簡易型散熱風扇的pwm控制裝置的製作方法
2023-04-24 21:24:16
專利名稱：簡易型散熱風扇的pwm控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型設計一種簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，尤其設計一種具有低成本、高效率的外加式PWM控制裝置、能夠降低製作成本和縮小風扇體積的簡易型散熱風扇PWM控制裝置。
背景技術：
已知，目前的電子組件及產品，在追求多功能、高速運算或高功率、體積小型化等設計下，由於電子設計的密集度高及組件工作功率大，在實際操作運轉時將產生更高且更大量的熱能，因此必須利用散熱機構進行實時的散熱，使電路能維持正常運行。而在散熱機構中，散熱風扇是主要的應用，通過風扇產生的風流增加熱交換率，以達到快速散熱的效果。
公知的散熱風扇，請參閱圖1所示，其為典型架構的散熱風扇1，包括風扇馬達11及控制風扇馬達11操作的風扇驅動裝置12。風扇驅動裝置12包括驅動處理器(IC)或者微處理器(MCU)的其中之一以及霍耳組件和溫度感應器。利用溫度感應器及霍耳組件感測電子元計的溫度升降變化，由驅動處理器或者微處理器的其中之一驅動風扇馬達11產生運轉動作並調整轉速，從而形成溫度調節方式來控制風扇轉速。
上述公知的散熱風扇的溫控式轉速調節設計，其體積受限於電子組件與線路結構，無法縮小到6cm以下，在講求產品輕、薄、短、小化的設計潮流中，不足以滿足其應用需求。同時，在運轉控制上也無法達到穩定、快速及完美。而利用微處理器來控制，雖可獲得更精確而近乎完美的控制效果，但其成本高於一般架構達2～3倍以上，且製成體積也無法縮小到6cm以下。
發明內容
本實用新型的主要目的，在於解決上述缺陷，避免缺陷存在。本實用新型將簡易型的PWM控制裝置直接外掛連接於散熱風扇馬達，驅動裝置內部感測到電子組件的溫升變化時，驅動風扇馬達以高轉速動作；在電子組件溫度降低而風扇馬達仍然維持高速運轉時，利用脈寬調製信號使得PWM控制裝置產生壓降信號，以驅動風扇馬達降低轉速。此PWM控制裝置可達到接近於MCU的控制效果，同時降低製作成本並縮小整體體積，可應用於輕薄短小的電子產品。
為達上述目的，本實用新型提供一種簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，所述散熱風扇包括風扇馬達和連接於所述風扇馬達的驅動裝置，所述PWM控制裝置與所述風扇馬達和所述驅動裝置連接，脈寬調製信號輸入到所述PWM控制裝置中，其特徵在於，所述PWM控制裝置響應於所述脈寬調製信號而產生的壓降信號輸出至所述風扇馬達。
圖1為公知的散熱風扇的電路架構示意圖；圖2為本實用新型一個實施例的電路架構方框圖；圖3為本實用新型一個實施例的電路示意圖；圖4為本實用新型另一個實施例的電路示意圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下本實用新型的主要組件符號說明2-風扇馬達 3-驅動裝置4-PWM控制裝置5-連接組件6-脈寬調製器 41-充放電路43-電子開關 L1、L2、L3線圈R1-電阻組件 R2-壓降產生電路現有技術主要組件符號說明1-散熱風扇11-風扇馬達
12-風扇驅動裝置具體實施方式
為了使本領域技術人員進一步了解本實用新型的特徵及技術內容，請參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖，附圖僅提供參考與說明用，並非用來限制本實用新型。
請參閱圖2和3所示，為本實用新型的簡易型散熱風扇溫控裝置應用於半波架構的電路示意圖。如圖所示本實用新型的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置包括風扇馬達2，電連接於風扇馬達2的驅動裝置3和電連接於風扇馬達2與驅動裝置3的PWM控制裝置4，電連接於PWM控制裝置4、將外部脈寬調製信號輸入的連接組件5，從而構成簡易型、低成本的外加式PWM控制裝置，應用於散熱風扇，使得風扇整體體積可小於4cm，同時PWM控制特性可接近於MCU控制效果的實用散熱風扇。
風扇馬達2的線圈L1、L2通過驅動裝置3得到控制，使風扇馬達轉動。
驅動裝置3的電源信號輸入端通過連接組件5與外部電源控制連接，而輸出端連接於風扇馬達2的線圈L1、L2，並根據驅動裝置3內部感測到的電子組件的溫度升高的變化，控制輸出端輸出至線圈L1、L2的電流量，以控制風扇馬達2運轉的轉速，且隨持續的溫度升高使風扇馬達2保持高轉速動作。
上述所提的PWM控制裝置4包括至少一個充放電路(RC電路)41、壓降產生電路42及電子開關43。充放電路41由電阻組件R1及電容組件C1組成，而壓降產生電路42由電阻組件R2組成，電子開關43由電晶體所構成。
