风扇正反转控制装置及使用其的电源供应器的制作方法

本实用新型是关于风扇控制装置，且特别是有关于风扇正反转控制装置。

背景技术：

在电子产业发达的现代，各种电子装置大多附有电源供应器以提供电力。一般来说，电源供应器的主要用途是将交流电转换成各种电子装置所需的稳定直流电源。

一般来说，大部分电源供应器都会装设散热装置，例如风扇与散热模块，藉以降低其内的电子元件工作时所产生的高温，以增加各电子元件的工作效率并提升整体的运作效能。其中，散热模块通常利用热传导的方式，直接吸收电子元件工作时所产生的热能，再透过风扇的运转而产生空气对流，以将散热模块所吸收的热能藉由空气对流的热交换而散至外界。

然而，在风扇转动时，也会将外界的粉尘带入电源供应器中，产生积尘的问题，造成散热结果不如预期。

技术实现要素：

依据本实用新型提供一种风扇正反转控制装置，应用于电源供应器中，用以驱使电源供应器内的风扇扇叶正转或反转。风扇正反转控制装置包含微处理单元、马达线圈组、控制开关组、正转驱动单元及反转驱动单元；控制开关组包含第一控制开关及第二控制开关，第一控制开关电连接于微处理单元及马达线圈组，第二控制开关电连接于微处理单元及马达线圈组。正转驱动单元电连接于马达线圈，反转驱动单元电连接于微处理单元。当反转驱动单元被触发时，微处理单元控制第一控制开关及第二控制开关的导通顺序，藉以使风扇扇叶反转。

在本实用新型的一实施方式中，反转驱动单元可包含驱动电路，驱动电路电连接于电源供应器，并用以提供触发信号以让微处理单元驱使风扇扇叶反转。

反转驱动单元还可包含触发器，电连接于电源供应器及驱动电路，驱动电路于触发器被触发时提供触发信号以使微处理单元驱使风扇扇叶反转。

驱动电路可包含第一电阻器、第二电阻器及第一开关，第一电阻器电连接于触发器，第二电阻器电连接于第一电阻器，第一开关电连接于第一电阻器及第二电阻器，第一开关于触发器被触发时导通。

驱动电路另可以包含第二开关、第三开关、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第六电阻器及第七电阻器；第二开关电连接于电源供应器的待机电压，第三开关电连接于电源供应器的待机电压；第三电阻器电连接于微处理单元及第二开关；第四电阻器电连接于第三电阻器及第二开关；第五电阻器电连接于第三开关及电源供应器的待机电压；第六电阻器电连接于第二开关及该第三开关；第七电阻器电连接于第三开关及马达线圈组。

驱动电路更可以包含第四开关、第八电阻器至第十三电阻器、第一及第二电容器；第八电阻器电连接于第六电阻器及第四开关，第九电阻器电连接于第四开关，第十电阻器电连接于微处理单元及第一控制开关，第十一电阻器电连接于微处理单元及第二控制开关，第十二电阻器电连接于微处理单元及第一开关，第十三电阻器电连接于微处理单元及第三电阻器；第一电容器电连接于第一控制开关，第二电容器电连接于第二控制开关。

驱动电路还可以包含第一至第六二极管；第一二极管电连接于电源供应器的待机电压及第五电阻器；第二二极管电连接于电源供应器的待机电压及第五电阻器；第三二极管位于第七电阻器及马达线圈组之间，并电连接于第七电阻器及马达线圈组；第四二极管电连接于第三开关、第七电阻器、第十二电阻器、第三二极管；第五二极管位于第四二极管及第一电阻器之间，并电连接于第四二极管、第一电阻器、第十二电阻器；第六二极管电连接于第四开关、第九电阻器及马达线圈组。

