專(zhuān)利名稱(chēng)：使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)扇控制系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種使用單晶片(microcontroller)控制風(fēng)扇馬達(dá)的風(fēng)扇控制系統(tǒng)。
首先，習(xí)知的風(fēng)扇控制系統(tǒng)可以用來(lái)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。例如，

圖1A為習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)中以外部可變直流電壓信號(hào)控制的示意圖。圖1A中的風(fēng)扇500接收一操作電壓Vcc，且使用一比較器520來(lái)產(chǎn)生脈沖調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)信號(hào)。如圖1A所示，比較器520分別接收外部可變的0-5V直流電壓信號(hào)輸入以及一三角波信號(hào)輸入，而根據(jù)該可變直流電壓的值與三角波比較后決定所產(chǎn)生的PWM信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)590輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路510，以決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
同樣用來(lái)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的狀況，也可如圖1B所示，圖1B表示習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)中用熱敏電阻的可變電壓信號(hào)控制。與圖1A類(lèi)似，圖1B中的風(fēng)扇500接收一操作電壓Vcc，且同樣使用一比較器520來(lái)產(chǎn)生PWM信號(hào)。如圖1B所示，比較器520分別接收三角波信號(hào)輸入以及由操作電壓Vcc經(jīng)由一熱敏電阻530與固定電阻540的分壓動(dòng)作而產(chǎn)生的可變電壓信號(hào)輸入，而根據(jù)該可變電壓的值與三角波比較后決定所產(chǎn)生的PWM信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)590輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路510，以決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
另外，控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時(shí)，輸入的信號(hào)也可不為電壓信號(hào)形式，而如圖1C所示，以外部PWM信號(hào)輸入而控制風(fēng)扇500。圖1C中，風(fēng)扇500同樣接收一操作電壓Vcc；而外部PWM信號(hào)輸入經(jīng)由電路元件，例如電阻542，而轉(zhuǎn)換為一內(nèi)部PWM信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)590輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路510，以決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
除了控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以外，習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)也可通過(guò)風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)子位置控制等方法，來(lái)達(dá)到例如慢速啟動(dòng)(軟啟動(dòng))，或是特殊的轉(zhuǎn)速變化與偵測(cè)等動(dòng)作。例如，圖2A表示習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)中以風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)IC驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)的示意圖。其中，風(fēng)扇500同樣接收一操作電壓Vcc；同時(shí)，風(fēng)扇馬達(dá)的線圈570由風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)IC(風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路)510來(lái)控制，配合磁場(chǎng)感應(yīng)元件，例如圖2A中的霍爾元件560，以及電容550等元件，來(lái)控制風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)子的位置，以進(jìn)行慢速啟動(dòng)(軟啟動(dòng))或是特殊的轉(zhuǎn)速變化與偵測(cè)等動(dòng)作。同樣的動(dòng)作也可藉由如圖2B中所示，以霍爾元件560配合電阻544、546等電路來(lái)對(duì)風(fēng)扇馬達(dá)的線圈570進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
然而，上述習(xí)知的風(fēng)扇控制系統(tǒng)具有許多缺點(diǎn)。以下分別敘述這些問(wèn)題。
首先，習(xí)知的風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，欲改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速時(shí)，若不以外部方式，例如上述的外部PWM信號(hào)等方式來(lái)進(jìn)行，也就是說(shuō)針對(duì)一固定的輸入電壓而言，唯一的方法是改變風(fēng)扇馬達(dá)的線圈繞組。換句話(huà)說(shuō)，在一固定的風(fēng)扇馬達(dá)線圈繞組之中，具有類(lèi)似如圖3所示的轉(zhuǎn)速與操作電壓的關(guān)系，例如對(duì)于圖3中轉(zhuǎn)速與操作電壓的關(guān)系函數(shù)F而言，若有一輸入電壓Vo，則可對(duì)應(yīng)至關(guān)系函數(shù)F的特性線上的A點(diǎn)，而可得到其所對(duì)應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速值Wo。如此，對(duì)于相同的輸入電壓，若欲使風(fēng)扇具有多段的不同轉(zhuǎn)速，則必須設(shè)計(jì)同樣數(shù)量的多個(gè)不同特性的線圈繞組；如此對(duì)于風(fēng)扇的尺寸與生產(chǎn)成本均有不利的影響。
