专利名称：风扇模块及其控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇模块及其控制装置，特别涉及一种可随负载多寡以对各风扇作转速调控的控制装置，以及设置有该控制装置的风扇模块。
背景技术：
随着技术的进步，电子装置的单位面积上的电子元件数量越来越多，造成电子装置在工作时发热量会随的增加。因此，为了维持电子装置处于有效工作温度内，现行的做法多是利用外加风扇来处理这些耗热。而由于不同的电子装置机壳的体积及内置组件数量不一，现有的中大型电子装置所需散热量皆相当的大，因此至少须要二组以上的外加风扇来加以散热。目前最为常见的外加方式，系将多个风扇整合在一框体内，并利用一控制装置同时控制该多个风扇，此称风扇模块(fan module)。
面对各式不同负载量的电子装置，用户即必须配置不同功能的风扇模块，现行较常见的风扇模块，大抵上有两种操作模式，一为全功率操作模式(high power operate mode；HP)，另一为省电操作模式(restricted power operate mode；RP)，而通常一个负载量少的电子装置，只需装上一个全功率操作模式的风扇模块，即可在电子装置热量产生时，达到散热的功效；而一个负载量大的电子装置，则可分别装入一个全功率操作模式的风扇模块及一个省电操作模式的风扇模块；请参阅图1所示，图中所示一电子装置1，其可供分别组设上述两种不同的该全功率操作模式风扇模块2及该省电操作模式风扇模块3，以及多个热插拔的负载4，当插入负载4数量不多的情况下，可通过该省电操作模式风扇模块3作散热处理，而在负载4数量逐渐增加的情况下，则可改以该全功率操作模式风扇模块2来作散热处理，以便能加速热量的逸出。
再者，上述两种风扇模块2、3皆可内建有一温度感测组件，当温度产生变化时，该两风扇模块2、3内的一控制装置可相对应输出一控制信号至多个风扇，而使该多个风扇调高或调低其本身的转速，而该两种风扇模块2、3温度与转速的关系有如图2A及2B所示，其中，在图2A中，该转速与温度的关系乃为线性变化，也就是随着温度的逐渐增加(温度t1至温度t2)，该多个风扇的转速亦同步地增加(转速r1至转速r2)，但实际操作上该温度与转速的变化不可能完全为“线性”，因为一些噪声的影响，该斜线应该是略为下曲或上曲，因此在控制灵敏度上欠佳；另外，在图2B中，该转速的变化端看温度是否超过临界温度t3，若超过临界温度t3则该多个风扇的转速立即由转速r1急升为转速r2，但此种控制方式因为转速的急升或急降，若是使用于负载大的电子装置，将使得机构的使用寿命缩短，亦非为一良好的方式。
在各种电子装置内组装组件不断密集化，而体积却越趋缩小的趋势之下，由于组件集成度不断提升，致使其发热量逐步增加，因此，要如何制作具有更佳更精准散热速率与更佳控制方式的风扇模块，乃未来一相当值得研究的方向。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明提出一种将多种不同操作模式整合于一体的控制装置，且设置有该控制装置的风扇模块则得以因应于不同负载量的电子装置，并以取得更佳且更为精准的散热速率。
根据本发明的目的，提出一种风扇模块及其控制装置，其中该风扇模块是由多个风扇及一控制装置所组成，而该控制装置是由一温度感测电路及一驱动电路所组成，其中该温度感测电路用以感测该多个风扇所处环境的温度，并据以产生一感测信号至该驱动电路，而该驱动电路电连接于该多个风扇及该温度感测电路之间，同时具有一全功率操作模式及一省电操作模式，其可依据该感测信号以选择不同操作模式，并因此对该多个风扇作不同转速的控制；藉此，针对于一电子装置的负载量稳定时，该驱动电路可以省电操作模式驱动风扇运转，而当该电子装置的负载量非稳定时，该驱动电路即可改以全功率操作模式驱动风扇运转。
根据本发明的再一目的，提出一种控制装置，除了上述的温度感测电路及驱动电路，该控制装置还包括有一开关，其中该开关电连接于该驱动电路，可用以直接控制该驱动电路位于该全功率操作模式或该省电操作模式，如此，使用者即可直接手动控制该驱动电路选择操作模式，实为一较有弹性的控制方式。
根据本发明的另一目的，提出一种控制装置，除了上述的温度感测电路及驱动电路，该控制装置还包括有一地址设定器，其中该地址设定器电连接于该多个风扇及该驱动电路之间，该地址设定器用以将该多个风扇设定地址，并使得该驱动电路得以通过该地址设定器得知各风扇的运转状态，更进一步地包括检知故障风扇的数量及位置。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为习知具有二种不同风扇模块及多个负载的电子装置的示意图；图2A为习知风扇模块的风扇转速与环境温度的曲线关系图；图2B为另一种习知风扇模块的风扇转速与环境温度的曲线关系图；图3为本发明较佳实施例的风扇模块的示意图；图4为本发明较佳实施例的风扇模块于全功率操作模式下的风扇转速与环境温度的曲线关系图；图5为本发明较佳实施例的风扇模块于省电操作模式下的风扇转速与环境温度的曲线关系图；图6为本发明另一较佳实施例的风扇模块的示意图。
