TWM470448U - 具溫度感測之散熱裝置及其電源供應系統 - Google Patents

Description

具溫度感測之散熱裝置及其電源供應系統

本創作係為一種具溫度感測之散熱裝置及其電源供應系統，特別是關於一種適用於電源供應裝置的具溫度感測之散熱裝置及其電源供應系統。

由於科技的進步，積體電路的運算和處理速度也益形快速，因此電源供應裝置需提供更高的輸出功率，以滿足積體電路(CPU)和驅動其內部裝置，藉此造成電源供應裝置產生更多的熱量，而累積的熱量將會損耗或損壞電源供應裝置的輸出功率或是積體電路的運作效能。

再者，於電腦關機(Soft Off)時，散熱風扇乃同時被截止供電而停止運轉，而積體電路中的電子元件、整流元件或變壓器等的工作溫度已相當高，當散熱風扇驟然停止風力的吹送時，其殘存的熱量會因不受風力吹襲漸次累積，使其溫度突升，其溫度往往超過正常的工作溫度且持續一段很長的時間，即產生所謂的回溫現象，在此階段時間，常會造成積體電路或前述各項電子元件之損壞或影響系統的使用壽命。

本創作在於提供一種具溫度感測之散熱裝置及其電源供應系統，以解決上述之問題。

本創作提供一種具溫度感測之散熱裝置，適用於一電源供應 裝置，電源供應裝置包括有一主電源模組與一常備電源模組，而具溫度感測之散熱裝置包括一散熱風扇、一感測單元與一控制單元。感測單元用以感測電源供應裝置的溫度，以產生一溫度訊號。控制單元耦接電源供應裝置、感測單元與散熱風扇之間，控制單元設有一臨界值。其中，當主電源模組供電給散熱風扇時，控制單元根據感測單元所輸出的溫度訊號，以進行散熱風扇的風速調節。當常備電源模組供電給散熱風扇時，控制單元根據溫度訊號與臨界值的判斷結果，以輸出一第一訊號或一第二訊號給散熱風扇，以控制散熱風扇的運作。

在本創作一實施例中，上述當常備電源模組供電給散熱風扇時，控制單元判斷溫度訊號高於或等於臨界值時，控制單元輸出第一訊號給散熱風扇，以控制散熱風扇根據第一訊號運作。

在本創作一實施例中，上述當常備電源模組供電給散熱風扇時，控制單元判斷溫度訊號低於臨界值時，控制單元輸出第二訊號給散熱風扇，以控制散熱風扇根據第二訊號停止運作。

在本創作一實施例中，上述具溫度感測之散熱裝置更包括一電能轉換器，耦接電源供應裝置與控制單元之間，電能轉換器耦接與電源供應裝置的電力輸入端，電力經電能轉換器降壓整流供應至控制單元。

在本創作一實施例中，上述主電源模組供應電腦主機板工作時所需之電力，當主電源模組被關閉，常備電源模組乃持續供電給電腦主機板，而主電源模組包括一輸入整流與濾波電路、一交換元件、一功率變壓器、一輸出整流與濾波電路以及一脈寬調變控制電路，感測單元用以感測交換元件或功率變壓器的溫度。

在本創作一實施例中，上述具溫度感測之散熱裝置接收主電源模組或常備電源模組的電力，其中主電源模組於工作狀態時，由主電源模組輸出電力給具溫度感測之散熱裝置，當常備電源模組於工作狀態時，由常備電源模組提供電力給具溫度感測之散熱 裝置。

本創作提供一種電源供應系統，包括一主電源模組、一常備電源模組與具溫度感測之散熱裝置。主電源模組供應電腦主機板工作時所需之電力。常備電源模組耦接主電源模組，當主電源模組被關閉，常備電源模組乃持續供電給電腦主機板。具溫度感測之散熱裝置耦接主電源模組與常備電源模組。

本創作的具體手段為利用感測單元感測電源供應裝置的溫度，以產生一溫度訊號給控制單元，當主電源模組供電給散熱風扇時，控制單元根據感測單元所輸出的溫度訊號，以進行散熱風扇的風速調節，當常備電源模組供電給散熱風扇時，控制單元根據臨界值與溫度訊號的判斷結果，以輸出第一或第二訊號控制散熱風扇的運作，藉此提升電源供應裝置的輸出功率的機會。

