現。圖2為風扇診斷電路的第一實施例單元示意圖。如圖2所示，風扇電連接器200是安裝在電路板500上，更詳細地，風扇電連接器200透過四個信號埠，即，控制信號埠211、電源信號埠212、回饋信號埠213、以及接地信號埠214與風扇300電性連接。設置於電路板500上的控制單元(圖中未顯示)所發出的即時風扇控制信號P透過控制信號埠211發出即時風扇控制信號P至風扇300以控制風扇300的轉速。風扇300回傳對應於實際即時轉速的時轉速信號T做為回饋信號，回傳至回饋信號埠213。電源信號埠212及接地信號埠214分別用以提供風扇300電源及連接接地。在此，風扇診斷電路1可以為外部的偵測電路元件，也可以直接設置於電路板500之上。

如圖2所示，同時參見圖1，以一實際例子為例，即時風扇控制信號P為脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號，即時轉速信號T為方波信號。轉換電路10為微處理器11，微處理器11將即時風扇控制信號P之PWM信號轉換成具有第一數值的參考信號S ₁，並將即時轉速信號T的方波信號轉換為具有第二數值的對比信號S ₂。也就是，微處理器11能將信號數位化，直接變成無單位的數值，並且此數值與風扇轉速有一定比例關係，使得形式不同的即時風扇控制信號P以及即時轉速信號T轉換成可直接比較大小的第一數值以及第二數值。接著，由比較電路20比較參考信號S ₁的第一數值及對比信號S ₂的第一數值。在此，第一數值、第二數值可以對應於PWM信號的頻率值、以及風扇300轉速的轉動頻率值。比較電路20可以直接將兩個數值直接進行比較，當第二數值小於第一數值時，比較電路20產生觸發信號S _T並輸出。進一步地，在一些實施例中，比較電路20也可以設定門檻值，將第一數值及第二數值兩者之間的差值大於門檻值時，比較電路20才產生觸發信號S _T並輸出。如此，可以避免信號受到干擾產生的誤判。然而，可以理解的是，即時風扇控制信號P與即時轉速信號T的形式僅為示例，實際上並不限於此。

進一步地，在一些實施例中，也可以在比較電路20判斷對比信號S ₂的第二數值大於參考信號S ₁的第一數值時，比較電路20也可以產生觸發信號S _T並輸出。換言之，可以在任何風扇300轉速異常的狀態，進行即時地警示。

圖3為風扇診斷電路的第二實施例單元示意圖。如圖3所示，同時參見圖1，以另一實際例子為例，即時風扇控制信號P為脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號，即時轉速信號T為方波信號。轉換電路10為電壓轉換器13，電壓轉換器13將即時風扇控制信號P之PWM信號轉換成具有第一電壓值的參考信號S ₁，並將即時轉速信號T的方波信號轉換為具有第二電壓值的對比信號S ₂。第一電壓值以及第二電壓值即為前述的第一數值以及第二數值。換言之，電壓轉換器13能夠將PWM信號及方波信號轉換成類比的電壓信號。接著，由比較電路20來進行第一電壓值及第二電壓值進行比對，也就是，比較電路20能夠進行電壓大小的比對。當比較電路20判斷第二電壓值小於第一電壓值時，產生觸發信號S _T並輸出。

進一步地，在一些實施例中，比較電路20也可以設定門檻值，將第一電壓及第二電壓兩者之間的電壓差大於門檻值時，才產生觸發信號S _T並輸出。抑或者，在另一些實施例中，比較電路20在第一電壓大於第二電壓時也可以產生觸發信號S _T並輸出。

圖4為風扇診斷電路的第二實施例中比較電路的電路示意圖。比較電路20包含比較放大器25及控制晶片27。比較放大器25至少包含第一輸入埠251、第二輸入埠253、以及輸出埠255。第一輸入埠251接收參考信號S ₁的第一電壓V ₁、第二輸入埠252接收對比信號S2的第二電壓V ₂，比較放大器25比較第一電壓V ₁與第二電壓V ₂後，由輸出埠255輸出一輸出電壓V _out。此外，還可以依據電壓的比較值設定輸出電壓V _out的電壓位準。例如，當第二電壓V ₂大於或等於第一電壓V ₁時，輸出高電壓位準，而第二電壓V ₂小於第一電壓V ₁時，輸出低電壓位準。控制晶片27電性連接比較放大器25，並根據輸出電壓V _out的電壓位準，判斷是否產生觸發信號S _T。例如，控制晶片27接收到的輸出電壓V _out為高電壓位準時，不產生觸發信號，而在接收到輸出電壓V _out為低電壓位準時，產生觸發信號S _T。可以理解的是，上述的方式僅為示例，而不限於此。

