一種多模式調變的風扇轉速控制電路的製作方法
2023-10-23 22:51:12
專利名稱：一種多模式調變的風扇轉速控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風扇轉速控制電路，特別是涉及一種整合電壓調變模式與 PWM模式的多模式調變的風扇轉速控制電路。
背景技術：
一般風扇轉速的控制主要有兩種模式，其一是以電壓調變模式控制風扇轉速，另 一是以PWM模式控制風扇轉速。其中，電壓調變模式是以一穩定的外部電壓訊號來控制風 扇馬達的轉速，其電壓與轉速間有一曲線關係；而PWM模式是以一具有一佔空比的PWM訊號 驅動電晶體開關來控制風扇馬達的轉速，其佔空比的大小決定轉速的高低，而上述兩種控 制模式若能整合使用，則可增加使用頻寬，並能克服公知驅動IC應用上頻寬小的問題。如 圖1所示，一種公知的風扇轉速控制電路10包含一驅動IC 11、一霍爾元件12、一第一晶體 管13、一第二電晶體14以及一定子線圈15，其驅動IC 11僅能以PWM訊號進行風扇轉速的 控制，且使用頻寬範圍亦較小。由此可見，上述現有的的風扇轉速控制電路在結構與使用上，顯然仍存在有不便 與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求 解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠 解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的多模式調變 的風扇轉速控制電路，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
發明內容本實用新型的主要目的在於，克服現有的風扇轉速控制電路存在的缺陷，而提供 一種新的多模式調變的風扇轉速控制電路，所要解決的技術問題是使其利用低價的電路元 件整合電壓調變模式與PWM模式於風扇轉速的控制，當該PWM訊號的該佔空比固定時，可 藉由調變該外部電壓訊號來控制風扇轉速，反之，當該外部電壓訊號固定時，可藉由調變該 PWM訊號的該佔空比來控制風扇轉速；此外，亦可同時藉由調變該外部電壓訊號與該PWM訊 號的該佔空比來控制風扇轉速並增加使用頻寬，非常適於實用。本實用新型的另一目的在於，提供一種新的多模式調變的風扇轉速控制電路， 所要解決的技術問題是使整合調變電路的開關用以接收一具有一佔空比的PWM訊號，該 PWM訊號的該佔空比可調整並控制該開關，該開關可為一金屬氧化物半導體場效電晶體 (M0SFET)或一雙載子電晶體(bipolartransistor)，從而更加適於實用。本實用新型的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。依據本實 用新型提出的一種一種多模式調變的風扇轉速控制電路，其包含一電壓調整電路、一整合 調變電路以及一風扇馬達驅動電路，該電壓調整電路具有一電壓輸入端、一 0P放大器以及 一第一電壓輸出端，該電壓輸入端用以接收一外部電壓訊號，該外部電壓訊號經由該0P放 大器調整至適當的工作電壓範圍並產生一第一輸出電壓，且該第一輸出電壓是由該第一電 壓輸出端輸出；該整合調變電路是與該第一電壓輸出端電性連接，且用以接收一具有一佔空比的PWM訊號，並根據該PWM訊號的該佔空比與該第一輸出電壓的乘積產生一第二輸出 電壓；該風扇馬達驅動電路用以接收該第二輸出電壓，並根據該第二輸出電壓決定該風扇 馬達的轉速。本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以採用以下的技術措施來進一步實 現。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該0P放大器包含有一第一電阻以 及一第二電阻，該第一電阻與該第二電阻串聯。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該PWM訊號的該佔空比可調整於 0-100%之間。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該整合調變電路包含有一開關、一 第二電壓輸出端以及一設在該開關與該第二電壓輸出端之間的低通濾波電路。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該開關為一金屬氧化物半導體場效 電晶體或一雙載子電晶體。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該開關的集電極與該第一電壓輸出 端電性連接。