TWM478751U - 風扇連線及斷線狀態的偵測模組、裝置及其系統 - Google Patents

Description

風扇連線及斷線狀態的偵測模組、裝置及其系統

本創作係一種風扇連線及斷線狀態的偵測模組、裝置及其系統，尤指一種偵測風扇有無跟控制電路板連接的偵測模組、裝置及其系統。

一般電腦機房內放置多台電腦，這些電腦在運行過程中會產生大量的熱量，為了維持這些電腦在一定的溫度條件中運行，機房內多會設置多個風扇裝置對電腦進行散熱。風扇模組包括一控制電路板連接複數個風扇。由於機房一般取用封閉式管理，無人值守，因此需要透過遠端的伺服裝置與風扇模組的控制電路板連接以監控並判斷這些風扇的連接及運行狀態。

目前風扇多為四個外接端的設計，為了要達到上述的目的因此如第1圖所示的目前風扇裝置的方塊示意圖，控制電路板10連接至少一風扇17，該控制電路板10包括一電源單元11連接一處理單元12，該電源單元11連接一外部電源，然後供應電源給該處理單元12及該風扇17。該處理單元12係產生一風扇轉速控制訊號例如脈寬調變訊號(PWM)經由風扇轉速驅動線路14傳遞至該風扇17藉以控制風扇17的驅動及轉速，且經由風扇轉速反饋線路15接收風扇17運轉時產生的風扇轉速訊號(FG)。再者，處理單元12連接一在位偵測單元13以接收一在位訊號。

該風扇17具有五個外接端連接到該控制電路板10，這五個外接端分別為電源正極端171、電源負極端172、在位訊號端173、轉速控制輸入端174及風扇轉速反饋端175，其中電源正極端171及電源負極端172與電源單元11的電源正負極輸出端連接，以接收電源單元11的供電。在位訊號端173則連接控制電路板10的在位偵測單元13。轉速控制輸入端174係用以供控制電路板11的處理單元12產生的轉速控制訊號輸入至該風扇17。當該風扇17被該轉速控制訊號驅動運轉時，隨著運轉會產生對應的風扇轉速訊號 (FG)經由該風扇轉速反饋端175回傳給控制電路板10的處理單元。

其中該電路控制板10的在位偵測單元13可以例如為上拉電阻或光耦合隔離電路，然後與其電性連接的在位訊號端173則接地或連接一高準位訊號。在本圖中係表示該在位訊號端173係在風扇17的那一端接地，在位偵測單元13為一上拉電阻，產生一高準位的在位訊號。

請繼續參考第2A至2C圖所示，如第2A圖所示當風扇17沒有接到電路控制板10，在位偵測單元13(例如上拉電阻)產生的在位訊號處於高準位的(HS)的狀態，處理單元12接收的在位訊號為高準位的狀態。如第2B圖所示當風扇17與電路控制板10連接，在位偵測單元13連接風扇17的在位訊號端173並進而與接地連通，以令在位偵測單元13處於高準位的在位訊號(HS)往接地流通，處理單元12接收到該在位偵測單元13的在位訊號從高準位(HS)變為低準位(LS)的狀態。如第2C圖所示若將風扇17拔除，也就是令風扇17不連接至電路控制板10，處理單元12接收到該在位偵測單元13的在位訊號則從低準位(LS)回復至高準位(HS)的狀態。

遠端的伺服裝置從處理單元12連接在位偵測單元13的腳位接收到的在位訊號的高準位或低準位的狀態以判斷風扇17有沒有接到電路控制板10。

然而前述習知實際上有其問題存在，因為處理單元12要增加一接收在位訊號的腳位，且控制電路板10要增加一偵測單元，另外風扇17要增加一個外接端也就是在位訊號端173，對於控制電路板10的而言，要因應處理單元12增加的腳位及增加的偵測單元，電路控制板10要增加電路佈局空間給這些增加的腳位及單元，且製程及產品面積都會隨著增加，而風扇增加一個外接端同樣會增加製程，且這些增加的因素會造成成本增加，且產品的體積加大。

有鑑於上述問題，本創作主要目的係提供一種利用風扇原有的兩個外接端也就是轉速控制端及轉速反饋端做風扇的在位訊號偵測，適用於目前的風扇設計，並節省一個外接端的設計。

本創作另一目的係省略在位偵測單元的設計，不僅節省電路佈局空間，且製程及產品面積都會隨著減少。

為達到上述目的，本創作提供一種風扇連線及斷線狀態的偵測模組，用以偵測至少一風扇，該風扇具有一電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端，且在該風扇運轉時產生一風扇轉速訊號，該偵測模組包括：一電源單元，連接該風扇的電源正極端與電源負極端，經由該電源的正極端及電源的負極端傳送電源至該風扇；一處理單元，連接該電源單元，係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端傳輸至該風扇，該風扇被該轉速控制訊號驅動運轉，且該風扇轉速訊號經由該轉速反饋端從該風扇傳輸至該處理單元，其中該偵測訊號經由該轉速反饋端從該風扇回傳至該處理單元；藉由該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，以偵測該風扇有無跟偵測模組連接。