主要组件符号说明1电子装置2风扇模块3风扇模块4负载5风扇模块
10风扇20控制装置21温度感测电路22驱动电路23开关24警示装置25地址设定器Stemp感测信号Sdrive风扇驱动信号Salarm警示信号t1～t11温度值r1～r8转速值具体实施方式
请参照图3，本发明的风扇模块5主要包括有多个风扇10及一控制装置20，该控制装置20与该多个风扇10电连接，且该控制装置20用以控制该多个风扇10于不同环境温度下的运转状态。
该多个风扇10可整合于一框体(图中未示)中，且每一风扇10的信号线及电源线皆电连接至该控制装置20；该控制装置20主要包括有一温度感测电路21、一驱动电路22及一开关23，其中该温度感测电路21至少包括有一温度传感器(图中未示)，在本实施例中可实施为热敏电阻，该温度传感器21主要用以检测该多个风扇10所处环境的温度，并据以发出一感测信号Stemp。
该驱动电路22电连接于该多个风扇10及该温度感测电路21之间，该驱动电路22至少应包括有一驱动处理器(图中未示)，该驱动处理器可同时内建有一全功率操作模式(high power operate mode；HP)及一省电操作模式(restricted power operate mode；RP)的驱动程序，该驱动处理器主要依据该温度感测电路21所传送的感测信号Stemp，以选择操作于该全功率操作模式或该省电操作模式，且可因此产生一风扇驱动信号Sdrive，而对该多个风扇10作不同操作模式的控制。在本实施例中，该风扇驱动信号Sdrive可为脉冲宽度调变信号(PulseWidth Modulation Signal)。
该开关23电连接于该驱动电路22，较佳为一手动的拨切开关，该开关23在开启时，该驱动电路22接收一高电位信号，而该开关23在关闭时，该驱动电路22则接收一低电位信号；在本实施例中，该驱动电路22接收该高电位信号时，其在全功率操作模式下运作，而当该驱动电路22接收该低电位信号时，即在省电操作模式下运作。
在本实施例当中，该控制装置20还包含有一警示装置24，该警示装置24电连接于该多个风扇10与该驱动电路22之间，当该多个风扇10发生运转上的故障时，该警示装置24可产生一警示信号Salarm以传送至该驱动电路22，且该驱动电路22可依据该警示信号Salarm以调变该风扇驱动信号Sdrive，例如在一个具有十组风扇10的风扇模块5中，若有二组风扇10发生故障时，该驱动电路22可直接针对其余八个风扇10作全功率操作模式的调变，而提高该八个风扇10的转速，以补足该二故障风扇10的散热效率。
请再参阅图4所示，在本发明中，当驱动电路22处于全功率操作模式下时，该驱动处理器可依据感测信号Stemp而作精密的温度-转速变化，由图中观之，当该多个风扇10所处环境的温度低于温度t4时，该驱动电路22使该多个风扇10运转于一基本转速r3，而当所处环境的温度提高至温度t5时，该驱动电路22将使该多个风扇10的转速拉高至一转速r4，而此时若温度仍持续升高至温度t7，则转速将拉高至转速r5，但若温度因该多个风扇10转速的提升而下降至温度t4时，则该多个风扇10的转速即可降低回复为转速r3；值得注意的是，若环境温度未因该多个风扇10的转速提升而下降时，则该多个风扇10的转速会在大于温度t7及t9时分别拉高至转速r5及转速r6，反之，若途中温度有下降至温度t6及t8时，则可再分别回复至转速r4及转速r5；显而易见的，本发明在温度变化上可设定多个节点，且因应该多个节点而使该多个风扇10对应产生不同的转速，通过此一多段的温度-转速控制，即可使该控制装置20较灵敏地控制该多个风扇10的转速，尤其应用于经常变动热插拔负载数量的电子装置上，更可显见其功效的卓越。
请再参阅图5所示，在本发明中，当驱动电路22处于省电操作模式下时，该驱动处理器可依据该感测信号Stemp而作二段式的温度-转速变化，其中当该多个风扇10所处环境温度大于温度t11时，该多个风扇10的转速可由原本的转速r7升高至转速r8，若环境温度持续升高，则该多个风扇10的转速仍旧维持转速r8，但若环境因该多个风扇10转速的提高而下降至温度t10，则该多个风扇10的转速亦对应的下降回复至原转速r7；显然地，本发明在省电操作模式下的二段式温度-转速变化，因为不须频繁的切换转速，故其较随合负载量较小或负载数量较稳定的电子装置。
