專利名稱：斷電后即時停止風扇的方法和其結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種停止方法，且特別涉及一種在風扇斷電后，可讓其即時停止的方法和相關的結構。
背景技術：
眾多消費性產品中，風扇是主要的散熱工具。當系統(tǒng)溫度過高時，風扇即會激活以 降低整體系統(tǒng)溫度，達到散熱目的，當系統(tǒng)溫度下降至一特定值，風扇即會停止動作。傳統(tǒng)上為了避免整體系統(tǒng)不會因為溫度過高而燒毀，通常會在系統(tǒng)中加裝一散熱 風扇加以保護。然而，為了配合運算速度越來越快組件的散熱，風扇轉速要求會越來越高， 因此，造成風扇斷電后，風扇仍會持續(xù)慣性運轉一段時間后才會完全停止。然而，傳統(tǒng)上這種風扇斷電后的慣性運轉會產生許多問題，首先，風扇使用者常因 疏忽斷電后的持續(xù)運轉狀態(tài)，誤觸運轉中的風扇而造成受傷。其次，對于檢修人員而言，需 等待一段慣性運轉時間直到風扇完全停止運轉后，才能進行維修，此段等待時間，降低了工 作效率。

發(fā)明內容
有鑒于上述傳統(tǒng)風扇，在斷電后因為不具有即時停止裝置，造成風扇僅能依其慣 性運轉至停止，造成使用上的不便，因此本發(fā)明的主要目的即是針對上述的缺點，提出一種 風扇斷電后的即時停止方法，讓風扇能在斷電后及即時停止運轉，而不需一段慣性運轉時 間，因此對于檢修人員而言，可提升工作效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種使風扇斷電后即時停止的裝置，其于斷電后并不會 再行慣性運轉，因此可避免使用人員受傷。本發(fā)明停止風扇的方法，其中該風扇具有至少一定子磁極，該方法至少包括斷電 時，使該定子磁極形成一封閉回路，該封閉回路受到風扇斷電時慣性旋轉而產生一感應磁 場，該感應磁場對轉子提供一煞車力，該煞車力的作用方向與風扇的旋轉方向相反。本發(fā)明中于斷電后可即時停止的風扇結構至少包括一線圈；一驅動電路，耦合 該線圈；一切換電路，連接該驅動電路，其中此切換電路在斷電時切斷該線圈與該驅動電路 間的連接，并使該線圈形成一封閉回路；以及一控制組件連接該切換電路用以控制該切換 電路。根據本發(fā)明風扇斷電后的即時停止方法，其可讓風扇于短時間內強制停止運轉， 而不需一慣性運轉時間。本發(fā)明在風扇斷電時，會將驅動風扇轉動的線圈兩端短路，利用線 圈短路時產生的反電動勢來即時煞停風扇，其中此反電動勢為在風扇慣性運轉時所產生感 應電動勢。
根據本發(fā)明第一實施例，在全橋結構下，當風扇斷電時，借由電容所儲存的殘余能 量，控制驅動集成電路輸出一控制訊號，來控制上橋或下橋的一組半導體開關導通，讓線圈 兩端形成短路?；蚴墙栌捎|發(fā)燒錄于微控制芯片中斷電時所要求的控制程序，來控制上橋 或下橋的一組半導體開關導通，讓線圈兩端形成短路。根據本發(fā)明第二實施例，在半橋結構下，當風扇斷電時，借由電容所儲存的殘余能 量，控制一切換組件導通讓線圈兩端形成短路。也可借由觸發(fā)燒錄于微控制芯片中斷電時 所要求的控制程序，來控制半導體開關導通，讓線圈兩端形成短路。


下面結合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案 及其它有益效果顯而易見。圖IA所示為根據本發(fā)明的第一實施例所使用的全橋電路結構直流風扇的概略電 路圖；圖IB所示為根據本發(fā)明的第一實施例所使用的全橋電路結構直流風扇的概略電 路圖，在本結構中具有一可程序的微控制芯片；圖2A所示為根據本發(fā)明的第二實施例所使用的半橋電路結構直流風扇的概略電 路圖；圖2B所示為根據本發(fā)明的第二實施例所使用的半橋電路結構直流風扇的概略電 路圖，在本結構中具有一可程序的微控制芯片。