其次，如上述圖1A與圖1B所示的兩個(gè)習(xí)知例，使用三角波與比較器520的方式來(lái)產(chǎn)生脈沖調(diào)制信號(hào)，而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的方式中，不管圖1A所使用的0-5V外部直流電壓輸入比較器520，或是圖1B使用的熱敏電阻530改變電壓輸入比較器520，兩者皆使用硬件電路元件，可更換性不大，且三角波與其產(chǎn)生的PWM信號(hào)可能會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，而造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
另外，如圖1C所示的習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)，以外部PWM信號(hào)輸入而經(jīng)由電路元件，如電阻542等，轉(zhuǎn)換而得到內(nèi)部PWM信號(hào)的方式中，由于內(nèi)部PWM信號(hào)會(huì)受限于外部PWM信號(hào)的頻率及功率周期，因此在外部PWM信號(hào)頻率低時(shí)，振動(dòng)會(huì)隨之增加，而影響風(fēng)扇500的壽命；在外部PWM信號(hào)頻率高時(shí)，電路反應(yīng)速度可能會(huì)不夠快，而造成產(chǎn)生轉(zhuǎn)速不穩(wěn)的問(wèn)題，且在轉(zhuǎn)換過(guò)程中可能使得PWM信號(hào)頻率落于人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)音頻的范圍內(nèi)，而造成馬達(dá)切換的噪音。
另外，如圖2A與圖2B所示進(jìn)行風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)子位置控制的習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，不論如圖2A所示使用風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)IC510，或是如圖2B所示使用霍爾元件560配合電路設(shè)計(jì)，或者采用其他磁場(chǎng)感應(yīng)元件或方式，其電路元件皆為硬件元件，可更換性不大，且同樣具有固定特性的問(wèn)題。
另外，如圖3所示，假設(shè)風(fēng)扇馬達(dá)本身具有轉(zhuǎn)速與操作電壓的關(guān)系函數(shù)F，且該關(guān)系函數(shù)F為一線性函數(shù)。此時(shí)，風(fēng)扇馬達(dá)本身所可承受的最大轉(zhuǎn)速Wmax可對(duì)應(yīng)至F線上的B點(diǎn)，而反推得到一最大電壓值Vmax；若超過(guò)此最大電壓值，則轉(zhuǎn)速過(guò)高，會(huì)使風(fēng)扇馬達(dá)因過(guò)熱等因素而損壞；因此，輸入電壓值被局限于此最大電壓值Vmax以下，例如市面上常見(jiàn)的風(fēng)扇馬達(dá)一般最高可達(dá)60V。然而，有些風(fēng)扇系統(tǒng)提供的電源可能會(huì)超過(guò)此最大電壓值，此時(shí)必須利用截電壓等方式來(lái)將輸入電壓控制于B點(diǎn)以下的位置，才能避免風(fēng)扇馬達(dá)的損壞。這種做法不僅增加制造成本與時(shí)間，且截電壓等方式并不能提供穩(wěn)定的電壓，使得風(fēng)扇馬達(dá)仍有損壞的可能性。
另外，上述各習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，若要加上偵測(cè)轉(zhuǎn)速與警示的功能，以在轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)報(bào)警或中斷風(fēng)扇動(dòng)作，必須另外加上電路元件，增加制造成本，且使得風(fēng)扇控制系統(tǒng)的電路體積更為增加，造成不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，可適用于風(fēng)扇馬達(dá)之中，以解決上述習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)的各種問(wèn)題。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，包括一可程序化的單晶片，用以接收一輸入信號(hào)，根據(jù)該輸入信號(hào)決定一輸出信號(hào)，并將該輸出信號(hào)輸出；以及風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元，用以接收該輸出信號(hào)，并根據(jù)該輸出信號(hào)決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)。
上述風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元可為一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路。輸入信號(hào)可為一可變電壓信號(hào)、一外部脈沖調(diào)制信號(hào)、或是由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)；而單晶片更可在判斷該轉(zhuǎn)速信號(hào)不同于一預(yù)設(shè)值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。輸出信號(hào)可為一脈沖調(diào)制信號(hào)。
一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，包括一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片，用以接收一輸入信號(hào)，根據(jù)該輸入信號(hào)決定一輸出信號(hào)，并根據(jù)該輸出信號(hào)決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)。
