專利名稱：無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理儀器領(lǐng)域速度的測(cè)量中的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，特別是涉及一種設(shè)有可進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路并增進(jìn)信號(hào)準(zhǔn)確性的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)產(chǎn)生電路的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置。
如熟知散熱風(fēng)扇技藝的技術(shù)人員所知，散熱風(fēng)扇廣泛運(yùn)用于各種電子產(chǎn)品中，如運(yùn)用于電腦CPU的散熱風(fēng)扇，為此類產(chǎn)品在電子領(lǐng)域應(yīng)用的一典型，由于散熱風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)及實(shí)際轉(zhuǎn)速均將直接影響使用電子元件的正常運(yùn)作，因此，系統(tǒng)業(yè)技術(shù)人員在認(rèn)識(shí)了解風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的重要性后，紛紛要求散熱風(fēng)扇制造商提供可反應(yīng)轉(zhuǎn)速信號(hào)的散熱風(fēng)扇。于是，可產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)的無(wú)刷風(fēng)扇，便已成為此業(yè)界必然的發(fā)展趨勢(shì)。
事實(shí)上，目前市面上已不乏有可產(chǎn)生風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)的無(wú)刷風(fēng)扇，在相關(guān)的專利文獻(xiàn)中亦有已獲準(zhǔn)公告的專利前案，就信號(hào)產(chǎn)生形式而言，其可分為由風(fēng)扇外部產(chǎn)生或由風(fēng)扇內(nèi)部產(chǎn)生等兩種不同結(jié)構(gòu)形式，如臺(tái)灣專利公報(bào)公告第二六一三0三號(hào)“無(wú)碳刷式直流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)改良”實(shí)用新型專利案，是由風(fēng)扇外部產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)，供檢知用。又如公告第三三七三八六號(hào)“無(wú)刷直流風(fēng)扇的保護(hù)裝置”實(shí)用新型專利案，則是直接由風(fēng)扇內(nèi)部產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)。有關(guān)前述兩種可產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)的直流風(fēng)扇，其大致構(gòu)造及優(yōu)、缺點(diǎn)茲分別敘述如后首先有關(guān)前述的前案一，即臺(tái)灣專利公報(bào)公告第二六一三0三號(hào)“無(wú)碳刷式直流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)改良”專利案，其構(gòu)造特征如圖7所示，主要是在直流風(fēng)扇FAN外設(shè)有一信號(hào)產(chǎn)生電路，該信號(hào)產(chǎn)生電路是由風(fēng)扇FAN的線圈端點(diǎn)L1經(jīng)一電容C1、電阻R1連接至一三極管T1的基極，又將該三極管T1的射極與接地端間設(shè)有一電容C2，且經(jīng)一電阻R2連接至另一三極管T2的基極，借此可分別由兩三極管T1、T2的集極、射極上分別取出一方波信號(hào)，供外接至監(jiān)控電路，以檢測(cè)監(jiān)控該風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
上述臺(tái)灣專利公報(bào)公告第二六一三0三號(hào)“無(wú)碳刷式直流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)改良”的優(yōu)點(diǎn)在于其是通過(guò)前述電路在風(fēng)扇FAN的外部產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)，供監(jiān)控檢知，其無(wú)須改變風(fēng)扇原有的內(nèi)部電路，并毋須調(diào)整生產(chǎn)線，故其產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間短，制造成本亦相對(duì)較低。
但其缺點(diǎn)則在于使用的電子零件偏多。由于力求小巧是無(wú)刷風(fēng)扇必然的開發(fā)趨勢(shì)，偏多的電子零件，無(wú)疑將妨礙無(wú)刷風(fēng)扇的小型化，如果為了縮小其體積而予以集成化，又必須付出昂貴的開發(fā)費(fèi)用。
又關(guān)于前案二，即臺(tái)灣專利公報(bào)公告第三三七三八六號(hào)“無(wú)刷直流風(fēng)扇的保護(hù)裝置”實(shí)用新型專利案，其構(gòu)造特征如圖8所示，主要是以一霍爾感應(yīng)器1控制二只三極管2、3交互導(dǎo)通，進(jìn)而令串接在二只三極管2、3集極的二組線圈4、5分別激磁，其特征在于該霍爾感應(yīng)器1的輸入端是先串接一保護(hù)電阻R0再引接電源，霍爾感應(yīng)器1的輸出端先串接一保護(hù)電阻R1再接三極管2的基極端，且霍爾感應(yīng)器1與保護(hù)電阻R1間引拉出一偵測(cè)線8，該偵測(cè)線8處即可產(chǎn)生風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速信號(hào)。