具體實施例方式借由本發(fā)明的即時停止方法，可避免使用者因為斷電后的疏忽，意外碰觸到仍在 慣性運轉的風扇而受傷。同時于檢修過程中，因為不需等待時間，因此可大幅提升工作效 率。以下即以兩個直流風扇的實施例介紹本發(fā)明的應用，但本發(fā)明的應用當不僅限于以下 所述的實施例。一般而言，直流風扇是用內部的控制電路產生變化的磁場來帶動扇葉轉動，轉速 隨工作電壓的高低而變化。當一導體通過電流，周圍會產生磁場，若將此導體置于另一固定 磁場中，則將產生吸力或斥力，造成物體移動，當吸斥力大于風扇的靜摩擦力時，扇葉自然 轉動。圖IA所示為本發(fā)明的第一實施例，使用全橋電路結構直流風扇的概略電路圖，其 中該直流風扇至少包含轉子和定子磁極(圖中未顯示出)，轉子為可旋轉的部份，定子磁極 為固定不動的部份，提供周圍的磁場，當外界提供一電源通過轉子或定子磁極時會產生磁 力相互作用而旋轉。而本發(fā)明即借由一種電路設計，于斷電時將風扇定子磁極兩端瞬間短 路而形成一封閉回路，同時借由風扇在斷電后的慣性運動，在此回路上產生一個感應電動 勢，進而產生一磁場。此磁場具有一固定磁性且磁力大小隨風扇運轉速度而增減，進而對轉 子上的磁場產生一相互排斥的力，以即時煞停風扇。在此全橋電路結構中，兩個驅動集成電 路102和104用以分別輸出兩驅動信號來控制半導體開關106、107、108和109的切換，其 中此兩驅動集成電路102和104可為一種煞車控制電路，而所輸出的驅動信號彼此相位差 180度，所使用的半導體開關可為MOS晶體管。而用以控制兩個驅動集成電路102和104輸出驅動信號是一小訊號電源114。以驅動集成電路102為例，當一輸出信號使半導體開關106導通時，則另一輸出信 號會使半導體開關108關閉，而此時驅動集成電路104則會輸出與上述兩信號相位差180 度的另兩信號，來導通半導體開關109，而關閉另一半導體開關107，換言之，在同一時間 下，半導體開關106與109，和半導體開關107與108，是處于同一操作狀態(tài)下。因此，借由 驅動集成電路102和104的控制，可使得流經線圈110的電流變換方向產生不同方向的磁 極，而使得風扇轉動。然而，當風扇斷電時，由于風扇本身的慣性作用，使得風扇并不能瞬間停止運轉， 因此，本發(fā)明借由于斷電的同時，將線圈110兩端也瞬間短路，形成一封閉回路，此時因風 扇于斷電后的慣性運動，會使得此封閉回路上的磁通量發(fā)生變化，而于此回路上產生一個 感應電動勢，并于線圈中形成感應電流，此感應電流將使線圈產生一個反向磁場阻止風扇 慣性運轉，而即時煞住風扇，其中反向磁場所提供的煞車力大小與風扇慣性運轉速度成正 比。也就是，在斷電的同時，控制驅動集成電路102和104，讓半導體開關106與107，或半 導體開關108與109同時導通，使得線圈110兩端短路。換言之，可選擇半導體開關106與 107同時導通，而半導體開關108與109不導通；或是半導體開關106與107不導通，而半 導體開關108與109同時導通。而在斷電瞬間控制兩端線圈短路的方法，依圖1A的結構而言，當風扇斷電的瞬 間，小訊號電源114借由電容112所儲存的殘余能量，向驅動集成電路102和104輸出一控 制訊號，控制半導體開關106與107或半導體開關108與109其中任一組導通另一組不導 通，讓線圈110兩端形成短路。此種讓線圈110兩端形成短路的方法，也可采用另一種方式，如圖1B所示為全橋 式直流風扇的另一種結構，在本結構中采用一可程序的微控制芯片116來對驅動集成電路 102和104的輸出信號進行控制。由于本結構中具有一可程序的微控制芯片116，因此，可 將斷電時控制程序燒錄至此微控制芯片116中，一旦斷電時，此微控制芯片116中所儲存的 斷電時控制程序會被觸發(fā)，而控制半導體開關106與107或半導體開關108與109其中任 一組導通另一組不導通，讓線圈110兩端形成短路，借由風扇在斷電后的慣性運動，即時于 線圈110中形成一感應電流而產生一個反向磁場以阻止風扇慣性運轉，而即時煞住風扇。再以一半橋式直流風扇為第二實施例，參閱圖2A所示為一使用半橋電路結構直 流風扇的概略電路圖。