上述風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，輸入信號(hào)可為一可變電壓信號(hào)、一外部服沖調(diào)制信號(hào)、或是由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)；而風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片更可在判斷該轉(zhuǎn)速信號(hào)不同于一預(yù)設(shè)值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。輸出信號(hào)可為一脈沖調(diào)制信號(hào)。另外，上述風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，更可包括一磁場(chǎng)感應(yīng)元件，用以感應(yīng)該風(fēng)扇馬達(dá)的磁場(chǎng)相位，以輸出該輸入信號(hào)至該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片；其中該磁場(chǎng)感應(yīng)元件可為一霍爾元件。
一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，該風(fēng)扇馬達(dá)可在不大于一最大轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速時(shí)正常運(yùn)作，該風(fēng)扇控制系統(tǒng)包括一可程序化的單晶片，用以接收該風(fēng)扇控制系統(tǒng)的輸入電壓以及由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)，且根據(jù)該輸入電壓以及該轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)由一轉(zhuǎn)速判斷法則而決定一輸出信號(hào)，并將該輸出信號(hào)輸出；以及風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元，用以接收該輸出信號(hào)，并根據(jù)該輸出信號(hào)更新該轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)；其中該轉(zhuǎn)速判斷法則包括當(dāng)該轉(zhuǎn)速小于一第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該轉(zhuǎn)速與該輸入電壓成一第一函數(shù)的關(guān)系；當(dāng)該轉(zhuǎn)速大于該第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該轉(zhuǎn)速與該輸入電壓成一第二函數(shù)的關(guān)系；且對(duì)應(yīng)于該第一函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第一最大電壓值小于對(duì)應(yīng)于該第二函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第二最大電壓值。
上述風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元可為一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路，且輸入電壓可為一可變電壓信號(hào)。輸出信號(hào)可為一脈沖調(diào)制信號(hào)。而單晶片更可于該轉(zhuǎn)速信號(hào)超過(guò)一第二轉(zhuǎn)速值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。另外，第一函數(shù)與第二函數(shù)均可為線性函數(shù)，且第二函數(shù)對(duì)應(yīng)于輸入電壓的斜率小于第一函數(shù)對(duì)應(yīng)于輸入電壓的斜率。
一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，該風(fēng)扇馬達(dá)可在不大于一最大轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速時(shí)正常運(yùn)作，該風(fēng)扇控制系統(tǒng)包括一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片，用以接收該風(fēng)扇控制系統(tǒng)的輸入電壓以及由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)，且根據(jù)該輸入電壓以及該轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)由一轉(zhuǎn)速判斷法則而決定一更新轉(zhuǎn)速值，并以該更新轉(zhuǎn)速值更新該轉(zhuǎn)速，而驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)；其中該轉(zhuǎn)速判斷法則包括當(dāng)該轉(zhuǎn)速小于一第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該更新轉(zhuǎn)速值與該輸入電壓成一第一函數(shù)的關(guān)系；當(dāng)該轉(zhuǎn)速大于該第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該更新轉(zhuǎn)速值與該輸入電壓成一第二函數(shù)的關(guān)系；且對(duì)應(yīng)于該第一函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第一最大電壓值小于對(duì)應(yīng)于該第二函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第二最大電壓值。
上述風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元可為一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路，且輸入電壓可為一可變電壓信號(hào)。而單晶片更可于該轉(zhuǎn)速信號(hào)不同于(例如超過(guò))一第二轉(zhuǎn)速值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。一般而言，輸出的警示信號(hào)可為一驅(qū)動(dòng)電壓或電流的形式，用以驅(qū)動(dòng)一警示裝置(例如警鈴)。另外，第一函數(shù)與第二函數(shù)均可為線性函數(shù)，且第二函數(shù)對(duì)應(yīng)于輸入電壓的斜率小于第一函數(shù)對(duì)應(yīng)于輸入電壓的斜率。另外，上述風(fēng)扇控制系統(tǒng)中，更可包括一磁場(chǎng)感應(yīng)元件，用以感應(yīng)該風(fēng)扇馬達(dá)的磁場(chǎng)相位，以輸出該輸入電壓至該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片；其中該磁場(chǎng)感應(yīng)元件可為一霍爾元件。
