無碳刷直流風扇的改良的製作方法

2023-05-10 10:04:06

專利名稱：無碳刷直流風扇的改良的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種無碳刷直流風扇的改良，尤其指一種無需外接獨立電路即可取出方波信號作偵測用途的直流風扇。
背景技術：


圖1所示為一種直流風扇的基本結構，其包括有相間呈環狀的N極永久磁鐵，S極永久磁鐵及定子，其中，N、S極永久磁鐵外設有扇葉10，定子由兩組電磁鐵11、12構成，且分別由兩組線圈13、14所控制，其中電磁鐵11的感應端上設有霍爾元件15，其可透過一驅動電路，使上述N、S極永久磁鐵帶動扇葉10運轉。
又如圖2所示，為上述風扇的驅動電路，其主要以兩組電晶體16、17的漏極分別與上述兩組線圈13、14的基極，再使電晶體16的漏極連接至另一電晶體17的基極。當定子轉動時，霍爾元件15將偵得永久磁鐵的N或S極性，並透過電晶體16使線圈13激磁，使電磁鐵11產生與永久磁鐵相同極性的磁場，以形成互斥作用，而使永久磁鐵連同扇葉10同時運轉一角度，霍爾元件15偵測到另一極性的永久磁鐵時，即由另組電晶體17驅動另一組線圈14激磁，再次旋轉一角度，而風扇即以上述循環方式持續運轉。
在上述驅動電路中的兩組電晶體16、17漏極上可分別取得一如圖3所示的Av波形，由圖中波形可明顯看出，其並非一理想的脈衝信號，故不能作為偵測監控的信號來源。
然而無碳刷直流風扇經常運用於封閉空間內，如計算機主機中，故無法輕易由外界看出其運轉狀態，如其因某些不特定因素而造成轉速改變，甚至停止運轉，即直接影響計算機主機內的CPU散熱效率，其影響很大，基於這種使用特性，現有無碳刷直流風扇必須是可檢測監控的。
而公告261303號「無碳刷式直流風扇結構改良」實用新型專利案，即提供其中一種可供監測的直流風扇，如圖4所示，其主要於直流風扇FAN外設有一信號產生電路，該信號產生電路由風扇FAN的線圈端點L1(即上述圖1中的電晶體17漏極端點處)經一電容C1、電阻R1連接至一電晶體T1的基極，又使該電晶體T1的射極與接地端間設有一電容C2，且經一電阻R2連接至另一電晶體T2的基極，由此可分別由兩電晶體T1、T2的集、射極上分別取出一方波信號，供外接至監控電路，以檢測監控該風扇的運轉情況。
以上述專利所提供的信號產生電路雖可風扇FAN中取出以方波信號，供監控用，但由於該信號產生電路由諸多額外的電子元件組成，在現有直流風扇上極為有限的電路板空間，顯然不足以將該額外配置的信號產生電路容納其間，換句話說，該信號產生電路必須以外接方式獨立設於風扇以外，然而，該作法勢必增加直流風扇的體積，而與直流風扇的小型化的發展趨勢相互違背，而且也不利於運用。
由上述可知，自直流風扇中取出一方波信號，供監測運轉情況或作反饋以控制轉速等用途，確實有助於直流風扇的運用，亦為大勢所趨，但現有直流風扇所提供的方波信號產生方式又存在體積及實用性上等諸多問題，故應該進一步改進。
為此，設計人基於從事相關領域多年積累的豐富經驗，經過不斷的研究設計，終於成功創作出一種在不增加原來體積也不外接獨立電路而可產生一方波信號供監控或其它用途的無碳刷直流風扇。
實用新型內容本實用新型的主要目的在於提供一種無碳刷直流風扇的改良，主要是在不增加額外原件時，以兩電晶體分別控制直流風扇兩組風扇的激磁與否，又以一霍爾元件依序兩電晶體的導通與否，以驅動兩線圈的交替激磁，而使風扇運轉，其特徵在於
