專利名稱：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，特別是一種在各個電壓操作點下均能獲得轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)效果的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路。
背景技術(shù)：
圖1A為顯示現(xiàn)有散熱風(fēng)扇100控制的簡略功能方塊圖。如圖1A所示，散熱風(fēng)扇100電連接至直流電動機(jī)102，且一驅(qū)動電路104電連接至直流電動機(jī)102。驅(qū)動電路104的操作電壓由一電壓源106所提供，且驅(qū)動電路104會饋入一轉(zhuǎn)動訊號以控制直流電動機(jī)102轉(zhuǎn)動，此轉(zhuǎn)動訊號通常為一電流訊號。散熱風(fēng)扇100受直流電動機(jī)102的帶動而轉(zhuǎn)動，一般而言，散熱風(fēng)扇100配置在直流電動機(jī)102上，故散熱風(fēng)扇100的轉(zhuǎn)速即為直流電動機(jī)102的轉(zhuǎn)速。
現(xiàn)有的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中，若不以外部控制的方式，也就是針對一固定的輸入電壓而言，唯一的方法就是改變直流電動機(jī)102的線圈繞阻，此方法對一操作者而言極為不便。換句話說，在一固定的電動機(jī)線圈繞阻中，具有如圖1B所示的轉(zhuǎn)速與電壓關(guān)系。如圖1B所示，直流電動機(jī)102的輸入電壓與其轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是以一特性曲線表示，舉例而言，當(dāng)直流電動機(jī)102所接收的輸入電壓為5伏特(volt)時，直流電動機(jī)102運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分(rpm)；而當(dāng)直流電動機(jī)102所接收的輸入電壓為3伏特(volt)時，直流電動機(jī)102運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分(rpm)；倘若，一使用者欲在輸入電壓4伏特時，要求電動機(jī)的轉(zhuǎn)速需為3000轉(zhuǎn)/分(rpm)，直流電動機(jī)102則無法達(dá)成。
由上述可知傳統(tǒng)風(fēng)扇電動機(jī)無法在一固定輸入電壓值下進(jìn)一步變化其轉(zhuǎn)速。因此，若能設(shè)計一種在任一輸入電壓下均能依需求變化在該電壓下的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制電路，將可大幅增加應(yīng)用上的彈性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其能在任一輸入電壓下均能依需求變化該電壓下的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明，一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路包含一驅(qū)動電路，輸出交變脈沖以激發(fā)一風(fēng)扇電動機(jī)的線圈交互導(dǎo)通；一分壓電路，連接于一電壓源與一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器間，并且所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器連接于所述分壓電路及所述驅(qū)動電路間；其中在所述電壓源的一第一輸入電壓下所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的電流行經(jīng)一第一路徑，且在一大于所述第一輸入電壓的一第二輸入電壓下，使所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的電流行經(jīng)一第二路徑，所述電流行經(jīng)所述第二路徑時通過所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，使所述驅(qū)動電路的導(dǎo)通量產(chǎn)生變化，藉以調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速至一需求值。
另外本發(fā)明還提供一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路包含一驅(qū)動電路，輸出交變脈沖以激發(fā)一風(fēng)扇電動機(jī)的線圈交互導(dǎo)通；一分壓電路，包含一第一晶體管及多個電阻器，連接于一電壓源與一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器間，并且所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器包含一第二晶體管及一可變電阻器，其連接于所述分壓電路及所述驅(qū)動電路間；其中在所述電壓源的一第一輸入電壓下所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的電流行經(jīng)一第一路徑，且在一大于所述第一輸入電壓的一第二輸入電壓下，所述第一晶體管與所述第二晶體管的個別導(dǎo)通狀態(tài)產(chǎn)生變化，使所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的電流行經(jīng)一第二路徑，所述電流行經(jīng)所述第二路徑時通過所述可變電阻器，使所述驅(qū)動電路的導(dǎo)通量依所述可變電阻器的阻值產(chǎn)生變化，藉以調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速至一需求值。
通過本發(fā)明利用分壓電路與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的搭配，可利用阻值設(shè)計改變分壓電路中的晶體管的導(dǎo)通或開路狀態(tài)，使電流行經(jīng)不同路徑以變化電壓對轉(zhuǎn)速的特性線，同時再利用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器使風(fēng)扇驅(qū)動電路的導(dǎo)通量產(chǎn)生變化，而能獲得在各個不同的電壓操作點下將風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)整至需求值的多段變速效果。
還有，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器也可為一可變電阻器，同樣可獲得阻值可調(diào)以變化轉(zhuǎn)速的效果。


圖1A為顯示現(xiàn)有散熱風(fēng)扇控制的簡略功能方塊圖。
圖1B為顯示一般風(fēng)扇電動機(jī)的輸入電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖。
圖2為一電路區(qū)塊圖，顯示本發(fā)明風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的一實施例。
圖3顯示依本發(fā)明的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的具體電路組態(tài)。