本創作另外提供一種風扇連線及斷線狀態的偵測裝置，包括：一風扇，具有一電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端；一偵測模組，包括：一電源單元，連接該風扇的電源正極端與電源負極端，經由該電源的正極端及電源的負極端傳送電源至該風扇；一處理單元，連接該電源單元，係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端傳輸至該風扇，其中該風扇被該轉速控制訊號驅動運轉，且隨著該運轉產生一風扇轉速訊號經由該轉速反饋端從該風扇傳輸至該處理單元，其中該偵測訊號經由該轉速反饋端從該風扇回傳至該處理單元；藉由該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，以偵測該風扇有無跟偵測模組連接。

本創作另外提供一種風扇連線及斷線狀態的偵測系統，包括：一風扇，具有一電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端；一偵測模組，包括：一電源單元，連接該風扇的電源正極端與電源負極端，經由該電源的正極端及電源的負極端傳送電源至該風扇；一處理單元，連接該電源單元，係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端傳輸至該風扇，其中該風扇被該轉速控制訊號驅動運轉，且隨著該運轉產生一風扇轉速訊號經由該轉速反饋端從該風扇傳輸至該處理單元，其中該偵測訊號經由該轉速反饋端從該風扇回傳至該處理單元；一主機，經由 一通訊連結單元連接該偵測模組，且經由該通訊連結單元，根據該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，判斷該風扇有無跟偵測模組連接。

前述電源單元連接一外部電源。前述偵測裝置，更包括一連接界面提供該風扇的電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端連接。前述處理單元係根據該電源單元傳送電源給該風扇時發送偵測訊號至該風扇。前述處理單元係根據接收到該風扇轉速訊號的值為零時發送偵測訊號至該風扇。前述該偵測訊號與轉速控制訊號的頻率及占空比不同。

藉由上述主機根據該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，判斷該風扇有無跟偵測模組連接。

20‧‧‧偵測模組

21‧‧‧電源單元

22‧‧‧處理單元

23、24‧‧‧正負電源線路

25‧‧‧驅動電路

26‧‧‧轉速偵測電路

30‧‧‧風扇

31‧‧‧電源正極端

32‧‧‧電源負極端

33‧‧‧轉速控制端

34‧‧‧轉速反饋端

40‧‧‧主機

41‧‧‧通訊連接單元

下列圖式之目的在於使本創作能更容易被理解，於本文中會詳加描述該些圖式，並使其構成具體實施例的一部份。透過本文中之具體實施例並參考相對應的圖式，俾以詳細解說本創作之具體實施例，並用以闡述創作之作用原理。

第1圖 為習知之方塊示意圖；第2A圖 為風扇沒有連接控制電路板時的在位訊號的示意圖；第2B圖 為風扇連接控制電路板時的在位訊號的變化的示意圖；第2C圖 為風扇拔除時的在位訊號的示意圖；第3圖 為本創作偵測裝置之方塊示意圖；第4圖 為本創作偵測系統之方塊示意圖；第5圖 為風扇未連接偵測模組之偵測訊號示意圖；第6圖 為風扇連接偵測模組之偵測訊號示意圖；第7圖 為風扇連接偵測模組之轉速控制訊號示意圖；第8圖 為風扇拔除之偵測訊號示意圖。

以下將參照相關圖式，說明本創作較佳實施，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。

第3圖係為本創作偵測裝置之方塊示意圖，如圖所示包括一偵測模組 20連接至少一風扇30。該風扇30具有一電源正極端31、一電源負極端32、一轉速控制端33及一轉速反饋端34。其中電源正極端31及電源負極端32用以供電源輸入，以提供風扇30運作的能源。該轉速控制端33用以供一轉速控制訊號輸入，以驅動該風扇運轉並控制其轉速。該轉速反饋端34係提供風扇30實際運轉時產生的一風扇轉速訊號輸出到風扇30外部偵測。

該偵測模組20包括一電源單元21及一處理單元22。偵測模組20例如為一控制電路板。該電源單元21接收一外部電源且經由正負電源線路23、24連接該風扇30的電源正極端31與電源負極端32，經由該電源正極端31及電源負極端32傳送電源給該風扇30。一般用於電子產品散熱的風扇其電源為12V。該處理單元22連接該電源單元21係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端33傳輸至該風扇30，且該風扇轉速訊號及該偵測訊號則從風扇30的轉速反饋端34回傳至該處理單元22。

