专利名称：直流无刷风扇马达的转速控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种马达转速控制电路，特别是一种直流无刷风扇马达的转速控制电路。
背景技术：
目前风扇应用在交换式电源供应器与电脑上的中央处理器[CPU]、影像卡等资讯产品的散热装置。近年来已呈现一个趋势，就是风扇的转速必须可依环境温度的高、低予以调整。亦即在高温环境下的风扇必须以高转速排除电子元件的热量，以确保电子元件正常运作，甚至避免高温破坏电子元件。另在低温环境下则风扇必须降低转速，其一方面具有节省能源，另一方面具有降低电气及风切噪音。
图1揭示习用单相直流无刷风扇马达的驱动电路的电路图。
请参照图1所示，单相直流无刷风扇马达驱动电路包含一线圈绕组L1、一霍尔元件IC1、一驱动元件IC2及一电容C1。由该霍尔元件IC1侦测转子的永久磁铁的磁极变化形成微弱的霍尔电压，将该霍尔电压输出至驱动元件IC2并加以放大，由输出端01及02产生交替变化的方波信号。该信号对马达线圈绕组驱动电路产生开关作动及交替改变电流方向以便激磁驱动马达的转子旋转。
图2揭示习用双相直流无刷风扇马达的驱动电路的电路图。
请参照图2所示，双相直流无刷风扇马达的驱动电路包含一第一线圈绕组L1、一第二线圈绕组L2、一电容C1、一霍尔驱动元件IC3、一第一电阻R1、一第二电阻R2及一晶体管Q1。该第一电阻R1、第二电阻R2及晶体管Q1组成转速信号检出电路。由该霍尔驱动元件IC3侦测转子的永久磁铁的磁极变化形成微弱的霍尔电压，将该霍触电压经霍尔驱动元件内部放大，由输出端01及02产生交替变化的方波信号，该方波信号在第一线圈绕组L1及第二线圈绕组L2产生开关作动及交替改变电流方向，以便线圈绕组激磁驱动马达的转子旋转。
系统厂商在设计风扇控制电路时，通常利用两个不同电源电压的状态控制风扇转速。例如利用12V供给风扇电源电压、控制风扇转速在3000rpm；再利用6V控制风扇转速在1500rpm。风扇转速的不同是因应系统不同的散热目的及噪音量。
图3揭示习用直流无刷风扇马达的转速与电源电压变化特性的示意图。在两个特定高、低电压之间，例如12V至6V，直流无刷风扇马达的转速与电源电压变化特性是属非线性。系统输入电源电压12V时，马达的定子架构设定转速3000rpm；若系统改变输入低电源电压6V时，依转速与电压特性曲线转速降至2000rpm。因此风扇马达无法确实降低至1500rpm的低转速，亦即无法符合系统所需求的转速。
习用风扇马达受到定子架构及非线性绕组特性的限制，其转速变化范围无法确实弹性调整以因应系统的需求。为了改善风扇马达所受的限制，必须重新开发设计符合需求转速的马达架构，如此增加开发.设计成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述缺点，而提供一种可视供应的电源电压范围及所需转速决定直流无刷风扇马达的转速特性范围的直流无刷风扇马达的转速控制电路。
本实用新型所提供的直流无刷风扇马达的转速控制电路的技术方案如下一种直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是包含一电压切换电路，其用以控制电源输出至该马达驱动电路的高、低驱动电压；及一电压准位侦测电路，其依高、低输入电源电压用以控制作动该电压切换电路的切换输出高、低驱动电压至驱动电路；当该电压准位侦测电路侦测输入电源电压为一高压电时则电压切换电路直接输出高驱动电压至该马达驱动电路，使马达转速处于高速状态；当该电压准位侦测电路侦测输入的电源电压为一低电压时，则输入的电源经电压切换电路切换输出一低驱动电压至该马达驱动电路，使马达转速处于低速状态。
除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容其中该转速控制电路连接单相直流无刷风扇马达驱动电路。
其中该转速控制电路包含一第一晶体管Q2、一第一电阻R3及一准位电阻R4组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二晶体管Q3、一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当该第二晶体管Q3导通时，使该第一晶体管Q2导通，因此电源经该第一晶体管Q2输出高驱动电压至驱动电路使马达处于高转速状态；当该第二晶体管Q3截止时，使该第一晶体管Q2截止，因此电源经该准位电阻R4降压后输出低驱动电压至驱动电路，使马达处于低转速状态。
