一種控制電路及包含該控制電路之驅動裝置的製作方法

2023-06-30 20:32:51 1

專利名稱：一種控制電路及包含該控制電路之驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制電路，具體涉及一種風扇轉速控制電路，本發明還 涉及一種包含該風扇轉速控制電路的驅動裝置。
背景技術：
如今隨著電子技術的不斷發展，計算機內部的中央處理器(Central Processing Unit; CPU)或其它電子組件的發熱量也越來越大，而為使這些各 式各樣的電子組件在高功率、高發熱之工作條件下正常運作，其散熱要求也 相對應地更為提高。 一般常見之散熱方式系在這些電子組件上加裝一散熱風 扇，其藉由一驅動裝置運作之，可藉由高速運轉來達到快速散熱的要求。另 一方面，為了減低散熱風扇之功率消耗，並延長驅動裝置的使用壽命，在電 子組件工作於低功率條件下時，由於其發熱量相對地也降低許多，此時便可 令驅動裝置降低散熱風扇之轉速，使散熱風扇在低轉速狀態下運轉以降低功 率消耗。
在現有的技術中，驅動裝置通常採用脈寬調變(Pulse Width Modulation; PWM)來調整散熱風扇的轉速，PWM系根據電子組件的溫度，來改變單位 時間中風扇之電感的導通與中斷，進而調整風扇的轉速。由於一般散熱風扇 具有較廣的轉速範圍，相對地PWM所要調節的電流範圍也會較大，而需要 使用風扇散熱的電子組件(例如中央處理器)，大多時候是以較低的功率運作， 其發熱量並不高，而風扇會被控制運轉於低轉速狀態，此時在PWM的控制 下，風扇之電感電流的急劇變化將會帶來相當大的噪音，同時也會增加開關
之損耗。
綜上所述，驅動裝置如何可以因應電子組件之溫度，使用其它方式來動 態調整風扇之轉速，且不大幅增加額外之成本及噪音，即成為此領域之產業 亟需努力的目標。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種能動態調整風扇轉速，減少維修成本， 提高產品質量的控制電路；本發明的另一目的在於提供一種使用上述控制 電路的驅動裝置。
本發明提供的技術方案如下本發明的主要目的在於提供一種控制電 路，用於一驅動裝置，該驅動裝置包含複數個線圈，該控制電路包含-
一溫度感測模塊，用以感測一環境溫度，並產生一溫度訊號；以及
--調整模塊，耦接至該等線圈，用以因應該溫度訊號變換該等線圈之一 連接方式，以調整該驅動裝置之一阻抗值。
作為本發明的一項改進所述該等線圈之連接方式為並聯、串聯及其組 合其中之一。
作為本發明的進一歩改進:所述該等線圈包含一第一線圈及一第二線圈，
該驅動裝置更包含一開關組件，該調整模塊因該溫度訊號輸出一調整訊號以
導通該開關組件，使該第一線圈與該第二線圈透過該開關組件以串聯方式耦
接，以調整該驅動裝置之阻抗值。
作為本發明的進一步改進:所述該等線圈包含一第一線圈及一第二線圈，
該驅動裝置更包含一第一開關組件及一第二開關組件，該調整模塊因應該溫 度訊號輸出一調整訊號以導通該第一開關組件及該第二開關組件，俾使該第
一線圈與該第二線圈透過該第一開關組件及該第二開關組件以並聯方式耦 接，以調整該驅動裝置之阻抗值。
作為本發明的進一步改進所述該等開關組件其中之I為一金氧半場效
電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor; MOSFET):
作為本發明的進一歩改進所述該驅動裝置係為一風扇，該調整模塊系 因應該溫度訊號調整該風扇之阻抗值，以變換該風扇之一轉速。
作為本發明的進一步改進所述該調整模塊更以一脈寬調變(Pulse Width Modulation; PWM)方式變換該風扇之轉速。
本發明的另一目的在於提供一種驅動裝置，包含
複數個線圈；以及
一控制電路，包含