再者，處理單元22係透過一驅動電路25連接該風扇30的轉速控制端33，及經由一轉速偵測電路26連接該風扇30的轉速反饋端34，因此該轉速控制訊號及該偵測訊號經由該驅動電路25及轉速控制端33然後傳輸至風扇30，該風扇轉速訊號及反饋的偵測訊號則從轉速反饋端34經由該轉速偵測電路26傳輸至該處理單元22。在一具體實施該處理單元22例如為微控制器MCU。

尤其要說明，處理單元22係在該電源單元21傳送電源給該風扇30前發送該偵測訊號至該風扇30或者該處理單元21接收到該風扇轉速訊號的值為零時(也就是未接收到風扇轉速訊號)發送該偵測訊號至該風扇30，以偵測風扇30有無連接偵測模組20。若風扇30沒有連接偵測模組20，或者風扇30的電源正極端31、電源負極端32、轉速控制端33及轉速反饋端34其中之一沒有連接偵測模組20，則處理單元22的偵測訊號不會經由風扇30從轉速反饋端34反饋至處理單元22。

其中該轉速控制訊號係為PWM訊號，該偵測訊號係與該PWM訊號的頻率及占空比不同的訊號。

再者請參照第4圖所示係為偵測系統之方塊示意圖。在實際使用時，偵測模組20以及風扇30係裝設於散熱位置例如機房，在遠端的主機40經 由一通訊連結單元41連接該偵測模組20，該通訊連接單元41例如一匯流排，電源單元21連接的外部電源係從該主機40提供，處理單元22產生的轉速控制訊號及偵測訊號，以及有無接收到風扇轉速訊號及反饋的偵測訊號都經由通訊連結單元41傳送至主機40，因此主機40可以藉由該處理單元22有無接收到從風扇30回傳的偵測訊號，判斷該風扇30有無跟偵測模組20連接。

請參考第5至8圖所示，將舉例說明如何判斷偵測模組20與風扇30之間的有無連接，其中風扇轉速訊號係為PWM訊號其頻率為10K HZ，占空比為50%；該偵測訊號同樣為PWM訊號可是其頻率為1K HZ，占空比為5%。

如第5圖所示，偵測模組20的處理單元22一開始先發送一偵測訊號(DS)經由轉速控制端33給風扇30，處理單元22沒有接收到從風扇30的轉速反饋端34回傳的偵測訊號FDS(圖中表示偵測訊號FDS為零)，可以判斷風扇30沒有連接偵測模組20，或者風扇30的電源正極端31、電源負極端32、轉速控制端33及轉速反饋端34其中之一沒有連接偵測模組20。

如第6圖所示，偵測模組20的處理單元22一開始先發送一偵測訊號(DS)經由轉速控制端33給風扇30，處理單元22接收到風扇30從轉速反饋端34回傳的偵測訊號FDS，以偵測風扇30連接到偵測模組20。

請繼續參閱第7圖所示，當處理單元22偵測到風扇30連接到偵測模組20，就轉換發出轉速控制訊號PWM經由轉速控制端33給風扇30，風扇30被驅動運轉，並隨著運轉產生風扇轉速訊號FG從轉速反饋端34回傳至偵測模組20。

請再參閱第8圖所示，若將風扇30拔除，風扇30沒有連接偵測模組20，處理單元22未接收到從轉速反饋端34回傳的風扇轉速訊號FG，也就是風扇轉速訊號FG為零，處理單元22再發出一偵測訊號DS經由轉速控制端33給風扇30，處理單元22沒有接收到從風扇30的轉速反饋端34回傳的偵測訊號FDS(圖中表示偵測訊號FDS為零)，便可以確定風扇30沒有連接偵測模組20。

綜上所述，本創作利用風扇原有的兩個外接端也就是轉速控制端及轉 速反饋端做風扇的在位訊號偵測，適用於原有風扇設計，相較於先前技術節省一個外接端的設計及省略在位偵測單元的設計，不僅節省電路佈局空間，且製程及產品面積都會隨著減少。

雖然本創作以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟悉此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附的申請專利範圍所定者為準。

20‧‧‧偵測模組

21‧‧‧電源單元

22‧‧‧處理單元

23、24‧‧‧正負電源線路

25‧‧‧驅動電路

26‧‧‧轉速偵測電路

30‧‧‧風扇

31‧‧‧電源正極端

32‧‧‧電源負極端

33‧‧‧轉速控制端

34‧‧‧轉速反饋端

Claims (16)

