一種監控電路以及監控方法與流程

2023-10-06 11:07:39

本發明是涉及一種監控電路以及監控方法，特別是一種用於監控風扇的狀態的監控電路以及監控方法。

背景技術：

隨著科技的進步，各式各樣的電子裝置，例如電腦或是伺服器等，已成為生活中不可或缺的一部分，而在此種電子裝置中，散熱能力的優劣往往影響到電子裝置運作的穩定性及產品的使用壽命，因此為了提高電子裝置的散熱效率，皆會在電子裝置的內部或是其所處的環境空間中額外設置一風扇，以降低電子裝置的溫度。

然而，在現有的風扇電路中僅能通知使用者該風扇是否有異常發生，而無法提供該風扇是何種狀態發生異常，例如是轉速、驅動電壓、驅動電流及/或溫度等狀態發生異常。有鑑於此，一種可監控風扇各種狀態的電路，便是現今值得研究的課題。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提出一種監控風扇各種狀態的監控電路，以解決上述的問題。

本發明公開一種監控電路，其用於一風扇並接收該風扇的一驅動電流以及一驅動電壓。該監控電路包含多個感測電路以及一微控制器。該多個感測電路是分別感測該風扇的多個狀態後輸出多個感測值。該微控制器是用以監控該多個感測值是否分別超出多個預設值範圍而得到多個比較結果，該微控制器根據該多個比較結果輸出多個警告信號的其中之一。其中，該多個警告信號分別具有一特定頻率，且每一所述警告信號的該特定頻率是彼此相異。

本發明另公開一種監控風扇的方法，包含：通過多個感測電路感測一風扇的多個狀態後輸出多個感測值；一微控制器監控該多個感測值是否分別超出多個預設值範圍以得到多個比較結果；以及該微控制器根據該多個比較結果輸出多個警告信號的其中之一。其中，該多個警告信號分別具有一特定頻率，且每一所述警告信號的該特定頻率是彼此相異。

本發明提供一種監控電路，用以監控一風扇的各種狀態。監控電路可監控該風扇的一轉動數目是否已超過一預定轉數，監控一驅動電壓以及一驅動電流是否分別在一額定電壓以及一額定電流的範圍內，並且監控該風扇的溫度是否超出預設的溫度。因此可解決現有技術中，現有風扇僅能檢測風扇是否發生異常，而無法提供風扇內部的其餘信息以相對應提出警告信號的缺點。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的一監控電路的功能方塊圖；

圖2為本發明一實施例的一轉動感測電路的電路圖；

圖3為本發明一實施例的一偏壓感測電路的電路圖；

圖4為本發明一實施例的一電流感測電路的電路圖；

圖5為本發明一實施例的一積塵感測電路的電路圖；

圖6為本發明一實施例的一溫度感測電路的電路圖；

圖7為本發明一實施例的儲存於一微控制器的一對照表的示意圖；以及

圖8為本發明一實施例的監控風扇的方法的流程圖。

附圖標記說明：

100監控電路

102轉動感測電路

1021霍爾感測器

104偏壓感測電路

106電流感測電路

108積塵感測電路

1081光發射器

1831光接收器

1085殼體

1087凹槽

110溫度感測電路

112微控制器

114穩壓器

amp運算放大器

r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11電阻

rt熱敏電阻

c1、c2、c3、c4電容

v1感測值

v2第二感測值

v3第三感測值

v4第四感測值

v5第五感測值

ic驅動電流

vin驅動電壓

vsup供應電壓

oa警告信號

s100、s102、s104、s106步驟

具體實施方式

以下說明為本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明一般性的原則，不應視為本發明的限制，本發明的範圍當以權利要求所界定者為準。

請參考圖1，圖1為本發明一實施例的一監控電路100的功能方塊圖。監控電路100是應用於一風扇(圖中未表示)並接收該風扇的一驅動電流ic以及一驅動電壓vin，並且可監控該風扇的各種狀態，例如電壓、電流以及溫度等。監控電路100可以整合於該風扇的一驅動電路板上，但不限於此。舉例而言，監控電路100可獨立於該驅動電路並以一連接器(connector)連接至該風扇的該驅動電路板。監控電路100包含多個感測電路，該多個感測電路是分別感測該風扇的多個狀態後得到多個感測值。於此實施例中，監控電路100可包含一轉動感測電路102、一偏壓感測電路104、一電流感測電路106、一積塵感測電路108、一溫度感測電路110以及一微控制器112。再者，監控電路100可另包含一穩壓器114，用以將驅動電壓vin轉換成一供應電壓vsup，用以供監控電路100電力。例如可提供給轉動感測電路102、電流感測電路106、積塵感測電路108、溫度感測電路110以及微控制器112電力。