请再参阅图6所示，本发明的控制装置20的另一较佳实施例，其还包括有一地址设定器25，其电连接于该驱动电路22与该多个风扇10之间，该地址设定器25可用以将该多个风扇10各设定一个地址(address)，且可将该驱动电路22所产生的该风扇驱动信号Sdrive放大转换为多个独立的风扇驱动信号Sdrive，如此一来，当有任一个风扇10产生故障情况下，该驱动电路22可透过该地址设定器25得知，而立即针对该故障风扇10周围的多个风扇10增速以支持散热；再者，该地址设定器25中可依其地址数量而另外设置多个警示灯(图中未示)，而令任一风扇10故障时其相对应的警示灯发出警示，如此一来，使用者即可清楚得知故障风扇10的数量及位置，而不必浪费时间逐一检视。
以上所述仅为例示性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求书中。
权利要求
1.一种风扇模块，其包括有多个风扇；以及一控制装置，其包括有一温度感测电路，用以感测该多个风扇所处环境的温度，并据以产生一感测信号；以及一驱动电路，电连接于该多个风扇及该温度感测电路之间，该驱动电路同时具有一全功率操作模式及一省电操作模式，其依据该感测信号以选择不同操作模式，并因此产生一风扇驱动信号以对该多个风扇作不同转速的控制。
2.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该多个风扇系整合于一框体中，且该多个风扇的信号线及电源线皆电连接至该控制装置。
3.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该温度感测电路包括有一温度传感器。
4.如权利要求3所述的风扇模块，其特征在于该温度传感器为一热敏电阻器。
5.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该驱动电路中包括有一驱动处理器，其系内建有该全功率操作模式及该省电操作模式的驱动程序。
6.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该风扇驱动信号为一脉冲宽度调变信号。
7.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该控制装置还包括有一警示装置，该警示装置电连接于该多个风扇与该驱动电路之间，当其中一风扇产生故障，该警示装置可产生一警示信号以传送至该驱动电路，而使该驱动电路调变该风扇驱动信号。
8.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该风扇模块设置于一电子装置内，且该电子装置内可设置有多个负载，该驱动电路可依照该多个负载数量上的不同及其所产生热量的不同，而作全功率操作模式与省电操作模式的切换。
9.如权利要求8所述的风扇模块，其特征在于当该电子装置的负载量稳定时，该驱动电路系以省电操作模式驱动该多个风扇。
10.如权利要求8所述的风扇模块，其特征在于当该电子装置的负载量变动频繁时，该驱动电路以全功率操作模式驱动该多个风扇。
11.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该控制装置还包括有一地址设定器，其电连接于该驱动电路与该多个风扇之间，该地址设定器用以将该多个风扇设定地址，并使得驱动电路得以通过该地址设定器得知各风扇的运转状态。
12.如权利要求11所述的风扇模块，其特征在于该地址设定器上还设置有多个警示灯以对应至该多个风扇，当任一风扇故障时，其对应的警示灯即可发出警示。
13.如权利要求1所述的风扇模块，其特征在于该控制装置还包括有一开关，其电连接于该驱动电路，用以直接控制该驱动电路位于该全功率操作模式或该省电操作模式。
14.如权利要求13所述的风扇模块，其特征在于该开关为一手动的拨切开关。
15.一种控制装置，其电连接于多个风扇，而该控制装置包括有一温度感测电路，用以感测该多个风扇所处环境的温度，并据以产生一感测信号；以及一驱动电路，电连接于该多个风扇及该温度感测电路之间，该驱动电路同时具有一全功率操作模式及一省电操作模式，其依据该感测信号以选择不同操作模式，并因此产生一风扇驱动信号以对该多个风扇作不同转速的控制。
全文摘要
本发明公开一种风扇模块及其控制装置，其中该风扇模块是由多个风扇及一控制装置所组成，而该控制装置包括有一温度感测电路，用以感测该多个风扇所处环境的温度，并据以产生一感测信号；以及一驱动电路，电连接于该多个风扇及该温度感测电路之间，该驱动电路同时具有一全功率操作模式及一省电操作模式，该驱动电路依据该感测信号以选择不同操作模式，并因此产生有一风扇驱动信号以对该多个风扇作不同转速的控制。本发明提出一种将多种不同操作模式整合于一体的控制装置，且设置有该控制装置的风扇模块则得以因应于不同负载量的电子装置，并以取得更佳且更为精准的散热速率。
文档编号H05K7/20GK1854528SQ20051006780
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者陈建桦, 邱俊隆, 马文川, 黄文喜 申请人:台达电子工业股份有限公司