专利名称：风扇的转速控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及ー种转速控制装置及方法，特别是涉及ー种风扇的转速控制装置及方法。
背景技术：
大多数的电子系统为了散热之用都装设有ー风扇，以防止该电子系统因过热而产生误操作。如图I所不,一种已知风扇I具有ー马达11，若该马达11为直流无刷马达，贝1J具有转速与该马达11的ー电压Vm成正比的性质，若要控制该风扇I的转速，则电连结于该主电源Vcc的该马达11可再另外串联ー个可改变电压的线性稳压组件12，藉由改变该线性稳压组件12的ー电压VT，以控制改变该马达11的该电压VM，进而改变该风扇I的转速，即该马达11的该电压\为主电源\c减去该线性稳压组件12的该电压VT(VM=Vrc-VT)。举例而言，当该线性稳压组件12的该电压Vt变大时，则该马达11的该电压Vm变小，使得转速变慢；然而，该风扇I虽然可轻易利用改变该线性稳压组件12的该电压VT，以达到改变该风扇I的转速，但由于此ー控制方式造成功率损耗上升，且该线性稳压组件12亦因长时间使用及电压的改变，故较易发热，而有散热不易的情形产生。为改善上述的缺点，如图2所示，另ー种已知风扇2的马达21，除了与主电源Vcc电性连结外，还串联一个功率开关组件22，并输入一脉冲宽度调制信号(pulse widthmodulation)PWM控制该功率开关组件22的导通与不导通的时间；举例来说，当该脉冲宽度调制信号PWM的一工作周期(duty cycle)的高电平时间较长时，该功率开关组件22的导通时间则较长，且使得该风扇2的转速变快，即该电子系统利用该脉冲宽度调制信号PWM的高、低电平时间的长短，控制该功率开关组件22的导通或不导通的时间，以改变该风扇2的转速。但是由于该功率开关组件22于切换时所产生的噪音于该风扇2为低转速时尤为明显，且如图3所示，该风扇2切换时会造成电压(AV)及単位时间的电流变化量(di/dt)急遽变化，故造成电磁干扰升高。承上所述，如何提供一种降低功率损耗、电子切换所产生的噪音及电磁干扰的风扇的转速控制装置及方法，正是当前的重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种风扇的转速控制装置及方法，其降低功率损耗、电子切换所产生的噪音及电磁干扰，并具有较佳的散热效能。根据本发明的ー个方面，提供一种风扇的转速控制装置，包括ー控制器检测该风扇的ー转速信号，于该转速信号高于ー预定转速信号时，该控制器依据ー第一驱动信号，控制该风扇的转速，而于该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器依据该第一驱动信号及一第二驱动信号控制该风扇的转速，其中当该转速信号低于该预定转速信号时，该第一驱动信号的值为ー固定值，该固定值预设于该控制器中，此时，所述风扇的转速维持于所述固定值的最低转速，而不会继续变小，所述转速控制装置还包括ー稳压器，与该控制器及该风扇电连结，当需要进ー步降低风扇的转速时，接收并依据该第二驱动信号，以控制该风扇的转速，其中，该控制器利用该稳压器改变该第二驱动信号的电压值来改变风扇的转速。根据本发明的另一方面，提供一种风扇的转速控制方法，包括下列步骤藉由ー控制器检测该风扇的ー转速信号；判断该转速信号高于或低于ー预定转速信号；当该转速信号高于该预定转速信号时，该控制器依据ー第一驱动信号控制该风扇的转速；以及当该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器 依据该第一驱动信号及一第二驱动信号控制该风扇的转速，其中当该转速信号低于该预定转速信号时，该第一驱动信号的值为ー固定值，该固定值预设于该控制器中，此时，所述风扇的转速维持于所述固定值的最低转速，而不会继续变小，其中当该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器藉由ー稳压器，以控制该风扇的转速，其中，当需要进ー步降低风扇的转速时，该控制器利用该稳压器改变该第二驱动信号的电压值来改变风扇的转速。