專利名稱：智能型節(jié)能風扇組的制作方法
技術領域：
智能型節(jié)能風扇組技術領域[0001]本實用新型是關于一種智能型節(jié)能風扇組，特指一種可有效兼具節(jié)能及散熱效果的風扇，并可提升風扇馬達運轉效率。
背景技術：
[0002]隨著科技進步，計算機主機均以倍速甚至十倍、百倍速度不斷地增加其處理效能， 相對地,主機運作中所產生的熱能勢必大量增加，能否實時排除大量發(fā)熱源(如內存、中央處理器、電源供應器、硬盤)產生的熱能似乎已成為現(xiàn)今計算機主機是否長時間正常運作的最大因素之一。[0003]目前常見且散熱效率較高的主動式散熱器非風扇莫屬，該風扇F大致系由框體 1、扇葉？2、定子？3、轉子？4以及驅動電路F5所組成，其中該定子F3設于該框體Fl的中心處(如圖1所示)，且該扇葉F2樞接在該框體Fl中心位置并罩住該定子F3，該扇葉F2 罩住該定子F3的周圍內壁面固設有一可提供固定磁場的轉子F4，該驅動電路F5是依據(jù)扇葉F2轉速，提供適當規(guī)格電源給該定子F3，使其產生適當大小的磁場而反復不斷地與其周圍的轉子F4磁場產生吸、斥動作,推動該扇葉F2于該框體Fl中心處不斷旋轉帶動周圍或其外側冷空氣產生一軸向氣流，利用產生的軸向氣流不斷以冷空氣吹襲發(fā)熱源，即可使該發(fā)熱源降溫達到主動散熱的效果。[0004]由上述風扇的簡單原理可得知扇葉F2的轉速越高勢必相對耗電，但，現(xiàn)今計算機主機內部大多同時裝設有數(shù)個風扇F,若每一風扇扇葉F2皆設定為高轉速運轉,則該些風扇所累積的電量勢必十分驚人，甚至可能拖垮電源供應器(圖中未示)；為解決此問題，業(yè)界發(fā)展利用多個偵測單元S來控制多個風扇扇葉F2轉速，使風扇F可依據(jù)發(fā)熱源的溫度高低來決定全部扇葉F2的實際轉速，希能達到降低電量負載而達到省電目的，計算機主機剛開機時，發(fā)熱源尚未達到工作溫度，全部風扇的扇葉不需要啟動旋轉，當發(fā)熱源到達第 I溫度值(低溫)(如達到工作溫度)時，該些風扇扇葉則啟動低速運轉，當發(fā)熱源到達第2溫度值(中溫)時，該些風扇扇葉則啟動中速運轉，當發(fā)熱源到達第3溫度值(高溫)時(即表示發(fā)熱源有過熱的虞)該些風扇扇葉F2啟動高速運轉。[0005]惟，上述單純地利用多個偵測單元S來控制每一風扇扇葉轉速，實際上所產生散熱以及省電效果十分有限，究其原因在于[0006]一、利用偵測單元S來控制扇葉F2轉速僅能達到開機初期節(jié)省少許電量；[0007]二、計算機主機內部多半具有多個發(fā)熱源，若僅單一發(fā)熱源過熱時，則該風扇F并無法實時針對單一發(fā)熱源集中降溫；[0008]三、若計算機主機機殼內部的整體溫度普遍上升，導致機殼內部產生悶熱情況，即便該些風扇扇葉F2皆以高轉速，卻因吹襲發(fā)熱源的氣流溫度普遍較高，不僅無法省電，實際上所產生的散熱效果亦無法有任何提升進展。[0009]為此，如何有效地解決計算機主機機殼因悶熱所導致的散熱效果外，并可兼具節(jié)能省電的功效乃為本實用新型所鉆研的課題。實用新型內容[0010]本實用新型的目的在于提供一種智能型節(jié)能風扇組，以期能有效地解決計算機主 機機殼因悶熱所導致的散熱效果外，并可兼具節(jié)能省電的功效。[0011]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的智能型節(jié)能風扇組，利用風扇扇葉產生的氣 流主動降低所對應的發(fā)熱源溫度，該智能型節(jié)能風扇組包含[0012]至少二風扇組，每一風扇組至少包含一用來驅動風扇扇葉的驅動單元、一將外部 模擬信號轉換為數(shù)字信號的電壓調變轉換單元、一將外部溫度轉換為電壓信號的偵測單元 及一用來控制自身扇葉的轉動狀態(tài)的微處理器控制單元；以及，[0013]至少一集成控制主電路，整合控制該些風扇組的微處理器控制單元并依據(jù)該發(fā)熱 源的實際溫度狀態(tài)主動控制每一扇葉的轉動狀態(tài)，進而達到省電及降溫的效果。[0014]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該驅動單元進一步包含一用來驅動風扇扇葉旋 轉的馬達驅動電路以及一用來控制扇葉轉速的馬達驅動芯片。[0015]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該集成控制主電路由一微控制器(MCU)構成。