圖4為一輸入電壓與電動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖，以顯示本發(fā)明風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的多段變速效果。
圖5為一電路區(qū)塊圖，顯示本發(fā)明轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的配置變化例。
圖6為一電路區(qū)塊圖，顯示本發(fā)明風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的另一實施例。
具體實施例方式
圖2為一電路區(qū)塊圖，顯示本發(fā)明風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路10的一實施例。如圖2所示，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路10包含一分壓電路12、驅(qū)動IC 14及一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16。驅(qū)動IC14內(nèi)部以邏輯電路為主體架構(gòu)，其一輸入端連接霍爾元件20，以觸發(fā)驅(qū)動IC14的輸出端輸出交變脈沖，激發(fā)電動機(jī)的線圈18交互導(dǎo)通。
圖3顯示本發(fā)明風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路10具體電路組態(tài)的一例。如圖3所示，分壓電路12包括晶體管Q1及電阻R1至R4，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16由晶體管Q2及多個個電阻器所構(gòu)成，例如圖示的多個并聯(lián)電阻器R5、R6及R7。驅(qū)動IC14內(nèi)部具有H電橋及晶體管構(gòu)成的邏輯電路，且霍爾元件20電連接驅(qū)動IC14的輸入端IN，驅(qū)動IC14可藉由霍爾元件20偵測風(fēng)扇的磁極變化，而由輸出端輸出驅(qū)動訊號至線圈18。
如圖3所示，電阻R1連接于電壓源VCC與晶體管Q1的柵極間，電阻R2連接于晶體管Q1的柵極與地面間，電阻R3連接于電壓源VCC與晶體管Q1的漏極間，電阻R4連接于晶體管Q1的漏極與地面間。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16的晶體管Q2其柵極連接至晶體管Q1的漏極且同時經(jīng)由電阻R4接地，且晶體管Q2的源極接地。電阻R1、R2及電阻R3、R4分別構(gòu)成分壓電路12的晶體管Q1及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16的晶體管Q2的分壓電路，其阻值大小決定晶體管Q1及Q2的導(dǎo)通或開路狀態(tài)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16同時連接驅(qū)動IC14的接地端GND。
通過此一電路設(shè)計，本發(fā)明可以如下操作方式達(dá)到風(fēng)扇多段變速效果。
首先當(dāng)電壓源VCC輸入一電壓值例如3伏特時，因電阻R1至R4大小設(shè)計使晶體管Q1不導(dǎo)通而晶體管Q2導(dǎo)通，此時電流路徑為流經(jīng)電壓源VCC、驅(qū)動IC14、導(dǎo)通的晶體管Q2后，不經(jīng)過多個并聯(lián)電阻器R5、R6及R7而直接流入地面。接著，當(dāng)提高電壓源VCC的額定電壓，例如當(dāng)施加的額定電壓達(dá)到5伏特時，原先電阻R1至R4大小的設(shè)計使此時晶體管Q1導(dǎo)通而晶體管Q2不導(dǎo)通，因此電流通路轉(zhuǎn)為由電壓源VCC經(jīng)驅(qū)動IC14后，經(jīng)過多個并聯(lián)電阻R5、R6及R7再流入地面。
請參考圖4，上述藉由晶體管導(dǎo)通狀態(tài)變化而產(chǎn)生的不同電流通路，使風(fēng)扇電動機(jī)能同時具有不同的電壓對轉(zhuǎn)速的特性線T1及T2，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速能在不同的電壓對轉(zhuǎn)速的特性線T1及T2間變化，而獲得多段變速的效果。具體地說，當(dāng)輸入電壓為3伏特時，此時的電流通路對應(yīng)的電壓對轉(zhuǎn)速的特性線為T1線，使3伏特電壓具有例如2500轉(zhuǎn)/分(rpm)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速值，當(dāng)輸入電壓增加為5伏特時，此時因晶體管導(dǎo)通狀態(tài)變化而使電流行經(jīng)另一通路，此時的電流通路對應(yīng)的電壓對轉(zhuǎn)速的特性線為T2線，使5伏特電壓具有例如5500轉(zhuǎn)/分的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速值(A2點)而非T1線的4000轉(zhuǎn)/分(A1點)。接著，因此一電流通路流經(jīng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16的多個并聯(lián)電阻器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16即可在此時發(fā)揮調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的作用，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)整至一所需值。依本實施例的做法，多個并聯(lián)電阻器由例如圖3所示的并聯(lián)電阻R5、R6、R7所構(gòu)成，藉由改變電阻器的數(shù)量或阻值大小，可使進(jìn)入驅(qū)動IC的電流產(chǎn)生變化而改變該電壓下的轉(zhuǎn)速。舉例而言，如減少并聯(lián)電阻的數(shù)量時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器整體等效電阻即增加使流經(jīng)驅(qū)動IC的電流減少，而可如圖4所示使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速產(chǎn)生由A2點至一所需轉(zhuǎn)速A2′點的減小變化。并聯(lián)電阻的數(shù)量及大小并不限定，而完全視所需的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速加以調(diào)配。
因此，本發(fā)明利用分壓電路12與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16的搭配設(shè)計，可利用電阻R1至R4的阻值設(shè)計改變分壓電路12的晶體管Q1及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16的晶體管Q2兩者的導(dǎo)通或開路狀態(tài)，使電流行經(jīng)不同路徑以變化電壓對轉(zhuǎn)速的特性線，同時再利用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16的多個并聯(lián)電阻器使風(fēng)扇驅(qū)動電路的導(dǎo)通量產(chǎn)生變化，而能獲得在各個不同的電壓操作點下將風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)整至需求值的多段變速效果。再者，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的電阻器不限定為由多個個并聯(lián)電阻所構(gòu)成，例如采用一可變電阻器同樣可獲得電阻可調(diào)以變化轉(zhuǎn)速的效果。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16，并不限定如圖3所示電連接于驅(qū)動IC14的接地端，也可如圖5所示將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16電連接于驅(qū)動IC14其電壓源VCC端的接腳，同樣可達(dá)到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的多段變速效果。再者，驅(qū)動IC14所驅(qū)動的電動機(jī)線圈并不限定，例如為單繞線圈或雙繞線圈均可。晶體管Q1及Q2可為一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOSFET)。
