CN104675736A - 输出方波信号控制风扇转速的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输出方波信号控制风扇转速的控制电路，通过输出单元持续输出方波信号，并且将输出单元电性连接延时调整电路，以便输出占空比不等于百分之五十的方波信号以控制风扇转速，用以达成在风扇转速的控制芯片拔掉后，提供风扇所需要的具有一定占空比的方波信号以控制风扇转速。

Description

输出方波信号控制风扇转速的控制电路

技术领域

本发明涉及一种控制电路，特别是指输出方波信号控制风扇转速的控制电路。

背景技术

近年来，随着半导体技术的普及与蓬勃发展，各种电子装置便如雨后春笋般出现，由于电子装置运作时会产生废热，因此，一般都会设置风扇来排除废热。

一般而言，传统的风扇控制方式通常是以控制信号驱动风扇，使风扇全速运转进行散热。然而，电子装置在不同的负载下，产生的废热也不尽相同，倘若皆使风扇全速运转，不但会使风扇的使用寿命降低，同时也造成不必要的能源浪费，所以具有无法控制风扇转速的问题。

有鉴于此，便有厂商提出一种以控制芯片传送脉冲宽度调制的方式，藉由此方式来调整风扇的转速。然而，在拔除传送脉冲宽度调制信号的控制芯片的情况下，例如：进行热插拔的过程中，将造成风扇停止运转或是无法继续任意调整方波信号的占空比来控制风扇转速。

综上所述，可知现有技术中长期以来在热插拔的过程中一直存在无法任意调整方波信号的占空比的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

本发明揭露一种输出方波信号控制风扇转速的控制电路。

首先，本发明揭露一种输出方波信号控制风扇转速的控制电路，包含：延时调整电路及输出单元。所述延时调整电路包括并联的第一支路与第二支路，第一支路包括第一电阻，第二支路包括第二电阻，此延时调整电路经过电容后接地；输出单元用以于运作时持续输出方波信号以控制风扇转速，所述输出单元的输出端经过延时调整电路分别连接输出单元的控制端及电容，延时调整电路与接地的电容构成输出单元的电阻电容延时电路。其中，第二支路单向导通并具有第一状态与第二状态，第一状态为导通状态、第二状态为断开状态或第一状态为断开状态、第二状态为导通状态，当输出端输出高电平时，第二支路为第一状态且电容进行充电，经过电阻电容延时电路的延时使控制端的电平逐渐上升至高电平后输出端转为输出低电平，使电容进行放电并且第二支路转为第二状态，经过电阻电容延时电路的延时，控制端的电平逐渐下降至低电平后输出端转为输出高电平，第二支路为导通状态时与第二支路为断开状态时，第一支路与第二支路并联的等效电阻不同会使电阻电容延时电路的时间常数不同，导致输出端输出高电平与输出低电平的时间不同，使输出端输出占空比不等于百分之五十的方波信号。

于一实施方式中，所述第二支路还包括与第二电阻串联的二极管，当二极管导通时第二支路导通，当二极管不导通时第二支路断开，以使二极管在导通与不导通时第一支路与第二支路并联的等效电阻不同。

于一实施方式中，输出端输出高电平时二极管不导通，输出端输出低电平时二极管导通，以使输出端输出占空比大于百分之五十的方波信号。

于一实施方式中，控制电路更可包含连接输出端的方波占空比调整模块，此方波占空比调整模块接收输出端输出的方波信号并且输出另一方波信号，而输出端输出的方波信号与方波占空比调整模块输出的方波信号两者的占空比相加等于1。

于一实施方式中，第二电阻为可变电阻，用以在第二电阻值改变时调整输出端输出的方波信号的占空比。

于一实施方式中，输出单元为反相器或比较器。

另外，本发明亦揭露一种输出方波信号控制风扇转速的控制电路，包含：延时调整电路及输出单元。所述延时调整电路包括并联的第一支路与第二支路，所述第一支路包括第一电阻，第二支路包括第二电阻，此延时调整电路经电容后接地；输出单元用以于运作时持续输出方波信号以控制风扇转速，此输出单元的输出端经过延时调整电路分别连接输出单元的控制端及电容。其中，第二支路单向导通并具有第一状态与第二状态，第一状态为导通状态、第二状态为断开状态或第一状态为断开状态、第二状态为导通状态，当输出端输出高电平时，第二支路为第一状态，经过第一延时时间控制端的电平逐渐上升至高电平后，输出端转为输出低电平，使电容进行放电并且第二支路转为第二状态，经过第二延时时间控制端的电平逐渐下降至低电平后，输出端转为输出高电平，所述第一延时时间不等于第二延时时间。