其優(yōu)點(diǎn)在于其是利用少數(shù)的電子零件建構(gòu)在無(wú)刷風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)部，可有效地解決前案一因使用零件多所衍生的體積問(wèn)題。
而其缺點(diǎn)則在于由于該前案二是將保護(hù)電路及信號(hào)產(chǎn)生電路內(nèi)建于風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路中，因此，必須重新設(shè)計(jì)電路，更新調(diào)整生產(chǎn)線，才可制造該類型的風(fēng)扇，為此，其必須付出較高的制造成本。
由上述可知，現(xiàn)有的可產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)的直流風(fēng)扇產(chǎn)品中，無(wú)論由風(fēng)扇外部或內(nèi)部產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)，均分別存在有因零件數(shù)量較多或重新開發(fā)電路調(diào)整作業(yè)線等問(wèn)題而未臻理想。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的可產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)的直流風(fēng)扇仍存在有諸多的缺陷，而丞待加以改進(jìn)。
有鑒于上述現(xiàn)有的可產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)的直流風(fēng)扇存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人基于豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的可產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)的直流風(fēng)扇存在的缺陷，而提供一種無(wú)須重新調(diào)整風(fēng)扇作業(yè)線，并可解決電子零件較多所衍生體積問(wèn)題的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置。
本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于其主要是在無(wú)刷風(fēng)扇與電源間串接一負(fù)載，以擷取一反應(yīng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的電壓信號(hào)，再將該電壓信號(hào)耦合至一信號(hào)產(chǎn)生單元；該信號(hào)產(chǎn)生單元，包括有一放大器及一噪音去除電路，可放大前述電壓信號(hào)并去除噪音，其后即可供系統(tǒng)檢知無(wú)刷風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其中所述的信號(hào)產(chǎn)生單元輸出端設(shè)有一除頻器，以產(chǎn)生提供無(wú)刷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速信號(hào)。
前述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其中所述的放大器是在一反相器上并聯(lián)一電阻而構(gòu)成負(fù)反饋的簡(jiǎn)易放大器。
前述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其中所述的噪音去除電路是由一史密特反相器構(gòu)成。
前述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其中所述的噪音去除電路是在一遲滯比較器的正端輸入上設(shè)有放大器，又在負(fù)端輸入設(shè)有兩端短接的反相器，以取得適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷骸?br> 前述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其中所述的信號(hào)產(chǎn)生單元是在一遲滯比較器的正、負(fù)輸入與電源、接地端間分別設(shè)有分壓電阻所構(gòu)成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和積極效果。由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，主要是在風(fēng)扇與電源間串接一負(fù)載，以擷取一反應(yīng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的脈波信號(hào)，再耦合至一信號(hào)產(chǎn)生單元，該信號(hào)產(chǎn)生單元包括有一放大器及一噪音去除電路，以放大前述脈波信號(hào)并去除噪音后，即可供電腦CPU檢知風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，而前述脈波信號(hào)再經(jīng)除頻，即為實(shí)際的轉(zhuǎn)速信號(hào)。本實(shí)用新型電路構(gòu)造的設(shè)計(jì)具備下列優(yōu)點(diǎn)1、無(wú)須改變風(fēng)扇原始電路構(gòu)造及生產(chǎn)線由于本實(shí)用新型是在風(fēng)扇與電源間串接一負(fù)載，再由二者接線處取得電壓脈波信號(hào)再耦接至信號(hào)產(chǎn)生單元以產(chǎn)生供檢知的輸出信號(hào)，因此其無(wú)須改變風(fēng)扇內(nèi)部的電路構(gòu)造，亦無(wú)須重新調(diào)整作業(yè)線，可使生產(chǎn)作業(yè)更趨于單純化。
2、有效減少電子元件數(shù)量本實(shí)用新型自風(fēng)扇與負(fù)載接線處取得電壓脈波信號(hào)后即送入一信號(hào)產(chǎn)生單元，該信號(hào)產(chǎn)生單元是由電路單純的放大器與噪音去除電路所構(gòu)成，其采用元件數(shù)量已明顯少于本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)中所揭示的相關(guān)專利案，故可避免因元件數(shù)量多所衍生的體積問(wèn)題。
