风扇系统及风扇驱动方法与流程

1.本揭示内容关于一种风扇系统及风扇驱动方法，特别是能分别控制多个风扇的转速。


背景技术：

2.随着科技进步，各种电子装置的运作频率随之升高，但运作频率的升高却导致电子装置于运作时的装置内部温度也相对提高，为了不让高温对电子装置的运作产生影响，甚至是毁损电子装置，风扇的存在对于电子装置运作的维持是不可或缺。
3.风扇系统中常包含多个风扇，且控制于相同的转速。然而，在风扇实际运转时，其转速常会因为各种变数或不同运作需求而浮动，且亦可能需要针对供电需求进行调整。


技术实现要素：

4.本揭示内容是关于一种风扇驱动方法，包含下列步骤：透过处理器，传送第一控制信号至第一风扇及第二风扇，其中第一控制信号具有一第一控制频率；判断第一控制频率是否位于一第一频段及一第二频段，其中第一频段与第二频段不同；在第一控制频率位于第一频段时，根据第一控制信号调整第一风扇的转速；以及在第一控制频率位于第二频段时，根据第一控制信号调整第二风扇的转速。
5.在一实施例中，风扇驱动方法还包含：透过处理器，传送第二控制信号至第一风扇，其中第二控制信号具有第二控制频率；判断第二控制频率是否位于第一频段；在第二控制频率位于第一频段时，根据第二控制信号调整第一风扇的转速；以及在第二控制频率不位于第一频段时，根据第一控制信号维持第一风扇的转速。
6.在一实施例中，风扇驱动方法还包含：判断第一控制频率是否位于共同频段，其中共同频段与第一频段及第二频段皆不同；以及在第一控制频率位于共同频段时，根据第一控制信号调整第一风扇及第二风扇的转速。
7.在一实施例中，风扇驱动方法还包含：透过第一风扇中的第一侦测器，侦测第一风扇的当前转速，以产生第一转速信号；以及将第一转速信号传送至处理器。
8.在一实施例中，根据第一控制信号调整第一风扇的转速的方法包含：取得第一控制信号的第一占空比；根据第一占空比，驱动第一风扇中的第一马达。
9.本揭示内容还关于一种风扇系统，包含第一风扇、第二风扇及处理器。第一风扇电性连接于驱动电源，以根据驱动电力被驱动。第二风扇电性连接于驱动电源，以根据驱动电力被驱动。处理器电性连接于第一风扇及第二风扇，且用以传送第一控制信号至第一风扇及第二风扇。其中当第一风扇判断第一控制信号的第一控制频率位于第一频段时，第一风扇根据第一控制信号调整第一风扇的转速。其中当第二风扇判断第一控制信号的第一控制频率位于第二频段时，第二风扇根据第一控制信号调整第二风扇的转速。
10.在一实施例中，当第一风扇判断第一控制频率位于第一频段时，第一风扇取得第一控制信号的第一占空比，以调整第一风扇的转速。
11.在一实施例中，处理器还用以传送第二控制信号至第一风扇及第二风扇；当第一风扇判断第二控制信号的第二控制频率位于第一频段时，第一风扇根据第二控制信号调整第一风扇的转速；当第一风扇判断第二控制信号的第二控制频率不位于第一频段时，第一风扇根据第一控制信号维持第一风扇的转速。
12.在一实施例中，第一风扇及第二风扇是电性连接于处理器的同个信号接点，以接收第一控制信号。
13.在一实施例中，当第一风扇运转时，第一风扇侦测当前转速，并传送第一转速信号至处理器。
14.在一实施例中，第一风扇包含第一控制器、第一马达及第一侦测器。第一控制器电性连接于处理器，用以根据第一控制信号中的第一占空比产生第一驱动信号。第一马达电性连接第一控制器，以根据第一驱动信号驱动第一扇叶。第一侦测器电性连接于处理器，且用以侦测第一马达的转子位置或第一扇叶的扇叶位置。
15.本揭示内容还关于一种风扇驱动方法，包含下列步骤：透过处理器，传送起始控制信号至多个风扇，使风扇根据起始控制信号开始运转，其中起始控制信号具有起始控制频率，且风扇中储存有多个信号频段，信号频段互不相同；传送第一控制信号至风扇，其中第一控制信号具有相异于起始控制频率的一第一控制频率；在第一控制频率对应于信号频段中的其中一者时，根据第一控制信号调整风扇的对应一者的转速；以及根据起始控制信号，维持其余的风扇的转速。