轉動感測電路102是可用來感測該風扇的一轉動狀態以得到一感測值v1至微控制器112。偏壓感測電路104是用以接收驅動電壓vin並輸出一第二感測值v2至微控制器112，第二感測值v2是可正比於驅動電壓vin。電流感測電路106是用以接收驅動電流ic並輸出一第三感測值v3至微控制器112，第三感測值v3是可正比或反比於驅動電流ic。積塵感測電路108是用以感測該風扇的一積塵狀態並輸出一第四感測值v4至微控制器112。一溫度感測電路110是用以感測該風扇的一溫度並輸出一第五感測值v5至微控制器112，第五感測值v5是可正比或反比於該溫度。其中感測值v1、第二感測值v2、第三感測值v3、第四感測值v4以及第5感測值v5是可分別為一電壓值。

請參考圖2，圖2為本發明一實施例的轉動感測電路102的電路示意圖。轉動感測電路102包含一霍爾感測器1021、一電阻r1以及一電容c1。其中，電阻r1具有一第一端以及一第二端，電阻r1的該第一端是連接於供應電壓vsup。電容c1具有一第一端以及一第二端，電容c1的該第一端是連接於電阻r1的該第二端，且電容c1的該第二端是連接於一接地端。霍爾感測器1021的一第一端是連接於供應電壓vsup，且霍爾感測器1021的一第二端是連接於該接地端。霍爾感測器1021是可根據該風扇的一轉動狀態輸出一霍爾電壓以作為感測值v1。舉例來說，當該風扇轉動一周時，霍爾感測器1021輸出一脈衝或一方波的感測值v1。因此當該風扇連續轉動時，感測值v1為具有連續脈衝的一波形或具有連續方波的一波形。另外，微控制器112可具有一計數器功能，可根據所接收的感測值v1來計算該風扇的一轉動總數，該轉動總數是作為一第一感測值。

請參考圖3，圖3為本發明一實施例的偏壓感測電路104的電路圖。偏壓感測電路104包含一電阻r2、一電阻r3以及一電容c2。電阻r2具有一第一端以及一第二端，電阻r2的該第一端連接於驅動電壓vin。電阻r3具有一第一端以及一第二端，電阻r3的該第一端是連接於電阻r2的該第二端，且電阻r3的該第二端連接於該接地端。電容c2具有一第一端以及一第二端，電容c2的該第一端連接於電阻r3的該第一端以及微控制器112，且電容c2的該第二端連接於該接地端。偏壓感測電路104是用以接收驅動電壓vin並於電容c2的該第一端提供第二感測值v2給微控制器112。其中，第二感測值v2是正比於驅動電壓vin。

請參考圖4，圖4為本發明一實施例的電流感測電路106的電路圖。電流感測電路106包含一運算放大器amp、一電阻r4、一電阻r5、一電阻r6、一電阻r7、一電容c3以及一電容c4。運算放大器amp具有一第一端以及一第二端，該第一端是連接於供應電壓vsup，且該第二端連接於該接地端。電阻r4具有一第一端以及一第二端，電阻r4的該第一端連接驅動電流ic，且電阻r4的該第二端是連接於運算放大器amp的一正相輸入端。電容c3具有一第一端以及一第二端，電容c3的該第一端是連接於電阻r4的該第二端，且電容c3的該第二端是連接於該接地端。

電阻r5具有一第一端以及一第二端，電阻r5的該第一端連接於運算放大器amp的一反相輸入端，且電阻r5的該第二端連接於該接地端。電阻r6具有一第一端以及一第二端。電阻r6的該第一端連接於運算放大器amp的一輸出端，且電阻r6的該第二端連接於電阻r5的該第一端。電阻r7具有一第一端以及一第二端。電阻r7的該第一端是連接於運算放大器amp的該輸出端，且電阻r7的該第二端是連接於微控制器112，以提供第三感測值v3。電容c4具有一第一端以及一第二端。電容c4的該第一端是連接於電阻r7的該第二端，且電容c4的該第二端連接於該接地端。其中，電流感測電路106是用以接收驅動電流ic並提供第三感測值v3至微控制器112，第三感測值v3是可正比或反比於驅動電流ic。