本發(fā)明的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，使用單晶片(Micro Controller)來(lái)取代習(xí)知技術(shù)中的各項(xiàng)電路元件；由于單晶片具有可程序化的特性，易于修改其功能，且體積較小，同時(shí)具有可接收轉(zhuǎn)換模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)的功能，因此可更靈活精確地控制風(fēng)扇，達(dá)到解決習(xí)知技術(shù)各項(xiàng)問(wèn)題的目的。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加明顯易懂，以下舉出數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖作詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，說(shuō)明本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)扇控制系統(tǒng)。本發(fā)明中，相同于習(xí)知的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，風(fēng)扇100同樣接收一操作電壓Vcc；且風(fēng)扇馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)同樣利用一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元，例如圖4中的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110。而不同于習(xí)知技術(shù)的部分，在于本發(fā)明采用一單晶片120取代習(xí)知技術(shù)中的各電路元件。此單晶片120為可程序化，內(nèi)部可儲(chǔ)存有相當(dāng)于電路元件轉(zhuǎn)換功能的程序。一般而言，只需提供一電壓(未圖示)給單晶片120即可進(jìn)行操作。同時(shí)，單晶片120用以接收一輸入信號(hào)。此輸入信號(hào)可為各種形態(tài)，例如電壓、PWM信號(hào)、或是轉(zhuǎn)速信號(hào)等，依不同的功能需求而有不同的程序設(shè)計(jì)。
如圖4所示，單晶片120在接收輸入信號(hào)之后，根據(jù)輸入信號(hào)來(lái)決定一輸出信號(hào)，例如一脈沖調(diào)制(PWM)信號(hào)，并將PWM信號(hào)經(jīng)由開(kāi)關(guān)190輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110，使得風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110可根據(jù)PWM信號(hào)決定風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)的線圈磁場(chǎng)，而控制轉(zhuǎn)速。
上述實(shí)施例中，輸入信號(hào)可以依不同的功能需求而有各種不同的變化。舉例而言，參考習(xí)知技術(shù)中圖1A、圖1B與圖1C所使用的電路，而運(yùn)用本發(fā)明的單晶片技術(shù)，可得到如圖5A、圖5B以及圖5C的三個(gè)實(shí)施例，以下分別說(shuō)明。
圖5A的實(shí)施例對(duì)照于圖1A，其中風(fēng)扇100同樣接收一操作電壓Vcc，然而本實(shí)施例使用單晶片120取代習(xí)知技術(shù)中的比較器520，來(lái)產(chǎn)生PWM信號(hào)。如圖5A所示，單晶片120接收外部可變的0-5V直流電壓信號(hào)輸入，并經(jīng)由單晶片120本身的A/D轉(zhuǎn)換，而根據(jù)該可變直流電壓，直接通過(guò)程序進(jìn)行計(jì)算后決定所產(chǎn)生的PWM信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)190輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110，以決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。如此，習(xí)知的三角波輸入裝置可以省略，且單晶片120的程序控制也較習(xí)知的三角波比較結(jié)果更為精確。
同樣的，圖5B的另一實(shí)施例對(duì)照于圖1B，其中風(fēng)扇100接收一操作電壓Vcc，且本實(shí)施例同樣使用單晶片120取代習(xí)知技術(shù)中的比較器520，來(lái)產(chǎn)生PWM信號(hào)。如圖5B所示，單晶片120接收由操作電壓Vcc經(jīng)由一熱敏電阻140與固定電阻150的分壓動(dòng)作而產(chǎn)生的可變電壓信號(hào)輸入，并經(jīng)由單晶片120本身的A/D轉(zhuǎn)換，而根據(jù)該可變電壓，直接通過(guò)程序進(jìn)行計(jì)算后決定所產(chǎn)生的PWM信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)190輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110，以決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
另外，本發(fā)明控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時(shí)，輸入的信號(hào)也可不為電壓信號(hào)形式，而如圖5C的另一實(shí)施例所示，對(duì)照于習(xí)知技術(shù)的圖1C，本實(shí)施例同樣以外部PWM信號(hào)輸入而控制風(fēng)扇100。圖5C中，風(fēng)扇100同樣接收一操作電壓Vcc；然而，外部PWM信號(hào)輸入經(jīng)由單晶片120，而經(jīng)由調(diào)制等轉(zhuǎn)換過(guò)程，轉(zhuǎn)換為一內(nèi)部PWM信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)190輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110，以決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。如此，單晶片120的程序控制較習(xí)知的電阻等元件轉(zhuǎn)換結(jié)果更為精確。