本实用新型另提供一种电源供应器，包含电源转换模块、风扇扇叶及前述的风扇正反转控制装置；风扇扇叶接受风扇正反转控制装置输出的信号以正转或反转。

在本实用新型中，正反转驱动模块使风扇扇叶反转一段时间，以进行除尘运作，意即将电源供应器的内部积尘导引出外部，使得风扇可以在电源供应器内部有较少灰尘的情况下散热。

附图说明

图1绘示依照本实用新型的电源供应器的构件示意图；

图2绘示依照本实用新型的电源供应器的局部分解图；

图3绘示依照本实用新型的风扇正反转控制装置的电路方块图；及

图4绘示依照本实用新型的风扇正反转控制装置的局部电路图。

其中，附图标记

1 电源供应器

10 壳体

12 电源转换模块

120 电路板

14 交流电源插座

16 风扇正反转控制模块

160 马达线圈组

162 霍尔元件

164 微处理单元

166 控制开关组

168 正转驱动单元

170 反转驱动单元

1700 触发器

1702 驱动电路

a、b 节点

B 基极端

C 集极端

C1 第一电容器

C2 第二电容器

D1 第一二极管

D2 第二二极管

D3 第三二极管

D4 第四二极管

D5 第五二极管

D6 第六二极管

E 射极端

L1 第一线圈

L2 第二线圈

Q1 第一开关

Q2 第二开关

Q3 第三开关

Q4 第四开关

R1 第一电阻器

R2 第二电阻器

R3 第三电阻器

R4 第四电阻器

R5 第五电阻器

R6 第六电阻器

R7 第七电阻器

R8 第八电阻器

R9 第九电阻器

R10 第时电阻器

R11 第十一电阻器

R12 第十二电阻器

R13 第十三电阻器

R14 第十四电阻器

S1 第一控制开关

S2 第二控制开关

Vm 主电压

Vsb 待机电压

具体实施方式

请参阅图1及图2，其绘示本实用新型的电源供应器的构件示意图及局部分解图。电源供应器1安装于桌面计算机的主机中，用以将市电交流电转换成主机中各电子元件(例如为中央处理单元)所需的稳定直流电。

电源供应器1包含壳体10、电源转换模块12、交流电源插座14及风扇正反转控制装置16。电源转换模块12设在壳体10中，其可包含电路板120及多个设在电路板120上的电子元件(未另标号)；惟此部分应为现有技术电源供应器1的技术，在此不予赘述。电源供应器1可依后级负载RL需求电压(或需求电流)而选择操作于待机模式或非待机模块。

一般来说，在待机模式下，电源转换模块12只会提供待机电压Vsb给负载RL；在非待机模式下，电源转换模块12可以同时提供非待机电压(或称主电压)Vm及待机电压Vsb给负载RL；待机电压Vsb的位准小于非待机电压Vm的位准，藉以达到节能的效果。此外，在非待机模式下，电源转换模块12更可依输出的非待机电压Vm的位准而区分为轻载操作及非轻载操作(例如包含中载操作及重载操作)；其中，电源转换模块12在非轻载操作时的非待机电压Vm位准高于其在轻载操作时的非待机电压Vm位准。当电源供应器1操作于待机模式及轻载模式时，风扇正反转控制装置16驱使提供电源供应器1散热之用的风扇扇叶19停止转动以达到节电的效果。

交流电源插座14安装于壳体10上，并可供与市电插座连接。

风扇扇叶19邻设于电力输入用交流电源插座14。风扇正反转控制装置16设于壳体10中(图未示出)，电连接于电源转换模块12；风扇正反转控制装置16应用于控制风扇扇叶19的是否转动及转动方向(即驱使扇叶19正转或反转)。当风扇扇叶19正转时，可以将外部冷空气带入壳体10中，并藉由空气对流的热交换将电源转换模块12产生的热能带离；当风扇扇叶19反转时，可以将壳体10内部空气带离壳体10，藉以达到除尘的效果。

请参阅图3及图4，其等分别绘示本实用新型的风扇正反转控制装置的电路方块图及局部电路图。在图3及图4中，风扇正反转控制装置16包含马达线圈组160、霍尔元件162、微处理单元164、控制开关组166、正转驱动单元168及反转驱动单元170；微处理单元164于接收到反转驱动元170输出的信号时，控制控制开关组166的切换顺序来改变导通于马达线圈组160中各路电流导通状态，以改变安装在风扇扇叶19上的转子(图未示)的转动方向，以让风扇扇叶19反转。