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該低通濾波電路是由一第四電阻器 與一電容器所構成。前述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其中該低通濾波電路與該第二電壓輸出 端之間設有一緩衝器。藉由上述技術方案，本實用新型一種多模式調變的風扇轉速控制電路至少具有下 列優點及有益效果本實用新型多模式調變的風扇轉速控制電路是以低價的電路元件整合 電壓調變模式與PWM模式於風扇轉速的控制，當該PWM訊號的該佔空比R固定時，可藉由調 變該外部電壓訊號Vin來控制風扇轉速；反之，當該外部電壓訊號Vin固定時，可藉由調變該 PWM訊號的該佔空比R來控制風扇轉速。此外，亦可同時藉由調變該外部電壓訊號Vin與該 PWM訊號的該佔空比R來控制風扇轉速並增加使用頻寬。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特徵 和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1是公知的風扇轉速控制電路示意圖。
圖2是依據本實用新型的一種多模式調變的風扇轉速控制電路示意圖, 10:風扇轉速控制電路
12 霍爾元件 14 第二電晶體
20 多模式調變的風扇轉速控制電路 21A :0P放大器 22A 低通濾波電路 23 風扇馬達驅動電路
11 驅動IC 13 第一電晶體 15:定子線圈
21電壓調整電路
22整合調變電路 22B 緩衝器[0026]P 電壓輸入端D2:第二電壓輸出端V。utl:第一輸出電壓Q:開關W 脈波寬度C:電容器b 基極R1 第一電阻器R3 第三電阻器
D1 第一電壓輸出端 Vin:外部電壓訊號 vout2 第二輸出電壓 R 佔空比(Duty Cycle) T 脈波周期 c 集電極 e 射極
R2 第二電阻器 R4 第四電阻器
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下 結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種多模式調變的風扇轉速控制電路其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。依本實用新型的一具體實施例，請參閱圖2所示，一種多模式調變的風扇轉速控 制電路20，其包含一電壓調整電路21、一整合調變電路22及一風扇馬達驅動電路23。該電壓調整電路21具有一電壓輸入端P、一 0P放大器21A以及一第一電壓輸出端 D1，該電壓輸入端P用以接收一外部電壓訊號Vin，該外部電壓訊號Vin經由該0P放大器21A 調整至適當的工作電壓範圍並產生一第一輸出電壓V。utl，且該第一輸出電壓V。utl是由該第 一電壓輸出端D1輸出。在本實施例中，該0P放大器21A包含有一第一電阻器R1與一第二 電阻器R2，該第一電阻器R1與該第二電阻器R2串聯，並由該第一電阻器R1與該第二電阻 器R2的比值決定該0P放大器21A的放大增益。該整合調變電路22具有一開關Q、一低通濾波電路22A、一緩衝器22B以及一第二 電壓輸出端D2，該開關Q的集電極c藉由一第三電阻器R3與該第一電壓輸出端D1電性連 接，該開關Q的射極e接地，而該開關Q的基極b用以接收一具有一佔空比(即波寬比，以 下均稱為佔空比)R的PWM(PulseWidth Modulation，脈波寬度調變)訊號，該佔空比R等於 該PWM訊號的脈波寬度W與脈波周期T的比值(W/T)，該佔空比R可調整於0-100%之間， 該PWM訊號的該佔空比R控制該開關Q，並根據該佔空比R與該第一輸出電壓V。utl的乘積 產生一第二輸出電壓V。ut2。該低通濾波電路22A與該緩衝器22B是設在該開關Q與該第二 電壓輸出端D2之間，且該低通濾波電路22A是由一第四電阻器R4與一電容器C所構成，用 以對該第二輸出電壓V。ut2進行穩壓作用使其具有一穩定的電壓輸出，經穩壓後的該第二輸 出電壓V。ut2是通過該緩衝器22B的阻抗匹配後，由該第二電壓輸出端D2輸出。在本實施例 中，該低通濾波電路22A是藉由該第四電阻器R4與該第三電阻器R3電性連接，其亦藉由該 電容器C與該開關Q的射極e電性連接並接地，其中，該開關Q可為一金屬氧化物半導體場 效電晶體(M0SFET)或一雙載子電晶體(bipolar transistor)。該風扇馬達驅動電路23用以接收該第二電壓輸出端D2所輸出的該第二輸出電壓 Vout2,並根據該第二輸出電壓V。ut2決定該風扇馬達的轉速。在本實施例中，當該風扇馬達驅 動電路23的輸入端具有一低阻抗時，為避免因阻抗不匹配而造成輸入該風扇馬達驅動電 路23的該第二輸出電壓V。ut2發生訊號反射或損失，該整合調變電路22的該緩衝器22B提