本发明所揭露的电路如上，可知本发明与现有技术之间的差异在于与输出单元相连的电阻电容延时电路带有单向导通的第二支路，使输出单元的输出端输出的高电平与低电平的持续时间不同，从而输出端输出的高电平与低电平形成占空比不等于百分之五十的方波信号以控制风扇转速。

通过上述的技术手段，本发明弥补了在控制芯片拔出后对风扇转速缺乏控制的问题。

附图说明

图1为本发明输出方波信号控制风扇转速的控制电路连接有方波占空比调整模块的示意图。

图2为本发明输出方波信号控制风扇转速的控制电路未连接有方波占空比调整模块的示意图。

图3为本发明控制电路去除第二支路后所输出的方波信号的示意图。

图4为本发明控制电路所输出的方波信号的示意图。

【符号说明】

100    延时调整电路

110    第一支路

111    第一电阻

120    第二支路

121    第二电阻

122    二极管

130    电容

200    输出单元

201    输出端

202    控制端

203    电源端

300    方波占空比调整模块

310    电晶体

320    第三电阻

330    电阻

340    电阻

400    信号输出端

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在说明本发明所揭露的输出方波信号控制风扇转速的控制电路之前，先对本发明所应用的环境作说明，风扇转动需要接收电源的供电，因此会有一个供电电路（本领域公知技术，图中未示）给风扇供电，本发明控制电路输出的方波信号用来控制供电电路对风扇的供电，藉由调整方波信号的占空比控制风扇的转速。

以下配合图式对本发明输出方波信号控制风扇转速的控制电路做进一步说明，请参阅「图1」及「图2」，「图1」为本发明输出方波信号控制风扇转速的控制电路连接有方波占空比调整模块的示意图，「图2」为本发明输出方波信号控制风扇转速的控制电路未连接有方波占空比调整模块的示意图，「图2」中输出端201直接连接信号输出端400。本发明控制电路包含：延时调整电路100、电容130及输出单元200。其中，延时调整电路100包括并联的第一支路110与第二支路120，第一支路110包括第一电阻111，第二支路120包括第二电阻121，此延时调整电路100经电容130接地。第二支路120还包括与第二电阻121串联的二极管122，此二极管122导通时代表第二支路120导通，反之当二极管122不导通时即代表第二支路120断开，本实施方式利用二极管122的单向导通特性使得第二支路120单向导通。而二极管122在导通与不导通的情况下，并联的第一支路110与第二支路120具有不同的等效电阻，如「图1」所示意，假设第一电阻111的电阻值为r1，第二电阻121的电阻值为r2，二极管122导通时第二支路120导通，并联的第一支路110与第二支路120的等效电阻阻值为“r1*r2/(r1+r2)”，二极管122不导通时，因为此时第二支路120处于断路状态，因此第二支路120的等效电阻阻值为无穷大，并联的第一支路110与第二支路120的等效电阻阻值等于第一电阻111的电阻值r1，r1>r1*r2/(r1+r2)。如「图1」所示意，当输出端201输出高电平时，B点的电势高于A点的电势，电容130进行充电，二极管122不导通，从而第二支路120断开；当输出端201输出低电平时，已充电的电容130进行放电，B点的电势低于A点的电势，二极管122导通，从而第二支路120导通。如果将二极管122反接，即二极管122阴极接A点，阳极接第二电阻121，则第二支路120会在输出端201输出高电平时导通，并且会在输出端201输出低电平时断开，最终输出端201输出的方波信号的占空比会小于百分之五十，而如前所述，二极管122没有反接时输出端201输出的方波信号的占空比大于百分之五十。另外，第二电阻121可以是可变电阻，用以在第二电阻值改变时调整输出端201输出的方波信号的占空比。

输出单元200用以于运作时持续输出方波信号以控制风扇转速，此输出单元200的输出端201经过延时调整电路100分别连接输出单元200的控制端202及电容130，延时调整电路100与接地的电容130构成输出单元200的电阻电容延时电路（RC延时电路），此输出单元200将根据控制端202的电平确定从输出端201输出的方波信号为高电平或是低电平，当控制端202的电平为高电平时，输出单元200输出端201输出低电平，直至控制端202的电平从高电平降低至低电平时，输出单元200输出端201转为输出高电平，再到控制端202的电平从低电平上升至高电平时，输出单元200输出端201又转为输出低电平。在实际实施上，输出单元200可使用反相器或比较器，甚至使用运算放大器或逻辑门组成的反相电路来实现，以比较器作为输出单元200的实际连接方式可如「图1」及「图2」所示意，电源端203接3.3V电源以运作，一端接地，并且将电源端203电性连接A点以及将输出端201电性连接B点。