以上關於本創作內容的說明以及以下實施方式的說明係用以舉例並解釋本創作的原理，並且提供本創作之專利申請範圍進一步的解釋。

P‧‧‧電源供應系統

1‧‧‧具溫度感測之散熱裝置

10‧‧‧散熱風扇

11‧‧‧感測單元

12‧‧‧控制單元

14‧‧‧電能轉換器

8‧‧‧電腦主機板

9‧‧‧電源供應裝置

90‧‧‧主電源模組

900‧‧‧輸入整流與濾波電路

902‧‧‧交換元件

904‧‧‧功率變壓器

906‧‧‧輸出整流與濾波電路

908‧‧‧脈寬調變控制電路

92‧‧‧常備電源模組

94‧‧‧輸入端

圖1為本創作一實施例的具溫度感測之散熱裝置之電路方塊示意圖。

圖2為本創作另一實施例的具溫度感測之散熱裝置之電路方塊示意圖。

圖1為本創作一實施例的具溫度感測之散熱裝置之電路方塊示意圖。請參閱圖1。一種電源供應系統P包括一具溫度感測之散熱裝置1與一電源供應裝置9，本實施例不限制圖1的態樣。其中，一種具溫度感測之散熱裝置1，適用於一電源供應裝置9，具溫度感測之散熱裝置1包括一散熱風扇10、一感測單元11與一控制單 元12與一電能轉換器14。在實務上，電源供應裝置9包括有一主電源模組90與一常備電源模組92，主電源模組90供應電腦主機板8工作時所需之電力，當主電源模組90被關閉，常備電源模組92乃持續供電給電腦主機板8。

此外，電腦主機板8例如為個人電腦主機板、筆電主機板或平板電腦主機板、行動通訊裝置主機板或個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)主機板，本實施例不限制電腦主機板8的態樣。

具溫度感測之散熱裝置1係自電源供應裝置9的電力輸入端94接收電力，其中電能轉換器14耦接電源供應裝置9與一控制單元12之間，電能轉換器14係與電源供應裝置9的電力輸入端94連接，電力經電能轉換器14降壓整流供應至控制單元12與感測單元11，其中控制單元12係自電能轉換器14取得電力供應。

當主電源模組90於工作狀態時，由主電源模組90提供電力給控制單元12與散熱風扇10。在實務上，當主電源模組90供電給散熱風扇10時，控制單元12根據感測單元11所輸出的溫度訊號，以進行散熱風扇10的風速調節，藉此提供適當的風流以幫助電源供應裝置9散熱。例如感測單元11所感應的溫度越高，則散熱風扇10的轉速越低，藉此提升電源供應裝置9散熱運作。

當電腦關機後，常備電源模組92於工作狀態時，感測單元11感測電源供應裝置9的溫度並產生溫度訊號，當溫度訊號低於臨界值時，由控制單元12截止對散熱風扇10之電力輸出，藉此散熱風扇10係受控制單元12管制其運轉之啟閉時機。

詳細來說，散熱風扇10例如包括風扇與扇框，其中風扇與扇框可以為一體成型或是組合式的設計，本實施例不限制散熱風扇10的態樣。在實務上，扇框鎖固於散熱鰭片或機殼上，當風扇啟動並以高速轉動時，散熱風扇10對散熱鰭片或機殼內部環境進行散熱。

在實務上，感測單元11電性連接控制單元12，感測單元11用以感測電源供應裝置9的溫度，以產生一溫度訊號給控制單元12，以使控制單元12根據溫度訊號控制散熱風扇10的運作。

詳細來說，感測單元11例如為溫度感應晶片、熱感應晶片或熱敏電阻，本實施例不限制感測單元11的態樣。此外，感測單元11例如設置於電源供應裝置9耗電量較高的部分、產生熱量較高的部分或是關鍵與重要元件的部分，例如功率變壓器因繞線匝數或鐵芯的關係，使得功率變壓器會產生較高的熱量，因此，於鄰近功率變壓器的區域可設置感測單元11，藉此感測單元11可產生相對高溫的溫度訊號給控制單元12。本實施例不限制感測單元11設置於電源供應裝置9的位置。

