專利名稱：無刷風扇轉速檢知電路裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物理儀器領域速度的測量中的轉速檢測裝置，特別是涉及一種設有可進一步簡化電路并增進信號準確性的風扇轉速信號產生電路的無刷風扇轉速檢知電路裝置。
如熟知散熱風扇技藝的技術人員所知，散熱風扇廣泛運用于各種電子產品中，如運用于電腦CPU的散熱風扇，為此類產品在電子領域應用的一典型，由于散熱風扇是否運轉及實際轉速均將直接影響使用電子元件的正常運作，因此，系統業技術人員在認識了解風扇運轉狀況的重要性后，紛紛要求散熱風扇制造商提供可反應轉速信號的散熱風扇。于是，可產生運轉信號的無刷風扇，便已成為此業界必然的發展趨勢。
事實上，目前市面上已不乏有可產生風扇轉速信號的無刷風扇，在相關的專利文獻中亦有已獲準公告的專利前案，就信號產生形式而言，其可分為由風扇外部產生或由風扇內部產生等兩種不同結構形式，如臺灣專利公報公告第二六一三0三號“無碳刷式直流風扇結構改良”實用新型專利案，是由風扇外部產生轉速信號，供檢知用。又如公告第三三七三八六號“無刷直流風扇的保護裝置”實用新型專利案，則是直接由風扇內部產生轉速信號。有關前述兩種可產生轉速信號的直流風扇，其大致構造及優、缺點茲分別敘述如后首先有關前述的前案一，即臺灣專利公報公告第二六一三0三號“無碳刷式直流風扇結構改良”專利案，其構造特征如圖7所示，主要是在直流風扇FAN外設有一信號產生電路，該信號產生電路是由風扇FAN的線圈端點L1經一電容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有一電容C2，且經一電阻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，供外接至監控電路，以檢測監控該風扇的運轉狀況。
上述臺灣專利公報公告第二六一三0三號“無碳刷式直流風扇結構改良”的優點在于其是通過前述電路在風扇FAN的外部產生轉速信號，供監控檢知，其無須改變風扇原有的內部電路，并毋須調整生產線，故其產品開發時間短，制造成本亦相對較低。
但其缺點則在于使用的電子零件偏多。由于力求小巧是無刷風扇必然的開發趨勢，偏多的電子零件，無疑將妨礙無刷風扇的小型化，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費用。
又關于前案二，即臺灣專利公報公告第三三七三八六號“無刷直流風扇的保護裝置”實用新型專利案，其構造特征如圖8所示，主要是以一霍爾感應器1控制二只三極管2、3交互導通，進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器1的輸入端是先串接一保護電阻R0再引接電源，霍爾感應器1的輸出端先串接一保護電阻R1再接三極管2的基極端，且霍爾感應器1與保護電阻R1間引拉出一偵測線8，該偵測線8處即可產生風扇的轉速信號。
其優點在于其是利用少數的電子零件建構在無刷風扇驅動電路的內部，可有效地解決前案一因使用零件多所衍生的體積問題。
而其缺點則在于由于該前案二是將保護電路及信號產生電路內建于風扇驅動電路中，因此，必須重新設計電路，更新調整生產線，才可制造該類型的風扇，為此，其必須付出較高的制造成本。
由上述可知，現有的可產生轉速信號的直流風扇產品中，無論由風扇外部或內部產生轉速信號，均分別存在有因零件數量較多或重新開發電路調整作業線等問題而未臻理想。由此可見，上述現有的可產生轉速信號的直流風扇仍存在有諸多的缺陷，而丞待加以改進。
有鑒于上述現有的可產生轉速信號的直流風扇存在的缺陷，本設計人基于豐富的實務經驗及專業知識，積極加以研究創新，經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出本實用新型。
本實用新型的主要目的在于，克服現有的可產生轉速信號的直流風扇存在的缺陷，而提供一種無須重新調整風扇作業線，并可解決電子零件較多所衍生體積問題的無刷風扇轉速檢知電路裝置。
本實用新型的目的是由以下技術方案實現的。依據本實用新型提出的一種無刷風扇轉速檢知電路裝置，其特征在于其主要是在無刷風扇與電源間串接一負載，以擷取一反應風扇轉速的電壓信號，再將該電壓信號耦合至一信號產生單元；該信號產生單元，包括有一放大器及一噪音去除電路，可放大前述電壓信號并去除噪音，其后即可供系統檢知無刷風扇的運轉狀況。
本實用新型的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現。
前述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其中所述的信號產生單元輸出端設有一除頻器，以產生提供無刷風扇的轉速信號。
