CN111463888B - 风扇***、多电源输入稳压模块及方法 - Google Patents

风扇***、多电源输入稳压模块及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种风扇***、多电源输入稳压模块及方法。该多电源输入稳压模块适用于多个输入电源。输入电源包括直流电源及/或交流电源。多电源输入稳压模块包括多个接收端、一电源选择单元以及一电压转换单元。各接收端分别接收各输入电源。电源选择单元耦接各接收端以接收各输入电源，并将输入电源的至少其中之一设定为一工作电源。电压转换单元接收工作电源，并将工作电源维持于一工作电压电平而作为一电压信号并输出至一负载。

Description

风扇***、多电源输入稳压模块及方法
本申请是申请日为：2014年05月14日；申请号为：201410204135.X；发明名称为：风扇***、多电源输入稳压模块及方法的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种多电源输入稳压模块，特别涉及一种风扇***的多电源输入稳压模块。
背景技术
随着科技技术日新月异，电子装置的效能亦不断提升。然而电子装置所产生的热能若无法适当地散逸，将导致效能变差，甚至会造成电子装置的烧毁，因此散热装置已成为电子装置不可缺少的配备之一。
一般来说，风扇的输入电源多为单一输入源，若此输入源失效将使风扇停止运转而导致应用环境丧失散热机制，而使得***过热而损坏。
发明内容
依据本发明的一种多电源输入稳压模块适用于多个输入电源。输入电源包括直流电源及/或交流电源。多电源输入稳压模块包括多个接收端、一电源选择单元以及一电压转换单元。各接收端分别接收各输入电源。电源选择单元耦接各接收端以接收各输入电源，并将输入电源的至少其中之一设定为一工作电源。电压转换单元接收工作电源，并将工作电源维持于一工作电压电平而作为一电压信号并输出至一负载。
依据本发明的一种风扇***适用于多个输入电源。各输入电源包括直流电源及/或交流电源。风扇***包括一风扇马达、一驱动电路以及一多电源输入稳压模块。驱动电路连结风扇马达。多电源输入稳压模块包括多个接收端、一电源选择单元及一电压转换单元。各接收端分别接收各输入电源。电源选择单元耦接各接收端以接收各输入电源，并将输入电源的至少其中之一设定为一工作电源。电压转换单元接收工作电源，并将工作电源维持于一工作电压电平而作为一电压信号并输出至驱动电路。驱动电路接收工作电源以驱动风扇马达转动。
在一实施例中，电源选择单元可包括一切换电路以及一控制电路。切换电路耦接各接收端以接收各输入电源。控制电路耦接切换电路。
在一实施例中，电压转换单元可包括一滤波电路、一整流电路以及一升压/降压电路。滤波电路耦接电源选择单元。整流电路耦接滤波电路。升压/降压电路耦接滤波电路及整流电路。
在一实施例中，滤波电路可滤除工作电源的噪声。
在一实施例中，当工作电源为交流电源，整流电路可将工作电源整流为直流电源。
在一实施例中，当工作电源为直流电源，工作电源不经过整流电路而传送至升压/降压电路。
在一实施例中，升压/降压电路将工作电源维持于工作电压电平而作为电压信号并输出至负载。
在一实施例中，升压/降压电路可为功率因数修正(Power Factor Correction,P.F.C.)电路。
依据本发明的一种多电源输入稳压方法由一多电源输入稳压模块配合应用。多电源输入稳压模块包括多个接收端、一电源选择单元以及一电压转换单元。方法包括以下步骤：利用各接收端接收多个输入电源，其中输入电源包括直流电源及/或交流电源；利用电源选择单元将输入电源的至少其中之一设定为一工作电源；以及利用电压转换单元将工作电源维持于一工作电压电平而作为一电压信号并输出至一负载。
承上所述，本发明的风扇***、多电源输入稳压模块及方法利用电源选择单元接收多个输入电源，并将至少一输入电源做为工作电源而输出至风扇马达的驱动电路，以当工作电源失效时可引入其他输入电源作为新的工作电源，因而风扇马达可维持正常运作。另外，在部分实施例中，利用电压转换单元将工作电源维持于一工作电压电平，可使风扇马达不受输入电源的电压大小影响而维持最高效能，并且在输入电源的电压产生变化时不致影响驱动电路，而具有保护负载的功能。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的一种风扇***的方块图。
