TWI747485B - 避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法 - Google Patents

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一種避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，首先擷取一電源供應裝置的一輸出電流值，此後判斷該輸出電流值於一取樣時間中的變化，變化斜率為正值，控制一控制訊號產生單元基於一第一延緩時間逐漸將目前向一風扇輸出的一風扇控制訊號變更為另一該風扇控制訊號，當變化斜率為負值，控制該控制訊號產生單元基於一第二延緩時間逐漸將目前向該風扇輸出的該風扇控制訊號變更為另一該風扇控制訊號，該第一延緩時間與該第二延緩時間分別由該輸出電流值決定。

Description

避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法
本發明涉及一種風扇轉速控制方法，尤指一種避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法。
隨科技進步，市面上風扇可根據電源供應裝置的輸出狀態調整轉速，即電源供應裝置的輸出電流上升時，風扇轉速隨之增加，當電源供應裝置的輸出電流下降時，風扇轉速則隨之減少。又，習用風扇轉速是立即性隨電源供應裝置的輸出狀態產生轉變，就如TW 201422128A、TW 200826813A等專利所揭。然而，習用技術於電源供應裝置輸出狀態驟變時，風扇轉速可能因電子元件間訊號傳遞延遲，造成該風扇轉速無法立即性產生改變，使得該風扇轉速產生不斷追逐的情況。再者，當電源供應裝置的輸出狀態不斷變化，習用風扇容易產生錯誤作動，進而產生控制失準的情況。同時，習用風扇為隨電源供應裝置的變化而令轉速產生忽快忽慢的變化時，元件容易耗損。
本發明的主要目的，在於解決電源輸出狀態驟變時，容易造成風扇控制失準的問題。
為達上述目的，本發明提供一種避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，包含步驟： 步驟一：擷取一電源供應裝置的一輸出電流值；以及 步驟二：判斷該輸出電流值於一取樣時間中的變化，變化斜率為正值，控制一控制訊號產生單元基於一第一延緩時間逐漸將目前向一風扇輸出的一風扇控制訊號變更為另一該風扇控制訊號，當變化斜率為負值，控制該控制訊號產生單元基於一第二延緩時間逐漸將目前向該風扇輸出的該風扇控制訊號變更為另一該風扇控制訊號，該第一延緩時間與一該第二延緩時間分別由該輸出電流值決定。
一實施例中，該第一延緩時間與該輸出電流值呈負相關。
一實施例中，該第二延緩時間與該輸出電流值呈正相關。
一實施例中，該步驟一更包含一子步驟：基於該輸出電流值定義出一散熱基礎轉速，基於該散熱基礎轉速產生該風扇控制訊號。
一實施例中，該取樣時間中包含有複數取樣區間，基於每一該取樣區間內的複數該輸出電流值算出一電流均值，以該取樣時間內的複數該電流均值的變化斜率控制該控制訊號產生單元。
一實施例中，該步驟二更包含一子步驟：感測一工作溫度，基於該工作溫度定義出一轉速基本要求，該風扇控制訊號令該風扇於該轉速基本要求上進行增速或減速。
一實施例中，該步驟二更包含一子步驟：取得一溫度變化參數，納入該溫度變化參數於該第一延緩時間與該第二延緩時間的計算中，該溫度變化參數是基於一前次取樣溫度與一當前取樣溫度所算出。
一實施例中，該步驟一更包含一子步驟：利用一訊號放大器對該風扇控制訊號進行訊號放大。
依前述發明內容所揭，相較於習用技術，本發明具有以下特點：本發明透過建置該第一延緩時間與該第二延緩時間，使得本發明該風扇得以因應電源輸出狀態驟變，令該控制訊號產生單元於電流狀態驟變的同時可以逐漸改變該風扇轉速，進而避免風扇控制失準情況產生。同時，透過本發明風扇轉速控制方法可降低該風扇的轉速因電源狀態的忽然變化，而導致該風扇元件損耗的情況。
本發明詳細說明及技術內容，茲配合圖式說明如下：
請參閱圖1至圖2，本發明風扇轉速控制方法10，用以避免電源輸出狀態驟變導致控制失準。又，本發明於後為具體說明本案，於後以一風扇驅動電路50施行本風扇轉速控制方法10進行說明。該風扇驅動電路50設置於一電源供應裝置60內，該風扇驅動電路50用來控制該電源供應裝置60的所屬的至少一風扇70，該風扇驅動電路50包含一電流感知單元51以及一控制訊號產生單元52。其中，該電流感知單元51電性連接該電源供應裝置60並設置於該電源供應裝置60的一輸出端61，該電流感知單元51用以感知該電源供應裝置60的一輸出電流值，另外，該控制訊號產生單元52電性連接該電流感知單元51以及該風扇70，該控制訊號產生單元52接受該電流感知單元51所傳遞的一電流資訊511，該電流資訊511表示該電源供應裝置60的該輸出電流值。於後，該控制訊號產生單元52基於所接收到的該電流資訊511控制進行調變轉換，並傳遞一風扇控制訊號521予該風扇70，藉此以控制該風扇70轉動。