當電腦關機後，由電腦主機板8通知主電源模組90關閉之回授訊號，以致常備電源模組92開啟，當常備電源模組92供電給散熱風扇10時，控制單元12根據溫度訊號與臨界值的判斷結果，以輸出一第一訊號或一第二訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10的運作。

值得一提的是，感測單元11也可以致動開啟感測或致動關閉感測，舉例來說，當主電源模組90切換為常備電源模組92，以使常備電源模組92供電給控制單元12時，感測單元11致動開啟感測。例如當電腦關機時，常備電源模組92供電給控制單元12，以使感測單元11致動開啟感測；或是當主電源模組90或常備電源模組92供電給控制單元12時，感測單元11致動開啟感測；或是當感測單元11感測到的溫度訊號低於臨界值時，感測單元11致動關閉感測，本實施例不限制感測單元11運作的態樣。

控制單元12耦接感測單元11與散熱風扇10之間，控制單元12設有一臨界值。在實務上，控制單元12例如為線性控制晶片(Linear control chip)或脈寬調變控制晶片，本實施例不限制控制單元12的態樣。詳細來說，臨界值例如指示控制單元12控制散熱 風扇10運作的一預設溫度值，而臨界值例如為50度、60度或70度等，本實施例不限制臨界值的大小，於所屬技術領域具有通常知識者可視需要自由設計。此外，控制單元12接收到常備電源模組92所提供的電壓後，控制單元12根據臨界值運作。

當控制單元12接收到感測單元11所輸出的溫度訊號時，控制單元12判斷溫度訊號與臨界值的大小關係，以輸出一第一訊號或一第二訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10的運作。

例如控制單元12判斷溫度訊號高於或等於臨界值時，控制單元12輸出第一訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10根據第一訊號運作，例如散熱風扇10持續對電源供應裝置9內的元件進行散熱動作，以抑制零件在回溫狀態時的溫度。又如，控制單元12判斷溫度訊號低於臨界值時，控制單元12輸出第二訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10根據第二訊號停止運作，藉此達到待機模式之節電功能。本實施例不限制控制單元12根據第一或第二訊號，以控制散熱風扇10的運作狀態。

在其他實施例中，控制單元12也可設有一臨界範圍，臨界範圍例如指示控制單元12控制散熱風扇10運作的一預設溫度範圍，而臨界範圍例如為50-90度、60-100度或70-150度等，本實施例不限制臨界值的大小，於所屬技術領域具有通常知識者可視需要自由設計。

當控制單元12接收到感測單元11所輸出的溫度訊號時，控制單元12判斷溫度訊號與臨界範圍的大小關係，以輸出一第一訊號或一第二訊號一給散熱風扇10，以控制散熱風扇10的運作。當控制單元12判斷溫度訊號位於臨界範圍時，控制單元12輸出第一訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10根據第一訊號運作。當控制單元12判斷溫度訊號低於臨界範圍的下限值時，控制單元12輸出第二訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10根據第二訊號停止運作。

此外，當控制單元12判斷溫度訊號高於臨界範圍的上限值時，控制單元12也可輸出第一訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10根據第一訊號增加散熱運作。

舉例來說，臨界範圍例如為50-90度，因此臨界範圍的上限值為90度，臨界範圍的下限值為50度，當感測單元11感測到的溫度訊號例如為75度時，藉此控制單元12輸出第一訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10運作，例如散熱風扇10的轉速以每秒60轉運作。當感測單元11感測到的溫度訊號例如為100度時，藉此控制單元12輸出第一訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10增加散熱運作，例如散熱風扇10的轉速自每秒30轉升高為每秒60轉。當感測單元11感測到的溫度訊號例如為45度時，藉此控制單元12輸出第二訊號給散熱風扇10，以控制散熱風扇10停止運作。本實施例不限制散熱風扇10根據第一或第二運作的方式，於所屬技術領域具有通常知識者可視需要自由設計。