另外，相較于習(xí)知技術(shù)中圖2A與圖2B等利用風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)子位置控制等方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)例如慢速啟動(dòng)(軟啟動(dòng))，或是特殊的轉(zhuǎn)速變化與偵測(cè)等動(dòng)作，本發(fā)明同樣可采用單晶片直接取代習(xí)知的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路。例如，圖6表示本發(fā)明另一實(shí)施例的風(fēng)扇控制系統(tǒng)示意圖。其中，風(fēng)扇100同樣接收一操作電壓Vcc；然而，本實(shí)施例采用一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片120來(lái)取代習(xí)知的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)IC(風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路)510，而控制風(fēng)扇馬達(dá)的線圈170，配合磁場(chǎng)感應(yīng)元件，例如霍爾元件160，來(lái)控制風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)子的位置，以輸出一輸入信號(hào)，例如一輸入電壓，至單晶片120，而進(jìn)行慢速啟動(dòng)(軟啟動(dòng))或是特殊的轉(zhuǎn)速變化與偵測(cè)等動(dòng)作。
如此，本實(shí)施例所使用的單晶片120，可具有風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元的功能，同時(shí)也可如前述實(shí)施例另外接收其他的外部信號(hào)，例如可變電壓、外部PWM信號(hào)等，如此可更減少風(fēng)扇控制系統(tǒng)的元件數(shù)目，而使得一片具有多個(gè)程序的單晶片120進(jìn)行大部分的控制動(dòng)作。
另外，本發(fā)明所使用的單晶片更可作為風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速偵測(cè)，而使用回饋控制的方式來(lái)使得轉(zhuǎn)速更加穩(wěn)定。如圖7所示，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，單晶片120所接收的輸入信號(hào)可為由風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，而由轉(zhuǎn)速信號(hào)加以計(jì)算比較后，決定輸出至風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路110的PWM信號(hào)。另外，也可在單晶片120的程序中設(shè)定一預(yù)設(shè)值(即前述的第二轉(zhuǎn)速值)，在實(shí)際轉(zhuǎn)速不等于預(yù)設(shè)值時(shí)，發(fā)出警示信號(hào)，以避免風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過(guò)高或過(guò)低。
上述實(shí)施例中，轉(zhuǎn)速的偵測(cè)與控制可如圖8的流程所示。首先，單晶片120偵測(cè)風(fēng)扇馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(步驟S10)；此時(shí)，單晶片120接收到轉(zhuǎn)速信號(hào)之后，判斷轉(zhuǎn)速是否已收斂至對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)所決定的預(yù)定轉(zhuǎn)速(步驟S20)。若轉(zhuǎn)速并未收斂時(shí)，則再判斷轉(zhuǎn)速是否已在最小轉(zhuǎn)速或是最大轉(zhuǎn)速(步驟S30)；若是，則可能為風(fēng)扇馬達(dá)或是風(fēng)扇控制系統(tǒng)出現(xiàn)狀況而無(wú)法定速，輸出警示信號(hào)(步驟S40)；若并未在最大或最小轉(zhuǎn)速，則進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)整(步驟S50)。如此周而復(fù)始的調(diào)整動(dòng)作，由于使用單晶片可程序化控制，因此其精確度高，且反應(yīng)時(shí)間與穩(wěn)定性均較習(xí)知技術(shù)更為增進(jìn)。
另外，上述各實(shí)施例的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其風(fēng)扇馬達(dá)具有一最大轉(zhuǎn)速值，換句話(huà)說(shuō)，風(fēng)扇馬達(dá)可在不大于一最大轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速時(shí)正常運(yùn)作。此時(shí)，相較于如圖3所示的習(xí)知風(fēng)扇控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與輸入電壓的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系F，本發(fā)明可采用如圖9所示的一實(shí)施例，將單晶片120程序化，而使得單晶片120在轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速值Wo時(shí)，轉(zhuǎn)速與輸入電壓的關(guān)系成一第一函數(shù)F1的關(guān)系；且在轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速值Wo時(shí)，轉(zhuǎn)速與輸入電壓成一第二函數(shù)F2的關(guān)系。圖9中，第一函數(shù)F1與第二函數(shù)F2皆為線性函數(shù)；然而，轉(zhuǎn)速與輸入電壓的關(guān)系并不一定需要為線性函數(shù)。
本發(fā)明為能提升風(fēng)扇馬達(dá)承受電壓的最大值，對(duì)應(yīng)于第一函數(shù)F1而得到最大轉(zhuǎn)速值Wmax的第一最大電壓值Vmax小于對(duì)應(yīng)于第二函數(shù)F2而得到最大轉(zhuǎn)速值Wmax的第二最大電壓值Vmax’。換句話(huà)說(shuō)，本實(shí)施例在A點(diǎn)的轉(zhuǎn)速Wo之上，將原先的第一函數(shù)F1的特性以程序轉(zhuǎn)換為第二函數(shù)F2，而得到一個(gè)新的轉(zhuǎn)速判斷法則，來(lái)決定轉(zhuǎn)速回饋控制時(shí)的更新轉(zhuǎn)速值，且第二函數(shù)F2對(duì)應(yīng)于輸入電壓的斜率小于第一函數(shù)F1對(duì)應(yīng)于輸入電壓的斜率。如此，在最大轉(zhuǎn)速值Wmax時(shí)，對(duì)應(yīng)點(diǎn)由原先的B點(diǎn)移動(dòng)至C點(diǎn)，使得最大輸入電壓可增加，例如由習(xí)知常見(jiàn)的60V增加至80V，甚至90V以上。