一溫度感測模塊，用以檢測環境溫度，並產生一溫度訊號；以及 一調整模塊，耦接至該等線圈，用以因應該溫度訊號變換該等線圈之一
連接方式，以調整該驅動裝置之一阻抗值。
作為本發明的一項改進所述該等線圈之連接方式為並聯、串聯及其組
合其中之一。
作為本發明的進一步改進:所述該等線圈包含一第一線圈及一第二線圈， 該驅動裝置更包含一開關組件，該控制電路之調整模塊因應該溫度訊號輸出 一調整訊號以導通該開關組件，使該第一線圈與該第二線圈透過該開關組件 以串聯方式耦接，以調整該驅動裝置之阻抗值。
作為本發明的進一步改進所述該等線圈包含一第一線圈及一第二線圈， 該驅動裝置更包含一第一開關組件及一第二開關組件，該控制電路之調整模
塊因應該溫度訊號輸出一調整訊號以導通該第一開關組件及該第二開關組 件，使該第一線圈與該第二線圈透過該第一開關組件及該第二開關組件以並 聯方式耦接，以調整該驅動裝置之阻抗值。
作為本發明的進一步改進所述該等開關組件其中之一為一金氧半場效 電晶體。
作為本發明的進一步改進所述該驅動裝置係為一風扇，該調整模塊系 因應該溫度訊號調整該風扇之阻抗值，以變換該風扇之一轉速。
作為本發明的進一歩改進所述該調整模塊更以一脈寬調變方式變換該 風扇之轉速。
本發明具有以下優點透過溫度感測模塊及調整模塊以改變複數個線圈 之連接方式來調整驅動裝置之阻抗值，當驅動裝置之阻抗值改變時，即可調 整驅動裝置的轉速，以避免傳統使用PWM控制時，驅動裝置之電感電流的 急劇變化所帶來的噪音以及開關之加速損耗，減少維修成本，降低噪聲，提 咼了廣品質量。


圖1是本發明第一實施例的示意圖； 圖2是本發明第一實施例的示意圖； 圖3是本發明第一實施例的示意圖； 圖中
1:驅動裝置 11:第一線圈
12:第二線圈 13:控制電路
130:溫度訊號 131:溫度感測模塊
132:第一調整訊號133:調整模塊
134:第二調整訊號14:第一開關組件
15:第二開關組件2:驅動裝置 21:
22:第二線圈23:控制電路
230:溫度訊號231:溫度感測模塊
232:第一調整訊號233:調整模塊
234:第二調整訊號24:第一開關組件
25:第二開關組件
3:驅動裝置31:第一線圈
32:第二線圈33:控制電路
330:溫度訊號331:溫度感測模塊
332:第一調整訊號333:調整模塊
334:第二調整訊號336:第三調整訊號
34:第一開關組件35:第二開關組件
36:第三開關組件
具體實施例方式
下面結合附圖對具體的實施方式加以說明
實施例一，如圖1所示，係為一驅動裝置1，其包含複數個線圈(在本 實施例中稱為第一線圈11及第二線圈12)、 一控制電路13、 一第一開關組件
14及一第二開關組件15。在本實施例中，驅動裝置1為一風扇，而控制電路 13則可以根據一環境溫度調整驅動裝置1之轉速。控制電路13包含一溫度 感測模塊131及一調整模塊133。溫度感測模塊131感測一環境溫度，並產
生一溫度訊號130。調整模塊133耦接至第一線圈11及第二線圈12，並另外 電性連接至第--開關組件14及第二開關組件15，藉此因應溫度訊號130變 換該等線圈之連接方式，以調整驅動裝置1之整體阻抗值。詳言之，當環境 溫度保持在一預設範圍內時，調整模塊133發送一第一調整訊號132使第一 開關組件14保持導通並發送一第二調整訊號134使第二開關組件15呈現斷 路狀態，俾使電流只會透過第一開關組件14流至線圈12產生一阻抗值，並 以此阻抗值來控制驅動裝置1之轉速。
