TWI789099B

TWI789099B - 風扇控制電路

Info

Publication number: TWI789099B
Application number: TW110141185A
Authority: TW
Inventors: 薩比斯馬里厄斯; 陳秉勣
Original assignee: 德商麗思頓有限公司
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2023-01-01
Also published as: TW202237995A

Abstract

一種風扇控制電路，設於一風扇上連接一控制源，該控制源基於負載狀態輸出一風扇啟動訊號予該風扇控制電路。該風扇控制電路包含一切換開關及一控制模組，該切換開關設於該風扇上並可被直接操作而切換於複數狀態的其中之一，該控制模組連接該切換開關及一設於該風扇上的馬達線圈，該控制模組基於該風扇啟動訊號向該馬達線圈輸出一驅動訊號，該驅動訊號與該風扇的轉速定義出一轉速曲線，該切換開關狀態的改變使該轉速曲線產生斜率上的變化。本發明透過該風扇啟動訊號產生該驅動訊號，並在該切換開關狀態改變時令該控制模組接收的設定電壓改變，進而改變該風扇的該轉速曲線的斜率。

Description

風扇控制電路

本發明涉及一種風扇控制電路，尤指一種在該控制模組基於該風扇啟動訊號輸出該驅動訊號後，該切換開關狀態改變時令該控制模組接收的設定電壓改變以改變該轉速曲線斜率的風扇控制電路。

查，習用風扇安裝於電腦主機或是電源供應器上後，該風扇受該電腦主機或是電源供應器的控制。當電腦主機或電源供應器的負載提升時，電腦主機或電源供應器控制風扇轉速隨之提升，當電腦主機或電源供應器的負載下降時，則控制風扇轉速隨之下降。換個角度來說，習用風扇無法自主改變轉速而僅能依據電腦主機或是電源供應器的控制進行轉動。

又，當前風扇為更貼近使用者需求，而令該風扇上設置有控制電路以及可供使用者操作的切換開關，就如CN 102954013A等專利所述。CN 102954013A等專利所界定的該風扇連接於電腦主機或是電源供應器後，風扇仍可根據使用者操作該切換開關的狀態，而令該風扇有不同的轉速。更具體解釋，前開專利透過該切換開關來選擇導通的電阻，使該風扇上的控制電路接收的電壓值而控制風扇轉速。然而，習用控制機制須改變傳遞予風扇控制電路的控制訊號，使得習用機制在切換開關受操作後，風扇可基於控制訊號進行轉動。同時，習用風扇基於導通電阻所產生的電壓值固定而僅以定速轉動，如此造成習用風扇無法提供更良好的使用者體驗。

本發明的主要目的，在於解決習用控制機制在同一電壓值下僅能以單一轉速轉動所衍生的問題。

為達上述目的，本發明提供一種風扇控制電路，設於一風扇上並自一控制源接獲一風扇啟動訊號，該風扇控制電路包含一切換開關以及一控制模組，該切換開關設於該風扇上並可被直接操作而切換於複數狀態的其中之一，該控制模組連接該切換開關及一設於該風扇上的馬達線圈，該控制模組基於該風扇啟動訊號向該馬達線圈輸出一驅動訊號，該驅動訊號與該風扇的轉速定義出一轉速曲線，該轉速曲線為一直線，該切換開關狀態的改變使該轉速曲線產生斜率上的變化。

一實施例中，該轉速曲線於發生斜率變化時，最低轉速仍維持不變。

一實施例中，該風扇控制電路具有一連接該切換開關的分壓電路，該分壓電路包含複數電阻，以及一設於該些電阻之間並連接該控制模組的節點，該切換開關狀態的改變使該分壓電路的分壓狀態改變而連帶該節點電壓產生變化。

一實施例中，該分壓電路可以一連接該控制模組的晶片實施。

一實施例中，該風扇具有一提供該馬達線圈設置的承座，該風扇控制電路設置在該承座上。

一實施例中，該切換開關顯露於該承座未提供該馬達線圈設置的一側。

一實施例中，該風扇控制電路具有一連接該切換開關的分壓電路，該分壓電路包含一電阻，一連接該電阻的可變電阻，以及一設於該電阻與該可變電阻之間並連接該控制模組的節點，該切換開關狀態的改變使該分壓電路的分壓狀態改變而連帶該節點電壓產生變化。

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：本發明該風扇控制電路接收來自控制源的風扇啟動訊號，並令該控制模組在接收該風扇啟動訊號輸出該驅動訊號控制該馬達線圈，並且該切換開關改變狀態時可令該控制模組改變接收的該設定電壓，進而改變該風扇的該轉速曲線的斜率。