5供一低阻抗輸出於該第二電壓輸出端D2，以使其對接於該風扇馬達驅動電路23的輸入端 時達到阻抗匹配。反之，若該風扇馬達驅動電路23的輸入端具有一高阻抗時，則該整合調 變電路22的該緩衝器22B可省略。本實用新型多模式調變的風扇轉速控制電路是以低價的電路元件整合電壓調變 模式與PWM模式於風扇轉速的控制，當該PWM訊號的該佔空比R固定時，可藉由調變該外部 電壓訊號Vin來控制風扇轉速；反之，當該外部電壓訊號Vin固定時，可藉由調變該PWM訊號 的該佔空比R來控制風扇轉速。此外，亦可同時藉由調變該外部電壓訊號Vin與該PWM訊號 的該佔空比R來控制風扇轉速並增加使用頻寬。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上 的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟 悉本專業的技術人員在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容 作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內 容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍 屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求一種多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於包含一電壓調整電路，其具有一電壓輸入端、一OP放大器以及一第一電壓輸出端，該電壓輸入端用以接收一外部電壓訊號，該外部電壓訊號經由該OP放大器調整至一工作電壓範圍並產生一第一輸出電壓，且該第一輸出電壓是由該第一電壓輸出端輸出；一整合調變電路，其與該第一電壓輸出端電性連接，且用以接收一具有一佔空比的PWM訊號，並根據該PWM訊號的該佔空比與該第一輸出電壓的乘積產生一第二輸出電壓；以及一風扇馬達驅動電路，用以接收該第二輸出電壓，並根據該第二輸出電壓決定該風扇馬達的轉速。
2 如權利要求1所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該0P放大器 包含有一第一電阻以及一第二電阻，該第一電阻與該第二電阻串聯。
3.如權利要求1所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該PWM訊號 的該佔空比可調整於0-100%之間。
4.如權利要求1所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該整合調變 電路包含有一開關、一第二電壓輸出端以及一設在該開關與該第二電壓輸出端之間的低通 濾波電路。
5 .如權利要求4所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該開關為一 金屬氧化物半導體場效電晶體或一雙載子電晶體。
6.如權利要求4所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該開關的集 電極與該第一電壓輸出端電性連接。
7.如權利要求4所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該低通濾波 電路是由一第四電阻器與一電容器所構成。
8.如權利要求4所述的多模式調變的風扇轉速控制電路，其特徵在於其中該低通濾波 電路與該第二電壓輸出端之間設有一緩衝器。
專利摘要本實用新型是有關於一種多模式調變的風扇轉速控制電路，其包含一電壓調整電路、一整合調變電路以及一風扇馬達驅動電路，該電壓調整電路用以接收一外部電壓訊號，並調整該外部電壓訊號至適當的工作電壓範圍及產生一第一輸出電壓，該整合調變電路與該電壓調整電路電性連接，且用以接收一具有一佔空比的PWM(脈波寬度調變)訊號，並根據該PWM訊號的該佔空比與該第一輸出電壓的乘積產生一第二輸出電壓，該風扇馬達驅動電路用以接收該第二輸出電壓，並根據該第二輸出電壓決定該風扇馬達的轉速。本實用新型是以低價的電路元件整合電壓調變模式與PWM模式於風扇轉速的控制。
文檔編號F04D27/00GK201574959SQ200920269490
公開日2010年9月8日 申請日期2009年11月12日 優先權日2009年11月12日
發明者謝新茂, 陳朝景 申請人:協禧電機股份有限公司