當環境溫度降低時，調整模塊133輸出之第一調整訊號132將使第一開 關組件14呈現斷路狀態，而調整模塊133輸出之第二調整訊號134將導通第 二開關組件15，俾使第一線圈11與第二線圈12透過第二開關組件15以串 聯方式電性連接。此時第一線圈11及第二線圈12將共同產生阻抗值，與只 有第一線圈11所產生之阻抗值相比較之下，第一線圈11及第二線圈12串聯 所產生之阻抗值係為增加的。舉例而言，第一線圈ll及第二線圈12之阻抗 皆為2奧姆，當第一開關組件14導通而第二開關組件15為斷路狀態時，驅 動裝置1之阻抗值為2奧姆；當第一開關組件14為斷路狀態且第二開關組件 15導通時，第一線圈11及第二線圈12係為串聯，此時驅動裝置1之整體阻 抗值即為4奧姆。當驅動裝置1之整體阻抗值增加時，驅動裝置1之轉速將 會降低，進而降低驅動裝置1之消耗功率。
當需要再次提升驅動裝置1之轉速時，調整模塊133則以改變第一調整 訊號132及第二調整訊號134的方式使第一開關組件14保持導通並使第二開 關組件15呈現斷路狀態。如此一來，驅動裝置1之轉速即可隨著第一開關組 件14及第二開關組件15的導通與否而受到控制。
在本實施例中，第一開關組件14及第二開關組件15各可為一金氧半場
效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor; MOSFET)，金
氧半場效電晶體與第一線圈11及第二線圈12之連接方式為熟悉此項技藝者 所熟知，在此不加贅述。
實施例二，如圖2所示，係為一驅動裝置2，其包含複數個線圈(在本 實施例中為第一線圈21及第二線圈22)、 一控制電路23、 一第一開關組件 24及一第二開關組件25。在本實施例中，驅動裝置2為一風扇，而控制電路 23則可以根據一環境溫度調整驅動裝置2之轉速。控制電路23包含一溫度 感測模塊231及一調整模塊233。溫度感測模塊231感測一環境溫度，並產 生一溫度訊號230。調整模塊233耦接至第一線圈21及第二線圈22，並另外 電性連接至第一開關組件24及第二開關組件25，藉此因應溫度訊號230變 換該等線圈之連接方式，以調整驅動裝置2之整體阻抗值。詳言之，當環境 溫度保持在一預設範圍內時，調整模塊233發送一第一調整訊號232使第一 開關組件24保持導通並發送一第二調整訊號234使第二開關組件25呈現斷 路狀態，俾使電流只會透過第一開關組件24流至線圈22產生一阻抗值，並 以此阻抗值來控制驅動裝置2之轉速。
當環境溫度升高時，調整模塊233輸出之第二調整訊號234將導通第二 開關組件25，俾使第一線圈21與第二線圈22透過第一開關組件24及第二 開關組件25之導通以並聯方式電性連接。此時第一線圈21及第二線圈22 將共同產生阻抗值，與只有第一線圈21所產生之阻抗值相比較之下，第一線 圈21及第二線圈22並聯所產生之阻抗值係為降低的。舉例而言，第一線圈 21及第二線圈22之阻抗皆為2奧姆，當第一開關組件24導通而第二開關組件25為斷路狀態時，驅動裝置2之阻抗值為2奧姆；當第一開關組件24與 第二開關組件25因應第一調整訊號232及第二調整訊號234而導通時，第一 線圈21及第二線圈22係為並聯，此時驅動裝置2之整體阻抗值即為1奧姆。 當驅動裝置2之整體阻抗值降低時，驅動裝置2之轉速將會增加，進而提高 驅動裝置2之散熱效能。
當需要再次降低驅動裝置2之轉速時，調整模塊233則以改變第一調整 訊號232及第二調整訊號234的方式使第一開關組件24保持導通並使第二開 關組件25呈現斷路狀態。如此一來，驅動裝置2之轉速即可隨著第一開關組 件24及第二開關組件25的導通與否而受到控制。
在本實施例中，第一開關組件24及第二開關組件25各可為-一金氧半場 效電晶體，金氧半場效電晶體與第一線圈21及第二線圈22之連接方式為熟 悉此項技藝者所熟知，在此不加贅述。
實施例三，如圖3所示，係為一驅動裝置3，包含複數個線圈(在本實 施例中為第一線圈31及第二線圈32)、 一控制電路33、 一第一開關組件34、 一第二開關組件35及一第三開關組件36。在本實施例中，驅動裝置3為一 風扇，而控制電路33則可以根據一環境溫度調整驅動裝置3之轉速。控制電 路33包含一溫度感測模塊331及一調整模塊333。溫度感測模塊331感測一 環境溫度，並產生一溫度訊號330。調整模塊333耦接至第一線圈21及第二 線圈32，並另外電性連接至第一開關組件34、第二開關組件35及第三開關 組件36，藉此因應溫度訊號330變換該等線圈之連接方式，以調整驅動裝置 3之整體阻抗值。詳言之，當環境溫度保持在一預設範圍內時，調整模塊333 發送一第一調整訊號332使第一開關組件34呈現斷路狀態；發送一第二調整
