風扇系統及其保護裝置的制作方法

專利名稱：風扇系統及其保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種系統及其保護裝置，特別是涉及一種能夠保護馬達以避 免損壞的風扇系統及其保護裝置。
背景技術：
如圖1與圖2所示， 一種現有的風扇系統1包括一驅動裝置11、 一開關 裝置12以及一馬達13，且圖2為該風扇系統1的等效電路圖。該驅動裝置 11產生一第一輸入訊號Sl及一第二輸入訊號S2，且該第一輸入訊號Sl為 一脈沖訊號，并藉由一反相器111的一開關組件1111動作，而將該脈沖訊 號轉換為反相脈沖訊號，即該第二輸入訊號S2，故該第二輸入訊號S2與該 第一輸入訊號Sl互為反相，另外，上述該驅動裝置11可為霍爾IC (Hall Effect IC),且該第一輸入訊號Sl或/和該第二輸入訊號S2可為霍爾訊號； 該開關裝置12具有二個開關組件121、 122，分別接收該第一輸入訊號Sl 及該第二輸入訊號S2;該馬達13具有一第一線圏131、 一第二線圈132及 一轉子結構(圖未顯示)，且在此則以一直流無刷馬達為例。該驅動裝置11 與該開關裝置12電連接，該開關裝置12的所述開關組件121、 122分別與 該馬達13的該第一線圏131及該第二線圏132電連接。如圖2所示，該風 扇系統1的動作如下該驅動裝置11藉由該第一輸入訊號Sl及該第二輸入 訊號S2控制所述開關組件121、 122導通，以輪流驅動該第一線圏131或該 第二線圈132對該轉子結構產生電磁感應，使該馬達13運轉。當該風扇系統1受到外力影響或內部組件松脫導致該轉子結構卡住而停 止轉動，此時，該第一輸入訊號Sl或該第二輸入訊號S2即轉變為一高電位 訊號。由于該風扇系統1無法判斷該馬達13已停止運轉，故該馬達13仍將持 續接收該第一輸入訊號Sl及該第二輸入訊號S2。然而，該馬達13所接收的 電能無法藉由該轉子結構轉為動能釋放，反而轉為熱能造成該馬達13的溫 度上升，如此使得該馬達13可能因過熱而受損或燒毀，降低該馬達13的可
靠度與使用壽命。因此，如何提供一種于馬達異常或停止運轉時，能夠保護馬達以避免損 壞的風扇系統及其保護裝置，已成為重要課題之一。發明內容有鑒于上述課題，本發明的目的為提供一種于馬達異常或停止運轉時， 能夠保護馬達以避免損壞，而能提升可靠度與使用壽命的風扇系統及其保護 裝置。為達到上述目的，依據本發明的一種風扇系統的保護裝置接收一第一輸 入訊號，該保護裝置包括至少一第一開關組件以及至少一控制單元。該第一開關組件接收該第一輸入訊號；該控制單元與該第一開關組件電連接，接收 并依據該第一輸入訊號以控制該第一開關組件的導通或不導通；其中，當該 第一開關組件導通時，該控制單元停止輸出該第一輸入訊號，當該第一開關 組件不導通時，該控制單元輸出該第一輸入訊號。為達到上述目的，依據本發明的一種風扇系統包括一驅動裝置、 一保護 裝置以及一馬達。該驅動裝置產生一第一輸入訊號；該保護裝置與該驅動裝 置電連接，并具有至少一第一開關組件及至少一控制單元，該第一開關組件 接收該第一輸入訊號，該控制單元與該第一開關組件電連接，接收并依據該 第一輸入訊號以控制該第一開關組件的導通或不導通；該馬達具有一線圏 組，并分別與該保護裝置電連接；其中，當該第一開關組件導通時，該控制 單元停止輸出該第一輸入訊號，當該第一開關組件不導通時，該控制單元輸 出該第一輸入訊號，以控制該馬達運轉。如上所述，依據本發明的一種風扇系統及其保護裝置藉由至少一控制單 元依據一第一輸入訊號以控制至少一第一開關組件的導通或不導通，并于該 第一開關組件導通時，該控制單元停止輸出該第一輸入訊號，以保護馬達； 而該第一開關組件不導通時，該控制單元輸出該第一輸入訊號，以控制馬達 的運轉。與現有技術相較，本發明所提供的保護裝置能夠于該馬達異常或停 止運轉時，控制該第一開關組件導通，使該第一輸入訊號接地而停止輸出至 該馬達，避免該馬達因過熱而受損或燒毀，亦不致降低該風扇系統的可靠度 與使用壽命。