綜上所述，本實(shí)用新型可有效地克服可產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)的直流風(fēng)扇存在的缺陷，而提供了一種無(wú)須重新調(diào)整風(fēng)扇作業(yè)線，并可解決電子零件較多所衍生體積問(wèn)題的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)檢知電路裝置。其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，而確實(shí)具有增進(jìn)的功效，從而更加適于實(shí)用，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是本實(shí)用新型的電路方塊圖。
圖2是本實(shí)用新型取得風(fēng)扇電壓脈波信號(hào)的又一實(shí)施例方塊圖。
圖3是本實(shí)用新型放大器又一較佳實(shí)施例的電路圖。
圖4是本實(shí)用新型信號(hào)產(chǎn)生單元又一較佳實(shí)施例的電路圖。
圖5是本實(shí)用新型信號(hào)產(chǎn)生單元再一較佳實(shí)施例的電路圖。
圖6是本實(shí)用新型的工作波形圖。
圖7是臺(tái)灣專利公報(bào)公告第二六一三0三號(hào)“無(wú)碳刷式直流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)改良”專利案的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是臺(tái)灣專利公報(bào)公告第三三七三八六號(hào)“無(wú)刷直流風(fēng)扇的保護(hù)裝置”專利案的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置其具體結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
首先請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其電路構(gòu)造部分，主要是在無(wú)刷風(fēng)扇FAN與其電源VDD或接地端GND之間串接一負(fù)載LOAD，以便由無(wú)刷風(fēng)扇FAN內(nèi)線圈換向時(shí)瞬間產(chǎn)生的電流脈波轉(zhuǎn)換擷取一電壓脈波信號(hào)，其中有關(guān)該負(fù)載LOAD的選擇，只要能將電流脈波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓脈波信號(hào)即可，如電阻、BJT、MOS或其他電子元件等均可。又在本實(shí)施例中，是在風(fēng)扇FAN與接地端GND之間串接該負(fù)載LOAD，并在二者接線處取得電壓脈波信號(hào)；除前述接線方式外，亦可如圖2所示般，在風(fēng)扇FAN與電源VDD之間串接該負(fù)載LOAD，在二者接線處取得電壓脈波信號(hào)；仍請(qǐng)參閱圖1所示，前述負(fù)載LOAD接線處是經(jīng)一電容C與一信號(hào)產(chǎn)生單元10耦合，以產(chǎn)生一風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率信號(hào)，而供系統(tǒng)如電腦CPU了解風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。有關(guān)該信號(hào)產(chǎn)生單元10的一可行的較佳實(shí)施例，其包括有一放大器11及一噪音去除電路12，其中該放大器11，是針對(duì)由無(wú)刷風(fēng)扇FAN經(jīng)負(fù)載LOAD取得的電壓脈波信號(hào)進(jìn)行放大處理，隨后由噪音去除電路12去除不要的噪音，在本實(shí)施例中，該噪音去除電路12是由一史密特反相器構(gòu)成。
經(jīng)由噪音去除電路12去除噪音的信號(hào)，即為風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率信號(hào)。此一信號(hào)即如圖6B點(diǎn)所示的方波信號(hào)，其可供系統(tǒng)檢知監(jiān)控風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。又前述信號(hào)產(chǎn)生單元10產(chǎn)生的為風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率信號(hào)，因此，如需取得實(shí)際的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，則令由信號(hào)產(chǎn)生單元10送出的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率信號(hào)再經(jīng)一除N的除頻器20進(jìn)行除頻后即為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)(如圖6所示Tacho的方波信號(hào))，一般風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的頻率是為轉(zhuǎn)速的2倍。
又現(xiàn)有傳統(tǒng)的4極風(fēng)扇在線性控制轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的換向電流脈波，其頻率則為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速4倍，故須利用一除2的除頻器20對(duì)放大后的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率信號(hào)進(jìn)行除頻，以便于取得所需的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)。若風(fēng)扇為8極或10極時(shí)，則須分別以除4或除5的除頻器進(jìn)行除頻；而依此類推，可換算出其他極數(shù)風(fēng)扇所需使用的除頻器。