請參考圖5，圖5為本發明一實施例的積塵感測電路108的電路圖。積塵感測電路108是用來感測該風扇的一積塵狀態並輸出第四感測值v4至微控制器112。積塵感測電路108包含一光發射器1081以及一光接收器1083。於此實施例中，光發射器1081可為一發光二極體(light-emittingdiode,led)，且光接收器1083可為一光電電晶體(phototransistor)，但不限於此，舉例來說，光接收器1083也可為一光電二極體(photodiode)。一般來說，光發射器1081以及光接收器1083是安裝於一殼體1085內，並且殼體1085具有如圖所示的一凹槽1087。光發射器1081具有一第一端以及一第二端，光發射器1081的該第一端是連接於供應電壓vsup，且光發射器1081的該第二端是連接於一電阻r8的一第一端，電阻r8的一第二端是連接於該接地端。光接收器1083具有一第一端以及一第二端，光接收器1083的該第一端是連接於供應電壓vsup，且該第二端是連接於一電阻r9的一第一端，電阻r9的一第二端是連接於該接地端。其中，光發射器1081是用以發射多條光束，且光接收器1083是用以接收光發射器1081所發出的該多條光束，並於光接收器1083的該第二端提供第四感測值v4給微控制器112。於此實施例中，若積塵堆積在凹槽1087內而使得光接收器1083無法接收該多條光束時，第四感測值v4可由一低電位轉變為一高電位，例如由0.3伏特轉為1.5伏特，但不限於此。

請參考圖6，圖6為本發明一實施例的溫度感測電路110的電路圖。溫度感測電路110是用以感測該風扇的一溫度並輸出第五感測值v5至微控制器112，其中第五感測值v5是正比或反比於該溫度。溫度感測電路110包含一電阻r10、一電阻r11以及一熱敏電阻rt。電阻r10具有一第一端以及一第二端，電阻r10的該第一端是連接於供應電壓vsup。電阻r11具有一第一端以及一第二端，電阻r11的該第一端是連接於電阻r10的該第二端，且電阻r11的該第二端是連接於該接地端。熱敏電阻rt具有一第一端以及一第二端，熱敏電阻rt的該第一端是連接於電阻r11的該第一端以及微控制器112，且熱敏電阻rt的該第二端是連接於該接地端。由於熱敏電阻rt會根據該風扇的該溫度而改變其阻值，因而第五感測值v5的電壓值會隨著該溫度而變化。

微控制器112儲存有多個預設值範圍，其包含一第一預設值範圍、一第二預設值範圍、一第三預設值範圍、一第四預設值範圍以及一第五預設值範圍。其中，該第一預設值範圍可為該一預定轉數，用以表示該風扇的轉動數目的一上限值，若該第一感測值超過該預定轉數，表示該風扇可能會損壞。該第二預設值範圍為一電壓值範圍，例如為36伏特至70伏特之間。當第二感測值v2超出該電壓值範圍時，表示對應於第二感測值v2的該驅動電壓不在正常工作電壓範圍內。該第三預設值範圍為一電壓值範圍，當第三感測值v3超出該電壓值範圍時，表示對應於第三感測值v3的該驅動電流不在正常工作電流範圍內，例如該驅動電流小於0.2安培或大於1安培。該第四預設值範圍為一電壓值範圍，例如為0到1伏特。當該風扇內的積塵堆積於凹槽1087而使得光接收器1083無法接收該多條光束時，光接收器1083提供第四感測值v4(例如1.5伏特)至微控制器112，此時第四感測值v4超出該第四預設值範圍，表示該風扇的積塵太多需要被清理。該第五預設值範圍為一電壓值範圍。當第五感測值v5超出該電壓值範圍時，表示對應於第五感測值v5的該風扇的該溫度太高。