16.在一实施例中，根据第一控制信号调整这些风扇的对应者的转速的方法包含：取得第一控制信号的第一占空比；以及根据第一占空比，驱动这些风扇中对应者的马达。
17.在一实施例中，风扇驱动方法还包含：透过这些风扇中的多个侦测器，侦测这些风扇的多个当前转速，以产生多个转速信号；以及将这些转速信号传送至处理器。
18.在一实施例中，这些风扇还储存有共同频段，且起始控制频率对应于共同频段。
19.本揭示内容利用控制信号的频率作为判断依据，使处理器能够选择性地分别调整每个风扇的转速，以提升风扇系统的操作性与控制性。
附图说明
20.图1为根据本揭示内容的部分实施例风扇系统的示意图；
21.图2为根据本揭示内容的部分实施例的风扇系统的示意图；
22.图3为根据本揭示内容的部分实施例的控制信号的示意图；
23.图4为根据本揭示内容的部分实施例的风扇驱动方法的流程图；
24.图5a～5c为根据本揭示内容的部分实施例的风扇系统的运作状态示意图。
25.【符号说明】
26.100:风扇系统
27.110:第一风扇
28.111:第一控制器
29.112:第一马达
30.113:第一侦测器
31.114:第一扇叶
32.120:第二风扇
33.121:第二控制器
34.122:第二马达
35.123:第二侦测器
36.124:第二扇叶
37.130:第三风扇
38.140:第四风扇
39.150:处理器
40.vdd:驱动电源
41.sdi:控制信号
42.s0:初始控制信号
43.s1:第一控制信号
44.s2:第二控制信号
45.sf1-sf4:转速信号
46.p:周期
47.th:高准位期间
48.tl:低准位期间
49.s401-s409:步骤
具体实施方式
50.以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
51.于本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、
…
等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。
52.图1为根据本揭示内容的部分实施例的风扇系统100示意图。风扇系统100包含处理器150及多个风扇110-140。风扇110-140电性连接于驱动电源vdd，以接收驱动电力，并根据处理器150传来的控制信号sdi运转。
53.在运转过程中，第一风扇110将检测当前的转速，以产生第一转速信号sf1。同理，风扇120/130/140检测当前转速，以产生对应的转速信号sf1-sf4。转速信号将被回传至处理器150，使处理器150据以得知这些风扇110-140的当前运作状态。
54.图2为根据本揭示内容的部分实施例的风扇系统100及风扇内部结构图。为保持附图精简，在图2中仅绘示出风扇110、120。如图所示，第一风扇110包含第一控制器111、第一马达112、第一侦测器113及第一扇叶114。第二风扇120包含第二控制器121、第二马达122、第二侦测器123及第二扇叶124。控制器111/121根据处理器150提供的控制信号sdi及驱动
电源vdd提供的驱动电力，分别产生对应的驱动信号，以调整提供至马达112/122的电力，进而带动扇叶114/124转动。
55.在部分实施例中，控制信号sdi为脉冲宽度调变(pulse width modulation，pwm)的形式。控制信号sdi的占空比(duty)用以指示风扇的预期转速。举例而言，当控制信号的占空比为60％时，代表风扇的转速为最大转速的60％。