接下來，進一步說明具溫度感測之散熱裝置的細部結構與其作動。

圖2為本創作另一實施例的具溫度感測之散熱裝置之電路方塊示意圖。請參閱圖2。圖2所繪示具溫度感測之散熱裝置1，而具溫度感測之散熱裝置1也能透過感測單元11感測電源供應裝置9的溫度，而控制單元12也可控制散熱風扇10的運作，而以下將圖2與圖1中的相同元件以相同標號表示，本實施例不限制具溫度感測之散熱裝置1的態樣。

主電源模組90包括一輸入整流與濾波電路900、一交換元件902、一功率變壓器904、一輸出整流與濾波電路906以及一脈寬調變控制電路908。在實務上，輸入整流與濾波電路900耦接輸入電壓與交換元件902之間，而交換元件902耦接功率變壓器904與脈寬調變控制電路908之間，輸出整流與濾波電路906耦接功率 變壓器904與輸出電壓之間，其中感測單元11用以感測交換元件902或功率變壓器904的溫度。

詳細來說，輸入整流與濾波電路900用以將輸入電壓整流以及將雜訊濾除，而交換元件902用以交換經由功率變壓器904的一次繞組供應的一次側直流電壓，其中交換元件902例如透過N型MOSFET或P型MOSFET來實現，本實施例不限制交換元件902的態樣。

在實務上，交換元件902的導通或截止受控於脈寬調變控制電路908，而交換元件902操作於固定交換頻率或一定的交換頻率範圍中，以使交換元件902會產生熱能，假若交換元件902累積熱能而損耗或損壞，藉此影響輸出電壓的功率效能與精確度。因此，本創作將感測單元11設置於交換元件902附近，以感測交換元件902的溫度，當溫度訊號高於臨界值時，控制單元12控制散熱風扇10運作，以將交換元件902累積的熱能排出至空氣環境中，藉此進行交換元件902的過溫度保護作用。

功率變壓器904用以電壓轉換或功率轉換，功率變壓器904例如為隔離變壓器、磁飽和變壓器、漏磁變壓器或諧振變壓器，本實施例不限制功率變壓器904的態樣。功率變壓器904因一次側與二次側的繞線匝數或鐵芯的關係，使得功率變壓器904會產生較高的熱量，假若功率變壓器904累積熱能而損耗或損壞，藉此影響轉換輸出電壓的功率效能與精確度。因此，本創作將感測單元11設置於功率變壓器904附近，以感測功率變壓器904的溫度，當溫度訊號高於臨界值時，控制單元12控制散熱風扇10運作，以將功率變壓器904累積的熱能排出至空氣環境中，藉此進行功率變壓器904的過溫度保護作用。

是以，就上述特徵可知，在電腦關機後或主電源模組90關閉後，感測單元11可感測交換元件902或功率變壓器904的溫度給控制單元12，控制單元12根據溫度訊號與臨界值的大小關係，來 控制散熱風扇10運作，因此，本創作確實能持續對電源供應裝置9內部之電子元件強制散熱，防止其積熱和溫昇效應。

綜上所述，本創作為一種利用感測單元感測電源供應裝置的溫度，以產生一溫度訊號給控制單元，當主電源模組供電給散熱風扇時，控制單元根據感測單元所輸出的溫度訊號，以進行散熱風扇的風速調節，當常備電源模組供電給散熱風扇時，控制單元根據臨界值與溫度訊號的判斷結果，以輸出第一或第二訊號控制散熱風扇的運作；或是控制單元根據臨界範圍與溫度訊號的判斷結果，以輸出第一或第二控制散熱風扇的運作，藉此提升電源供應裝置的輸出功率的機會。此外，感測單元也可感測電源供應裝置中的交換元件或功率變壓器等需要溫度保護元件的溫度，以使控制單元根據溫度訊號，來控制散熱風扇的運作。如此一來，本創作之具溫度感測之散熱裝置提升操作的方便性。