前述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其中所述的放大器是在一反相器上并聯一電阻而構成負反饋的簡易放大器。
前述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其中所述的噪音去除電路是由一史密特反相器構成。
前述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，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有放大器，又在負端輸入設有兩端短接的反相器，以取得適當的參考電壓。
前述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其中所述的信號產生單元是在一遲滯比較器的正、負輸入與電源、接地端間分別設有分壓電阻所構成。
本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和積極效果。由以上技術方案可知，本實用新型無刷風扇轉速檢知電路裝置，主要是在風扇與電源間串接一負載，以擷取一反應風扇轉速的脈波信號，再耦合至一信號產生單元，該信號產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并去除噪音后，即可供電腦CPU檢知風扇的運轉頻率，而前述脈波信號再經除頻，即為實際的轉速信號。本實用新型電路構造的設計具備下列優點1、無須改變風扇原始電路構造及生產線由于本實用新型是在風扇與電源間串接一負載，再由二者接線處取得電壓脈波信號再耦接至信號產生單元以產生供檢知的輸出信號，因此其無須改變風扇內部的電路構造，亦無須重新調整作業線，可使生產作業更趨于單純化。
2、有效減少電子元件數量本實用新型自風扇與負載接線處取得電壓脈波信號后即送入一信號產生單元，該信號產生單元是由電路單純的放大器與噪音去除電路所構成，其采用元件數量已明顯少于本實用新型現有技術中所揭示的相關專利案，故可避免因元件數量多所衍生的體積問題。
綜上所述，本實用新型可有效地克服可產生轉速信號的直流風扇存在的缺陷，而提供了一種無須重新調整風扇作業線，并可解決電子零件較多所衍生體積問題的無刷風扇轉速信號檢知電路裝置。其不論在結構上或功能上皆有較大的改進，并產生了好用及實用的效果，而確實具有增進的功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
本實用新型的具體結構由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖1是本實用新型的電路方塊圖。
圖2是本實用新型取得風扇電壓脈波信號的又一實施例方塊圖。
圖3是本實用新型放大器又一較佳實施例的電路圖。
圖4是本實用新型信號產生單元又一較佳實施例的電路圖。
圖5是本實用新型信號產生單元再一較佳實施例的電路圖。
圖6是本實用新型的工作波形圖。
圖7是臺灣專利公報公告第二六一三0三號“無碳刷式直流風扇結構改良”專利案的結構示意圖。
圖8是臺灣專利公報公告第三三七三八六號“無刷直流風扇的保護裝置”專利案的結構示意圖。
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的無刷風扇轉速檢知電路裝置其具體結構、特征及其功效，詳細說明如后。
首先請參閱圖1所示，本實用新型無刷風扇轉速檢知電路裝置，其電路構造部分，主要是在無刷風扇FAN與其電源VDD或接地端GND之間串接一負載LOAD，以便由無刷風扇FAN內線圈換向時瞬間產生的電流脈波轉換擷取一電壓脈波信號，其中有關該負載LOAD的選擇，只要能將電流脈波信號轉換成電壓脈波信號即可，如電阻、BJT、MOS或其他電子元件等均可。又在本實施例中，是在風扇FAN與接地端GND之間串接該負載LOAD，并在二者接線處取得電壓脈波信號；除前述接線方式外，亦可如圖2所示般，在風扇FAN與電源VDD之間串接該負載LOAD，在二者接線處取得電壓脈波信號；仍請參閱圖1所示，前述負載LOAD接線處是經一電容C與一信號產生單元10耦合，以產生一風扇運轉頻率信號，而供系統如電腦CPU了解風扇的運轉狀況。有關該信號產生單元10的一可行的較佳實施例，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，是針對由無刷風扇FAN經負載LOAD取得的電壓脈波信號進行放大處理，隨后由噪音去除電路12去除不要的噪音，在本實施例中，該噪音去除電路12是由一史密特反相器構成。