为实现上述目的，依据本发明的一种风扇的转速控制装置包括ー控制器、一切换器以及ー稳压器。该控制器检测该风扇的ー转速信号，于该转速信号高于ー预定转速信号时，产生一第一驱动信号，而于该转速信号低于该预定转速信号吋，产生该第一驱动信号及一第二驱动信号；该切换器则与该控制器电性连结，以接收该第一驱动信号；该稳压器与该控制器、该切换器及该风扇电连结，接收该第二驱动信号，并依据该第一驱动信号及该第ニ驱动信号，以控制该风扇的转速。为实现上述目的，依据本发明的另ー种风扇的转速控制装置包括一控制器检测该风扇的ー转速信号，于该转速信号高于ー预定转速信号时，该控制器依据ー第一驱动信号，控制该风扇的转速，而于该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器依据该第一驱动信号及一第二驱动信号，控制该风扇的转速。为实现上述目的，依据本发明的一种风扇的转速控制方法包括下列步骤藉由ー控制器检测该风扇的ー转速信号；判断该转速信号高于或低于ー预定转速信号；当该转速信号高于该预定转速信号时，该控制器依据ー第一驱动信号控制该风扇的转速；以及当该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器依据该第一驱动信号及一第二驱动信号控制该风扇的转速。如上所述，因依据本发明的一种风扇的转速控制装置及方法是结合电压控制及脉冲宽度调制控制，即于该风扇的ー马达与正负电源之间电性串联ー稳压器与一切换器，并利用一控制器来控制该稳压器与该切换器，当该风扇的转速较高时，藉由一脉冲宽度调制信号控制该切換器，以控制该风扇的转速，由于此时该风扇运转产生的风切声较大，故该切换器切換的噪音并不明显，并不会増加整体的噪音量；而当该风扇的转速下降吋，则将该脉冲宽度调制信号的值固定，改以ー电压控制该稳压器，则可以再将该风扇的转速调整得更低，该切换器因为电压与电流皆很小，且为一定值，故不但降低切換时所产生的噪音，更大幅降低电磁干扰，而于此时才使用该稳压器控制，由于电压值不大就可改变该风扇的转速，故有助于降低功率损耗，更能解决该稳压器的散热问题。
图I为ー种利用线性电压方式控制转速的已知风扇的一不意图；图2为ー种利用脉冲宽度调制方式控制转速的已知风扇的一示意图；图3为ー种已知功率开关组件切换产生的电压与电流波形的一示意图；图4为依据本发明较佳实施 例的一种风扇的转速控制装置的一示意图；图5为依据本发明较佳实施例的另ー种风扇的转速控制装置的一示意图；以及图6为依据本发明较佳实施例的一种风扇的转速控制方法的一流程图。附图符号说明I 风扇11马达12线性稳压组件2 风扇21马达22功率开关组件3、4转速控制装置31控制器32切换器33稳压器5 风扇S1第一驱动信号S2第二驱动信号PWM脉冲宽度调制信号SMf预定转速信号Sf转速信号Vcc主电源Vm电压Vt电压S01-S04转速控制方法的步骤
具体实施例方式以下将參照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种风扇的转速控制装置及方法，其中相同的组件将以相同的參照符号加以说明。请參照图4所示，依据本发明较佳实施例的一种风扇5的转速控制装置3，其包括一控制器31、一切换器32以及一稳压器33。该控制器31检测该风扇5的ー转速信号Sf,并于该转速信号Sf高于ー预定转速信号Sraf时,产生一第一驱动信号S1 ;而该控制器31于该转速信号Sf低于该预定转速信号Sref时，产生该第一驱动信号S1及一第二驱动信号S2 ;本实施例的该控制器31可为ー集成电路(IC)或一可程控单芯片。于本实施例中，该第一驱动信号S1可为由外部输入的一脉冲宽度调制信号,而该第二驱动信号S2则可为ー稳压信号,且该稳压信号可为ー电压值。该切换器32则与该控制器31电性连结，以接收该第一驱动信号S1,于本实施例中，该切换器32可为ー开关器。该稳压器33则与该控制器31、该切换器32及该风扇5电性连结，且该稳压器33接收第二驱动信号s2，并依据该第一驱动信号S1及该第二驱动信号S2,以控制该风扇5的转速。本实施例的该稳压器33可为ー稳压ニ极管或ー齐纳ニ极管。