[0016]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該集成控制主電路的設置位置，可單獨設置，或設 置于主板上，或設置于電源供應器內。[0017]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該電壓調變轉換單元由一 PWM脈寬調變單元與一 電壓轉換電路構成。[0018]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該發(fā)熱源為中央處理器、電源供應器、顯示適配 器、硬盤機、內存或是計算機系統(tǒng)內的任一會發(fā)熱的組件。[0019]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該馬達驅動芯片可將目前風扇的狀態(tài)輸出到一外 部顯示設備，以讓使用者了解目前風扇狀態(tài)。[0020]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該微處理器控制單元主動控制該馬達驅動電路來 決定該風扇扇葉進行轉動、中止轉動、升速、降速、正轉、反轉、定時啟動轉動、定時中止轉 動、休眠功能。[0021]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該馬達驅動芯片控制該馬達驅動電路，令該風扇 扇葉升速或降速。[0022]所述的智能型節(jié)能風扇組，其中該微處理器控制單元與該馬達驅動芯片其功能可 整合在一起成為另一微控制器。[0023]本實用新型利用各風扇內設的微處理器控制單元以及外部的整合控制多個風扇 的集成控制主電路，依據(jù)計算機主機機殼內部的實際狀態(tài)選擇單獨(微處理器控制單元控 制)或整合(集成控制主電路控制)控制各風扇扇葉的轉動狀態(tài)來達到有效散熱、省電節(jié) 能的雙重效果。
[0024]圖1為公知的風扇結構示意圖。[0025]圖2為公知的具偵測單元的風扇示意圖。[0026]圖3為本實用新型智能型節(jié)能風扇組的單一組成示意圖。[0027]圖4為本實用新型智能型節(jié)能風扇組第I實施例的組成示意圖。[0028]圖5為本實用新型智能型節(jié)能風扇組第2實施例的組成示意圖。[0029]附圖中主要組件符號說明[0030]第I風扇10 ;第2風扇10’ ；第3風扇10”；驅動單元11 ;電壓調變轉換單元12 ； 偵測單元13 ;微處理器控制單元14 ;集成控制電路20。
具體實施方式
[0031]本實用新型提供的智能型節(jié)能風扇組，該風扇組包含[0032]至少二風扇組，每一風扇組至少包含一用來驅動風扇扇葉的驅動單元、一將外部 模擬信號轉換為數(shù)字信號的電壓調變轉換單元、一將外部溫度轉換為電壓信號的偵測單元 及一用來控制自身扇葉的轉動狀態(tài)的微處理器控制單元；以及，[0033]至少一集成控制主電路，整合控制該些風扇組的微處理器控制單元并可依據(jù)該發(fā) 熱源的實際溫度狀態(tài)主動控制每扇葉進行轉動、中止轉動、升速、降速、正轉、反轉、定時啟 動轉動、定時中止轉動、休眠等功能，藉此因應計算機主機內的各種狀態(tài)。[0034]依據(jù)前述的主要特征，其中該驅動單元進一步包含一用來驅動風扇扇葉旋轉的 馬達驅動電路以及一用來控制扇葉轉速的馬達驅動芯片，且該馬達驅動芯片控制該馬達驅 動電路，令該風扇扇葉升速或降速。[0035]依據(jù)前述的主要特征，其中該微處理器控制單元主動控制該馬達驅動電路來決定 各風扇扇葉進行轉動、中止轉動、升速、降速、正轉、反轉、定時啟動轉動、定時中止轉動、休 眠等功能。[0036]依據(jù)前述的主要特征，其中該發(fā)熱源可為中央處理器、電源供應器、顯示適配器、 硬盤機、內存或是計算機系統(tǒng)內的任一會發(fā)熱的組件。[0037]以下舉較佳實施例并配合附圖加以說明本實用新型所采用的技術手段及其功效。[0038]本實用新型所定義的發(fā)熱源可為中央處理器、電源供應器、顯示適配器、硬盤機、 內存或是計算機系統(tǒng)內的任一會發(fā)熱的組件，于此先行敘明。[0039]請參閱圖3至圖4,圖3為本實用新型智能型節(jié)能風扇組的單一組成示意圖。圖4 為本實用新型智能型節(jié)能風扇組第I實施例的組成示意圖。