风扇的启动控制方法及风扇的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种风扇的启动控制方法及风扇，特别关于一种三相风扇于启动阶段的启动控制方法及风扇。
【背景技术】
[0002]笔记本电脑因应节能需求，其系统时常会在休眠模式和正常模式之间进行切换，因此风扇也会频繁地对应不同工作模式停止运转或重新启动运转。然而，风扇从停止运转的状态重新启动运转，常会产生明显的启动噪音，启动噪音产生的主因是:风扇在重新启动运转时，是在开回路(Open Loop)控制阶段提供一个固定的高能量的驱动信号来强制启动风扇，而不利用任何传感器的反馈信号进行驱动信号的调整，然而驱动信号的能量大小则会影响启动噪音。
[0003]请参照图1，图1为现有风扇起始阶段的驱动信号、噪音及转速的示意图，其中风扇根据驱动信号S持续增加转速，噪音也因此持续增大，当驱动信号S驱动风扇持续一段时间区间Tcilrenlcicip,也就是，等风扇的叶轮顺利带转，且风扇的转速到达一门槛转速后，风扇即会切换至闭回路(Close Loop)控制阶段，也就是，在该阶段时，会利用一检测电路的反馈信号进行驱动信号的信号值调整(即工作周期(Duty Cycle)会从A降至A’)，而风扇并以一目标转速运转，而常会因为风扇在起始阶段的驱动信号的能量太大，形成风扇的目标转速远低于开回路控制阶段的门槛转速而导致启动过程中风扇转速过冲(overshoot)的现象，因而产生明显的启动噪音。
[0004]因此，如何提供一种可有效降低启动噪音的风扇的启动控制方法及风扇，已成为重要课题之一。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可有效降低启动噪音的风扇的启动控制方法及风扇，以解决风尚起始阶段产生明显噪音的问题。
[0006]依据本发明一种风扇的启动控制方法，适用于一风扇启动阶段的控制，风扇启动阶段包括一第一时间区间及一第二时间区间。启动控制方法包括以下步骤:在第一时间区间持续提供一第一驱动信号以驱动风扇；以及在第二时间区间持续提供一第二驱动信号以驱动风扇。其中，第一驱动信号的信号值在第一时间区间为逐渐降低直到等于第二驱动信号的信号值，且第一驱动信号的信号值的初始值大于第二驱动信号的信号值。
[0007]在一实施例中，第二驱动信号的信号值为一固定值。
[0008]在一实施例中，风扇包括一叶轮、一马达及一控制电路，马达分别连接叶轮并驱动叶轮运转及电性连接控制电路，控制电路包括一控制单元和一检测单元，检测单元检测马达的电流相位或反电动势，并输出一反馈信号给控制单元。启动控制方法还包括:在达到风扇启动阶段后，根据反馈信号，提供一第三驱动信号以驱动风扇。
[0009]在一实施例中，第一驱动信号、第二驱动信号及第三驱动信号由控制单元提供。
[0010]在一实施例中，第一驱动信号、第二驱动信号及第三驱动信号为脉宽调变信号、或直流电压信号。
[0011]在一实施例中，第一驱动信号的信号值为线性降低、或非线性降低。
[0012]在一实施例中，第一时间区间和第二时间区间的总和为一定值。
[0013]依据本发明的一种风扇包括:一叶轮、一马达及一控制电路；马达连接叶轮，并驱动叶轮运转，以及马达电性连接控制电路。控制电路包括一控制单元，控制单元于风扇启动阶段提供一第一驱动信号和一第二驱动信号，以驱动风扇；其中，风扇启动阶段包括一第一时间区间及一第二时间区间，控制单元在第一时间区间持续提供第一驱动信号以驱动风扇，且第一驱动信号的信号值在第一时间区间为逐渐降低；接着直到第一驱动信号的信号值等于第二驱动信号的信号值，控制单元则在第二时间区间持续提供第二驱动信号以驱动风扇，而第一驱动信号的信号值的初始值大于第二驱动信号的信号值。
[0014]在一实施例中，第二驱动信号的信号值为一固定值。
[0015]在一实施例中，控制电路还包括一检测单元，检测单元检测马达的电流相位或反电动势，并输出一反馈信号给控制单元，且控制单元在达到风扇启动阶段后，根据反馈信号，提供一第三驱动信号以驱动风扇。
[0016]综上所述，本发明风扇的启动控制方法及风扇，在风扇启动阶段时，利用逐渐降低能量的第一驱动信号，及搭配第二驱动信号在开回路控制阶段控制风扇转速，减少风扇转速过冲的现象，因而有效降低启动噪音，更可调配启动能力，不须持续输出较高的能量，有效节省电能。
【附图说明】
[0017]图1为现有风扇起始阶段的工作周期、噪音及转速的示意图。
[0018]图2为本发明较佳实施例的风扇的组成方块示意图。
[0019]图3A为本发明较佳实施例的工作周期、噪音及转速的示意图。