並請搭配參閱圖1至圖7，承上所述，本發明該風扇轉速控制方法10包含有以下步驟： 步驟一11，擷取該電源供應裝置60的該輸出電流值； 步驟二12，判斷該輸出電流值於一取樣時間523中的變化，變化斜率為正值，控制該控制訊號產生單元52基於一第一延緩時間524逐漸將目前向該風扇70輸出的該風扇控制訊號521變更為另一該風扇控制訊號521，當變化斜率為負值，控制該控制訊號產生單元52基於一第二延緩時間525逐漸將目前向該風扇70輸出的該風扇控制訊號521變更為另一該風扇控制訊號521，該第一延緩時間524與該第二延緩時間525分別由該輸出電流值決定。
具體說明，於本發明實施的初始，首先利用該電流感知單元51感知該電源供應裝置60的輸出狀態，藉此以擷取該電源供應裝置60的該輸出電流值，並輸出該電流資訊511予該控制訊號產生單元52，並進入該步驟二12。於該步驟二12中，利用該控制訊號產生單元52判斷該輸出電流值於該取樣時間523內的變化，其中該取樣時間523所指的可為該電源供應裝置60運作時該控制訊號產生單元52判斷某一個時間區段的複數該電流資訊511所表示的電流大小，又，該控制訊號產生單元52可於該電源供應裝置60啟動後即連續判斷該取樣時間523內的電流變化，該控制訊號產生單元52亦可於該電源供應裝置60啟動後每隔一段時間才判斷該取樣時間523內的電流變化。進一步地，基於該電源供應裝置60的電流變化，並將該電源供應裝置60的電流變化以時間橫軸表示，該電源供應裝置60的電流變化將得以轉為一趨勢線522，就如圖3所繪。當該控制訊號產生單元52判斷該取樣時間523內複數該電流資訊511所表示的電流大小為漸增時，即電流變化的斜率為正值，該控制訊號產生單元52基於該第一延緩時間524逐漸將目前向該風扇70輸出的該風扇控制訊號521變更為另一該風扇控制訊號521，其中，該第一延緩時間524由該輸出電流值決定。更具體來說，當該電源供應裝置60於該取樣時間523內的該輸出電流值提升時，該控制訊號產生單元52計算出該輸出電流值提升時，該控制訊號產生單元52調整該第一延緩時間524，並基於該第一延緩時間524變更向該風扇70輸出的訊號，令該風扇70改為接受另一該風扇控制訊號521進行運轉。一實施例中，第一延緩時間524是基於一增速延緩時間計算公式所取得，該增速延緩時間計算公式為：
Figure 02_image001
其中，
Figure 02_image003
為該第一延緩時間524，
Figure 02_image005
一基準時間，
Figure 02_image007
為該輸出電流值，a,b為非零的正或負有理數，
Figure 02_image009
為常數或對應關係式。又，該基準時間根據該電源供應裝置60與該風扇驅動電路50不同而有所不同，舉例來說，該基準時間可被設定為一秒。承上，於另一實施例中，該增速延緩時間計算公式亦可為：
Figure 02_image011
其中，
Figure 02_image003
為該第一延緩時間524，
Figure 02_image007
為該輸出電流，
Figure 02_image013
為一額定輸出電流，
Figure 02_image005
該基準時間，承此可知，該第一延緩時間524可基於隨該輸出電流值上升而縮短，即該第一延緩時間524與該輸出電流值呈負相關。
另外，若該控制訊號產生單元52判斷該取樣時間523內複數該電流資訊511所表示的電流大小為漸減時，即該趨勢線522所表示的電流變化斜率為負值時，該控制訊號產生單元52基於該第二延緩時間525逐漸將目前向該風扇70輸出的該風扇控制訊號521變更為另一該風扇控制訊號521，其中，該第二延緩時間525與該輸出電流值相關。更具體地說，當該電源供應裝置60於該取樣時間523內的該輸出電流值下降時，該控制訊號產生單元52計算出該輸出電流值下降時，該控制訊號產生單元52調整該第二延緩時間525，並基於該第二延緩時間525變更向該風扇70輸出的訊號，令該風扇70改為接受另一該風扇控制訊號521進行運轉。一實施例中，第二延緩時間525是基於一減速延緩時間計算公式所取得，該減速延緩時間計算公式為：
Figure 02_image015
其中，
Figure 02_image017
為該第二延緩時間525，
Figure 02_image005
該基準時間，