其中该转速控制电路包含一第一晶体管Q2、一第一电阻R3及多个二极管D1至DN组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二晶体管Q3、一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当该第二晶体管Q3导通时，使该第一晶体管Q2导通，因此电源经该第一晶体管Q2输出高驱动电压至驱动电路使马达处于高转速状态；当该第二晶体管Q3截止时，使该第一晶体管Q2截止，因此电源经该二极管D1至DN的准位电阻[Rx]降压后输出低驱动电压至驱动电路，使马达处于低转速状态。
其中该第二电阻R5及第三电阻R6组成分压电路，当电源电压升高至预定准位时，藉导通该第二晶体管Q3切换该第一晶体管Q2导通；当电源电压降至预定准位时，藉截止该第二晶体管Q3切换该第一晶体管Q2截止。
其中该转速控制电路连接双相直流无刷风扇马达驱动电路。
其中该转速控制电路包含一晶体管Q2及一准位电阻R4组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当.该晶体管Q2截止时，该驱动电路的霍尔驱动元件经该准位电阻R4降压后接地，该驱动电路使马达处于低转速状态，当该晶体管Q2导通时该霍尔驱动元件经该晶体管Q2的集电极及发射极后接地，该驱动电路使马达处于高转速状态。
其中该转速控制电路包含一晶体管Q2及多个二极管D1至DN串联组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当该晶体管Q2截止时，该驱动电路的霍尔驱动元件经该二极管D1至DN的准位电阻[Rx]降压后接地，该驱动电路使马达处于低转速状态，当该晶体管Q2导通时，该霍尔驱动元件经该晶体管Q2的集电极及发射极后接地，该驱动电路使马达处于高转速状态。
其中该第二电阻R5及第三电阻R6组成分压电路，当电源电压升高至预定准位时，该分压电路导通该晶体管Q2，使该霍尔驱动元件经该晶体管Q2形成接地；当电源电压降至预定准位时，该分压电路截止该晶体管Q2使该霍尔驱动元件经该准位电阻压降后形成接地。
根据本实用新型的直流无刷风扇马达的转速控制电路，该转速控制电路包含一电压切换电路及一电压准位侦测电路。该电压准位侦测电路依高、低电源电压决定作动该电压切换电路切换输出高、低驱动电压至风扇马达的驱动电路，使风扇马达可依输入不同的电源电压做不同的转速变换。
本实用新型的优点在于1、本实用新型所提供的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其利用一电压切换电路及一电压准位侦测电路变换风扇马达的转速特性范围，使本实用新型具有转变不同马达转速的功效。
2、本实用新型所提供的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其利用一电压切换电路决定低转速特性范围，使本实用新型具有弹性调整低转速的功效。
为了让本实用新型的上述和其他目的、结构特征和优点能更明确被了解，下文将特举本实用新型较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1习用单相直流无刷风扇马达驱动电路的电路图。
图2习用双相直流无刷风扇马达驱动电路的电路图。
图3习用直流无刷风扇马达的转速与电源电压变化特性的示意图。
图4本实用新型转速控制电路的架构方块图。
图5本实用新型直流无刷风扇马达的转速控制电路的转速与电源电压变化特性的示意图。
图6本实用新型第一较佳实施例的单相直流无刷风扇马达的转速控制电路的电路图。
图7本实用新型第二较佳实施例的双相直流无刷风扇马达的转速控制驱动电路的电路图。
图8本实用新型第三较佳实施例的单相直流无刷风扇马达的转速控制电路的电路图。
图9本实用新型第四较佳实施例的双相直流无刷风扇马达的转速控制驱动电路的电路图。
具体实施方式
图4揭示本实用新型转速控制电路的架构方块图。请参照图4所示，该转速控制电路10包含一电压切换电路11及一电压准位侦测电路12。该电压切换电路11用以控制电源输出至马达驱动电路1的高、低驱动电压，该电压准位侦测电路12则依高、低输入电源电压用以控制作动该电压切换电路11的切换输出高、低驱动电压至驱动电路1。
图5揭示本实用新型直流无刷风扇马达的转速与电源电压变化特性的示意图。请参照图4、图5所示，当系统输入高电源电压12V时，输出至马达驱动电路1为高准位电压12V，使马达处于转速为3000rpm的高转速状态；若系统降低输入低电源电压xV时，则经由电压切换电路1直接切换输出低准位的电压6V至马达驱动电路1，使马达转速降至1500rpm。
图6揭示本实用新型第一较佳实施例的直流无刷风扇马达的转速控制电路应用于单相直流无刷风扇马达的电路图。
请参照图6所示，本实用新型第一较佳实施例的单相直流马达驱动元件相对应设置于习用单相直流马达驱动元件，因而在元件相同部分采用相同标记进行标示，以便易于了解本实用新型诸较佳实施例与习用之间差异。第一较佳实施例的部分技术内容已揭示于图1的习用马达驱动电路说明内容于此并入参考，不予详细赘述。
