专利名称：风扇转速控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制装置，特别是涉及一种风扇转速控制装置。
背景技术：
风扇可用来提供散热，不论是应用于电器产品内以延长产品的使用寿命及洁净度，或是降低环境的温度，目前，风扇已是现今生活不可或缺的电子产品之一。目前现有的风扇大多由脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)讯号来控制风扇转速的快慢，以波形的责任周期(Duty Cycle)来控制切换元件(例如晶体管)在单位时间内导通以及关闭(ON-OFF)的比例，以控制负载的电流大小，且以藉由小信号方式直接控制风扇转速，不需改变风扇输入的电压。如图1所示，其为现有的风扇转速控制装置1 的示意图，其由外部提供一电源电压Vl至风扇转速控制装置1，以驱动风扇转速控制装置1 作动，另外，一脉宽调制讯号Sl输入至控制电路11，以控制风扇马达7的转速。但是，现有的风扇转速控制装置容易因为外部输入电压的改变或不稳定及空气阻抗不同，而造成风扇在相同脉冲宽度调制的责任周期(PWM duty cycle)下，转速却有所改变。因此，如何提供一种可提供稳定转速且不易受气阻的影响的风扇转速控制装置，实属当前重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可提供稳定转速的风扇转速控制装置。为实现上述目的，本发明提供一种风扇转速控制装置，其包含一基准电压产生电路、一第一电压产生电路、一第二电压产生电路及一补偿控制电路。基准电压产生电路接收一脉宽调制讯号，并输出一基准电压讯号；第一电压产生电路与基准电压产生电路电性连接，第一电压产生电路接收脉宽调制讯号，并据以产生一第一电压讯号；第二电压产生电路接收一风扇转速讯号，并据以产生一第二电压讯号；补偿控制电路与第一电压产生电路及第二电压产生电路电性连接，并依据第一电压讯号及第二电压讯号输出一电压差补偿讯号。于本发明的一实施例中，其中补偿控制电路具有一运算放大器，其根据第一电压讯号及第二电压讯号，以输出一电压放大讯号。于本发明的一实施例中，风扇转速控制装置还包含一控制电路，与基准电压产生电路及补偿控制电路电性连接，并根据基准电压讯号及电压差补偿讯号输出一转速调整讯号。于本发明的一实施例中，风扇转速控制装置还包含一风扇转速感应电路，将风扇转速讯号传输至第二电压产生电路。如上所述，因依据本发明的一种风扇转速控制装置，是将第一电压产生电路与第二电压产生电路所产生的第一电压讯号与第二电压讯号相比较，以补偿控制电路判断是否需补偿转速而输出一电压差补偿讯号，再以电压差补偿讯号补偿于基准电压讯号，调整风扇的转速。因此，本发明的风扇转速控制装置可提供马达一稳定的转速，且转速不易受气阻及外部电压变动的影响。
图1为现有的风扇转速控制装置的示意图；图2为依据本发明较佳实施例的一种风扇转速控制装置的示意图；以及图3为图2的风扇转速控制装置的电路图。附图符号说明1、2:风扇转速控制装置11、25:控制电路21 基准电压产生电路211、243 晶体管212、222、232、242 电阻22:第一电压产生电路221、233:电容23:第二电压产生电路231、241 运算放大器24:补偿控制电路7 马达F 低通滤波器Sl 脉宽调制讯号S2 基准电压讯号S3:第一电压讯号S4 风扇转速讯号S5:第二电压讯号S6 电压差补偿讯号S7 转速调整讯号VI:电源电压
具体实施例方式以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的一种风扇转速控制装置。请参照图2所示，其为依据本发明较佳实施例的一种风扇转速控制装置的示意图。本发明较佳实施例的风扇转速控制装置2用以控制一马达7的转速。风扇转速控制装置2包含一基准电压产生电路21、一第一电压产生电路22、一第二电压产生电路23及一补偿控制电路M。基准电压产生电路21接收一脉宽调制讯号Sl并输出一基准电压讯号S2。本实施例的脉宽调制讯号Sl的脉宽调制责任周期若越大，则基准电压讯号S2的电压就越小；而脉宽调制讯号Sl的脉宽调制责任周期若越小，则基准电压讯号S2的电压就越大。