再者，如無(wú)刷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速并非使用線性控制，而是利用脈波調(diào)變PWM方式控制時(shí)，則除頻器的選擇可依風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流脈波數(shù)予以增減，以便取得正確的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖3所示，是本實(shí)用新型前述放大器11的另一可行實(shí)施例，其是由一反相器111上并接一電阻112而構(gòu)成負(fù)反饋，構(gòu)成一簡(jiǎn)易的放大器。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4所示，是前述信號(hào)產(chǎn)生單元10又一可行實(shí)施例的具體電路，其是在一遲滯比較器13的正、負(fù)端輸入與電源VDD、接地端GND間分別設(shè)有分壓電阻R1-R4，以分別提供適當(dāng)?shù)闹绷髌珘?，其中遲滯比較器13的正端輸入是與電壓脈波信號(hào)耦接，其輸出端則可產(chǎn)生一經(jīng)過(guò)信號(hào)確認(rèn)處理的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率信號(hào)。
另請(qǐng)參閱圖5所示，是前述信號(hào)產(chǎn)生單元10再一可行實(shí)施例的具體電路，其大致上為圖3、圖4所示構(gòu)造的合并，其主要是在遲滯比較器13的正端輸入上設(shè)一放大器11，其中該放大器11是由并聯(lián)的反相器111及電阻112構(gòu)成，又遲滯比較器13的負(fù)端輸入則連接有一兩端短接的反相器14。
其中在反相器111上并聯(lián)一電阻112是構(gòu)成負(fù)回授，此為一簡(jiǎn)易的放大器構(gòu)造。
又位于遲滯比較器13負(fù)端輸入上的反相器14則是使輸入、輸出兩端短接，以提供一參考電壓。當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生單元10以前述形式實(shí)施，將在布圖時(shí)特別考慮使兩個(gè)反相器111、14相同且相鄰，以提高制造過(guò)程中產(chǎn)生變化的免疫力，并可大幅提高成品率。
再者，前述遲滯比較器13是將經(jīng)過(guò)放大處理后的輸入電壓(電壓脈波信號(hào))與參考電壓的差值放大至數(shù)位準(zhǔn)位(VDD或GND)，以便產(chǎn)生一高準(zhǔn)確性的輸出信號(hào)。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于其主要是在無(wú)刷風(fēng)扇與電源間串接一負(fù)載，以擷取一反應(yīng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的電壓信號(hào)，再將該電壓信號(hào)耦合至一信號(hào)產(chǎn)生單元；該信號(hào)產(chǎn)生單元，包括有一放大器及一噪音去除電路，可放大前述電壓信號(hào)并去除噪音，其后即可供系統(tǒng)檢知無(wú)刷風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于所述的信號(hào)產(chǎn)生單元輸出端設(shè)有一除頻器，以產(chǎn)生提供無(wú)刷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于所述的放大器是在一反相器上并聯(lián)一電阻而構(gòu)成負(fù)反饋的簡(jiǎn)易放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于所述的噪音去除電路是由一史密特反相器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于所述的噪音去除電路是在一遲滯比較器的正端輸入上設(shè)有放大器，又在負(fù)端輸入設(shè)有兩端短接的反相器，以取得適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷骸?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置，其特征在于所述的信號(hào)產(chǎn)生單元是在一遲滯比較器的正、負(fù)輸入與電源、接地端間分別設(shè)有分壓電阻所構(gòu)成。
專利摘要一種無(wú)刷風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢知電路裝置,其主要是在風(fēng)扇與電源間串接一負(fù)載,以擷取一反應(yīng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的脈波電壓信號(hào),再將該電壓信號(hào)耦合至一信號(hào)產(chǎn)生單元,該信號(hào)產(chǎn)生單元包括有一放大器及一噪音去除電路,以放大前述脈波電壓信號(hào)并去除噪音后,即可供電腦CPU檢知風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率,而前述脈波信號(hào)再經(jīng)除頻,即為實(shí)際的轉(zhuǎn)速信號(hào),其可廣泛供系統(tǒng)檢知無(wú)刷風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
文檔編號(hào)G01P3/44GK2375968SQ99207659
公開日2000年4月26日 申請(qǐng)日期1999年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月2日
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