请再参照图6所示，第一较佳实施例单相直流无刷风扇马达驱动电路1连接一转速控制电路10，该转速控制电路10包含由一晶体管Q2、一电阻R3及一电阻R4所组成的电压切换电路11。该电阻R4是属一准位电阻[Rx]。当该晶体管Q2截止时，电源Vcc经电阻R4降压后输出至风扇马达的驱动电路1。
请再参照图6所示，该转速控制电路10另包含由一晶体管Q3、一电阻R5及一电阻R6所组成的电压准位侦测电路12。当该晶体管Q3导通时，该晶体管Q2的基极偏压电流由电源Vcc经电阻R3至该晶体管Q3的集电极及发射极形成顺向偏压电流使该晶体管Q2导通，因此电源Vcc经该晶体管Q2的发射极及集电极输出高驱动电压至驱动电路1此时，高驱动电压输入至该驱动电路1使马达处于高转速状态，如图5所示。当该晶体管Q3截止时，该晶体管Q3的集电极电位升高，使该晶体管Q2的偏压电流呈现截止状态，导致在发射极及集电极之间断路，电源Vcc则经电阻R4降压后输出低驱动电压至驱动电路1。此时，低驱动电压输入至该驱动电路1使马达处于低转速状态，如图5所示。该电阻R5及R6组成分压电路，当电源Vcc电压升高至x准位时，该分压电路达晶体管Q3顺向导通的准位[0.6V至0.7V]，藉控制该晶体管Q3导通切换该晶体管Q2的导通；反之，当电源Vcc电压降至x准位时，该分压低于晶体管Q3顺向导通的准位，藉控制该晶体管Q3截止切换该晶体管Q2的截止。
请参照图7所示，本实用新型第二较佳实施例的双相直流马达驱动电路一部分相对应设置于习用双相直流马达驱动电路，因而在元件相同部分采用相同标记进行标示，以便易于了解本实用新型诸较佳实施例之间与习用之间差异。第二较佳实施例的部分技术内容已揭示于图2的习用说明内容于此并入参考，不予详细赘述。
请再参照图7所示，双相直流无刷风扇马达驱动电路1连接一转速控制电路10，该转速控制电路10包含一晶体管Q2及一电阻R4作为一电压切换电路11。该电阻R4是属一准位电阻[Rx]当该晶体管Q2截止时，该霍尔驱动元件IC3径电阻R4降压后接地，该驱动电路1使风扇马达处于低转速状态，如图5所示。当该晶体管Q2导通时，该霍尔驱动元件IC3经该晶体管Q2的集电极及发射极后接地，该驱动电路1使马达处于高转速状态，如图5所示。
请再参照图7所示，该转速控制电路10另包含一电阻R5、一电阻R6所组成的一电压准位侦测电路12。该电阻R5及R6组成分压电路，当电源Vcc电压升高至x准位时，该分压电路导通该晶体管Q2，使霍尔驱动元件IC3经该晶体管Q2形成接地；反之当电源Vcc电压降至x准位时，该分压电路截止晶体管Q2，使霍尔驱动元件IC3经该电阻R4压降后形成接地。
请参照图8所示，本实用新型第三较佳实施例的单相直流马达驱动电路一部分相对应设置于第一较佳实施例单相直流马达驱动元件，因而在元件相同部分采用相同标记进行标示，以便易于了解本实用新型诸较佳实施例之间差异。第三较佳实施例的部分技术内容已揭示于图6的马达驱动电路说明内容，于此并入参考，不予详细赘述。
请再参照图8所示，第三较佳实施例单相直流无刷风扇马达驱动电路1连接一转速控制电路10。相较于第一实施例，第三实施例的该转速控制电路10包含一晶体管Q2、一电阻R3及多个二极管D1至DN组成一电压切换电路11。该二极管D1至DN是属串接二极管组，其提供适当准位电阻[Rx]。同时，第三实施例的该转速控制电路10同样包含一晶体管Q3、一电阻R5及一电阻R6组成一电压准位侦测电路12。
请参照图9所示，本实用新型第四较佳实施例的双相直流马达驱动电路一部分相对应设置于第二较佳实施例双相直流马达驱动动电路，因而在元件相同部分采用相同标记进行标示，以便易于了解本实用新型诸较佳实施例之间差异。第四较佳实施例的部分技术内容已揭示于图7的马达驱动电路说明内容，于此并入参考不予详细赘述。
请再参照图9所示第四较佳实施例双相直流无刷风扇马达.驱动电路1连接一转速控制电路10，该转速控制电路10包含一晶体管Q2及数个二极管D1至DN组成一电压切换电路11。该二极管D1至DN是属串接二极管组，其提供适当准位电阻[Rx]。同时，第四实施例的该转速控制电路10同样包含一电阻R5及一电阻R6组成一电压准位侦测电路12。
虽然本实用新型已以前述较佳实施例揭示，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修改，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定的为准。
权利要求1.一种直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是包含一电压切换电路，其用以控制电源输出至该马达驱动电路的高、低驱动电压；及一电压准位侦测电路，其依高、低输入电源电压用以控制作动该电压切换电路的切换输出高、低驱动电压至驱动电路；当该电压准位侦测电路侦测输入电源电压为一高压电时则电压切换电路直接输出高驱动电压至该马达驱动电路，使马达转速处于高速状态；当该电压准位侦测电路侦测输入的电源电压为一低电压时，则输入的电源经电压切换电路切换输出一低驱动电压至该马达驱动电路，使马达转速处于低速状态。