[0040]本實用新型提供一種智能型節(jié)能風扇組，是以個別或共同控制風扇扇葉的轉動狀 態(tài)來因應計算機主機內部所需的各種散熱需求，該智能型節(jié)能風扇組包含至少二風扇組 以及至少一系統(tǒng)整合控制多個風扇的集成控制主電路20，該集成控制主電路20是由一微 控制器(MCU Microcontroller)構成；其中每一風扇組至少包含一用來驅動風扇扇葉的 驅動單元11、一將外部模擬信號轉換為數(shù)字信號的電壓調變轉換單元12、一將外部溫度轉 換為電壓信號的偵測單元13及一用來主動控制自身扇葉的是否啟動、升速或降速等轉動 狀態(tài)的微處理器控制單元14 (MCU,Microcontroller);其中該集成控制主電路20可依據(jù)計 算機機殼實際的散熱狀態(tài)主動開啟風扇并控制每一風扇的旋轉狀態(tài)，進而達到最佳的省電 節(jié)能及散熱效果。[0041]其中，該集成控制主電路20的設置位置并不受限制，例如可單獨設置(如設為一 外接式控制器，如圖5所示)，或設置于主板上，或設置于電源供應器內。[0042]其中，該偵測單元13將熱源溫度傳感器的信號，轉換為電壓信號。[0043]其中，該電壓調變轉換單元12是由一PWM(Pulse Width Modulation,脈寬調變,簡稱PWM)脈寬調變單元與一電壓轉換電路構成，其可接受任何外部的信號，如來自控制器的 信號、手控的信號等，并將電壓、電流等模擬信號轉換為數(shù)字信號。[0044]其中，該驅動單元11進一步包含一用來驅動風扇扇葉旋轉的馬達驅動電路以及 一用來控制扇葉轉速的馬達驅動芯片，且該馬達驅動芯片控制該馬達驅動電路，令該風扇 扇葉進行例行性的升速或降速功能；此外，該馬達驅動芯片可將目前風扇的狀態(tài)輸出到一 外部顯示設備，如燈光、數(shù)字顯示器、屏幕等，以讓用戶了解目前風扇的轉速、正反轉、是否 轉動等狀態(tài)。[0045]其中，該微處理器控制單元14主動控制該馬達驅動電路來決定各風扇進行特殊 性的控制，如進行轉動、中止轉動、升速、降速、正轉、反轉、定時啟動轉動、定時中止轉動、休 眠等功能，以及例外的管理控制，如溫度超過攝氏50度時，令系統(tǒng)關機的功能。[0046]其中，該微處理器控制單元14與該馬達驅動芯片其功能可整合在一起成為另一 微控制器。請再次參閱圖4，本實用新型的第I實施例中是將3個風扇(第I風扇10、第 2風扇10’、第3風扇10”)并聯(lián)為一體并針對單一發(fā)熱源的散熱來加以說明本實用新型所 為的特征，但，本實用新型并不限定僅能為3個風扇，且3個風扇間的組合結構并不加以局 限；[0047]于一般狀態(tài)下，第I風扇10內設置的該微處理器控制單元14是依據(jù)自身的電壓 調變轉換單元12以及偵測單元13所提供訊號來判斷自身的扇葉是否啟動、升速或降速等 轉動狀態(tài)，于本實施例中所定義的一般狀態(tài)為開機初期(依據(jù)電壓調變轉換單元12的訊 號)或第I風扇10的該偵測單元13所偵測的發(fā)熱源溫度低于25度時，第I風扇10的微 處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11低速啟動第I風扇10的扇葉，當該偵測單元13所偵 測的發(fā)熱源溫度升至26度時，該第I風扇10的微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11將 該第I風扇10扇葉由原先的低速運轉調整高速運轉。[0048]當該第I風扇10的偵測單元13所偵測的發(fā)熱源溫度升至27度時，除自身第I風 扇10扇葉持續(xù)保持高速運轉外，該集成控制主電路20主動觸發(fā)第2風扇10’的微處理器 控制單元14，令該微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11低速啟動第2風扇10’的扇葉運 轉，當?shù)贗風扇的該偵測單元13偵測發(fā)熱源溫度升至28 30度時，該集成控制主電路20 主動觸發(fā)第2風扇10’的微處理器控制單元14，令該第2風扇10’的微處理器控制單元14 觸發(fā)驅動單元11將該第2風扇10’扇葉由原先的低速運轉調整高速運轉；[0049]當該第I風扇10的偵測單元13所偵測的發(fā)熱源溫度升至31-32度時，除自身第I 風扇10扇葉及第I風扇10扇葉持續(xù)保持高速運轉外，該集成控制主電路20主動觸發(fā)第3 風扇10”的微處理器控制單元14，令該微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11低速啟動第 3風扇10”的扇葉運轉，當?shù)贗風扇10的該偵測單元13偵測發(fā)熱源溫度升至33度以上時， 該集成控制主電路20主動觸發(fā)第3風扇10”的微處理器控制單元14，令該第3風扇10”的 微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11將該第3風扇10”扇葉由原先的低速運轉調整高速 運轉。