当该转速信号Sf高于该预定转速信号SMf吋，由于使用的电流较大，故该控制器31通过该切换器32来控制该风扇5的转速，此时该控制器31将该第二驱动信号S2的值设为零，而该切換器32接收该第一驱动信号S1并通过该稳压器33，藉由该控制器31产生脉冲宽度调制信号的工作周期，来控制该切換器32的切换导通与不导通的时间，以改变该风扇5的转速。而当该转速信号Sf低于该预定转速信号SMf时，若仍通过该切换器32来控制该风扇5的转速，则工作周期必需很小，但当工作周期过小时，则该风扇5的马达上于单位时间所流过的电流则过大，故易造成该切换器32的开关切换所产生的噪音比该风扇5运转时的风切声还大声。为降低切換器32的开关切换所产生的噪音，本实施例中，于该转速信号Sf低于该预定转速信号SMf时，该控制器31将该第一驱动信号S1的值设为一固定值，该固定值为ー预定最小脉冲宽度调制信号，而该预定最小脉冲宽度调制信号则可于该风扇5开始运转之前，先预设在该控制器31中，故于该转速信号Sf低于该预定转速信号Sref吋，该风扇5的转速先維持于预定最小脉冲宽度调制信号的最低转速，而不会继 续变小；当需要进ー步降低该风扇5的转速时，则利用该稳压器33接收该第二驱动信号S2，藉由改变该第二驱动信号S2的电压值，来改变该风扇5的转速；举例而言，当该第二驱动信号S2的电压值变大时，则该风扇5的马达的电压则变小，而该风扇5的转速则可继续降低。请再參照图5所示，依据本发明另ー较佳实施例的一种风扇5的转速控制装置4包括一控制器31、一切换器32以及ー稳压器33。其中，该控制器31、该切换器32及该稳压器33与前述实施例的相同组件具有相同的构成与功能，故不再赘述。本实施例与前述实施例的不同点在干，该切换器32与该控制器31及该风扇5电连结，而该稳压器33则与该控制器31及该风扇5电连结。该控制器31检测该风扇5的该转速信号Sf，当该转速信号Sf高于该预定转速信号SMf时，该控制器31将该第二驱动信号S2的值设为零，该控制器31即利用该切换器32依据该第一驱动信号S1来控制该风扇5的转速。而当该转速信号Sf低于该预定转速信号Sref吋，该控制器31将该第一驱动信号S1的值设为一固定值，且利用该稳压器33改变该第ニ驱动信号S2的电压值，即可使该控制器31同时依据该第一驱动信号S1及该第二驱动信号S2,以改变该风扇5的转速。请參照图6所示，其为依据本发明较佳实施例的一种风扇的转速控制方法的流程图，包括步骤SOl至步骤S04。于步骤SOl，藉由该控制器31检测该风扇5的该转速信号Sf。于步骤S02，判断该转速信号Sf是否高于该预定转速信号SMf。于步骤S03，当该转速信号Sf高于该预定转速信号Sref时，该控制器31依据该第ー驱动信号S1控制该风扇5的转速。于步骤S04，当该转速信号Sf低于该预定转速信号Sref时，该控制器31依据该第ー驱动信号S1及该第二驱动信号S2控制该风扇5的转速。由于依本发明较佳实施例的风扇的转速控制方法可应用于前述的风扇的转速控制装置(请再參照图4及图5)，而且上述风扇的转速控制方法的实施方式与功效已于前述实施例的风扇的转速控制装置中详述，故于此不再赘述。综上所述，因依据本发明的一种风扇的转速控制装置及方法是结合电压控制及脉冲宽度调制控制，即于该风扇的ー马达与正负电源之间电性串联ー稳压器与一切换器，并利用一控制器来控制该稳压器与该切换器，当该风扇的转速较高吋，则可藉由一脉冲宽度调制信号控制该切換器的开关切換，以控制该风扇的转速，由于此时该风扇运转产生的风切声较大，故该切换器切換的噪音并不明显，并不会増加整体的噪音量；而当该风扇的转速下降吋，则将该脉冲宽度调制信号的值固定，改以ー电压控制该稳压器，如此即可将该风扇的转速调整得更低，该切换器因为电压与电流皆很小，且为一定值，故不但降低切換时所产生的噪音，更大幅降低电磁干扰，而于此时才使用该稳压器控制，由于电压值不大就可改变该风扇的转速，故有助于降低功率损耗，更能解决该稳压器的散热问题。以上所述仅为举例性，而非为对本发明的限制。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包 含于本发明的权利要求中。