經由噪音去除電路12去除噪音的信號，即為風扇運轉的頻率信號。此一信號即如圖6B點所示的方波信號，其可供系統檢知監控風扇的運轉狀況。又前述信號產生單元10產生的為風扇運轉頻率信號，因此，如需取得實際的風扇轉速，則令由信號產生單元10送出的風扇運轉頻率信號再經一除N的除頻器20進行除頻后即為風扇轉速信號(如圖6所示Tacho的方波信號)，一般風扇運轉時的頻率是為轉速的2倍。
又現有傳統的4極風扇在線性控制轉動時的換向電流脈波，其頻率則為風扇轉速4倍，故須利用一除2的除頻器20對放大后的風扇運轉頻率信號進行除頻，以便于取得所需的風扇轉速信號。若風扇為8極或10極時，則須分別以除4或除5的除頻器進行除頻；而依此類推，可換算出其他極數風扇所需使用的除頻器。
再者，如無刷風扇的轉速并非使用線性控制，而是利用脈波調變PWM方式控制時，則除頻器的選擇可依風扇轉動時電流脈波數予以增減，以便取得正確的風扇轉速信號。
請參閱圖3所示，是本實用新型前述放大器11的另一可行實施例，其是由一反相器111上并接一電阻112而構成負反饋，構成一簡易的放大器。
請再參閱圖4所示，是前述信號產生單元10又一可行實施例的具體電路，其是在一遲滯比較器13的正、負端輸入與電源VDD、接地端GND間分別設有分壓電阻R1-R4，以分別提供適當的直流偏壓，其中遲滯比較器13的正端輸入是與電壓脈波信號耦接，其輸出端則可產生一經過信號確認處理的風扇運轉頻率信號。
另請參閱圖5所示，是前述信號產生單元10再一可行實施例的具體電路，其大致上為圖3、圖4所示構造的合并，其主要是在遲滯比較器13的正端輸入上設一放大器11，其中該放大器11是由并聯的反相器111及電阻112構成，又遲滯比較器13的負端輸入則連接有一兩端短接的反相器14。
其中在反相器111上并聯一電阻112是構成負回授，此為一簡易的放大器構造。
又位于遲滯比較器13負端輸入上的反相器14則是使輸入、輸出兩端短接，以提供一參考電壓。當信號產生單元10以前述形式實施，將在布圖時特別考慮使兩個反相器111、14相同且相鄰，以提高制造過程中產生變化的免疫力，并可大幅提高成品率。
再者，前述遲滯比較器13是將經過放大處理后的輸入電壓(電壓脈波信號)與參考電壓的差值放大至數位準位(VDD或GND)，以便產生一高準確性的輸出信號。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1.一種無刷風扇轉速檢知電路裝置，其特征在于其主要是在無刷風扇與電源間串接一負載，以擷取一反應風扇轉速的電壓信號，再將該電壓信號耦合至一信號產生單元；該信號產生單元，包括有一放大器及一噪音去除電路，可放大前述電壓信號并去除噪音，其后即可供系統檢知無刷風扇的運轉狀況。
2.根據權利要求1所述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其特征在于所述的信號產生單元輸出端設有一除頻器，以產生提供無刷風扇的轉速信號。
3.根據權利要求1所述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其特征在于所述的放大器是在一反相器上并聯一電阻而構成負反饋的簡易放大器。
4.根據權利要求1所述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其特征在于所述的噪音去除電路是由一史密特反相器構成。
5.根據權利要求1所述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，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有放大器，又在負端輸入設有兩端短接的反相器，以取得適當的參考電壓。
6.根據權利要求1或2所述的無刷風扇轉速檢知電路裝置，其特征在于所述的信號產生單元是在一遲滯比較器的正、負輸入與電源、接地端間分別設有分壓電阻所構成。
專利摘要一種無刷風扇轉速檢知電路裝置,其主要是在風扇與電源間串接一負載,以擷取一反應風扇轉速的脈波電壓信號,再將該電壓信號耦合至一信號產生單元,該信號產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并去除噪音后,即可供電腦CPU檢知風扇的運轉頻率,而前述脈波信號再經除頻,即為實際的轉速信號,其可廣泛供系統檢知無刷風扇的運轉狀況。
文檔編號G01P3/44GK2375968SQ99207659
公開日2000年4月26日 申請日期1999年4月2日 優先權日1999年4月2日
發明者泰旭沅 申請人:點晶科技股份有限公司