於上述其中一電晶體的漏極上設有一方波產生電路，而由原始電路中取出一方波信號，用於檢測監控。
該方波產生電路由一電阻與一電晶體組成，利用電晶體的開關特性以轉換產生方波信號。
具體實施方式
為便於上述目的及本實用新型的詳細結構更明顯易懂，
以下結合附圖詳細說明如下圖1所示為一般無碳刷直流風扇的基本構造示意圖。
圖2所示為一般無碳刷直流風扇的電路圖。
圖3所示為一般無碳刷直流風扇的波形圖。
圖4所示為申請號為83214410的實用新型專利的電路圖。
圖5所示為本實用新型的電路圖。
圖6所示為本實用新型的波形圖。
圖7所示為本實用新型的一實施例電路圖。
圖8所示為本實用新型的另一實施例電路圖。
圖9所示為本實用新型配合監控電路運用的實施例圖。
(10)扇葉(11)(12)電磁鐵(13)(14)線圈(15)霍爾元件(16)(17)電晶體 (20)霍爾元件(21)(22)電晶體 (23)(24)線圈(25)電阻(30)方波產生電路(31)電阻(32)電晶體(40)(50)霍爾元件(41)(42)線圈(51)(52)線圈(60)風扇(61)微處理器(62)使用者顯示器有關本實用新型的電路結構，請參閱圖5所示，其為本實用新型的一較佳實施例，其採用3PIN的霍爾元件，其中，另霍爾元件(20)的輸出端L1連接至一電晶體(21)的基極上，又電晶體(21)漏極與風扇上的一組線圈(23)連接，且經一電阻(25)連接至另一電晶體(22)的基極，該電晶體(22)漏極與風扇上的另一組線圈(24)連接，當霍爾元件(20)測得不同極性的永久磁鐵時，將於輸出端L1上產生不同的電位狀態，而交互的透過電晶體(21)(22)控制兩組線圈(23)(24)的激磁與否，上述為直流風扇的基本架構，其工作原理不再進一步贅述本實用新型的特徵在於在上述線圈(23)與電晶體(21)的漏極接點A或另一線圈(24)與電晶體(22)的漏極接點B上設有一方波產生電路(30)，本實施例中，該方波產生電路(30)連接至線圈(23)與電晶體(21)的漏極接點A上，以便由該端點A取出信號，經轉換後產生一方波信號，供監控或其它用途使用。
上述方波產生電路(30)由一限流電阻(31)與一電晶體(32)組成，其中電晶體(32)基極經由電阻(31)連接至上述電路的端點A上，而其漏極則構成一方波信號輸出端FG，由於電晶體(32)具有開關特性，故可配合限流電阻(31)將端點A處的脈衝信號轉換完成的方波信號，這一作用如圖6具體所示，其中上圖A指由端點A所測得的信號波形，其為不理想的脈衝信號，該脈衝信號經方波產生電路(30)進行轉換後產生如下圖B由輸出端FG所測得的完整方波信號。
該方波信號可透過適當介面藉以將轉速顯示在使用者的顯示器上，以監控風扇的運轉情況，又風扇的轉速可以利用電源的變動獲得適當的增減，而使用者可利用上述方波信號設計一電壓反饋電路，以有效的控制風扇的轉速。
在前一實施例中，本實用新型選擇3PIN的霍爾元件組成，而在以下本實用新型的又一實施例中，則採用4PIN的霍爾元件組成，如圖7所示，該霍爾元件(40)除了具有正負電源端外，還具有兩組輸出端L1、L2，其分別與風扇的兩組線圈(41)(42)，以交替控制該兩線圈(41)(42)的激磁與否，由於該4PIN的霍爾元件(40)內部已經包含驅動部分的電路，故僅須以兩輸出端L1、L2與兩線圈(41)(42)連接，即可作交替控制，該霍爾元件(40)可由編號MTS276的IC構成。
