TWI765255B

TWI765255B - 風扇控制電路

Info

Publication number: TWI765255B
Application number: TW109113658A
Authority: TW
Inventors: 吳威震
Original assignee: 海韻電子工業股份有限公司
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2022-05-21
Also published as: TW202141915A

Abstract

一種風扇控制電路，用以控制一電源供應器的至少一風扇，該風扇控制電路包含一負載感知單元，一溫度感知單元，一連接該負載感知單元、該溫度感知單元與該風扇的控制單元及一模式切換單元，該負載感知單元基於該電源供應器的輸出狀況產生一負載訊號，該溫度感知單元感知該電源供應器內溫度並產生一溫度訊號，該控制單元具有一基於該負載訊號控制該風扇的低速運轉模式，一基於該溫度訊號控制該風扇的靜音模式，及一逕令該風扇以額定轉速工作的全速運轉模式，該模式切換單元令該控制單元以三種模式的其一調整該風扇轉速。

Description

風扇控制電路

本發明涉及一種風扇控制電路，尤指一種令風扇逕以額定轉速工作的風扇控制電路。

查，現有散熱風扇就如CN 109695593A、US 7,291,995、CN 109429469A、CN 207382768U、US 7,841,837、US 7,789,130以及US 7,414,375等專利所揭。以CN 109695593A舉例來說，該專利揭露風扇控制電路可依據所接收的訊號不同而具有正常運作模式以及低噪音模式，其中，正常運作模式為風扇控制電路根據處理單元的工作溫度調整散熱風扇轉速，低噪音模式則是風扇控制電路首先關閉散熱風扇並於處理單元的工作溫度達到一定值時再次驅動散熱風扇開始轉動。由前述內容可知現有散熱風扇雖可依據溫度等不同的參數條件調整散熱風扇轉速，然現有散熱風扇未揭露具有逕以額定轉速工作的功能，使習用風扇無法供使用者直接以最大額定轉速進行加強散熱。再者，習用結構如擬確認散熱風扇功能是否異常或散熱風散使用壽命，無法藉由調整散熱風扇轉速直接進入全速運轉模式以測定風扇功能，而須額外拆除已裝配於電子裝置中的散熱風扇進行檢測，經確定散熱風扇功能無誤後再將風扇安裝回電子裝置內。另外，以US 7,841,837舉例來說，該專利雖進一步地揭露可根據切換開關的開路或閉路狀態來控制散熱風扇轉速，惟該說明書內容同樣未公開令散熱風扇逕以額定轉速工作的技術內容，而認為該專利所揭散熱風扇亦無法提供加強散熱功能或是藉此提供使用者測定風扇功能與使用壽命。

本發明的主要目的，在於解決習用散熱風扇不具有以額定轉速工作的功能所衍生的問題。

為達上述目的，本發明提供一種風扇控制電路，設於一電源供應器內，該風扇控制電路用來控制該電源供應器所屬的至少一風扇，該風扇控制電路包含一負載感知單元，一溫度感知單元，一電性連接該溫度感知單元、該負載感知單元以及該風扇的控制單元以及一與該控制單元電性連接的模式切換單元，該負載感知單元電性連接該電源供應器的一輸出端以基於該輸出端的輸出狀況產生一負載訊號，該溫度感知單元感知該電源供應器內溫度並產生一溫度訊號，該控制單元具有一基於該負載訊號來控制該風扇轉速的低速運轉模式，一基於該溫度訊號來控制該風扇轉速的靜音模式，以及一逕令該風扇以額定轉速工作的全速運轉模式，該模式切換單元向該控制單元提供經使用者操作而產生的一模式切換訊號，該模式切換訊號決定該控制單元以該低速運轉模式、該靜音模式與該全速運轉模式的其中之一控制該風扇。

一實施例中，該低速運轉模式以一負載門檻區分為一第一定速區間以及一接續於該第一定速區間之後的第一升速區間，該風扇於該第一升速區間中的轉速與該電源供應器負載成正比。

一實施例中，該靜音模式是以複數溫升門檻區分出一風扇停止工作區間以及複數第二升速區間，該風扇於每一該第二升速區間中的轉速與該電源供應器內溫度成正比。

一實施例中，該靜音模式包含一位於該些第二升速區間其中二者之間的第二定速區間。

一實施例中，該模式切換單元包含至少一設於該電源供應器外表的開關件以及至少一連接該開關件與該控制單元的訊號隔離件。

一實施例中，該訊號隔離件為一光耦合器。

一實施例中，該控制單元預設以該靜音模式控制該風扇。

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：本發明透過該控制單元具有該全速運轉模式，使該風扇控制電路得直接控制該風扇以額定轉速工作，令該風扇提供加強散熱功能或是藉此提供使用者測定該風扇功能與使用壽命。進一步地，本發明該模式切換單元經使用者操作後，該控制單元受該模式切換單元控制而可切換該風扇的運轉模式，使得使用者可於該風扇運轉過程中依使用需求調整至該全速運轉模式或是由該全速運轉模式切換至所需的運轉模式。