Figure 02_image007
為該輸出電流值，a,b為非零的正或負有理數，
Figure 02_image009
為常數或對應關係式。承上，於另一實施例中，該減速延緩時間計算公式亦可為：
Figure 02_image019
其中，
Figure 02_image017
為該第二延緩時間525，
Figure 02_image007
為該輸出電流，
Figure 02_image013
為該額定輸出電流，
Figure 02_image005
該基準時間。承此可知，該第二延緩時間525可基於隨該輸出電流值下降而縮短，即該第二延緩時間525與該輸出電流值呈正相關。
承此，本發明於該輸出電流值產生變化時，該控制訊號產生單元52控制該風扇70由一起始轉速變換至一目標轉速，該起始轉速與該目標轉速之間非立即性轉換而有一過渡期，該控制訊號產生單元52控制該風扇70的轉速於該過渡期內逐步變化。本發明相較於習用，可具體解決因該電源供應裝置60的輸出狀態驟變，進而導致該風扇70控制失準的情況。
一實施例中，該取樣時間523中包含有複數取樣區間526，該控制訊號產生單元52可基於每一該取樣區間526內的複數該電流輸出值算出一電流均值，該風扇驅動電路50以該取樣時間523內的複數該電流均值的變化斜率控制該控制訊號產生單元52，令該控制訊號產生單元52基於複數該電流均值的變化斜率改變向該風扇70傳遞的另一該風扇控制訊號521。
一實施例中，請參閱圖8，該步驟一11更包含一子步驟111：基於該輸出電流值定義出一散熱基礎轉速，基於該散熱基礎轉速產生該風扇控制訊號521。詳細地說，該控制訊號產生單元52可基於不同的該輸出電流值定義出不同的該散熱基礎轉速，舉例來說，該控制訊號產生單元52可預先儲存有分別對應不同該輸出電流值的複數該散熱基礎轉速，又該控制訊號產生單元52在不同的該取樣時間523擷取到不同的該輸出電流值後，該控制訊號產生單元52可基於所擷取到的該輸出電流值決定該風扇70轉速，並向該風扇70輸出該風扇轉速控制訊號521。
再另一方面，復請參圖9與圖10，一實施例中，該風扇驅動電路50更包含一設於該電源供應裝置60內部的溫度感知單元53，該溫度感知單元53感知該電源供應裝置60內部的一工作溫度，並基於該工作溫度產生一表示該工作溫度的溫度資訊531，同時提供該溫度資訊531予該控制訊號產生單元52。本發明該風扇轉速控制方法10的該步驟二12更包含一子步驟121：該溫度感知單元53於感測該工作溫度後輸出該溫度資訊531予該控制訊號產生單元52，該控制訊號產生單元52基於該工作溫度定義出一轉速基本要求，該風扇控制訊號521令該風扇70於該轉速基本要求上進行增速或減速。舉例來說，當該電流感知單元51未傳遞該電源供應裝置60的該電流資訊511予該控制訊號產生單元52，此時該控制訊號產生單元52將控制該風扇70逕以該轉速基本要求進行運轉。於後，一旦該電流感知單元51感測得該電源供應裝置60的該輸出電流值上升時，該控制訊號產生單元52令該風扇70基於該轉速基本要求所代表的轉速進行緩速調升。反之，若該電流感知單元51感測得該電源供應裝置60的該輸出電流值下降時，該風扇70則受控而基於該轉速基本要求所代表的轉速進行緩速調降。
承上，一實施例中，請參閱圖11，該步驟二12更包含一子步驟122：取得一溫度變化參數，納入該溫度變化參數於該第一延緩時間524與該第二延緩時間525的計算中，該溫度變化參數可基於一前次取樣溫度與一當前取樣溫度所算出。一實施例中，該溫度變化參數計算公式為：
Figure 02_image021
其中，
Figure 02_image023
為該溫度變化參數，
Figure 02_image025
為該前次取樣溫度，
Figure 02_image027
為該當前取樣溫度，c,d為非零的正或負有理數，
Figure 02_image029
為常數或對應關係式。又，於另一實施例中，該溫度變化參數的公式亦可表示為：
Figure 02_image031
其中，
Figure 02_image023
為該溫度變化參數，
Figure 02_image025
為該前次取樣溫度，
Figure 02_image027
為該當前取樣溫度。該控制訊號產生單元52於計算得該溫度變化參數後，該控制訊號產生單元52以
Figure 02_image033
以及
Figure 02_image035
做為控制該風扇70轉速的參數。
又，再另一方面，請參閱圖12與圖13，本發明該風扇驅動電路50更包含一訊號放大器54，該訊號放大器54與該控制訊號產生單元52、該風扇70電性連接。承上，本發明該風扇轉速控制方法10的該步驟二12更包含一子步驟123，利用該訊號放大器54對該風扇控制訊號521進行訊號放大，藉此驅動該風扇70。