通過(guò)本發(fā)明的使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，上述的轉(zhuǎn)速判斷法則可運(yùn)用于上述的任一實(shí)施例之中。另外，本發(fā)明所提出的附圖與實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明，在此特予說(shuō)明。
雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例說(shuō)明如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，仍可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，其特征在于該風(fēng)扇控制系統(tǒng)包括一可程序化的單晶片，用以接收一輸入信號(hào)，根據(jù)該輸入信號(hào)決定一輸出信號(hào)，并將該輸出信號(hào)輸出；以及風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元，用以接收該輸出信號(hào)，并根據(jù)該輸出信號(hào)決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元為一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入信號(hào)為一可變電壓信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入信號(hào)為一外部脈沖調(diào)制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入信號(hào)為由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該單晶片更可在判斷該轉(zhuǎn)速信號(hào)不同于一預(yù)設(shè)值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸出信號(hào)為一脈沖調(diào)制信號(hào)。
8.一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，其特征在于該風(fēng)扇控制系統(tǒng)包括一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片，用以接收一輸入信號(hào)，根據(jù)該輸入信號(hào)決定一輸出信號(hào)，并根據(jù)該輸出信號(hào)決定該風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)。
9.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入信號(hào)為一可變電壓信號(hào)。
10.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入信號(hào)為一外部脈沖調(diào)制信號(hào)。
11.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入信號(hào)為由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片更可在判斷該轉(zhuǎn)速信號(hào)不同于一預(yù)設(shè)值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。
13.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)更包括一磁場(chǎng)感應(yīng)元件，用以感應(yīng)該風(fēng)扇馬達(dá)的磁場(chǎng)相位，以輸出該輸入信號(hào)至該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片。
14.如權(quán)利要求13所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該磁場(chǎng)感應(yīng)元件為一霍爾元件。
15.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸出信號(hào)為一脈沖調(diào)制信號(hào)。
16.一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，該風(fēng)扇馬達(dá)可在不大于一最大轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速時(shí)正常運(yùn)作，其特征在于該風(fēng)扇控制系統(tǒng)包括一可程序化的單晶片，用以接收該風(fēng)扇控制系統(tǒng)的輸入電壓以及由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)，且根據(jù)該輸入電壓以及該轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)由一轉(zhuǎn)速判斷法則而決定一輸出信號(hào)，并將該輸出信號(hào)輸出；以及風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元，用以接收該輸出信號(hào)，并根據(jù)該輸出信號(hào)更新該轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)；其中該轉(zhuǎn)速判斷法則包括當(dāng)該轉(zhuǎn)速小于一第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該轉(zhuǎn)速與該輸入電壓成一第一函數(shù)的關(guān)系；當(dāng)該轉(zhuǎn)速大于該第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該轉(zhuǎn)速與該輸入電壓成一第二函數(shù)的關(guān)系；且對(duì)應(yīng)于該第一函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第一最大電壓值小于對(duì)應(yīng)于該第二函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第二最大電壓值。
17.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元為一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路。