圖6顯示依本發(fā)明另一實施例的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路30。本發(fā)明同樣可運用在以脈寬調(diào)變(Pulse Width Modulation；PWM)電壓控制下的風(fēng)扇，僅需將PWM信號產(chǎn)生單元22所輸出的PWM信號先經(jīng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16再傳送至驅(qū)動IC14即可。當(dāng)驅(qū)動IC14基于PWM信號，輸出驅(qū)動信號至線圈18時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器16同樣可變化驅(qū)動IC14的導(dǎo)通量而獲得多段變速的效果。
以上所述僅為例示性，而非為限制本發(fā)明。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含在所附的申權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路包含一驅(qū)動電路，輸出一交變脈沖以激發(fā)一風(fēng)扇電動機(jī)的線圈交互導(dǎo)通；一分壓電路，連接于一電壓源與一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器間，并且所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器連接于所述分壓電路及所述驅(qū)動電路間；其中在所述電壓源的一第一輸入電壓下所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的電流行經(jīng)一第一路徑，且在一大于所述第一輸入電壓的一第二輸入電壓下，使所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路的電流行經(jīng)一第二路徑，所述電流行經(jīng)所述第二路徑時通過所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，使所述驅(qū)動電路的導(dǎo)通量產(chǎn)生變化，藉以調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速至一需求值。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述分壓電路包含一第一晶體管；一第一電阻，連接于所述第一晶體管的柵極與一電壓源間；一第二電阻，連接于所述第一晶體管的柵極與地面間；一第三電阻，連接于所述第一晶體管的漏極與所述電壓源間；及一第四電阻，連接于所述第一晶體管的漏極與地面間。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器包含一第二晶體管及多個并聯(lián)電阻器，或一第二晶體管及一可變電阻器，所述第二晶體管連接于所述第一晶體管的漏極與地面間，且所述第二晶體管的柵極連接所述第四電阻。
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述第一晶體管及所述第二晶體管為一金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。
5.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述驅(qū)動電路內(nèi)建于一驅(qū)動IC，所述驅(qū)動IC設(shè)有一第一端子連接所述電壓源，及一第二端子接地。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電連接于所述驅(qū)動IC的所述第一端子或所述驅(qū)動IC的所述第二端子。
7.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述驅(qū)動IC更包含一輸入端連接一霍爾元件，以觸發(fā)所述驅(qū)動IC輸出所述交變脈沖以激發(fā)所述線圈交互導(dǎo)通。
8.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路進(jìn)一步包含一脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生單元，并且所述脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生單元電連接至所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。
9.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述驅(qū)動電路內(nèi)部具有H電橋及晶體管構(gòu)成的一邏輯電路驅(qū)動電路。
10.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，其特征在于所述電動機(jī)線圈為一單繞線圈或一雙繞線圈。
全文摘要
一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路，包含一驅(qū)動電路、一分壓電路及一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。驅(qū)動電路輸出交變脈沖以激發(fā)一風(fēng)扇電動機(jī)的線圈交互導(dǎo)通。分壓電路包含一晶體管及多個電阻器，連接于電壓源與驅(qū)動電路間，且由一晶體管及多個并聯(lián)電阻器構(gòu)成的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器連接于分壓電路及驅(qū)動電路間。在第一輸入電壓下風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制電路具有一第一電流路徑，且在一大于第一輸入電壓的一第二輸入電壓下，因晶體管導(dǎo)通狀態(tài)的變化而具有一第二電流路徑，在第二路徑下電流通過并聯(lián)電阻而使驅(qū)動電路的導(dǎo)通量產(chǎn)生變化，以將風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)整至一所需值。
文檔編號H02P7/28GK1956315SQ20061016292
公開日2007年5月2日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者林侑良, 黃躍龍, 雷宗玙, 謝如雯, 黃文喜 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司