第一电压产生电路22与基准电压产生电路21电性连接，第一电压产生电路22接收脉宽调制讯号Si，并将脉宽调制讯号Sl转换为直流的一第一电压讯号S3。本实施例的脉宽调制讯号Sl的脉宽调制百分比若越大，则第一电压讯号S3的电压也越高；而脉宽调制讯号Sl的脉宽调制百分比若越小，则第一电压讯号S3的电压也越低。第二电压产生电路23接收一风扇转速讯号S4，并据以产生一第二电压讯号S5。其中，风扇转速讯号S4为风扇实际运作时的转速。风扇转速越快，第二电压讯号S5的电压值越高；风扇转速越慢，第二电压讯号S5的电压值越低。补偿控制电路M与第一电压产生电路22及第二电压产生电路23电性连接以接收第一电压讯号S3及第二电压讯号S5，并依据第一电压讯号S3及第二电压讯号S5输出一电压差补偿讯号S6。当第一电压讯号S3与第二电压讯号S5不相同时，即输出此电压差补偿讯号S6，以判定实际转速与目标转速的差距。控制电路25与基准电压产生电路21及补偿控制电路M电性连接以接收基准电压讯号S2及电压差补偿讯号S6，并依据基准电压讯号S2及电压差补偿讯号S6而输出一转速调整讯号S7至风扇马达7，以控制风扇马达7的转速。请参照图3，其为图2的风扇转速控制装置的一电路图。以下，对本发明的风扇转速控制装置2的基准电压产生电路21、第一电压产生电路22、第二电压产生电路23、补偿控制电路M及控制电路25的结构及作动加以详述。另外，图3所示的结构态样为辅助说明， 并非用以限制本发明。基准电压产生电路21具有一 P型晶体管或一 N型晶体管，本实施例的基准电压产生电路21是以具有一 N型场效晶体管211为例。晶体管211的栅极端接收脉宽调制讯号 Si，脉宽调制讯号Sl经过基准电压产生电路21的晶体管211及多个电阻212分压后，输出直流的一基准电压讯号S2。本实施例的脉宽调制讯号Sl的脉宽调制责任周期若越大，则基准电压讯号S2的电压就越小；而脉宽调制讯号Sl的脉宽调制责任周期若越小，则基准电压讯号S2的电压就越大。第一电压产生电路22与基准电压产生电路21电性连接，第一电压产生电路22具有一电容221及多个电阻222。第一电压产生电路22接收脉宽调制讯号Si，并据以产生直流的一第一电压讯号S3。本实施例的脉宽调制讯号Sl的脉宽调制百分比若越大，则第一电压讯号S3的电压也越高；而脉宽调制讯号Sl的脉宽调制百分比若越小，则第一电压讯号 S3的电压就越低。本实施例的风扇转速控制装置还包含一风扇转速感应电路(图未绘示)。风扇转速感应电路具有一风扇转速感应元件，以风扇转速感应元件测得风扇运作时的转速，并产生一风扇转速讯号S4且传输至第二电压产生电路23。其中，若欲根据马达7测得转速，则风扇转速感应元件可为一霍尔感应器或一光耦合器；若欲根据扇叶测得转速，则风扇转速感应元件可为一转速器。另外，风扇转速讯号S4的波形可为方波或弦波。风扇转速讯号S4 的周期为固定，而风扇转速讯号S4的振幅大小依转速而定。第二电压产生电路23具有一低通滤波器F，用于接收风扇转速讯号S4，低通滤波器F包括一运算放大器231、一电阻232和一电容233，运算放大器231、电阻232和电容233 相互并联。其中，运算放大器231的反向输入端接收风扇转速讯号S4。电阻232与电容233 连接运算放大器231的反向输入端及输出端，风扇转速讯号S4经低通滤波器F与多个电阻232转换后，使第二电压产生电路23可产生直流的一第二电压讯号S5。本实施例的风扇转速讯号S4的转速若越快，则第二电压讯号S5也越高；而风扇转速讯号S4的转速若越慢，则第二电压讯号S5也就越低。补偿控制电路M具有一运算放大器Ml、多个电阻242及一晶体管M3，其中晶体管243可为一 N型晶体管或P型晶体管，于本实施例中，是以N型晶体管为例。多个电阻 242连结运算放大器Ml的输入端，其中的一电阻242连结运算放大器Ml的输出端及晶体管M3的基极端。补偿控制电路M与第一电压产生电路22及第二电压产生电路23电性连接，并接收第一电压讯号S3及第二电压讯号S5，第一电压讯号S3及第二电压讯号S5 分别传输至运算放大器241的非反向输入端及反向输入端，运算放大器241将第一电压讯号S3与第二电压讯号S5的电压差放大，并由输出端输出一电压差放大讯号而传送至晶体管M3，晶体管243根据电压差放大讯号输出一电压差补偿讯号S6。