當驅動裝置3內部感測到電子組件溫度升高時，風扇馬達2提高轉速；當驅動裝置3內部感測到電子組件溫度降低時，如果風扇馬達2轉速未降低，則與連接組件5連接的外部脈寬調製器6輸入脈衝寬度調製信號後，經充放電路41的電阻組件R1對電容組件C1充電，之後，對壓降產生電路42的電阻組件R2放電，並且在電阻組件R2上產生壓降，此壓降信號使得電子開關43導通，從而控制風扇馬達2降低轉速，以匹配於當前的電子組件溫度。
脈寬調製器6為外設於散熱風扇的信號調製器，根據風扇驅動裝置3所感測的電子組件的溫度下降變化，輸出脈寬調製信號作為PWM控制裝置4的動作觸發信號。
由於PWM控制裝置4為外加式連接於散熱風扇及其風扇馬達2，且僅由充放電路41、壓降產生電路42、電子開關組件43組成，並配合應用電路中所配置的脈寬調製器6作為PWM控制裝置4的啟動控制，從而形成了簡易的控制線路結構，使其製作成本低廉。
同時，該簡易設計的PWM控制裝置4與脈寬調製器6的控制設計，應用於散熱風扇配置，將可有效的縮小散熱風扇製成體積，更可縮小至4cm或以下，足以滿足現今追求產品輕、薄、短、小化設計的應用需求，並且對於溫度與轉速的匹配控制可達到接近於高成本的MCU的控制效果。
請參閱圖4所示，為本實用新型的簡易型散熱風扇溫控裝置應用於全波架構的電路示意圖。如圖所示本實施例與圖2和3大致相同，不同之處在於風扇馬達2為全波型的線圈L3，並連接於本實用新型的簡易型設計的PWM控制裝置4，配合外部連接的脈寬調製器6輸出信號觸發PWM控制裝置4導通。這樣，可同樣根據感測的電子組件溫度降低變化，控制PWM控制裝置4輸出壓降信號以驅動風扇馬達2降低轉速，以為使用者提供體積更小、價格更低廉但可達到接近於公知的高成本MCU的控制效果的實用散熱風扇的PWM控制裝置。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此即限制本實用新型的專利範圍，凡是運用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利範圍內。
權利要求1.一種簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，所述散熱風扇包括風扇馬達和連接於所述風扇馬達的驅動裝置，所述PWM控制裝置與所述風扇馬達和所述驅動裝置連接，脈寬調製信號輸入到所述PWM控制裝置中，其特徵在於，所述PWM控制裝置響應於所述脈寬調製信號而產生的壓降信號輸入至所述風扇馬達。
2.如權利要求1所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述PWM控制裝置包括充放電路；與所述充放電路電連接的壓降產生電路；與所述充放電路和所述壓降產生電路電連接的電子開關。
3.如權利要求2所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述充放電路由電阻組件(R1)和電容組件(C1)組成。
4.如權利要求2所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述壓降產生電路由電阻組件(R1)組成。
5.如權利要求2所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述電子開關為電晶體組件。
6.如權利要求2所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述PWM控制裝置電連接於連接組件。
7.如權利要求6所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述連接組件對外電連接於脈寬調製器。
8.如權利要求1所述的簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，其特徵在於，所述PWM控制裝置可連接於全波、半波的風扇馬達驅動電路的其中之一。
專利摘要一種簡易型散熱風扇的PWM控制裝置，所述散熱風扇包括風扇馬達和電連接於風扇馬達的驅動裝置，所述PWM控制裝置電連接於風扇馬達與驅動裝置。驅動裝置內部感測到電子組件的溫度升高變化時，驅動風扇馬達以高轉速動作；在電子組件溫度降低而風扇馬達仍然維持高速運轉時，外部輸入脈寬調製(PWN)信號，利用脈寬調製信號使得PWM控制裝置產生壓降信號，此壓降信號驅動風扇馬達降低轉速。該PWM控制裝置可達到接近於MCU的控制效果，同時降低製作成本並縮小整體體積，可應用於輕薄短小的電子產品。
文檔編號G05D23/19GK2912110SQ20052012709
公開日2007年6月13日 申請日期2005年9月29日 優先權日2005年9月29日
發明者林澤泉 申請人:林澤泉