[0020]图3B至图3E为图3A的第一驱动信号具有不同降低模式的示意图。
[0021]图4为本发明较佳实施例的启动控制方法的步骤流程图。
[0022]图5为本发明较佳实施例的启动控制方法的控制流程图。
[0023]附图标记说明:
[0024]20:风扇
[0025]21:叶轮
[0026]22:马达
[0027]23:控制电路
[0028]231:控制单元
[0029]232:检测单元
[0030]S:驱动信号
[0031]S1:第一驱动信号
[0032]SlA:线性式降低模式的曲线
[0033]SlB:曲线式降低模式的曲线
[0034]SlC:阶梯式降低模式的曲线
[0035]SlD:结合曲线式及线性式的降低模式的曲线
[0036]S2:第二驱动信号
[0037]S3、S3A、S3B:第三驱动信号
[0038]S10、S20、S100、S200、S300、S400、S500:步骤
[0039]T:开回路时间区间
[0040]Tl:第一时间区间
[0041]T2:第二时间区间
[0042]Tcipenlcmp:时间区间
【具体实施方式】
[0043]以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的风扇启动控制方法及风扇，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
[0044]请参照图2、图3A至图3E，图2为本发明较佳实施例的风扇的组成方块示意图。图3A为本发明较佳实施例的工作周期、噪音及转速的示意图。图3B至图3E为图3A的第一驱动信号SI具有不同降低模式的示意图。
[0045]请参照图2，风扇20包括一叶轮21、一马达22及一控制电路23 ;其中马达22为三相马达，且分别连接叶轮21及马达电性连接控制电路23，并依据控制电路23输出的驱动信号驱动叶轮21运转。另外，控制电路23包括一控制单元231和一检测单元232。控制单元231提供驱动信号以驱动叶轮21。检测单元232是检测马达22的电流相位或反电动势，并传送一反馈信号给控制单元231，以让控制单元231在闭回路(Close Loop)控制阶段时，根据反馈信号进行驱动信号的调整。另外，于本发明其他实施例中，控制单元231与检测单元232可共同构成同一元件。
[0046]本发明为了降低启动噪音并兼顾启动能力，因此在开回路(Open Loop)控制阶段的启动过程中采用变动式的输出控制。请参照图2及图3A所示，当叶轮21是从停止运转的状态，重新进行启动运转，其中控制单元231会在开回路控制阶段的第一时间区间Tl内持续提供一第一驱动信号SI以驱动马达22带动叶轮21运转，待叶轮21顺利带动运转后，接着控制单元231会在开回路控制阶段的第二时间区间T2持续提供一第二驱动信号S2以驱动叶轮21。其中，第一驱动信号SI的信号值在第一时间区间Tl为较高输出能量且逐渐降低输出能量(信号值由B降至B’)，而第二驱动信号S2的信号值则为一固定输出能量值(B’)，而且，第一驱动信号SI的信号值的初始值B大于第二驱动信号S2的信号值B’，且第一驱动信号SI的信号值的最终值B’等于第二驱动信号S2的信号值的初始值B’ ；其中，第一驱动信号SI的信号值的初始值B为风扇20最小可启动的工作周期(Duty Cycle)，第二驱动信号S2的信号值的初始值B’为风扇20最小可运转的工作周期。于本实施例中，第一驱动信号SI和第二驱动信号S2可为脉宽调变信号、或直流电压信号，且第一驱动信号SI的信号值和第二驱动信号S2的信号值可预设于控制单元231。
[0047]另外，上述第一时间区间Tl和第二时间区间T2的总和是一个定值，也就是开回路控制阶段(即风扇启动阶段)的开回路时间区间T，也就是，在第一时间区间Tl和第二时间区间T2皆是在开回路控制阶段，而在开回路控制阶段的开回路时间区间T之后，则进入闭回路控制阶段。因此，如图3A所示，当叶轮21转速逐渐上升，直到时间达到开回路时间区间T时，相应的噪音并没有明显增加，且由于本发明的第一驱动信号SI的信号值是逐渐降低至第二驱动信号S2的信号值(信号值由B降至B’ )，因此，风扇转速过冲(overshoot)的现象也随之消失。此外，开回路时间区间T会因不同类型的风扇而有差异，因此，设计者必须根据不同类型风扇，调整第一时间区间Tl、第二时间区间T2、及第一时间区间Tl和第二时间区间T2的总和(开回路控制阶段的开回路时间区间T)，以在风扇启动阶段，使风扇20稳定运转，且有效降低风扇20的启动噪音。
[0048]而在风扇20稳定运转后，进入闭回路控制阶段(即正常操作阶段)，此时控制电路23的控制单元231开始根据检测单元232的反馈信号，提