2.根据权利要求1所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该转速控制电路连接单相直流无刷风扇马达驱动电路。
3.根据权利要求2所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该转速控制电路包含一第一晶体管Q2、一第一电阻R3及一准位电阻R4组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二晶体管Q3、一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当该第二晶体管Q3导通时，使该第一晶体管Q2导通，因此电源经该第一晶体管Q2输出高驱动电压至驱动电路使马达处于高转速状态；当该第二晶体管Q3截止时，使该第一晶体管Q2截止，因此电源经该准位电阻R4降压后输出低驱动电压至驱动电路，使马达处于低转速状态。
4.根据权利要求2所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该转速控制电路包含一第一晶体管Q2、一第一电阻R3及多个二极管D1至DN组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二晶体管Q3、一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当该第二晶体管Q3导通时，使该第一晶体管Q2导通，因此电源经该第一晶体管Q2输出高驱动电压至驱动电路使马达处于高转速状态；当该第二晶体管Q3截止时，使该第一晶体管Q2截止，因此电源经该二极管D1至DN的准位电阻[Rx]降压后输出低驱动电压至驱动电路，使马达处于低转速状态。
5.根据权利要求3或4所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该第二电阻R5及第三电阻R6组成分压电路，当电源电压升高至预定准位时，藉导通该第二晶体管Q3切换该第一晶体管Q2导通；当电源电压降至预定准位时，藉截止该第二晶体管Q3切换该第一晶体管Q2截止。
6.根据权利要求1所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该转速控制电路连接双相直流无刷风扇马达驱动电路。
7.根据权利要求6所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该转速控制电路包含一晶体管Q2及一准位电阻R4组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当.该晶体管Q2截止时，该驱动电路的霍尔驱动元件经该准位电阻R4降压后接地，该驱动电路使马达处于低转速状态，当该晶体管Q2导通时该霍尔驱动元件经该晶体管Q2的集电极及发射极后接地，该驱动电路使马达处于高转速状态。
8.根据权利要求6所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该转速控制电路包含一晶体管Q2及多个二极管D1至DN串联组成一电压切换电路，该转速控制电路另包含一第二电阻R5及一第三电阻R6组成一电压准位侦测电路；当该晶体管Q2截止时，该驱动电路的霍尔驱动元件经该二极管D1至DN的准位电阻[Rx]降压后接地，该驱动电路使马达处于低转速状态，当该晶体管Q2导通时，该霍尔驱动元件经该晶体管Q2的集电极及发射极后接地，该驱动电路使马达处于高转速状态。
9.根据权利要求7或8所述的直流无刷风扇马达的转速控制电路，其特征是其中该第二电阻R5及第三电阻R6组成分压电路，当电源电压升高至预定准位时，该分压电路导通该晶体管Q2，使该霍尔驱动元件经该晶体管Q2形成接地；当电源电压降至预定准位时，该分压电路截止该晶体管Q2使该霍尔驱动元件经该准位电阻压降后形成接地。
专利摘要一种直流无刷风扇马达的转速控制电路，该转速控制电路包含一电压切换电路及一电压准位侦测电路。该电压准位侦测电路依高、低电源电压决定作动该电压切换电路切换输出高、低驱动电压至风扇马达的驱动电路，使风扇马达可依输入不同的电源电压做不同的转速变换。
文档编号H02P6/14GK2622928SQ03244068
公开日2004年6月30日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者洪银树, 吕英雅, 葛大伦 申请人:建准电机工业股份有限公司