[實用新型]以脈沖波工作周期控制轉速的風扇電機

無效

• 申請號: 00257481.0
• 申請日: 2000-11-06
• 公開（公告）號: CN2454987Y
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發明（設計）人: 蔡南隆;洪銀樹
• 申請（專利權）人: 建準電機工業股份有限公司
• 主分類號: H02P7/36
• 分類號: H02P7/36;F04D27/00;H02K11/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 李強

本實用新型有關一種以脈沖波工作周期控制轉速的風扇電機，特別是有關輸入一脈沖波，在不改變該脈沖波的頻率的情況下，藉由改變脈沖波工作周期以控制風扇轉速，且使風扇在增轉速或減轉速的過程中旋轉順暢，以延長風扇使用壽命。

傳統散熱風扇，在1993年1月2日公告的臺灣地區專利公告第198511號《溫度速控式直流無刷散熱風扇》新型專利案，如圖1及圖2A至圖2C所示。圖1揭示風扇速控電路圖，圖2A至圖2C揭示風扇速控電路的輸出波形圖。當電源導通后，經由逆壓保護二極管D1，而加至電路與風扇無刷電機上，藉繞組線圈與環狀永久磁鐵互相感應作用使風扇葉片開始轉動；此時，由直流電機換向作用點的霍爾效應感應集成電路IC1，經由電阻R3、R2所提供一定的電流和直流電位，可感應到風扇繞組線圈與環狀永久磁鐵之間的磁場變化電波。該霍爾效應感應集成電路IC1輸出正電壓V+及負電壓V-至驅動集成電路IC2，該驅動集成電路IC2將前述二波形經內部電壓比較整形處理而得到相同于圖2A所示的F.G.波形，并以此同相電波控制半導體開關A1及A2所輸出的電波，如圖2B及圖2C所示。利用半導體開關A1及A2所輸出的電波控制風扇電機繞組L1、L2、L3及L4(繞組線圈)隨磁偶(環狀永久磁鐵)而產生換向動作。定時電容C1則為驅動集成電路IC2本身提供扇葉在停止至完全不動后再重新起動的電能，其由霍爾效應感應集成電路IC1及驅動集成電路IC2所構成的驅動系統即可使風扇運轉，并發出反饋的周期時鐘脈沖信號。IC3(未標示)內部是由三個運算放大器IC31、IC32及IC33組成、其中該IC31與電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10與溫控變速感應器Rth組成風扇溫控變速的轉速與溫度斜率控制電路，藉由該溫控變速感應器Rth在不同溫度下其電阻值也改變的特性，使溫控變速感應器Rth與電阻R4所形成的電壓Va也隨溫度變化而改變，其與電阻R9及R10所形成的參考電壓Vref經運算放大器IC31運算后，使得Vb電壓變化，晶體管TR2導通電流也產生變化，則風扇轉速改變而達到溫控變速的目的。然而，該第198511號經由驅動集成電路IC2輸出至繞組L1、L2、L3及L4的波形為方形波，如圖2B及圖2C所示；另外經由運算放大器IC31依環境溫度所輸出的Vb電壓變化雖使晶體管TR2導通電流產生變化，但該晶體管TR2仍輸出方形波。由于輸入方形波至繞組L1、L2、L3及L4使得風扇旋轉隨著方形波發生急增速或急減速，此時風扇轉速因發生急速變化而導致晃動，進而使風扇使用壽命減少。

另一傳統散熱風扇，在1998年2月21日公告的臺灣地區專利公告第327486號《直流無刷風扇波寬調制控制電路》新型專利案，如圖3及圖4所示。圖3揭示控制電路圖；圖4揭示控制開關的輸出波形圖。請參照圖3所示，該第327486號揭示該整流電路10是以一電容11以及一電阻14構成高通濾波網絡，而以兩個二極管12、13以及濾波電容15構成整流濾波，而使接收的方波信號可轉換為直流電壓信號，而該高通濾波網絡的加入，可使輸出電壓可隨頻率呈正比關系變化，如此，即可由整流電路10的輸出電壓量出風扇50轉速，而該供應電壓比較器20的參考電壓是由一負溫度系數的熱敏電阻40與一分壓電組串接而成，由其分壓端點處取得一參考電壓值，而此熱敏電阻40的設計，可使其兼具溫度補償效果，也即在環境溫度升高時，則相對使得熱敏電阻40的阻抗下降，也即使得送入至電壓比較器20的參考電壓升高(調高轉速參考值)，如此，可使得風扇50維持在較高轉速狀態；反之，若環境溫低至標準值以下時，也相應使得轉速參考值下降，即維持風扇在較低轉速狀態。該控制開關30輸出波形如圖4所示，形成一種波寬調制的轉速控制電路。然而，該第327486號輸出驅動電壓V+波形為間歇性啟閉的方形波，而風扇50旋轉隨著方形波或控制開關30的啟閉發生急增速或急減速，此時風扇轉速因發生急速變化而導致晃動，進而使風扇使用壽命減少。

本實用新型的目的是提供一種以脈沖波的工作周期來控制轉速的風扇電機，其利用輸入一脈沖波與檢測風扇轉速信號比較，該脈沖波頻率不變而利用工作周期改變控制轉速且輸出一形成平滑波形的電壓，使風扇轉速平緩增速或減速，其避免發生風扇轉速急增速或急減速，以延長風扇使用壽命。