10:風扇控制電路

11:負載感知單元

111:負載訊號

12:溫度感知單元

121:溫度訊號

13:控制單元

131:驅動訊號

132:低速運轉模式

133:靜音模式

134:全速運轉模式

135:負載門檻

136:第一定速區間

137:第一升速區間

138:溫升門檻

139:風扇停止工作區間

140:第二升速區間

141:第二定速區間

15:模式切換單元

151:模式切換訊號

152:開關件

153:訊號隔離件

20:電源供應器

21:風扇

22:輸出端

圖1，本發明一實施例的單元示意圖。

圖2，本發明一實施例靜音模式的單元示意圖。

圖3，本發明一實施例靜音模式的風扇轉速示意圖。

圖4，本發明一實施例低速運轉模式的單元示意圖。

圖5，本發明一實施例低速運轉模式的風扇轉速示意圖。

圖6，本發明一實施例全速運轉模式的單元示意圖。

圖7，本發明一實施例全速運轉模式的風扇轉速示意圖。

圖8，本發明一實施例模式切換單元提供模式切換訊號的單元示意圖。

圖9，本發明另一實施例的單元示意圖。

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7，本發明提供一種風扇控制電路10，該風扇控制電路10設於一電源供應器20內，並用以控制該電源供應器20內所屬的一風扇21，藉此以調整該風扇21轉速。該風扇控制電路10包含一負載感知單元11，一溫度感知單元12，一控制單元13以及一模式切換單元15。本發明該負載感知單元11，該溫度感知單元12，該控制單元13以及該模式切換單元15均是以電子元件所構成的電路實施，具體說明，該負載感知單元11電性連接該電源供應器20的一輸出端22並基於該輸出端22的輸出狀況產生一負載訊號111，而該領域通常知識者已可基於既有技術知道如何實施，例如檢知該電源供應器20的輸出功率、輸出電流，於此不予贅述。又，該溫度感知單元12可設置於該電源供應器20內，該溫度感知單元12感知該電源供應器20內溫度變化並基於該電源供應器20內環境溫度產生一溫度訊號121。另外，該控制單元13與該溫度感知單元12、該負載感知單元11以及該風扇21電性連接，該控制單元13接收該負載感知單元11所傳遞的該負載訊號111以及該溫度感知單元12所傳遞的該溫度訊號121，同時該控制單元13更具有一用以驅動該風扇21工作的驅動訊號131，該驅動訊號131用以控制該風扇21的轉速。該控制單元13具有一基於該負載訊號111控制該風扇21轉速的低速運轉模式132，一基於該溫度訊號121控制該風扇21轉速的靜音模式133，以及一逕令該風扇21以額定轉速工作的全速運轉模式134。其中，本文所指該低速運轉模式132非令該風扇21持續保持於最低轉速，而是令該風扇21的轉速控制在足以基礎滿足該風扇21每一工作階段散熱需求的轉速。又，該靜音模式133則是基於該風扇21運轉時所產生的噪音搭配該電源供應器20每一工作階段的散熱需求來設計。併請參閱圖8，該模式切換單元15與該控制單元13電性連接，該模式切換單元15經使用者操作後向該控制單元13提供一模式切換訊號151，該模式切換訊號151決定該控制單元13以該低速運轉模式132、該靜音模式133與該全速運轉模式134的其中之一控制該風扇21。