圖1為一種現有的風扇系統的示意圖； 圖2為圖1的等效電路圖；圖3為依據本發明較佳實施例的一種風扇系統及其保護裝置的示意圖； 圖4為依據本發明較佳實施例其中該馬達實施為半橋電路配置時的示意圖；圖5為圖4的等效電路圖；圖6A與圖6B為依據本發明較佳實施例的第一輸入訊號于正常與異常的波形示意圖；以及圖6C與圖6D為依據本發明較佳實施例的電容器于正常與異常的充放電 狀況的示意圖。組件符號說明1、 2風扇系統11、21驅動裝置111反相器1111開關組件12開關裝置121、122開關組件13、23馬達131、2311第一線圈132、2312第二線圈211反相器2111開關組件22保護裝置221、222控制單元223、224第一開關組件231線圈組24第二開關組件組241、242第二開關組件Sl第一輸入訊號S2第二輸入訊號S3第一輸入訊號S4第二輸入訊號Rl第一電阻器R2第二電阻器C電容器H高電位訊號VRC飽和電壓VTH動作電壓具體實施方式
以下將參照附圖，說明依據本發明較佳實施例的一種風扇系統及其保護 裝置，其中相同的組件將以相同的標號加以說明。
請參照圖3所示，本發明較佳實施例的一種風扇系統2包括一驅動裝置 21、 一保護裝置22以及一馬達23。該驅動裝置21產生一第一輸入訊號S3及一第二輸入訊號S4,且該第一 輸入訊號S3于實施上可為一霍爾訊號，并該霍爾訊號可藉由一霍爾IC (圖 未顯示)產生，而該第二輸入訊號S4為該第一輸入訊號S3的反相訊號。該馬達23具有一線圏組231及一轉子結構(圖未顯示)，該轉子結構藉 由該線圏組231的電磁感應而產生運轉，以帶動該馬達23運轉。該保護裝置22分別與該驅動裝置21及該馬達23電連接，且于實施上 亦可選擇性地設置于該驅動裝置21中。該保護裝置22具有至少一第一開關 組件及至少一控制單元，而在此則以該保護裝置22具有二個控制單元221、 222及二個第一開關組件223、 224為例，且所述第一開關組件223、 224分 別具有一動作電壓VTH(如圖6C與圖6D所示)。所述第一開關組件223、 224 分別與所述控制單元221、 222電連接，并分別接收該第一輸入訊號S3及該 第二輸入訊號S4，以依據該第一輸入訊號S3及該第二輸入訊號S4而分別控 制所述第一開關組件223、 224的導通或不導通。本實施例的所述第一開關 組件223、 224并無限制，于實施上為一MOS晶體管或一BJT晶體管。請再參照圖3所示，該風扇系統2還包括至少一第二開關組件組24,其 設置于該線圏組231與該保護裝置22之間，當該馬達23為一全橋電路配置 時，該線圏組231包含有至少一個線圈，且該第二開關組件組24相對應地 設置至少四個第二開關組件，另外，當該馬達23為一半橋電路配置時，該 線圈組231包含有至少二個線圏，且該第二開關組件組24相對應地設置至 少二個第二開關組件，藉由每一第二開關組件交替開啟/關閉，而使得所述 線圏交替流經電流，并使得該馬達23得以運轉。請參照圖4與圖5所示，圖5為圖4的等效電路圖，在此該馬達23是 以實施為一半橋電路配置為例，因此該線圏組包含一第一線圏2311及一第 二線圈2312，而該第二開關組件組對應地包含二第二開關組件241、 242。由圖4及圖5可知，該驅動裝置21可藉由一反相器211的一開關組件 2111動作以將該第一輸入訊號S3反相為該第二輸入訊號S4。請再參照圖5所示，所述控制單元221、 222包括一第一電阻器R1、 一 電容器C及一第二電阻器R2。以下以該控制單元221為例加以說明，該第一 電阻器Rl的一端分別與該第一開關組件223的一第一端及該第一線圈231