在上述配合4PIN霍爾元件(40)組成的風扇中，在霍爾元件(40)其中一輸出端L1上設置方波產生電路(30)，當霍爾元件(40)以該輸出端L1驅動線圈(41)時，方波產生電路(30)可由該端點取得信號，並經轉換後在該輸出端FG上產生方波信號。
而如上所述，體積問題是改進無碳刷直流風扇不可不考慮的重要因素，基於無碳刷直流風扇對於小型化的要求，本實用新型也可將方波產生電路與霍爾元件以體積電路設計，採用一體設計，由此可進一步縮小其在風扇電路板上所佔用的空間。如圖8所示，即本實用新型與霍爾元件結合為一體並經集成化後的電路圖，該霍爾元件(50)除了具有兩組輸出端L1、L2以分別連接驅動兩組線圈(51)(52)外，另提供一方波信號輸出端FG，以輸出方波信號供監測及其它用途使用。
再如圖9所示，為上述各個實施例的直流風扇配合監控處理器所組成的監控工作實施例圖，主要是使上述風扇(60)的方波信號輸出端FG連接至一微處理器(61)上，該微處理器(61)可以是編號為LM78的IC，其一輸出端連接至使用者顯示器(62)上，另一輸出端則反饋至風扇(60)的電源端Vc，由此當風扇(60)送出方波信號時，可經由微處理器(61)進行轉換處理，除送至使用者顯示器(62)上以顯示風扇(60)的轉速外，也反饋至風扇(60)的電源端Vc以調整其轉速。
由上述說明可看出本實用新型的具體結構型態與達到的目的，該無碳刷直流風扇改良的最大特點在於其運用一方波產生電路連接於風扇原有的驅動電路上，由於該方波產生電路的電路單純，可一體設於風扇原有的電路板，而無需使以外接形式設置，故不會造成體積的擴大與空間的浪費。
再者，本實用新型相對於現有無碳刷直流風扇的方波產生方式在電路構造上，已有顯然且大幅的簡化，由此可有效節省零件數量，降低製造成本。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，依本實用新型所作的各種變化都在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種無碳刷直流風扇的改良，主要是使霍爾元件的輸出端連接至一電晶體的基極上，且電晶體漏極與風扇上的一組線圈連接，且經一電阻連接至另一電晶體的基極，該電晶體漏極與風扇上的另一組線圈連接，其特徵在於上述兩電晶體中的任一個在漏極上連接有一方波產生電路，該方波產生電路由一限流電阻與一電晶體組成，其中電晶體基極經限流電阻與風扇上電晶體的漏極連接。
2.如權利要求1所述的無碳刷直流風扇的改良，其特徵在於該霍爾元件為3PIN或4PIN。
3.如權利要求2所述的無碳刷直流風扇的改良，其特徵在於該霍爾元件為4PIN時，其以兩組輸出端分別與兩線圈連接，並以其中一輸出端與方波產生電路連接。
4.如權利要求1所述的無碳刷直流風扇的改良，其特徵在於該霍爾元件可與方波產生電路結合為一體，並構成一集成電路。
專利摘要本實用新型是一種無碳刷直流風扇的改良，尤其指一種無需外接獨立電路即可取出方波信號作偵測用途的直流風扇，其至少以兩電晶體分別控制直流風扇兩組線圈的激磁與否，又以一霍爾元件依序控制兩電晶體的導通與否，以驅動兩線圈的交替激磁，而使風扇運轉；其特徵在於上述任一電晶體的漏極上設有一方波產生電路，以便由上述電路中取出一方波信號，用於檢測監控。
文檔編號H02K29/08GK2664275SQ20032010054
公開日2004年12月15日 申請日期2003年10月15日 優先權日2003年10月15日
發明者林佑亮 申請人:奇鋐科技股份有限公司