綜上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍。
10:風扇轉速控制方法
11:步驟一
111:子步驟
12:步驟二
121:子步驟
122:子步驟
123:子步驟
50:風扇驅動電路
51:電流感知單元
511:電流資訊
52:控制訊號產生單元
521:風扇控制訊號
522:趨勢線
523:取樣時間
524:第一延緩時間
525:第二延緩時間
526:取樣區間
53:溫度感知單元
531:溫度資訊
54:訊號放大器
60:電源供應裝置
61:輸出端
70:風扇
圖1，本發明第一實施例的步驟流程圖。 圖2，本發明第一實施例的單元組成示意圖。 圖3，本發明一實施例的斜率與取樣時間示意圖(一)。 圖4，本發明一實施例以脈波表示風扇轉速的第一延緩時間示意圖。 圖5，本發明一實施例的斜率與取樣時間示意圖(二)。 圖6，本發明一實施例以脈波表示風扇轉速的第二延緩時間示意圖。 圖7，本發明一實施例的複數取樣區間示意圖。 圖8，本發明第二實施例的步驟流程圖。 圖9，本發明第三實施例的步驟流程圖。 圖10，本發明第三實施例的單元組成示意圖。 圖11，本發明第四實施例的步驟流程圖。 圖12，本發明第五實施例的步驟流程圖。 圖13，本發明第五實施例的單元組成示意圖。
10:方法
11:步驟一
12:步驟二

Claims (9)

  1. 一種避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，包含步驟：步驟一：擷取一電源供應裝置的一輸出電流值；以及步驟二：判斷該輸出電流值於一取樣時間中的變化，變化斜率為正值，控制一控制訊號產生單元基於一與該輸出電流值呈負相關的第一延緩時間逐漸將目前向一風扇輸出的一風扇控制訊號變更為另一該風扇控制訊號，當變化斜率為負值，控制該控制訊號產生單元基於一與該輸出電流值呈正相關的第二延緩時間逐漸將目前向該風扇輸出的該風扇控制訊號變更為另一該風扇控制訊號，該第一延緩時間與該第二延緩時間分別由該輸出電流值決定。
  2. 如請求項1所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟一更包含一子步驟：基於該輸出電流值定義出一散熱基礎轉速，基於該散熱基礎轉速產生該風扇控制訊號。
  3. 如請求項1或2所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該取樣時間中包含有複數取樣區間，基於每一該取樣區間內的複數該輸出電流值算出一電流均值，以該取樣時間內的複數該電流均值的變化斜率控制該控制訊號產生單元。
  4. 如請求項3所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟二更包含一子步驟：感測一工作溫度，基於該工作溫度定義出一轉速基本要求，該風扇控制訊號令該風扇於該轉速基本要求上進行增速或減速。
  5. 如請求項4所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟二更包含一子步驟：取得一溫 度變化參數，納入該溫度變化參數於該第一延緩時間與該第二延緩時間的計算中，該溫度變化參數是基於一前次取樣溫度與一當前取樣溫度所算出。
  6. 如請求項1或2所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟二更包含一子步驟：感測一工作溫度，基於該工作溫度定義出一轉速基本要求，該風扇控制訊號令該風扇於該轉速基本要求上進行增速或減速。
  7. 如請求項6所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟二更包含一子步驟：取得一溫度變化參數，納入該溫度變化參數於該第一延緩時間與該第二延緩時間的計算中，該溫度變化參數是基於一前次取樣溫度與一當前取樣溫度所算出。
  8. 如請求項1或2所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟二更包含一子步驟：取得一溫度變化參數，納入該溫度變化參數於該第一延緩時間與該第二延緩時間的計算中，該溫度變化參數是基於一前次取樣溫度與一當前取樣溫度所算出。
  9. 如請求項1或2所述的避免電源輸出狀態驟變導致控制失準的風扇轉速控制方法，其中，該步驟一更包含一子步驟：利用一訊號放大器對該風扇控制訊號進行訊號放大。
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