1. 一種風扇連線及斷線狀態的偵測模組，用以偵測至少一風扇，該風扇具有一電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端，且在該風扇運轉時產生一風扇轉速訊號，該偵測模組包括：一電源單元，接收一外部電源且連接該風扇的電源正極端與電源負極端，經由該電源的正極端及電源的負極端傳送電源至該風扇；一處理單元，連接該電源單元，係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端傳輸至該風扇，該風扇被該轉速控制訊號驅動運轉，且該風扇轉速訊號經由該轉速反饋端從該風扇傳輸至該處理單元，其中該偵測訊號經由該轉速反饋端從該風扇回傳至該處理單元；藉由該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，以偵測該風扇有無跟偵測模組連接。
2. 如請求項1所述之風扇連線及斷線狀態的偵測模組，其中該處理單元係根據該電源單元傳送電源給該風扇前發送偵測訊號至該風扇。
3. 如請求項1所述之風扇連線及斷線狀態的偵測模組，其中該處理單元係根據該處理單元接收到該風扇轉速訊號的值為零時發送偵測訊號至該風扇。
4. 如請求項1所述之風扇連線及斷線狀態的偵測模組，其中該偵測訊號與轉速控制訊號的頻率及占空比不同。
5. 如請求項1所述之風扇連線及斷線狀態的偵測模組，其中該處理單元經由一驅動電路連接該風扇的轉速控制端，及經由一轉速偵測電路連接該風扇的轉速反饋端。
6. 一種風扇連線及斷線狀態的偵測裝置，包括：一風扇，具有一電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端；一偵測模組，包括： 一電源單元，接收一外部電源且連接該風扇的電源正極端與電源負極端，經由該電源的正極端及電源的負極端傳送電源至該風扇；一處理單元，連接該電源單元，係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端傳輸至該風扇，其中該風扇被該轉速控制訊號驅動運轉，且隨著該運轉產生一風扇轉速訊號經由該轉速反饋端從該風扇傳輸至該處理單元，其中該偵測訊號經由該轉速反饋端從該風扇回傳至該處理單元；藉由該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，以偵測該風扇有無跟偵測模組連接。
7. 如請求項6所述之風扇連線及斷線狀態的偵測裝置，其中該處理單元係根據該電源單元傳送電源給該風扇前發送偵測訊號至該風扇。
8. 如請求項6所述之風扇連線及斷線狀態的偵測裝置，其中該處理單元係根據該處理單元接收到該風扇轉速訊號的值為零時發送偵測訊號至該風扇。
9. 如請求項6所述之風扇連線及斷線狀態的偵測裝置，其中該偵測訊號與轉速控制訊號的頻率及占空比不同。
10. 如請求項6所述之風扇連線及斷線狀態的偵測裝置，其中該處理單元經由一驅動電路連接該風扇的轉速控制端，及經由一轉速偵測電路連接該風扇的轉速反饋端。
11. 一種風扇連線及斷線狀態的偵測系統，包括：一風扇，具有一電源正極端、一電源負極端，一轉速控制端及一轉速反饋端；一偵測模組，包括：一電源單元，接收一外部電源且連接該風扇的電源正極端與電源負極端，經由該電源的正極端及電源的負極端傳送電源至該風扇；一處理單元，連接該電源單元，係產生一偵測訊號及一轉速控制訊號經由該轉速控制端傳輸至該風扇，其中該風扇被該轉 速控制訊號驅動運轉，且隨著該運轉產生一風扇轉速訊號經由該轉速反饋端從該風扇傳輸至該處理單元，其中該偵測訊號經由該轉速反饋端從該風扇回傳至該處理單元；一主機，經由一通訊連結單元連接該偵測模組，且經由該通訊連結單元根據該處理單元有無接收到從風扇回傳的偵測訊號，判斷該風扇有無跟偵測模組連接。
12. 如請求項11所述之風扇連線及斷線狀態的偵測系統，其中該外部電源由該主機提供。
13. 如請求項11所述之風扇連線及斷線狀態的偵測系統，其中該處理單元係根據該電源單元傳送電源給該風扇前發送偵測訊號至該風扇。
14. 如請求項11所述之風扇連線及斷線狀態的偵測系統，其中該處理單元係根據該處理單元接收到該風扇轉速訊號的值為零時發送偵測訊號至該風扇。
15. 如請求項11所述之風扇連線及斷線狀態的偵測系統，其中該偵測訊號與轉速控制訊號的頻率及占空比不同。
16. 如請求項11所述之風扇連線及斷線狀態的偵測系統，其中該處理單元經由一驅動電路連接該風扇的轉速控制端，及經由一轉速偵測電路連接該風扇的轉速反饋端。