訊號334使第二開關組件35導通並發送一第三調整訊號336使第三開關組件 36呈現斷路狀態，俾使電流只會透過第二開關組件35流至線圈32產生一阻 抗值，並以此阻抗值來控制驅動裝置3之轉速。
當環境溫度降低時，調整模塊333輸出之第一調整訊號332將使第一開 關組件34導通，而調整模塊133輸出之第二調整訊號334及第三調整訊號 336將分別使第二開關組件35及第三開關組件36呈現斷路狀態，俾使第一 線圈31與第二線圈32透過第一開關組件34以串聯方式電性連接。此時第-線圈31及第二線圈32將共同產生阻抗值，與只有第一線圈31所產生之阻抗 值相比較之下，第一線圈31及第二線圈32串聯所產生之阻抗值係為增加的。 舉例而言，第一線圈31及第二線圈32之阻抗皆為2奧姆，當第二開關組件 35導通而第一開關組件34及第三開關組件36為斷路狀態時，驅動裝置3之 阻抗值為2奧姆；而當第一開關組件34導通且第二開關組件35及第三開關 組件36為斷路狀態時，第一線圈31及第二線圈32係為串聯，此時驅動裝置 3之整體阻抗值即為4奧姆。當驅動裝置3之整體阻抗值增加時，驅動裝置3 之轉速將會降低，進而降低驅動裝置3之消耗功率。
另一方面，當環境溫度升高時，調整模塊333輸出之第二調整訊號334 及第三調整訊號336將分別導通第二開關組件35及第三開關組件36，而調 整模塊333輸出之第一調整訊號332將使第一開關組件34呈現斷路狀態，俾 使第一線圈31與第二線圈32透過第二開關組件35及第三開關組件36之導 通以並聯方式電性連接。此時第一線圈31及第二線圈32將共同產生阻抗值， 與只有第一線圈31所產生之阻抗值相比較之下，第一線圈31及第二線圈32 並聯所產生之阻抗值係為降低的。舉例而言，第一線圈31及第二線圈32之
阻抗皆為2奧姆，當第二開關組件35導通而第一開關組件34及第三開關組 件36為斷路狀態時，驅動裝置3之阻抗值為2奧姆；當第二開關組件35及 第三開關組件36因應第二調整訊號334及第三調整訊號336導通而第一開關 組件34因應第一調整訊號332呈現斷路狀態時，第一線圈31及第二線圈32 係為並聯，此時驅動裝置3之整體阻抗值即為1奧姆。當驅動裝置3之整體 阻抗值降低時，驅動裝置3之轉速將會增加，進而提高驅動裝置3之散熱效 能。
換言之，第三實施例的線圈之連接方式可以為並聯、串聯及其組合其中 之l，透過線圈連接方式之各種不同組合，驅動裝置3可藉由不同線圈之組 合來劃分出多個轉速區間。
在本實施例中，第一開關組件34、第二開關組件35及第三開關組件36 各可為一金氧半場效電晶體，金氧半場效電晶體與第一線圈31及第二線圈 32之連接方式為熟悉此項技藝者所熟知，在此不加贅述。
此外，由於該等線圈可藉由阻抗值改變，劃分出多個轉速區間，而在各 轉速區間內，其微調之轉速則可進一歩由調整模塊333以PWM方式來進行 細微之調整，其為熟悉此項技藝者可輕易達成，在此不加贅述。
綜上所述，本發明可透過溫度感測模塊及調整模塊以改變複數個線圈之 連接方式來調整驅動裝置之整體阻抗值。當驅動裝置之阻抗值改變時，即可 調整驅動裝置的轉速，以避免傳統使用PWM控制驅動裝置之轉速時，驅動 裝置之電感電流的急劇變化所帶來的噪音以及開關之加速損耗。同時由於轉 速可調之緣故，驅動裝置的消耗功率將可以進一步再降低。
權利要求