10:風扇

11:馬達線圈

12:扇葉

13:承座

131:開口

20:風扇控制電路

21:切換開關

22:控制模組

221:驅動訊號

222:轉速曲線

23:分壓電路

231:電阻

232:節點

233:晶片

25:分壓電路

251:電阻

252:可變電阻

253:節點

60:控制源

61:風扇啟動訊號

Vref.:參考電壓源

圖1，本發明一實施例的風扇結構示意圖。

圖2，本發明一實施例的單元示意圖。

圖3，本發明一實施例的轉速曲線示意圖(一)。

圖4，本發明一實施例的轉速曲線示意圖(二)。

圖5，本發明一實施例的轉速曲線示意圖(三)。

圖6，本發明一實施例的轉速曲線示意圖(四)。

圖7，本發明一實施例的轉速曲線示意圖(五)。

圖8，本發明一實施例的轉速曲線示意圖(六)。

圖9，本發明一實施例的分壓電路示意圖(一)。

圖10，本發明一實施例的分壓電路示意圖(二)。

圖11，本發明一實施例的分壓電路示意圖(三)。

圖12，本發明一實施例的分壓電路示意圖(四)。

圖13，本發明一實施例的分壓電路示意圖(五)。

圖14，本發明一實施例的分壓電路示意圖(六)。

圖15，本發明一實施例的分壓電路示意圖(七)。

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5，本發明提供一種風扇控制電路20，該風扇控制電路20設於一風扇10上。本文於解釋該風扇控制電路20前，先說明該風扇10結構，如圖1所示，該風扇10包含一連接該風扇控制電路20的馬達線圈11以及一受該馬達線圈11控制的扇葉12，該風扇10安裝於一電腦主機或是一電源供應器上，而該電腦主機或是該電源供應器可被視為一控制源60。該控制源60啟動後向該風扇控制電路20輸出一風扇啟動訊號61，本文所述該風扇啟動訊號61實際為一基於該控制源60負載大小所產生的脈寬調變訊號(Pulse-width Modulation訊號，即PWM訊號)，該風扇控制電路20根據該風扇啟動訊號61讓該馬達線圈11啟動。

進一步地，該風扇控制電路20包含一設於該風扇10上的切換開關21以及一連接該切換開關21的控制模組22。具體說明，該切換開關21與該控制模組22佈設於該風扇10的同一電路板上，該切換開關21為一實體開關而可直接被使用者操作，該切換開關21受操作後切換於複數狀態的其中之一，舉例說明，該些狀態可以指的是該切換開關21受操作後所處的位置或是樣態，該切換開關21受操作後基於所處位置或樣態不同而提供該控制模組22以不同條件(例如設定電壓等)驅動該馬達線圈11。該控制模組22連接該馬達線圈11並接收來自該控制源60的該風扇啟動訊號61，該控制模組22基於該風扇啟動訊號61所對應向該馬達線圈11輸出一驅動訊號221，令該馬達線圈11基於該驅動訊號221控制該風扇10的轉速，該驅動訊號221與該風扇10的轉速定義出一轉速曲線222。又，由於該驅動訊號221所對應的電壓大小與該控制源60的負載大小呈正相關，因此本文圖3至圖5所繪的轉速曲線示意圖是以該控制源60的負載大小作為橫軸。另外，本文所指的該轉速曲線222可為一曲率不為零的曲線或是一曲率為零的直線，於後為便於解釋本案，暫以該轉速曲線222為曲率為零的直線說明。

承上，復請參閱圖1至圖4，以舉例方式具體說明，假設該切換開關21狀態的不同而令該控制模組22接收到不同的設定電壓，於後為便於說明將該設定電壓區分為一第一設定電壓以及一第二設定電壓。於初始時，該切換開關21令該控制模組22接收到該第一設定電壓，並使得該控制模組22對該風扇10進行轉速控制，該控制模組22的該驅動訊號221與該風扇10的轉速定義出如圖3所示的該轉速曲線222。又，當該切換開關21的狀態改變時，該控制模組22轉為接收該第二設定電壓，此後，該馬達線圈11基於當前該控制模組22輸出的該驅動訊號221改變該風扇10的轉速，使得該風扇10的該轉速曲線222由圖3樣態改為圖4樣態，即該轉速曲線222的斜率產生改變。