反转驱动单元170包含触发器1700，以及由第一至第十四电阻器R1～R14、第一至第四开关Q1～Q4和第一至第六二极管D1～D6构成的驱动电路1702。触发器1700可以是如图2所示安装在电源供应器1的壳体10上，或者，触发器1700也可以是安装在主机机壳上；触发器1700电连接于电源转换模块12，以接收电源转换模块12提供的待机电压Vsb；其中，触发器1700可例如是常开(normally open)开关。触发器1700经外力触发(如使用者按压)闭合后，会让微处理单元164发出控制信号给控制开关组166，藉以强制风扇扇叶19反转。

在图4中，第一至第四开关Q1～Q4分别为双极性晶体管，且其等皆定义有基极端B、集极端C及射极端E。第一电阻器R1和第二电阻器R2串联连接；第一电阻器R1的一端连接于触发器1700，第二电阻器R2的一端接地，第一开关Q1的基极端B连接在第一电阻器R1和第二电阻器R2相连接的节点a；第一开关Q1的集极端C电连接于微处理单元164及第十二电阻器R12，射极端E接地。

第三电阻器R3和第四电阻器R4串联连接，第三电阻器R3通过第十三电阻器R13电连接于微处理单元164，第四电阻器R4的一端连接于地端；第二开关Q2的基极端B连接在第三电阻器R3和第四电阻器R4相连接的节点b。第二开关Q2的集极端C连接于第五电阻器R5的一端，第五电阻器R5的另一端除了通过第一二极管D1及第二二极管D2电连接于电源转换模块12；第二开关Q2的射极端接地。更具体言之，第一二极管D1的阳极连接于待机电压Vsb，阴极连接于第五电阻器R5；当待机电压Vsb大于第一二极管D1的切入电压时，第一二极管D1导通，电源转换模块12提供的待机电压Vsb可传递至第五电阻器R5。第二二极管D2的阳极连接于非待机电压Vm，阴极连接于第五电阻器R5；当非待机电压Vm大于第二二极管D2的切入电压时，第二二极管D2导通，电源转换模块18提供的非待机电压Vm可传递至第五电阻器R5。

第三开关Q3的射极端E连接于待机电压Vsb，其基极端B通过第六电阻器R6连接于第二开关Q2的集极端C；第三开关Q3的集极端C除了通过第七电阻器R7连接于地端外，还通过第三二极管D3连接于马达线圈组160，更通过第四二极管D4连接于霍尔元件162及微处理单元164。更具体言之，第三开关Q3的集极端C连接于第三二极管D3及第四二极管D4的阳极，第三二极管D3的阴极连接于马达线圈组160中的第一线圈L1及第二线圈L2；第四二极管D4的阴极连接于微处理单元164。

第四开关Q4的射极端E连接于非待机电源Vm，其基极端B通过第八电阻器R8连接于第二开关Q2的集极端C；第四开关Q4的集极端C除了通过第九电阻器R9连接于地端外，还连接于第六二极管D6的阳极；第六二极D6的阴极连接于马达线圈组160中的第一线圈L1及第二线圈L2。

霍尔元件162用以侦测的风扇扇叶19转向，其第一脚(1)连接于第十四电阻器R14的一端及微处理单元164的第一脚，以及第四二极管D4及第五二极管D5的阴极，第三脚(3)连接于第十四电阻器R14的另一端及微处理单元164的第四脚；霍尔元件162的第二脚(2)接地。第五二极管D5的阳极连接于触发器1700及第一电阻器R1。

第五二极管D5于触发器1700经外力触发时，防止第一开关Q1导通所产生的低位准信号传递至微处理单元164；简言之，第五二极管D5提供稳定微处理单元164的第一脚的电压位准(可例如为5伏特)的效果。

在图4中，第一控制开关S1及第二控制开关S2分别为双极性晶体管，二者皆定义有基极端B、集极端C及射极端E。第一控制开关S1的基极端B通过第十电阻器R10电连接于微处理单元164，其集极端C连接于第一线圈L1，其射极端接地；第一控制开关S1的集射极间还可以并联第一电容器C1。第二控制开关S2的基极端B通过第十一电阻器R11电连接于微处理单元164，其集极端C连接于第二线圈L1，其射极端接地；第二控制开关S2的集射极间还可以并联第二电容器C2。