在此半橋電路結構200中，兩個半導體開關202和204分別由相位 差180度的兩脈沖信號來控制，以控制電流分別流經線圈206和208以產生磁力，其中所使 用的半導體開關可為M0S晶體管。如同第一實施例般，當風扇斷電時，本實施例也借由于斷電的同時將線圈206和 208兩端瞬間短路，借由風扇斷電后的慣性運動于線圈中產生感應電流來讓線圈產生一個 反向磁場煞住風扇。本發(fā)明于線圈206和208間加入一切換組件210，當風扇斷電的瞬間， 利用電容212所儲存的殘余能量，控制切換組件210導通甚至同時使半導體開關不導通，讓 線圈206和208兩端形成短路。此切換組件210也可為一繼電器，當斷電時，自動導通，讓 線圈206和208兩端形成短路。此種線圈206和208兩端形成短路的方法，也可采用另一種方式，如圖2B所示為 半橋式直流風扇的另一種結構，于本結構中具有一可程序的微控制芯片216來控制半導體開關202和204的切換。借由將斷電時所要求的控制程序燒錄至此微控制芯片216中，一旦 斷電時，此微控制芯片216中所儲存斷電控制程序會被觸發(fā)，而控制半導體開關202和204 導通，讓線圈206和208兩端形成短路而煞住風扇。
本發(fā)明風扇斷電后的即時停止方法是借由將定子各極的線圈兩端瞬間短路而形 成一封閉回路，再利用風扇在斷電后的慣性運動，而在此回路上產生一個感應電動勢，進而 產生一磁場。由于此感應電動勢在風扇慣性旋轉的過程中會殘留于此封閉回路中而不會消 失，因此此磁場的磁性會固定且磁力會隨運轉速度而增減，進而對轉子上的磁場產生一相 互排斥的力。由于此力的作用方向與風扇旋轉方向相反，故可作為強而有力的阻卻力，以即 時煞停風扇。因此，可避免使用者因為斷電后的疏忽，意外碰觸到仍在慣性運轉的風扇而受 傷。同時于檢修過程中，因為不需等待此段慣性運轉停止時間，因此可大幅提升工作效率。 且另一方面，本發(fā)明并不需要加入額外的電路至原本的電路結構中，因此并不需改變原有 的電路設計。以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發(fā)明的技術方案和技術 構思作出其它各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利 要求的保護范圍。
權利要求
一種于斷電后可即時停止的風扇結構，該結構至少包括一線圈；一驅動電路，耦合該線圈；一切換電路，連接該驅動電路；以及一控制組件連接該切換電路用以控制該切換電路；其中，于斷電時，該風扇結構中的一殘余電量提供一驅動電力以使得該線圈形成一封閉回路，該封閉回路受到風扇斷電時慣性旋轉而產生一感應磁場，該感應磁場對轉子提供一煞車力，該煞車力的作用方向與風扇的旋轉方向相反；其特征在于，該風扇結構還包括一小訊號電源和一儲存電容，該儲存電容儲存該殘余電量。
2.根據權利要求1所述的風扇結構，其特征在于，該切換電路為全橋架構或半橋結構。
3.根據權利要求1所述的風扇結構，其特征在于，該驅動電路包括二集成電路，分別產 生二驅動信號以開啟/關閉該切換電路。
4.根據權利要求1所述的風扇結構，其特征在于，還包括二脈沖信號，分別開啟/開關 該切換電路。
5.根據權利要求3或4所述的風扇結構，其特征在于，該二驅動信號或該二脈沖信號之 相位差為180度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種斷電后即時停止風扇的方法和其結構，其可讓風扇在短時間內強制停止運轉，而不需一慣性運轉時間。本發(fā)明在風扇斷電時，會將驅動風扇轉動的線圈兩端短路，利用風扇斷電后的慣性運動于線圈中產生感應電流來讓線圈產生一個反向磁場煞住風扇。
文檔編號F04D27/00GK101846092SQ201010110999
公開日2010年9月29日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權日2004年3月23日
發(fā)明者邱俊隆, 邱進發(fā), 郭柏村, 黃文喜 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司