56.转速信号sf1-sf4用以反应风扇110-140的当前转速。在一实施例中，第一风扇110及第二风扇120内的侦测器113/123用以侦测扇叶114/124或马达112/122中的转子位置，进而产生转速信号。转速信号同样可为脉冲宽度调变的形式。侦测器113/123可为位置传感器，但并不以此为限。在其他部分实施例中，风扇内的侦测器可接收马达112/122上的回授电流，以计算出扇叶或马达转子的当前位置。由于本领域人士能理解转速信号的生成方式，故在此不另赘述。
57.在一实施例中，这些风扇110-140是电性连接于处理器150的同一个信号接点，以接收控制信号sdi。换言之，处理器150是透过相同的输出路径，将相同的控制信号sdi传送至所有的风扇110-140。在部分实施例中，风扇系统100可应用于服务器或计算机系统中，多个风扇110-140的转速都是由同一个处理器150控制。
58.在一种作法中，因为风扇是根据控制信号的占空比调整转速，因此，如果要让不同风扇运作于不同的转速，则处理器将必须透过不同的传输路径，独立传输不同的控制信号至每个风扇。然而，此种控制方式等同于独立控制每个风扇，而无法节省处理器上的接点(pin)数量。本揭示内容则利用了控制信号sdi的“频率”作为判断的参数，以能在不更动处理器150的接点数量与配置方式的情况下，实现不同转速的控制方式。
59.在一实施例中，第一风扇110储存有第一频段、第二风扇则储存有第二频段(如：储存于风扇内的记忆体)。第一频段与第二频段互不相同，例如第一频段为27khz
±
500hz、第二频段则为28khz
±
500hz。在风扇110/120接收到控制信号sdi时，风扇110/120会先判断控制信号中的控制频率是否位于内部储存的频段？若是，则根据接收到的控制信号调整转速。若否，则风扇110/120将忽略当前的控制信号，而会根据先前的控制信号(即，其频率对应于风扇内储存的频段)，继续维持相同的转速。
60.举例而言：若第一控制信号的第一控制频率为57.2khz，对应于第一频段，则第一风扇110会根据第一控制信号调整转速，但第二风扇120则不会根据第一控制信号调整转速。同理，若第一控制信号的第一控制频率为58.2khz，对应于第二频段，则第一风扇110不会根据第一控制信号调整转速，但第二风扇120则根据第一控制信号调整转速。
61.承上，若处理器150发送第一控制信号至风扇110、120，使得第一风扇110根据第一控制信号调整转速，但第二风扇120不会根据第一控制信号调整转速。接着，处理器150改为发送第二控制信号至风扇110、120。此时，若第二控制信号的第二控制频率不位于第一频段、而位于第二频段，则第一风扇110将仍根据第一控制信号维持转速，但第二风扇120则改为根据第二控制信号调整转速。
62.在部分实施例中，所有的风扇110/120内还储存有相同的共用频段(如：25khz
±
500hz)。意即，当处理器150传送的控制信号sdi位于共同频段时，所有的风扇110/120都会根据控制信号sdi调整转速。
63.风扇110、120及其储存的频段数据可如下列表格所示：
[0064][0065][0066]
如图2所示，在一实施例中，当风扇110、120判断接收到的控制信号sdi的控制频率对应于其内储存的频段时，风扇110/120将取得控制信号sdi中占空比，并根据占空比来产生或调整驱动信号。驱动信号用以驱动马达112/122，以改变扇叶114/124的转速。
[0067]
接着，侦测器113/123将检测马达112/122中至少一个转子的转子位置、或者检测扇叶114/124中至少一扇叶位置、或者根据马达的回授电流，推算出扇叶位置，以分别产生转速信号sf1-sf2。
[0068]
图3为本揭示内容的部分实施例中的控制信号sdi示意图。如图所示，在每一个周期p，控制信号sdi的高准位期间th、低准位期间tl的比例即为占空比。例如：高准位期间th占周期p的70％，则占空比即为70％。处理器150能够调整控制信号sdi的周期p的长度，以改变其频率。
[0069]