電連接，并4矣收該第一輸入訊號S3;該電容器C的一端分別與該第一電阻器 Rl的另一端及該第一開關組件223的一第二端電連接，該電容器C的另一端 與該第一開關組件223的一第三端電連接并接地；該第二電阻器R2的一端 與該電容器C的該端電連接，該第二電阻器R2的另一端接地。本實施例的 該第一電阻器Rl及該第二電阻器R2用以將該第一輸入訊號S3分壓，而該 電容器C作為充放電之用，并具有一飽和電壓VRC (如圖6C與圖6D所示)， 且該飽和電壓VRC大于該動作電壓VTH。該控制單元222的構成與功能與該 控制單元221相同，其連接方式與該控制單元221不同之處在于該控制單 元222接收該第二輸入訊號S4，并與該第二線圈232電連接。在此，另外說明該風扇系統2的動作如下該驅動裝置21產生該第一 輸入訊號S3,且藉由該反相器211產生與該第一輸入訊號S3反相的該第二 輸入訊號S4，此時，該第一輸入訊號S3與該第二輸入訊號S4皆為持續輸入 的該脈沖訊號(如圖6A所示)，而該保護裝置22的所述控制單元221、 222 及所述第一開關組件223、 224則分別接收該第一輸入訊號S3及該第二輸入 訊號S4，并對該電容器C持續充電或放電(如圖6C所示)，而由于該電容器 C未達飽和電壓VRC，且小于所述第一開關組件223、 224的該動作電壓VTH， 故所述控制單元221、 222分別控制所述第一開關組件223、 224不導通，而 該第一輸入訊號S3及該第二輸入訊號S4則可分別送至所述第二開關組件 241、 242中，以使所述第二開關組件241、 242分別依據該第一輸入訊號S3 及該第二輸入訊號S4而導通或不導通，以控制該馬達23的該第一線圏2311 或該第二線圈2312產生感應，帶動該轉子結構轉動。當該風扇系統2受到 外力影響或內部組件松脫導致該轉子結構卡住而停止轉動時，該驅動裝置21 使得該第一輸入訊號S3或該第二輸入訊號S4為一高電位訊號H (如圖6B 所示)，并送至該保護裝置22,此時，該第一輸入訊號S3或該第二輸入訊號 S4將該電容器C充電至飽和狀態，并因此使得該電容器C形同開路，此時， 該第一電阻器R1及該第二電阻器R2分壓后的輸出大于該動作電壓VTH (如 圖6D所示)，故所述控制單元221、 222則分別使所述第一開關組件223、 224 導通并接地，而同時將該高電位訊號H接地，且所述控制單元221、 222停 止輸出該第一輸入訊號S3及該第二輸入訊號S4。當該轉子結構解除異常或 卡住的情形后，則該第一輸入訊號S3及該第二輸入訊號S4則恢復為該脈沖 訊號，而該飽和電壓VRC藉由該第一電阻器R1及該第二電阻器R2放電，故該馬達2 3則恢復正常運轉。由于該風扇系統2藉由該保護裝置22的所述控制單元221、 222及所述 第一開關組件223、 224,以分別接收該第一輸入訊號S3及該第二輸入訊號 S4,再利用所述控制單元221、 222控制所述第一開關組件223、 224的導通 或不導通，以控制輸出或停止輸出該第一輸入訊號S3或該第二輸入訊號S4。在此另須補充的是，本發明該馬達23并不限于實施為如圖4及圖5的 半橋電路配置，其亦可實施為全橋電路配置，其不同處僅在于線圏數量及第 二開關組件數量上的差異，然其對于馬達的保護技術皆為相同，故在此不另 外新增附圖及說明。綜上所述，本發明的一種風扇系統及其保護裝置藉由至少 一控制單元依 據一第一輸入訊號以控制至少一第一開關組件的導通或不導通，并于該第一 開關組件導通時，該控制單元停止輸出該第一輸入訊號，以保護馬達；而該 第一開關組件不導通時，該控制單元輸出該第一輸入訊號，以控制馬達的運 轉。與現有技術相較，本發明所提供的保護裝置能夠于該馬達異常或停止運 轉時，控制該第一開關組件導通，使該第一輸入訊號接地而停止輸出至該馬 達，避免該馬達因過熱而受損或燒毀，亦不致降低該風扇系統的可靠度與使 用壽命。以上所述僅為舉例性，而非為對本發明的限制。任何未脫離本發明的精 神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于本發明的權利要求中。
權利要求
1.一種風扇系統的保護裝置，接收一第一輸入訊號，該保護裝置包括至少一第一開關組件，接收該第一輸入訊號；以及至少一控制單元，與該第一開關組件電連接，接收并依據該第一輸入訊號以控制該第一開關組件的導通或不導通；其中，當該第一開關組件導通時，該控制單元停止輸出該第一輸入訊號，當該第一開關組件不導通時，該控制單元輸出該第一輸入訊號。
2. 如權利要求1所述的保護裝置，其中該第一輸入訊號為一霍爾訊號。