权利要求
1.一种风扇的转速控制装置,包括一控制器检测该风扇的ー转速信号，于该转速信号高于ー预定转速信号时，该控制器依据ー第一驱动信号，控制该风扇的转速，而于该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器依据该第一驱动信号及一第二驱动信号控制该风扇的转速，其中当该转速信号低于该预定转速信号时，该第一驱动信号的值为ー固定值，该固定值预设于该控制器中，此时，所述风扇的转速维持于所述固定值的最低转速，而不会继续变小， 所述转速控制装置还包括ー稳压器，与该控制器及该风扇电连结，当需要进ー步降低风扇的转速时，接收并依据该第二驱动信号，以控制该风扇的转速，其中，该控制器利用该稳压器改变该第二驱动信号的电压值来改变风扇的转速。
2.如权利要求I所述的转速控制装置，其还包括 一切换器，与该控制器及该风扇电连结，接收并依据该第一驱动信号，以控制该风扇的转速。
3.如权利要求I所述的转速控制装置，其还包括 一切换器，与该控制器电连结，以接收该第一驱动信号； 其中，该稳压器与该控制器、该切换器及该风扇电连结，接收该第二驱动信号，并依据该第一驱动信号及该第二驱动信号控制该风扇的转速。
4.如权利要求2或3所述的转速控制装置，其中当该转速信号高于该预定转速信号吋，该第二驱动信号的值为零，该切换器接收并依据该第一驱动信号控制该风扇的转速。
5.如权利要求2或3所述的转速控制装置，其中该切换器为ー开关器。
6.如权利要求I所述的转速控制装置，其中该第一驱动信号为ー脉冲宽度调制信号或由外部输入的一脉冲宽度调制信号。
7.如权利要求I所述的转速控制装置，其中该第二驱动信号为ー稳压信号或ー电压值。
8.如权利要求I或3所述的转速控制装置，其中该切换器接收该第一驱动信号，且该稳压器接收该第二驱动信号，该控制器依据该第一驱动信号及该第二驱动信号控制该风扇的转速。
9.如权利要求8所述的转速控制装置，其该固定值为ー预定最小脉冲宽度调制信号。
10.如权利要求I所述的转速控制装置，其中该控制器为ー集成电路或一可程控单芯片。
11.如权利要求I或3所述的转速控制装置，其中该稳压器为ー稳压ニ极管或一齐纳ニ极管。
12.—种风扇的转速控制方法，包括下列步骤 藉由ー控制器检测该风扇的ー转速信号； 判断该转速信号高于或低于ー预定转速信号； 当该转速信号高于该预定转速信号时，该控制器依据ー第一驱动信号控制该风扇的转速；以及 当该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器依据该第一驱动信号及一第二驱动信号控制该风扇的转速，其中当该转速信号低于该预定转速信号时，该第一驱动信号的值为一固定值，该固定值预设于该控制器中，此时，所述风扇的转速维持于所述固定值的最低转速，而不会继续变小， 其中当该转速信号低于该预定转速信号时，该控制器藉由ー稳压器，以控制该风扇的转速，其中，当需要进ー步降低风扇的转速时，该控制器利用该稳压器改变该第二驱动信号的电压值来改变风扇的转速。
13.如权利要求12所述的转速控制方法，其中当该转速信号高于该预定转速信号吋，该控制器藉由一切换器，以控制该风扇的转速。
14.如权利要求12所述的转速控制方法，其中当该转速信号高于该预定转速信号吋，该控制器使该第二驱动信号的值为零，并将该第二驱动信号传送至该稳压器。
全文摘要
一种风扇的转速控制装置包括一控制器、一切换器以及一稳压器。该控制器检测该风扇的一转速信号，于该转速信号高于一预定转速信号时，产生一第一驱动信号，而于该转速信号低于该预定转速信号时，产生该第一驱动信号及一第二驱动信号；该切换器则与该控制器电连结，以接收该第一驱动信号；该稳压器与该控制器、该切换器及该风扇电连结，接收该第二驱动信号，并依据该第一驱动信号及该第二驱动信号，以控制该风扇的转速。
文档编号H02P6/06GK102694492SQ201210170349
公开日2012年9月26日 申请日期2005年12月19日 优先权日2005年12月19日
发明者蔡明熹, 邱俊隆, 黄文喜 申请人:台达电子工业股份有限公司