图2为本发明较佳实施例的一种多电源输入稳压模块的方块图。
图3为风扇马达的转速扭力曲线图。
图4为本发明的一种多电源输入稳压方法的步骤流程图。
附图标记说明：
1：多电源输入稳压模块
11：接收端
12：电源选择单元
121：控制电路
122：切换电路
13：电压转换单元
131：滤波电路
132：整流电路
133：升压/降压电路
2：驱动电路
3：风扇马达
F：风扇***
L1：实线
L2：虚线
P：输入电源
S：电压信号
S01、S02、S03：步骤
W：工作电源
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种风扇***、多电源输入稳压模块及方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
图1为本发明较佳实施例的一种风扇***的方块图，图2为本发明较佳实施例的一种多电源输入稳压模块的方块图。请同时参照图1及图2所示，风扇***F可适用于多个输入电源P(本实施例以三个为例)，而输入电源P可包括直流电源及/或交流电源，也就是各输入电源P可皆为直流电源或皆为交流电源或同时包括直流电源及交流电源。当然，风扇***F也可适用于单一输入电源P，也即风扇***F可兼容单一电源供应或多电源供应。
进一步而言，输入电源P可来自相同或相异的电源供应源，例如是市电、自备电力***或电池等，而各输入电源P的电压可相同或不相同。以市电为例，输入电源P可皆为110伏特或皆为220伏特或同时包括110伏特及220伏特。另外，输入电源P也可同时包括例如110伏特的市电及120伏特的蓄电池组，即同时包括直流电源及交流电源。
风扇***F包括一多电源输入稳压模块1、一驱动电路2以及一风扇马达3。驱动电路2连接风扇马达3，多电源输入稳压模块1接收输入电源P，并将输入电源P的至少其中之一转换为一电压信号S，驱动电路2接收电压信号S以驱动风扇马达3转动。以下将详述多电源输入稳压模块1的元件与功能。
如图2所示，多电源输入稳压模块1包括多个接收端11、一电源选择单元12以及一电压转换单元13。各接收端11分别接收各输入电源P，电源选择单元12耦接各接收端11以接收输入电源P，并将输入电源P的至少其中之一设定为一工作电源W。电压转换单元13接收工作电源W，并将工作电源W维持于一工作电压电平而作为电压信号S并输出至驱动电路2。需说明的是，此工作电压电平较佳是根据驱动电路2的额定电压而定，例如驱动电路2的额定电压为730伏特，不论工作电源W的原电压是多少，电压转换单元13皆可将工作电源W的电压维持于730伏特而作为电压信号S。
在实施上，接收端11可例如为插头或导线，以耦接输入电源P并传送至电源选择单元12。在本实施例中，电源选择单元12可具有一控制电路121及一切换电路122。控制电路121例如是一集成电路(IC)，或一模拟电路。集成电路可例如为一微处理器(Micro-processor)、一微控制器(MCU)、一可编程逻辑门阵列(FPGA或CPLD)或一特定应用集成电路(ASIC)。当电源选择单元12接收输入电源P，控制电路121可侦测各输入电源P的电压值或振幅，以判断输入电源P为直流电源或交流电源。
控制电路121可利用演算法或逻辑门判断输入电源P对于驱动电路2可提供的效率，并将可提供较高效率的输入电源P优先设定为工作电源W，例如是电压较高的输入电源P，或是与工作电压电平压差较小的输入电源P。或者，控制电路121可预设例如将交流电源的输入电源P优先设定为工作电源W。或者，使用者可依据使用需求编辑或设定控制电路121的判断条件进而设定工作电源W。
切换电路122耦接各接收端11以接收各输入电源P，控制电路121耦接切换电路122。控制电路121可将各输入电源P择一设定为工作电源W，例如控制切换电路122进行或运算(OR operation)；或者控制电路121可合并输入两个以上的输入电源P作为工作电源W，例如控制切换电路122进行与操作(AND operation)。当合并输入多个输入电源P时，亦即各输入电源P并联输入，可具有输入负载平均(loading sharing)的效果。此外，切换电路122可利用继电器或半导体电子开关来实现。在实施上，控制电路121侦测原工作电源W失效时，可控制切换电路122引入其余的输入电源P作为新的工作电源W，因而驱动电路2可维持正常运作。换句话说，输入电源P的冗余度越高，风扇***F的稳定度与可靠度便越高。