18.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入電壓為一可變電壓信號(hào)。
19.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該單晶片更可在該轉(zhuǎn)速信號(hào)超過(guò)一第二轉(zhuǎn)速值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。
20.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該第一函數(shù)為一線性函數(shù)。
21.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該第一函數(shù)與該第二函數(shù)為線性函數(shù)，且該第二函數(shù)對(duì)應(yīng)于該輸入電壓的斜率小于該第一函數(shù)對(duì)應(yīng)于該輸入電壓的斜率。
22.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸出信號(hào)為一脈沖調(diào)制信號(hào)。
23.一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，適用于一風(fēng)扇馬達(dá)，該風(fēng)扇馬達(dá)可在不大于一最大轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速時(shí)正常運(yùn)作，其特征在于該風(fēng)扇控制系統(tǒng)包括一風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片，用以接收該風(fēng)扇控制系統(tǒng)的輸入電壓以及由偵測(cè)該轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào)，且根據(jù)該輸入電壓以及該轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)由一轉(zhuǎn)速判斷法則而決定一更新轉(zhuǎn)速值，并以該更新轉(zhuǎn)速值更新該轉(zhuǎn)速，而驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇馬達(dá)；其中該轉(zhuǎn)速判斷法則包括當(dāng)該轉(zhuǎn)速小于一第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該更新轉(zhuǎn)速值與該輸入電壓成一第一函數(shù)的關(guān)系；當(dāng)該轉(zhuǎn)速大于該第一轉(zhuǎn)速值時(shí)，該更新轉(zhuǎn)速值與該輸入電壓成一第二函數(shù)的關(guān)系；且對(duì)應(yīng)于該第一函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第一最大電壓值小于對(duì)應(yīng)于該第二函數(shù)而得到該最大轉(zhuǎn)速值的第二最大電壓值。
24.如權(quán)利要求23所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入電壓為一可變電壓信號(hào)。
25.如權(quán)利要求23所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片更可在該轉(zhuǎn)速信號(hào)不同于一第二轉(zhuǎn)速值時(shí)，輸出一警示信號(hào)。
26.如權(quán)利要求23所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該第一函數(shù)為一線性函數(shù)。
27.如權(quán)利要求23所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該第一函數(shù)與該第二函數(shù)為線性函數(shù)，且該第二函數(shù)對(duì)應(yīng)于該輸入電壓的斜率小于該第一函數(shù)對(duì)應(yīng)于該輸入電壓的斜率。
28.如權(quán)利要求23所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)更包括一磁場(chǎng)感應(yīng)元件，用以感應(yīng)該風(fēng)扇馬達(dá)的磁場(chǎng)相位，以輸出該輸入電壓至該風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單晶片。
29.如權(quán)利要求28所述的風(fēng)扇控制系統(tǒng)，其特征在于其中該磁場(chǎng)感應(yīng)元件為一霍爾元件。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種使用單晶片的風(fēng)扇控制系統(tǒng),適用于一風(fēng)扇馬達(dá),風(fēng)扇馬達(dá)可在不大于一最大轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)速時(shí)正常運(yùn)作,風(fēng)扇控制系統(tǒng)的特徵在于一可程序化的單晶片,用以接收風(fēng)扇控制系統(tǒng)的輸入電壓以及由偵測(cè)轉(zhuǎn)速而得到的一轉(zhuǎn)速信號(hào),且根據(jù)輸入電壓以及轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)由一轉(zhuǎn)速判斷法則而決定一脈沖調(diào)制信號(hào),并將脈沖調(diào)制信號(hào)輸出,而更新轉(zhuǎn)速,以驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)。其中轉(zhuǎn)速判斷法則包括:當(dāng)轉(zhuǎn)速小于一第一轉(zhuǎn)速值時(shí),轉(zhuǎn)速與輸入電壓成一第一函數(shù)的關(guān)系；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速值時(shí),轉(zhuǎn)速與輸入電壓成一第二函數(shù)的關(guān)系；且對(duì)應(yīng)于第一函數(shù)而得到最大轉(zhuǎn)速值的第一最大電壓值小于對(duì)應(yīng)于第二函數(shù)而得到最大轉(zhuǎn)速值的第二最大電壓值。
文檔編號(hào)H02P6/06GK1423410SQ0113986
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月3日
發(fā)明者黃文喜, 林國(guó)正, 宋序德, 游守德 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司