附参阅图3，正转驱动单元168电连接于电源转换模块12及马达线圈组160，其接受电源转换模块12提供的主电压Vm及待机电压Vsb，并可包含转速控制电路(未图标)；其中转速控制电路可以是依据环境温度或脉冲宽度调变(pulse width modulation)信号进行风扇转速的控制。正转驱动单元168另可依据主电压Vm的位准控制风扇扇叶19正转的时机(例如在电源供应模块12脱离轻载模式时开始正转)及转速；惟此部分应为现有技术风扇控制的技术，在此不予赘述。

当电源供应器1处于待机状态时，其输出待机电压Vsb；风扇扇叶19不转动。此时，若触发器1700受外力触发，第一开关Q1会导通，使微处理单元164的第二脚接收呈低位准的触发信号。接着，微处理单元164的第三脚送出具有预定时间长度(例如为10秒)的(呈高位准的)反转驱动信号，以让第二开关Q2导通；微处理单元164的第五脚及第六脚还会分别输出用以控制第一控制开关S1及第二控制开关S2的导通时序的脉冲宽度调变信号。在第二开关Q2导通时，第三开关Q3同步导通，待机电压Vsb除了可通过第三二极管D3传递至马达线圈组160，还可以通过第四二极管D4传递至微处理单元164。藉此，第一控制开关S1及第二控制开关S2能依据微处理单元164提供的脉冲宽度调变信号导通或截止，使于第一线圈L1及第二线圈L2的交错地导通电流，并强制风扇扇叶19反转。

当电源供应器1处于非待机状态中的轻载操作时，其输出待机电压Vsb及主电压Vm；风扇扇叶19不转动。此时，若触发器1700受外力触发，第一开关Q1会导通，使微处理单元164的第二脚接收呈低位准的触发信号。接着，微处理单元164的第三脚会送出具有预定时间长度的反转驱动信号，以让第二开关Q2导通；微处理单元164的第五脚及第六脚还会分别输出用以控制第一控制开关S1及第二控制开关S2的导通时序的脉冲宽度调变信号。在第二开关Q2导通时，第三开关Q3及第四开关Q4分别导通。更具体言之，在第三开关Q3导通时，第四二极管D4导通，以让待机电压Vsb传递至微处理单元164。当第四开关Q4导通时，第六二极管D6导通，并使第三二极管D3截止；如此一来，只有非待机电压Vm可以传递致马达线圈组160的第一线圈L1及第二线圈L2，以使第一控制开关S1及第二控制开关S2依据微处理单元164提供的脉冲宽度调变信号导通或截止，并达到强制风扇扇叶19反转的效果。

当电源供应器1处于非待机状态中的非轻载操作时，其输出待机电压Vsb及主电压Vm；风扇扇叶19受正转驱动单元168驱动而正转。此时，若触发器1700受外力触发时，第一开关Q1导通，使微处理单元164的第二脚能接收低位准信号。接着，微处理单元164的第三脚会送出高位准信号以驱使第二开关Q2导通；微处理单元164的第五脚及第六脚还会分别输出用以控制第一控制开关S1及第二控制开关S2的导通时序的脉冲宽度调变信号。在第二开关Q2导通时，第三开关Q3及第四开关Q4会导通，使待机电压Vsb传递至微处理单元164，并使非待机电压Vm传递致马达线圈组160的第一线圈L1及第二线圈L2。藉此，使第一控制开关S1及第二控制开关S2依据微处理单元164提供的脉冲宽度调变信号导通或截止，并达到强制风扇扇叶19反转的效果。

在此要特别说明的是，虽然在前述实施方式中，反转驱动单元170中的驱动电路1702是在触发器1700受到触发时强制风扇扇叶19反转；然而，在实际实施时，反转驱动单元170中的驱动电路1702也可以是接受数字信号的驱动来达到强制风扇扇叶19反转的效果。更具体言之，在反转驱动单元170中可不包含安装在壳体10或主机机壳上的实体的驱动器1700，而透过软件或韧体的驱动来达到强制风扇扇叶19反转的效果。

虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。