电压转换单元13具有一滤波电路131、一整流电路132以及一升压/降压电路133。滤波电路131耦接电源选择单元12。整流电路132耦接滤波电路131。升压/降压电路133耦接滤波电路131及整流电路132。
进一步而言，滤波电路131可滤除工作电源W的噪声，以提高工作电源W的品质。当工作电源W为交流电源，整流电路132可将工作电源W整流为直流电源。在实施上，整流电路132可采用全波整流或半波整流，以能整流为直流电流为考量。特别的是，当电源选择单元12的控制电路121判断工作电源W为直流电源时，控制电路121可使工作电源W不经过整流电路132而传送至升压/降压电路133，以提高风扇***F整体运作效率。
升压/降压电路133可将工作电源W维持于一工作电压电平而作为电压信号S并输出至驱动电路2。当工作电源W的原电压(例如是市电220伏特)小于额定电压(例如是730伏特)，升压/降压电路133可使工作电源W的电压上升至额定电压的工作电压电平。另一方面，当工作电源W的原电压(例如是市电110伏特)大于额定电压(例如是90伏特)，升压/降压电路133可使工作电源W的电压下降至额定电压的工作电压电平。于此，升压/降压电路133可为功率因数修正(Power Factor Correction,P.F.C.)电路，在输入电源P为交流电源时可具有功率因数修正(Power Factor Correction,P.F.C.)的功能。如此一来，不论输入电源P的电压高低皆可使驱动电路2接收额定电压的电压信号S而使风扇马达3维持最高效能。
图3为风扇马达的转速扭力曲线图，其中横轴为转速(单位RPM)而纵轴为扭力(单位Nm)。请参照图1、图2及图3所示，以驱动电路2的额定电压为730伏特为例，当提供530伏特的输入电源P时，现有的风扇马达仅能操作于实线L1及其操作面积。本实施例的风扇***F因具有多电源输入稳压模块1，而可将530伏特的输入电源P利用升压/降压电路133转换为730伏特的电压信号S，使风扇马达3可操作于额定电压(即虚线L2)而具有较大的操作面积，如图3所示的斜线区域。另一方面，当输入电源P不稳定而使输入电源P提供的电压产生变化时，例如是下降至450伏特或是上升至650伏特，升压/降压电路133可维持电压信号S于730伏特，也就是输出电压不随输入电压变化而变化，可避免驱动电路2因瞬间电流变化过大而损坏，因此具有保护负载(即驱动电路2)的功能。如此一来，本实施例的风扇马达3可具有较佳的工作效能。
图4为本发明的一种多电源输入稳压方法的步骤流程图。请一并参照图1、图2及图4所示，多电源输入稳压方法是由上述多电源输入稳压模块1配合应用，其中多电源输入稳压模块1的说明已详述于上，于此不作赘述。方法包括以下步骤：利用该些接收端接收多个输入电源，其中该些输入电源包括直流电源及/或交流电源(S01)；利用电源选择单元将该些输入电源的至少其中之一设定为一工作电源(S02)；以及利用电压转换单元将工作电源维持于一工作电压电平而作为一电压信号并输出至一负载(S03)。
于步骤S01中，多电源输入稳压方法适用于单一输入电源P或多个输入电源P。此外，输入电源P包括直流电源及/或交流电源，而输入电源P的电压大小可相同或不相同。
于步骤S02中，工作电源W可由多个输入电源P择一输入，或由多个输入单元P选择二个以上合并输入。
而步骤S03中，负载可为电子产品如手机或电脑等。在本实施例中，负载为风扇马达3及其驱动电路2。此外，工作电压电平较佳为负载的额定电压，可利用电压转换单元13将工作电源W进行升压或降压而实现。如此一来，不论输入电源P的电压高低皆可使负载接收额定电压的电压信号S而使负载维持最高效能。
综上所述，本发明的风扇***、多电源输入稳压模块及方法利用电源选择单元接收多个输入电源，并将至少一输入电源做为工作电源而输出至风扇马达的驱动电路，以当工作电源失效时可引入其他输入电源作为新的工作电源，因而风扇马达可维持正常运作。另外，在部分实施例中，利用电压转换单元将工作电源维持于一工作电压电平，可使风扇马达不受输入电源的电压大小影响而维持最高效能，并且在输入电源的电压产生变化时不致影响驱动电路，而具有保护负载的功能。