本創作實已符合新型專利之要件，依法提出申請。惟以上所揭露者，僅為本創作較佳實施例而已，自不能以此限定本案的權利範圍，因此依本案申請範圍所做的均等變化或修飾，仍屬本案所涵蓋的範圍。

P‧‧‧電源供應系統

1‧‧‧具溫度感測之散熱裝置

10‧‧‧散熱風扇

11‧‧‧感測單元

12‧‧‧控制單元

14‧‧‧電能轉換器

8‧‧‧電腦主機板

9‧‧‧電源供應裝置

90‧‧‧主電源模組

92‧‧‧常備電源模組

94‧‧‧輸入端

Claims (9)

1. 一種具溫度感測之散熱裝置，適用於一電源供應裝置，該電源供應裝置包括有一主電源模組與一常備電源模組，而該具溫度感測之散熱裝置包括：一散熱風扇；一感測單元，用以感測該電源供應裝置的溫度，以產生一溫度訊號；以及一控制單元，耦接該電源供應裝置、該感測單元與該散熱風扇之間，該控制單元設有一臨界值；其中，當該主電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元根據該感測單元所輸出的該溫度訊號，以進行該散熱風扇的風速調節；以及當該常備電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元根據該溫度訊號與該臨界值的判斷結果，以輸出一第一訊號或一第二訊號給該散熱風扇，以控制該散熱風扇的運作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具溫度感測之散熱裝置，其中當該常備電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元判斷該溫度訊號高於或等於該臨界值時，該控制單元輸出該第一訊號給該散熱風扇，以控制該散熱風扇根據該第一訊號運作。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之具溫度感測之散熱裝置，其中當該常備電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元判斷該溫度訊號低於該臨界值時，該控制單元輸出該第二訊號給該散熱風扇，以控制該散熱風扇根據該第二訊號停止運作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具溫度感測之散熱裝置，更包括一電能轉換器，耦接該電源供應裝置與該控制單元之間，該電能轉換器耦接與該電源供應裝置的電力輸入端，電力經該電能轉換器降壓整流供應至該控制單元。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具溫度感測之散熱裝置，其中該 主電源模組供應電腦主機板工作時所需之電力，當該主電源模組被關閉，該常備電源模組乃持續供電給電腦主機板，而該主電源模組包括一輸入整流與濾波電路、一交換元件、一功率變壓器、一輸出整流與濾波電路以及一脈寬調變控制電路，該感測單元用以感測該交換元件或該功率變壓器的溫度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具溫度感測之散熱裝置，其中該具溫度感測之散熱裝置接收該主電源模組或該常備電源模組的電力，其中該主電源模組於工作狀態時，由該主電源模組輸出電力給該具溫度感測之散熱裝置，當該常備電源模組於工作狀態時，由該常備電源模組提供電力給該具溫度感測之散熱裝置。
7. 一種電源供應系統，包括：一主電源模組，該主電源模組供應電腦主機板工作時所需之電力；一常備電源模組，耦接該主電源模組，當該主電源模組被關閉，該常備電源模組乃持續供電給電腦主機板；以及一具溫度感測之散熱裝置，耦接該主電源模組與該常備電源模組，該具溫度感測之散熱裝置包括：一散熱風扇；一感測單元，用以感測該主電源模組或該常備電源模組的溫度，以產生一溫度訊號；以及一控制單元，耦接該主電源模組、該常備電源模組、該感測單元與該散熱風扇之間，該控制單元設有一臨界範圍；其中，當該主電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元根據該感測單元所輸出的該溫度訊號，以進行該散熱風扇的風速調節；以及當該常備電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元根據該溫度訊號與該臨界範圍的判斷結果，以輸出一第一訊號或一第二 訊號給該散熱風扇，以控制該散熱風扇的運作。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應系統，其中當該常備電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元判斷該溫度訊號位於該臨界範圍時，該控制單元輸出該第一訊號給該散熱風扇，以控制該散熱風扇根據該第一訊號運作。
9. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應系統，其中當該常備電源模組供電給該散熱風扇時，該控制單元判斷該溫度訊號低於該臨界範圍的下限值時，該控制單元輸出該第二訊號給該散熱風扇，以控制該散熱風扇根據該第二訊號停止運作。