更進一步地，風扇診斷電路1也可以採韌體的方式，寫入於特用晶片(Application-specific integrated circuit，ASIC)中，以韌體的方式診斷風扇300的即時狀態。

在上述實施例中，風扇診斷電路1透過擷取即時風扇控制信號P及即時轉速信號T，轉換電路10將信號都轉換為同一格式，輸出至比較電路20進行比對，如此能夠即時地確認風扇300是否能夠達到即時風扇控制信號P所欲控制達到的轉速，並且在即時轉速信號T中所代表的物理值小於即時風扇控制信號P中所代表的物理值時，觸發警示單元30而達到警報的效果。從而，使用者能即早發現風扇300可能故障或不良的狀況，提早進行資料存取，並儘快地對風扇進行修復或更換，以避免後續的更嚴重的影響及損失。

雖然已經結合目前被認為是實用的示例性實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限於所公開的實施例，而是相反，旨在適用於各種修改和等同佈置包括在所附權利要求的精神和範圍內。

1‧‧‧風扇診斷電路

10‧‧‧轉換電路

11‧‧‧微處理器

13‧‧‧電壓轉換器

20‧‧‧比較電路

25‧‧‧比較放大器

251‧‧‧第一輸入埠

253‧‧‧第二輸入埠

255‧‧‧輸出埠

27‧‧‧控制晶片

30‧‧‧警示單元

200‧‧‧風扇電連接器

211‧‧‧控制信號埠

212‧‧‧電源信號埠

213‧‧‧回饋信號埠

214‧‧‧接地信號埠

300‧‧‧風扇

500‧‧‧電路板

P‧‧‧即時風扇控制信號

S₁‧‧‧參考信號

S₂‧‧‧對比信號

S_T‧‧‧觸發信號

T‧‧‧即時轉速信號

V₁‧‧‧第一電壓

V₂‧‧‧第二電壓

V_out‧‧‧輸出電壓

通過參照附圖進一步詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述和其他示例性實施例，優點和特徵將變得更加清楚，其中： 圖1為風扇診斷電路的單元示意圖。 圖2為風扇診斷電路的第一實施例單元示意圖。 圖3為風扇診斷電路的第二實施例單元示意圖。 圖4為風扇診斷電路的第二實施例中比較電路的電路示意圖。

Claims (6)

1. 一種風扇診斷電路，包含：一轉換電路，擷取來自一風扇電連接器的一即時風扇控制信號，並擷取來自一風扇的一即時轉速信號，該轉換電路為一電壓轉換器，將該即時風扇控制訊號轉換成具有一第一電壓值的一參考信號，並將該即時轉速信號轉換成具有一第二電壓值的一對比信號；一比較電路，包含一比較放大器及一控制晶片，該比較放大器接收該參考信號及該對比信號，並比較該第一電壓值及該第二電壓值，並輸出一輸出電壓，該控制晶片電性連接該比較放大器，根據該輸出電壓的一電壓位準，當該電壓位準表示該第二電壓值小於該第一電壓值時，產生一觸發信號並輸出；以及一警示單元，接收該觸發信號，並受該觸發信號觸發而致動。
2. 如請求項1所示之風扇診斷電路，其中當該比較電路判斷該第二電壓值大於該第一電壓值時，也產生該觸發信號並輸出。
3. 如請求項1所示之風扇診斷電路，其中該比較電路在判斷該第二電壓值小於該第一電壓值時，且該第一電壓值及該第二電壓值之間的一差值大於一門檻值時，該比較電路產生該觸發信號並輸出。
4. 如請求項1所示之風扇診斷電路，其中該即時風扇控制信號為一脈衝寬度調變信號。
5. 如請求項4所示之風扇診斷電路，其中該即時轉速信號為一方波信號。
6. 如請求項1所示之風扇診斷電路，其中該警示單元為一蜂鳴器、一振動器、或一發光二極體。