接著，說明本發明該風扇控制電路10的實施方式。復請參閱圖1至圖8，為具體說明本發明的實施經過，本文於此暫以該電源供應器20一經啟動後該風扇21是以該靜音模式133作為預設模式進行舉例。於此當下，該控制單元13接受該溫度感知單元12所傳遞的該溫度訊號121，該控制單元13基於該溫度訊號121產生該驅動訊號131，藉此控制該風扇21轉速。當該溫度訊號121表示該電源供應器20內的溫度漸升時，該控制單元13即基於該靜音模式133的工作準則調升該風扇21轉速。此時，一旦該模式切換單元15受到使用者的操作而發出該模式切換訊號151時，該控制單元13隨即基於該模式切換訊號151切換控制該風扇21的工作模式。進一步舉例來說，當該模式切換單元15為一開關時，該模式切換訊號151將隨著該開關的啟閉而有變化，該控制單元13即可基於該模式切換訊號151的變化次數來決定工作模式，而該控制單元13則可基於預先設定的模式變化順序來進行改變，如該靜音模式133之後為該低速運轉模式132，該全速運轉模式134則接續於該低速運轉模式132之後。承此，該模式切換訊號151發生首次變化時，該控制單元13即循設定改以該低速運轉模式132續行該風扇21的控制。此後，如該模式切換訊號151再次發生變化，該控制單元13則基於變化，改以該全速運轉模式134實施。該控制單元13一旦進入該全速運轉模式134，該控制單元13將不再以該負載訊號111與該溫度訊號121進行控制，逕令該風扇21以額定轉速工作。然，須了解到本文該模式切換訊號151非以前述所揭實施方式為限，任何能達到相同目標的實施方案均可被本案所涵蓋。

相較於習用，本發明除透過該模式切換單元15令使用者可根據實施需求主動改變該風扇21的工作模式之外，該控制單元13更具有該全速運轉模式134，使該風扇控制電路10得直接控制該風扇21以額定轉速工作，令該風扇21提供加強散熱功能或藉此提供使用者測定該風扇21功能與使用壽命。

承上，復請參閱圖1、圖4以及圖5，一實施例中，該低速運轉模式132是以一負載門檻135區分為一第一定速區間136以及一第一升速區間137，其中，該第一定速區間136內的轉速為固定值，該第一升速區間137接續該第一定速區間136。實施時，當該負載訊號111未達該負載門檻135時，該控制單元13控制該風扇21以該第一定速區間136所對應的轉速值工作，當該負載訊號111達到該負載門檻135時，該控制單元13傳遞該驅動訊號131並控制該風扇21依該第一升速區間137的轉速工作，使得該風扇21於該第一升速區間137的轉速與該電源供應器20負載成正比。舉例來說，該負載門檻135值可為該電源供應器20額定輸出電流的20%或是該電源供應器20額定負載量的20%。

承上，復請參閱圖1至圖3，一實施例中，該靜音模式133是以複數溫升門檻138區分出一風扇停止工作區間139以及複數第二升速區間140，該些第二升速區間140接續該風扇停止工作區間139。實施時，當該溫度訊號121未達該些溫升門檻138中最低門檻者時，該控制單元13不驅動該風扇21運轉。當該溫度訊號121超過該些溫升門檻138中最低門檻者時，該控制單元13控制該風扇21依每一該第二升速區間140的轉速工作，使得該風扇21於每一該第二升速區間140中的轉速與該電源供應器20內溫度成正比。又，本文為便於閱讀者理解因此進一步舉例說明，假設該些溫升門檻138可分別為40℃、45℃以及50℃，當該溫度感知單元12感知該電源供應器20內溫度小於40℃時，該控制單元13不驅動該風扇21，當該溫度感知單元12感知該電源供應器20內溫度超過40℃而未達45℃時，該控制單元13傳遞該驅動訊號131以控制該風扇21進入該些第二升速區間140的其中之一，又當該溫度感知單元12感知該電源供應器20溫度超過45℃而未達50℃時，該控制單元13控制該風扇21進入該些第二升速區間140的其中另一。進一步地，一實施例中，該靜音模式133更包含一位於該些第二升速區間140中其中二者之間的第二定速區間141，該控制單元13控制該風扇21進入該第二定速區間141時令該風扇21的轉速呈現定值。

另一方面，一實施例中，該模式切換單元15可為一非實體開關，該模式切換單元15透過與外部電子裝置(例如電腦等)通訊等方式進行控制。再者，該模式切換單元15亦可設計為一供使用者操作的實體開關，請參閱圖8與圖9，該模式切換單元15包含至少一設置於該電源供應器20外表的開關件152以及至少一連接該開關件152與該控制單元13的訊號隔離件153，該開關件152用以供使用者擬切換該風扇21運轉模式時操作，該訊號隔離件153受該開關件152控制，該訊號隔離件153常態下未受觸發使得該模式切換訊號151不會傳遞予該控制單元13。當該開關件152經使用者操作時該訊號隔離件153被觸發，該訊號隔離件153觸發後傳遞該模式切換訊號151予該控制單元13，令該控制單元13進入不同的運轉模式中。一實施例中，該訊號隔離件153可為一光耦合器。

綜上所述者，僅為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。