微控制器112可分別比較該第一感測值是否超出該第一預設值範圍、第二感測值v2是否超出該第二預設值範圍、第三感測值v3是否超出該第三預設值範圍、第四感測值v4是否超出該第四預設值範圍、以及第五感測值v5是否超出該第五預設值範圍而得到多個比較結果，並且微控制器112根據該多個比較結果輸出多個警告信號oa的其中之一。該多個警告信號oa分別具有一特定頻率，且每一所述警告信號oa的該特定頻率是彼此相異。

請參考圖7，圖7為本發明一實施例的儲存於微控制器112的一對照表的示意圖。其中，s1的值為1時表示該第一感測值超出該第一預設值範圍，而s1的值為0時表示該第一感測值未超出該第一預設值範圍。s2的值為1時表示第二感測值v2超出該第二預設值範圍，而s2的值為0時表示第二感測值v2未超出該第二預設值範圍。s3的值為1時表示第三感測值v3超出該第三預設值範圍，而s3的值為0時表示第三感測值v3未超出該第三預設值範圍。s4的值為1時表示第四感測值v4超出該第四預設值範圍，而s4的值為0時表示第四感測值v4未超出該第四預設值範圍。s5的值為1時表示第五感測值v5超出該第五預設值範圍，而s5的值為0時表示第五感測值v5未超出該第五預設值範圍。微控制器112可比對該多個比較結果以及該對照表來輸出該多個警告信號oa的其中之一。舉例來說，當只有第二感測值v2超出該第二預設值範圍時，微控制器112根據該多個比較結果以及該對照表判斷出該多個比對結果為圖7中的狀況2，因此微控制器112輸出具有該特定頻率為20hz的一警告信號oa。而一顯示裝置(圖中未表示)在接收警告信號oa後可顯示一警告訊息表示該風扇的驅動電壓vin不在正常工作電壓範圍內，以提醒使用者該風扇出現問題。另外，當該多個感測值皆分別未超出該多個預設值範圍時，微控制器112根據該多個比較結果判斷出該多個比較結果不屬於為圖7中的任何狀況時，相對應輸出具有一正常頻率的一正常信號，該正常頻率是相異於每一所述警告信號oa的該特定頻率，例如為300hz。該正常信號表示目前該風扇沒有出現任何問題。可以理解的是，該特定頻率以及該正常頻率不限於此實施例。只要是彼此相異的多個特定頻率以及相異於每一所述特定頻率的一正常頻率皆符合本發明的範疇。

請參考圖8，圖8為本發明一實施例的監控風扇的方法的流程圖。於步驟s100中，通過多個感測電路感測該風扇的多個狀態後得到多個感測值。於步驟s102中，微控制器112監控該多個感測值是否分別超出多個預設值範圍以得到多比較結果。若是，執行步驟s104，若否，執行步驟s106。於步驟s104中，微控制器112比對該多個比較結果以及一對照表以輸出多個警告信號的其中之一，該多個警告信號分別具有一特定頻率，且每一所述警告信號的該特定頻率是彼此相異。執行完步驟s104後，回到步驟s100。於步驟s106中，當該多個感測值皆分別未超出該多個預設值範圍時，微控制器112根據該多個比較結果輸出一正常信號，該正常信號具有相異於每一所述警告信號的該特定頻率的一正常頻率。執行完步驟s106後，回到步驟s100。

相較於現有技術，本發明提供一種監控電路，用以監控一風扇的各種狀態。監控電路可監控該風扇的一轉動數目是否已超過一預定轉數，監控一驅動電壓以及一驅動電流是否分別在一額定電壓以及一額定電流的範圍內，並且監控該風扇的溫度是否超出預設的溫度。因此可解決現有技術中，現有風扇僅能檢測風扇是否發生異常，而無法提供風扇內部的其餘信息以相對應提出警告信號的缺點。

以上所述為實施例的概述特徵。所屬技術領域中技術人員應可以輕而易舉地利用本發明為基礎設計或調整以實行相同的目的及/或實現此處介紹的實施例的相同優點。所屬技術領域中技術人員也應了解相同的配置不應背離本發明的精神與範圍，在不背離本發明的精神與範圍下他們可做出各種改變、取代及交替。說明性的方法僅表示示範性的步驟，但這些步驟並不一定要以所表示的順序執行。可另外加入、取代、改變順序及/或消除步驟以視情況而作調整，並與所公開的實施例精神及範圍一致。