3. 如權利要求1所述的保護裝置，其還接收一第二輸入訊號，其與該第 一輸入訊號反相。
4. 如權利要求3所述的保護裝置，其中該第二輸入訊號的反相藉由一反 相器實現。
5. 如權利要求4所述的保護裝置，其中該反相器包含至少一個開關組件。
6. 如權利要求1所述的保護裝置，其中該第一輸入訊號為一高電位訊號 或一低電位訊號，且當該第一輸入訊號為持續該高電位訊號時，該第一開關 組件為導通。
7. 如權利要求1所述的保護裝置，其中該第一開關組件為一 M0S晶體管 或一BJT晶體管。
8. 如權利要求1所述的保護裝置，其中該控制單元包括 一第一電阻器，其一端與該第一開關組件的一第一端電連接，并接收該第一輸入訊號；一電容器，其一端分別與該第一電阻器的另一端及該第一開關組件的一 第二端電連接，其另一端與該第一開關組件的一第三端電連接并接地；以及 一第二電阻器，其一端與該電容器的該端電連接，其另一端接地。
9. 一種風扇系統，包括 一驅動裝置，產生一第一輸入訊號；一保護裝置，與該驅動裝置電連接，并具有至少一第一開關組件及至少 一控制單元，該第一開關組件接收該第一輸入訊號，該控制單元與該第一開 關組件電連接，接收并依據該第 一輸入訊號以控制該第 一開關組件的導通或 不導通；以及一馬達，與該保護裝置電連接；其中，當該第 一開關組件導通時，該控制單元停止輸出該第 一輸入訊號， 當該第一開關組件不導通時，該控制單元輸出該笫一輸入訊號，以控制該馬 達運轉。
10. 如權利要求9所述的風扇系統，其中該馬達包括有一線圏組。
11. 如權利要求9所述的風扇系統，其中該第一輸入訊號為一霍爾訊號。
12. 如權利要求9所述的風扇系統，其更接收一第二輸入訊號，其與該 第一輸入訊號反相。
13. 如權利要求12所述的風扇系統，其中該第二輸入訊號的反相藉由一 反相器實現。
14. 如權利要求13所述的風扇系統，其中該反相器包含至少一個開關組件。
15. 如權利要求13所述的風扇系統，其中該反相器設置于該驅動裝置中。
16. 如權利要求9所述的風扇系統，其中該第一輸入訊號為一高電位訊 號或一低電位訊號，且當該第一輸入訊號為持續該高電位訊號時，該第一開 關組件為導通。
17. 如權利要求9所述的風扇系統，其中該第一開關組件為一MOS晶體 管或一BJT晶體管。
18. 如權利要求9所述的風扇系統，其中該控制單元包括 一第一電阻器，其一端分別與該第一開關組件的一第一端及該馬達電連接，并接收該第一輸入訊號；一電容器，其一端分別與該第一電阻器的另一端及該第一開關組件的一 第二端電連接，其另一端與該第一開關組件的一第三端電連接并接地；以及一第二電阻器，其一端與該電容器的該端電連接，其另一端接地。
19. 如權利要求9所述的風扇系統，其中該保護裝置為可選擇性設置于 該驅動裝置。
20. 如權利要求10所述的風扇系統，其中該馬達為半橋電路配置或全橋 電路配置。
21. 如權利要求20所述的風扇系統，其還包括至少一第二開關組件，設 置于該線圏組與該保護裝置之間。
22. 如權利要求21所述的風扇系統，其中該馬達為半橋電路配置時，該 線圈組包括至少二個線圏，且該風扇系統對應地設置至少二個第二開關組件。
23. 如權利要求21所述的風扇系統，其中該馬達為全橋電路配置時，該 線圈組包括至少 一線團，且該風扇系統對應地設置至少四個第二開關組件。
全文摘要
一種風扇系統的保護裝置接收一第一輸入訊號，該保護裝置包括至少一第一開關組件以及至少一控制單元。該第一開關組件接收該第一輸入訊號；該控制單元與該第一開關組件電連接，接收并依據該第一輸入訊號以控制該第一開關組件的導通或不導通；其中，當該第一開關組件導通時，該控制單元停止輸出該第一輸入訊號，當該第一開關組件不導通時，該控制單元輸出該第一輸入訊號。
文檔編號H02H7/08GK101154804SQ20061014159
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月30日 優先權日2006年9月30日
發明者林郁淵, 蔡明熹, 邱俊隆, 邱進發 申請人:臺達電子工業股份有限公司