以上所述仅起到举例作用，而不起到限制作用。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求保护范围中。

Claims (9)

1.一种用于风扇***的多电源输入稳压模块，适用于多个输入电源，该多个输入电源分别包括直流电源及/或交流电源，其特征在于，该模块包括：
多个接收端，分别接收该多个输入电源；
一电源选择单元，耦接该多个接收端以接收该多个输入电源，并合并输入两个以上的输入电源作为工作电源；以及
一电压转换单元，接收该工作电源，其中，该电压转换单元包括一滤波电路，耦接该电源选择单元；一整流电路，耦接该滤波电路；以及一升压/降压电路，耦接该滤波电路及该整流电路，该升压/降压电路用于将该工作电源进行升压/降压并将该工作电源维持于一工作电压电平而作为电压信号并输出至一负载，其中，当该电源选择单元的控制电路判断该工作电源为交流电源，该整流电路将该工作电源整流为直流电源，当该电源选择单元的控制电路判断该工作电源为直流电源，该控制电路使该工作电源不经过该整流电路而传送至该升压/降压电路。
2.如权利要求1所述的多电源输入稳压模块，其特征在于，该电源选择单元包括：
一切换电路，耦接该多个接收端以接收该多个输入电源；以及
一控制电路，耦接该切换电路。
3.如权利要求1或2所述的多电源输入稳压模块，其特征在于，该滤波电路滤除该工作电源的噪声。
4.如权利要求1或2所述的多电源输入稳压模块，其特征在于，该升压/降压电路为功率因数修正电路。
5.一种风扇***，适用于多个输入电源，该多个输入电源分别包括直流电源及/或交流电源，其特征在于，该风扇***包括：
一风扇马达；
一驱动电路，连结该风扇马达；以及
一多电源输入稳压模块，包括：
多个接收端，分别接收该多个输入电源；
一电源选择单元，耦接该多个接收端以接收该多个输入电源，并合并输入两个以上的输入电源作为工作电源；及
一电压转换单元，接收该工作电源，其中，该电压转换单元包括一滤波电路，耦接该电源选择单元；一整流电路，耦接该滤波电路；以及一升压/降压电路，耦接该滤波电路及该整流电路，该升压/降压电路用于将该工作电源进行升压/降压并将该工作电源维持于一工作电压电平而作为电压信号并输出至该驱动电路，其中该驱动电路接收该电压信号以驱动该风扇马达转动，其中，当该电源选择单元的控制电路判断该工作电源为交流电源，该整流电路将该工作电源整流为直流电源，当该电源选择单元的控制电路判断该工作电源为直流电源，该控制电路使该工作电源不经过该整流电路而传送至该升压/降压电路。
6.如权利要求5所述的风扇***，其特征在于，该电源选择单元包括：
一切换电路，耦接该多个接收端以接收该多个输入电源；以及
一控制电路，耦接该切换电路。
7.如权利要求5或6所述的风扇***，其特征在于，该滤波电路滤除该工作电源的噪声。
8.如权利要求5或6所述的风扇***，其特征在于，该升压/降压电路为功率因数修正电路。
9.一种用于风扇***的多电源输入稳压方法，由一多电源输入稳压模块配合应用，该多电源输入稳压模块包括多个接收端、一电源选择单元以及一电压转换单元，其特征在于，该方法包括以下步骤：
利用该多个接收端接收多个输入电源，其中该多个输入电源分别包括直流电源及/或交流电源；
利用该电源选择单元合并输入两个以上的输入电源作为工作电源；以及
利用该电压转换单元将该工作电源进行升压/降压并将该工作电源维持于一工作电压电平而作为一电压信号并输出至一负载，其中，该电压转换单元包括一滤波电路，耦接该电源选择单元；一整流电路，耦接该滤波电路；以及一升压/降压电路，耦接该滤波电路及该整流电路，该升压/降压电路将该工作电源维持于该工作电压电平而作为该电压信号并输出至该负载，其中，当该电源选择单元的控制电路判断该工作电源为交流电源，该整流电路将该工作电源整流为直流电源，当该电源选择单元的控制电路判断该工作电源为直流电源，该控制电路使该工作电源不经过该整流电路而传送至该升压/降压电路。
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