承上所述，第二支路120单向导通具有第一状态与第二状态，第一状态与第二状态的状态相反，即第一状态为导通状态、第二状态为断开状态或是第一状态为断开状态、第二状态为导通状态。当输出端201输出高电平时，第二支路120为第一状态（对于「图1」、「图2」所揭露的实施方式第一状态为断开状态，如果将「图1」、「图2」中的二极管122反接，则第一状态为导通状态）并且电容130进行充电，经过电阻电容延时电路的延时使控制端202的电平逐渐上升至高电平后输出端201会转为输出低电平，输出端201转为输出低电平后，已进行了充电的电容130进行放电且第二支路120转为第二状态（对于「图1」、「图2」所揭露的实施方式第二状态为导通状态，如果将「图1」、「图2」中的二极管122反接，则第一状态为断开状态），经过电阻电容延时电路的延时，控制端202的电平逐渐下降至低电平后输出端201再转为输出高电平（周而复始，输出端201不断输出高电平－低电平－高电平－低电平......，从而输出端201输出一定占空比的方波信号），第二支路120为导通状态时与第二支路120为断开状态时，第一支路110与第二支路120并联的等效电阻不同，将使电阻电容延时电路的时间常数t（t=r*c，即时间常数等于延时调整电路100的电阻值r乘以电容130的电容值c）不同，导致输出端201输出高电平与输出低电平的时间（该时间与时间常数基本成正比）不同，使输出端201能够输出调整后的方波信号（即占空比不等于百分之五十的方波信号）。如此一来，风扇接收调整后的方波信号以调整相应转速，此调整后的方波信号为脉冲宽度调制（Pulse WidthModulation,PWM）信号。于「图1」、「图2」所揭露的实施方式中，由于输出端201输出低电平时第二支路120导通，此时，并联的第一支路110与第二支路120的等效电阻阻值为“r1*r2/(r1+r2)”，输出端201输出低电平的持续时间正比例于t1=c*r1*r2/(r1+r2)；输出端201输出高电平时第二支路120断开，并联的第一支路110与第二支路120的等效电阻阻值等于为第一电阻111的电阻值r1，输出端201输出高电平的持续时间正比例于t2=c*r1，t2>t1，所以于「图1」、「图2」所揭露的实施方式中，输出端201输出的方波信号占空比大于50%，占空比即高电平的持续时间在高电平和低电平的持续总时间中所占的比例。

于其他实施方式中，可将「图1」、「图2」所揭露的实施方式中的二极管122反接，则高电平的比例将降低至50%以下，低电平的比例将提升至50%以上。具体而言，输出端201输出高电平时第二支路120导通，此时，并联的第一支路110与第二支路120的等效电阻阻值为r1*r2/(r1+r2)，输出端201输出高电平的持续时间正比例于t1=c*r1*r2/(r1+r2)；输出端201输出低电平时第二支路120断开，并联的第一支路110与第二支路120的等效电阻阻值等于为第一电阻111的电阻值r1，输出端201输出低电平的持续时间正比例于t2=c*r1，t2>t1，所以于二极管122反接后，输出端201输出的方波信号占空比小于50%，占空比即高电平的持续时间在高电平和低电平的持续总时间中所占的比例。

特别要说明的是，在实际实施上，本电路更可包含连接输出端201的方波占空比调整模块300，方波占空比调整模块300接收输出端201输出的方波信号并且输出另一方波信号，所述输出端201输出的方波信号与方波占空比调整模块300输出的方波信号两者的占空比相加会等于1。在实际实施上，方波占空比调整模块300可包含电晶体310及第三电阻320，3.3V的一电源经第三电阻320与信号输出端400及电晶体310连接，电晶体310接收输出端201输出的高电平时被触发导通后拉低了信号输出端400的电压，使信号输出端400输出低电平，电晶体310接收输出端201输出的低电平时未被触发导通，从而信号输出端400输出高电平，方波占空比调整模块300实质上相当于一个反相电路，方波占空比调整模块300接收高电平时，输出低电平；方波占空比调整模块300接收低电平时，输出高电平。当将电晶体310及第三电阻320拿掉时，输出端201直接经过电阻330、340电性连接至信号输出端400以输出方波信号。

接着，请参阅「图3」及「图4」，「图3」为本发明「图2」控制电路去除第二支路后所输出的方波信号的示意图；「图4」为本发明「图2」控制电路（包括第二支路，并且第一电阻111与第二电阻121电阻值相等）所输出的方波信号的示意图。首先，在「图2」控制电路去除第二支路后，输出单元200的输出端201会持续输出占空比为百分之五十的方波信号，如「图3」所示意的方波信号图；而对于「图2」控制电路（包括第二支路120），由于单向导通的第二支路120的存在，输出端201输出低电平的持续时间正比例于t1=c*r1*r2/(r1+r2)，输出端201输出高电平的持续时间正比例于t2=c*r1，t2=2*t1，因此输出端201输出方波信号占空比为66.7%（即2/3），进而产生如「图4」所示意的方波信号图。