图4为本揭示内容的部分实施例中的风扇驱动方法的流程图。图5a～5c则为风扇系统100于不同情下的运作示意图。在一实施例中，所有的风扇110、120皆连接到处理器150的同一个信号接点，以接收相同的控制信号。第一风扇110内储存有第一频段及共同频段。第二风扇120则储存有第二频段及共同频段。第一频段、第二频段及共同频段包含的频率范围互不相同。在部分实施例中，处理器150可调整输出的控制频率的占空比及频率，且频率皆大于20khz。
[0070]
如图4及图5a所示，在步骤s401中，处理器150传送起始控制信号s0至所有的风扇110、120。风扇110、120还会接收驱动电源vdd传来的电力。由于起始控制信号s0的起始控制频率位于共同频段，因此所有风扇110、120皆会根据起始控制信号s0的占空比及驱动电路，驱动马达112/122开始运转。
[0071]
如图5b所示，在步骤s402中，处理器150传送第一控制信号s1至所有的风扇110、120。换言之，处理器150输出的控制信号的频率将由原先的起始控制频率转变为第一控制信号s1的第一控制频率。处理器150输出的控制信号的占空比也转变为第一控制信号s1的第一占空比。
[0072]
在步骤s403中，每个风扇110、120分别判断第一控制信号s1的第一控制频率是否对应于其内储存的频段，据以决定是否改变转速。例如：第一风扇110判断第一控制频率是否对应于第一频段、第二风扇120判断第一控制频率是否对应于第二频段。
[0073]
若第一控制频率对应于这些频段中的其中一者，则在步骤s404中，根据第一控制
信号s1的第一占空比调整对应的风扇的转速。例如：第一控制频率对应于第一频段，则第一风扇110根据第一占空比调整转速。
[0074]
若第一控制频率并未对应于这些频段中的其余者，则在步骤s405中，对应于其余频段的这些风扇将忽略第一控制信号s1，而仍根据先前接收到的控制信号(即，起始控制信号s0)的占空比维持转速。例如：第一控制频率并未对应于第二频段，则第二风扇120仍根据起始控制信号s0的占空比维持其转速。
[0075]
如图5c所示，在步骤s406中，处理器150传送第二控制信号s2至所有的风扇110、120。换言之，处理器150输出的控制信号的频率将由第一控制频率转变为第二控制信号s2的第二控制频率。处理器150输出的控制信号的占空比也转变为第二控制信号s2的第二占空比。
[0076]
在步骤s407中，每个风扇110、120分别判断第二控制信号s2的第二控制频率是否对应于其内储存的频段。例如：第一风扇110判断第二控制频率是否对应于第一频段、第二风扇120判断第二控制频率是否对应于第二频段。
[0077]
若第二控制频率对应于这些频段中的其中一者，则在步骤s408中，根据第二控制信号s2的第二占空比调整对应的风扇的转速。例如：第二控制频率对应于第二频段，则第二风扇110根据第二占空比调整转速。
[0078]
若第二控制频率并未对应于这些频段中的其余者，则在步骤s409中，这些频段所对应的风扇将忽略第二控制信号s2，而仍根据先前接收且具有对应的频率的控制信号来维持转速。例如：第二控制频率s2并未对应于第一频段，则第一风扇110将根据第一占空比维持其转速。
[0079]
复请参阅图1所示，在部分实施例中，处理器150内亦可储存对应于风扇110-140的第一频段、第二频段、第三频段、第四频段及共同频段，且储存有对应于不同转速的控制信号。当有调整转速的需求时(如：要调整服务器中的局部温度，或者接收到使用者控制命令)，处理器150能透过查表，确认需调整的风扇及其对应的频段，以发送对应频率的控制信号。
[0080]
前述各实施例中的各项元件、方法步骤或技术特征，是可相互结合，而不以本揭示内容中的文字描述顺序或附图呈现顺序为限。
[0081]
虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。