1、一種控制電路，用於一驅動裝置，該驅動裝置包含複數個線圈，該控制電路包含一溫度感測模塊，用以感測一環境溫度，並產生一溫度訊號；以及一調整模塊，耦接至該等線圈，用以因應該溫度訊號變換該等線圈之一連接方式，以調整該驅動裝置之一阻抗值。
2、 根據權利要求l所述的控制電路，其特徵在於所述該等線圈之連 接方式為並聯、串聯及其組合其中之一。
3、 根據權利要求l所述的控制電路，其特徵在於所述該等線圈包含 一第一線圈及一第二線圈，該驅動裝置更包含一開關組件，該調整模塊因 該溫度訊號輸出 一調整訊號以導通該開關組件，使該第一線圈與該第二線 圈透過該開關組件以串聯方式耦接，以調整該驅動裝置之阻抗值。
4、 根據權利要求l所述的控制電路，其特徵在於所述該等線圈包含 一第一線圈及一第二線圈，該驅動裝置更包含一第一開關組件及一第二開 關組件，該調整模塊因應該溫度訊號輸出一調整訊號以導通該第一開關組 件及該第二開關組件，俾使該第一線圈與該第二線圈透過該第一開關組件 及該第二開關組件以並聯方式耦接，以調整該驅動裝置之阻抗值。
5、 根據權利要求4所述的控制電路，其特徵在於所述該等開關組件其中之一為一金氧半場效電晶體D
6、 根據權利要求l所述的控制電路，其特徵在於所述該驅動裝置系 為一風扇，該調整模塊系因應該溫度訊號調整該風扇之阻抗值，以變換該 風扇之一轉速。
7、 根據權利要求6所述的控制電路，其特徵在於所述該調整模塊更 以一脈寬調變方式變換該風扇之轉速。
8、 一種驅動裝置，包含 複數個線圈；以及 一控制電路，包含一溫度感測模i夫，用以檢測環境溫度，並產生一溫度訊號；以及 一調整模塊，耦接至該等線圈，用以因應該溫度訊號變換該等線圈之 - 一連接方式，以調整該驅動裝置之一阻抗值。
9、 根據權利要求8所述的驅動裝置，其特徵在於所述該等線圈之 連接方式為並聯、串聯及其組合其中之一。
10、 根據權利要求8所述的驅動裝置，其特徵在於所述該等線圈包 含一第一線圈及一第二線圈，該驅動裝置更包含一開關組件，該控制電路 之調整模塊因應該溫度訊號輸出一調整訊號以導通該開關組件，使該第一 線圈與該第二線圈透過該開關組件以串聯方式耦接，以調整該驅動裝置之 阻抗值。
11、 根據權利要求8所述的驅動裝置，其特徵在於所述該等線圈包 含一第一線圈及一第二線圈，該驅動裝置更包含一第一開關組件及一第二 開關組件，該控制電路之調整模塊因應該溫度訊號輸出一調整訊號以導通 該第一開關組件及該第二開關組件，使該第一線圈與該第二線圈透過該第 一開關組件及該第二開關組件以並聯方式耦接，以調整該驅動裝置之阻抗 值。
12、 根據權利要求11所述的驅動裝置，其特徵在於所述該等開關 組件其中之一為 一金氧半場效電晶體。
13、 根據權利要求8所述的驅動裝置，其特徵在於所述該驅動裝置 係為一風扇，該調整模塊系因應該溫度訊號調整該風扇之阻抗值，以變換 該風扇之一轉速。
14、 根據權利要求13所述的驅動裝置，其特徵在於所述該調整模 塊更以 一脈寬調變方式變換該風扇之轉速。
全文摘要
本發明公開了一種控制電路及包含該控制電路之驅動裝置，該驅動裝置包含複數個線圈，該控制電路包含一溫度感測模塊及一調整模塊。該溫度感測模塊用以感測一環境溫度，並產生一溫度訊號。該調整模塊耦接至該等線圈，用以因應該溫度訊號變換該等線圈之一連接方式，以調整該驅動裝置之一阻抗值；透過溫度感測模塊及調整模塊以改變複數個線圈之連接方式來調整驅動裝置之阻抗值，當驅動裝置之阻抗值改變時，即可調整驅動裝置的轉速，以避免傳統使用PWM控制時，驅動裝置之電感電流的急劇變化所帶來的噪音以及開關之加速損耗，減少維修成本，降低噪聲，提高了產品質量。
文檔編號H02P7/18GK101174808SQ200710124058
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月22日 優先權日2007年10月22日
發明者周文杰 申請人:臺達電子零組件(東莞)有限公司;臺達電子工業股份有限公司