对于本发明，因为延时调整电路100中第二支路120单向导通，输出端201输出高电平与输出低电平时第二支路120是否导通的结果是相反的，因而输出端201输出高电平与输出低电平时延时调整电路100的等效电阻不同，会使电阻电容延时电路在输出端201输出高电平与输出低电平时的时间常数不同，导致输出端201输出高电平与输出低电平的持续时间不同，进而产生占空比不等于百分之五十的方波信号。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于与输出单元相连的电阻电容延时电路带有单向导通的第二支路，使输出单元输出端输出的高电平与低电平的持续时间不同，从而输出端输出的高电平与低电平形成占空比不等于百分之五十的方波信号以控制风扇转速。采用不同阻值的第二电阻就可得到不同占空比的方波信号，从而得到所需要的风扇转速；当需要调整输出端输出的方波信号的占空比时，可以通过改变第二支路导通时的等效电阻来实现，比如调整第二电阻的阻值（前提是第二电阻的阻值可调）或是更换成其他阻值的第二电阻，藉此方波信号占空比的可调的技术功效。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，包含：

一延时调整电路，包括并联的一第一支路与一第二支路，第一支路包括一第一电阻，第二支路包括一第二电阻，该延时调整电路经一电容后接地；及

一输出单元，用以于运作时持续输出方波信号以控制风扇转速，该输出单元的一输出端经过延时调整电路与输出单元的一控制端及该电容连接，延时调整电路与接地的该电容构成该输出单元的一电阻电容延时电路；

其中，该第二支路单向导通并具有第一状态与第二状态，第一状态为导通状态、第二状态为断开状态或第一状态为断开状态、第二状态为导通状态，当输出端输出高电平时，第二支路为第一状态并且该电容进行充电，经过该电阻电容延时电路的延时使该控制端的电平逐渐上升至高电平后该输出端转为输出低电平，使该电容进行放电并且第二支路转为第二状态，经过该电阻电容延时电路的延时该控制端的电平逐渐下降至低电平后该输出端转为输出高电平，该第二支路为导通状态时与该第二支路为断开状态时，第一支路与第二支路并联的等效电阻不同使该电阻电容延时电路的时间常数不同，导致输出端输出高电平与输出低电平的时间不同，使输出端输出占空比不等于百分之五十的方波信号。

2.根据权利要求1的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该第二支路还包括与第二电阻串联的一二极管，该二极管导通时第二支路导通，该二极管不导通时第二支路断开，以使该二极管在导通与不导通时第一支路与第二支路并联的等效电阻不同。

3.根据权利要求2的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该输出端输出高电平时二极管不导通，该输出端输出低电平时二极管导通，以使该输出端输出占空比大于百分之五十的方波信号。

4.根据权利要求1的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该控制电路更包含连接输出端的一方波占空比调整模块，该方波占空比调整模块接收该输出端输出的方波信号并且输出另一方波信号，该输出端输出的方波信号与该方波占空比调整模块输出的方波信号两者的占空比相加等于1。

5.根据权利要求1的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该第二电阻为可变电阻，用以在第二电阻值改变时调整该输出端输出的方波信号的占空比。

6.根据权利要求1的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该输出单元为反相器或比较器。

7.一种输出方波信号控制风扇转速的控制电路，包含：

一延时调整电路，包括并联的一第一支路与一第二支路，第一支路包括一第一电阻，第二支路包括一第二电阻，该延时调整电路经一电容后接地；及

一输出单元，用以于运作时持续输出方波信号以控制风扇转速，该输出单元的一输出端经过延时调整电路与输出单元的一控制端及该电容连接；

其中，该第二支路单向导通并具有第一状态与第二状态，第一状态为导通状态、第二状态为断开状态或第一状态为断开状态、第二状态为导通状态，当输出端输出高电平时，第二支路为第一状态，经过一第一延时时间该控制端的电平逐渐上升至高电平后该输出端转为输出低电平，使该电容进行放电并且第二支路转为第二状态，经过一第二延时时间该控制端的电平逐渐下降至低电平后该输出端转为输出高电平，该第一延时时间不等于该第二延时时间。

8.根据权利要求7的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该第二支路还包括与第二电阻串联的一二极管，该二极管导通时第二支路导通，该二极管不导通时第二支路断开，以使该二极管在导通与不导通时第一支路与第二支路并联后的等效电阻不同。

9.根据权利要求8的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该输出端输出高电平时二极管不导通，该输出端输出低电平时二极管导通，以使该输出端输出占空比大于百分之五十的方波信号。

10.根据权利要求7的输出方波信号控制风扇转速的控制电路，其特征在于，该第二电阻为可变电阻，用以在第二电阻值改变时调整该输出端输出的方波信号的占空比。