又，復請參閱圖1至圖5，假設該切換開關21令該控制模組22可接收該第一設定電壓、第二設定電壓或一第三設定電壓，該控制模組22於接收到該第一設定電壓時，該風扇10的該轉速曲線222就如圖3所示，又當該切換開關21的狀態改變時，該控制模組22由該第一設定電壓改為接收該第二設定電壓，該控制模組22基於該風扇啟動訊號61向該馬達線圈11輸出該驅動訊號221，令該風扇10的該轉速曲線222由圖3樣態改為圖4樣態，該轉速曲線222的斜率產生改變。又，當該切換開關21的狀態再次改變時，該控制模組22由該第二設定電壓改為接收該第三設定電壓，該控制模組22基於該風扇啟動訊號61向該馬達線圈11輸出該驅動訊號221，令該風扇10的該轉速曲線222由圖4樣態改為圖5樣態，此時，該轉速曲線222的斜率再次產生改變。

由上述可知，本發明該風扇控制電路20接收來自該控制源60的風扇啟動訊號61，並令該控制模組22在接收該風扇啟動訊號61後輸出該驅動訊號221控制該馬達線圈11，並且該切換開關21改變狀態時可令該控制模組22改變接收的該設定電壓，進而改變該風扇10的該轉速曲線222的斜率。

一實施例中，復請參閱圖3至圖8，該轉速曲線222於發生斜率變化時，最低轉速仍維持不變，其中，該轉速曲線222的最低轉速不以零為限，也就是說，該馬達線圈11處在該轉速曲線222的最低轉速時可令該風扇10的轉速為一最小值或是令該風扇10停止運轉。又，一實施例中，當該控制模組22判斷該控制源60的負載屬於低載的情況下，該控制模組22驅使該風扇10維持在最低轉速。

一實施例中，請參閱圖9與圖10，該風扇控制電路20具有一連接該切換開關21的分壓電路23，該分壓電路23包含複數電阻231，以及一設於該切電阻231之間並連接該控制模組22的節點232，該切換開關21狀態的改變使該分壓電路23的分壓狀態改變而連帶該節點232電壓產生變化。舉例說明該風扇控制電路20的實施，該分壓電路23的一端接地，另一端則連接一參考電壓源(如標號Vref.)，且該分壓電路23具有一支路，該支路導通該分壓電路23或不導通該分壓電路23時，該節點232上的電壓有所不同，進而使得該設定電壓有所不同。於另一例子中，請參閱圖11至圖13，該分壓電路23更可包含二支路，該二支路的每一在導通該分壓電路23或不導通該分壓電路23時，該節點232上的電壓會有所不同，進而使得該設定電壓有所不同。又，本文實際上更可包含三支路、四支路等，且本案圖9至圖13所繪該些電阻231的數量與設置位置僅為舉例而不受本文所限制。

再者，於另一實施例中，復請參閱圖14，該風扇控制電路20的該分壓電路23改由一連接該控制模組22的晶片233實施，該晶片233的一輸出埠可等同於前一實施例中所載該節點232，實施時該切換開關21連接該晶片233的一輸入埠，該晶片233基於該切換開關21提供的訊號變化來產生將對應的一輸出訊號，該輸出訊號經該輸出埠傳至該控制模組22。

另外，復請參閱圖15，一實施例中，該風扇控制電路20具有一連接該切換開關21的分壓電路25，該分壓電路25由一電阻251，一連接該電阻251的可變電阻252，以及一設於該電阻251與該可變電阻252之間並連接該控制模組22的節點253實施。舉例來說，該電阻251設於該控制模組22的迴路上，該可變電阻252設於該電阻251的支路上並連接該參考電壓源(如標號Vref.處所示)。又，當該切換開關21改變狀態時，令該可變電阻252的阻值產生變化，使該節點253的電壓不同，進而產生不同的該設定電壓。值得注意的是，本發明圖式中該電阻251與該可變電阻252的設置位置亦不受圖面繪製內容所限，該電阻251與該可變電阻252的實際設置位置可根據需求進行調整。

另一方面，復請參閱圖1，一實施例中，該風扇10具有一風扇框，該風扇框具有一提供該扇葉12設置的中空風道，及一連接該中空風道並位於該中空風道中的承座13，該承座13提供該馬達線圈11設置，該風扇控制電路20設於該承座13未面對該馬達線圈11的一側。又，該承座13成形有一開口131，該切換開關21設於該承座13上未提供該馬達線圈11設置的一側，該切換開關21組裝完成後顯露於該開口131外以供操作。

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。