当第一电压讯号S3与第二电压讯号S5相同时，则补偿控制电路M不会输出电压差补偿讯号S6 ；而当第一电压讯号S3与第二电压讯号S5不相同时，补偿控制电路M将输出电压差补偿讯号S6。本实施例的风扇转速控制装置还包含一控制电路25，其与基准电压产生电路21 及补偿控制电路M电性连接，接收基准电压讯号S2及电压差补偿讯号S6并根据基准电压讯号S2及电压差补偿讯号S6输出一转速调整讯号S7至风扇马达7，以控制风扇马达7的转速。控制电路25以固定频率的三角波比较转速调整讯号S7。若转速调整讯号S7的电平较低，撷取于三角波的范围较长，则使得马达7转速较快；若转速调整讯号S7的电平较高， 撷取于三角波的范围较短，则使得马达7转速较慢。综上所述，因依据本发明的一种风扇转速控制装置，是将第一电压产生电路与第二电压产生电路所产生的第一电压讯号与第二电压讯号相比较，以补偿控制电路判断是否需补偿转速而输出一电压差补偿讯号，再以电压差补偿讯号补偿于基准电压讯号，调整风扇的转速。因此，本发明的风扇转速控制装置可提供马达一稳定的转速，且转速不易受气阻及外部电压变动的影响。以上所述仅为举例，而非为限制。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，均应包含于本发明的权利要求中。
权利要求
1.一种风扇转速控制装置，包含一基准电压产生电路，接收一脉宽调制讯号，并输出一基准电压讯号；一第一电压产生电路，与该基准电压产生电路电性连接，该第一电压产生电路接收该脉宽调制讯号，并据以产生一第一电压讯号；一第二电压产生电路，接收一风扇转速讯号，并据以产生一第二电压讯号；以及一补偿控制电路，与该第一电压产生电路及该第二电压产生电路电性连接，该补偿控制电路接收该第一电压讯号和该第二电压讯号并依据该第一电压讯号及该第二电压讯号输出一电压差补偿讯号。
2.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，其中该基准电压讯号、该第一电压讯号及该第二电压讯号均为一直流讯号。
3.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，其中该第二电压产生电路具有一低通滤波器，用以接收该风扇转速讯号。
4.如权利要求3所述的风扇转速控制装置，其中该低通滤波器包括一运算放大器、一电阻和一电容，该运算放大器、该电阻和该电容相互并联。
5.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，其中该补偿控制电路具有一运算放大器， 该运算放大器根据该第一电压讯号及该第二电压讯号，以输出一电压放大讯号。
6.如权利要求5所述的风扇转速控制装置，其中该补偿控制电路还具有一晶体管，该晶体管连接该运算放大器的一输出端。
7.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，还包含一控制电路，与该基准电压产生电路及该补偿控制电路电性连接，接收该基准电压讯号和该电压差补偿讯号并根据该基准电压讯号及该电压差补偿讯号输出一转速调整讯号至一风扇的马达。
8.如权利要求1所述的风扇转速控制装置，还包含一风扇转速感应电路，将该风扇转速讯号传输至该第二电压产生电路。
9.如权利要求8所述的风扇转速控制装置，其中该风扇转速感应电路具有一风扇转速感应元件。
10.如权利要求9所述的风扇转速控制装置，其中该风扇转速感应元件为一霍尔感应器或一光耦合器。
全文摘要
一种风扇转速控制装置，其包含一基准电压产生电路、一第一电压产生电路、一第二电压产生电路及一补偿控制电路。基准电压产生电路接收一脉宽调制讯号，并输出一基准电压讯号；第一电压产生电路接收脉宽调制讯号，并据以产生一第一电压讯号；第二电压产生电路接收一风扇转速讯号，并据以产生一第二电压讯号；补偿控制电路依据第一电压讯号及第二电压讯号输出一电压差补偿讯号。因此，本发明所揭示的风扇转速控制装置提供了稳定转速。
文档编号F04D27/00GK102444602SQ201010504230
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者唐仲宏, 邱进发 申请人:台达电子工业股份有限公司