[0050]請一并參閱圖5，圖5為本實用新型智能型節(jié)能風扇組第2實施例的組成示意圖。[0051]如圖所示，本實用新型第2實施例中可將第I實施例的第I風扇10、第2風扇10’ 分散設于計算機主機內部的多個發(fā)熱源，如中央處理器、電源供應器、顯示適配器、硬盤 機、內存，而該第3風扇10”可于計算機主機的通風口處或是較接近通風口的發(fā)熱源)來加以說明本實用新型的特征。[0052]于一般狀態(tài)下，第I風扇10、第2風扇10’、第3風扇10”內設的該微處理器控制 單元14分別依據(jù)自身的電壓調變轉換單元12以及偵測單元13所提供訊號來判斷自身的 扇葉是否啟動、升速或降速等轉動狀態(tài)。[0053]于開機初期或各風扇的該偵測單元13偵測的發(fā)熱源溫度低于25度時，各風扇的 微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11低速啟動自身的扇葉，當自身的偵測單元13所偵測 的發(fā)熱源溫度升至26度時，該各風扇微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11將自身扇葉由 原先的低速運轉調整高速運轉。[0054]當該第I風扇10、第2風扇10’或第3風扇10”的任一偵測單元13所偵測的發(fā)熱 源溫度升至27度時，除自身扇葉持續(xù)保持高速運轉外，該集成控制主電路20主動觸發(fā)相鄰 的風扇(如第2風扇10’ )的微處理器控制單元14，令該微處理器控制單元14觸發(fā)驅動 單元11使相鄰的風扇扇葉由原先的低速運轉調整高速運轉來支持散熱。[0055]當該熱源溫度不斷升至28 30度時或計算機主機機殼有可能形成一悶熱環(huán)境 時，該集成控制主電路20主動觸發(fā)其他風扇(如第3風扇10”)的微處理器控制單元14， 令該微處理器控制單元14觸發(fā)驅動單元11使自身的風扇的扇葉由原先的正向低速運轉改 為反向高速旋轉，令計算機主機機殼內部可與外部低溫空氣形成一循環(huán)氣場，使外部的較 低溫空氣可順利進入計算機機殼內部。[0056]由上述可得知，本實用新型的主要特征，除每一風扇皆各自有可主動控制的自身 扇葉旋轉狀態(tài)的微處理器控制單元14之外，另增設有可整合控制每一風扇扇葉旋轉狀態(tài) 的集成控制主電路20，令本實用新型可依據(jù)計算機機殼實際的散熱狀態(tài)在最佳時機開啟風 扇并控制每一風扇的旋轉狀態(tài)，進而達到最佳的省電節(jié)能及散熱效果，并可提升風扇馬達 運轉效率。[0057]本實用新型已由上述較佳具體實施例進行更詳細說明，惟本實用新型并不限定于 上述所舉例的實施例，凡在本實用新型所揭示的技術思想范圍內，對該些結構作各種變化 及修飾仍屬本實用新型的范圍。
權利要求1.一種智能型節(jié)能風扇組，利用風扇扇葉產生的氣流主動降低所對應的發(fā)熱源溫度，其特征在于，該智能型節(jié)能風扇組包含至少二風扇組，每一風扇組至少包含一用來驅動風扇扇葉的驅動單元、一將外部模擬信號轉換為數(shù)字信號的電壓調變轉換單元、一將外部溫度轉換為電壓信號的偵測單元及一用來控制自身扇葉的轉動狀態(tài)的微處理器控制單元；以及，至少一集成控制主電路，整合控制該些風扇組的微處理器控制單元并依據(jù)該發(fā)熱源的實際溫度狀態(tài)主動控制每一扇葉的轉動狀態(tài)，進而達到省電及降溫的效果。
2.依據(jù)權利要求1所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該驅動單元進一步包含一用來驅動風扇扇葉旋轉的馬達驅動電路以及一用來控制扇葉轉速的馬達驅動芯片。
3.依據(jù)權利要求1所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該集成控制主電路由一微控制器構成。
4.依據(jù)權利要求1所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該集成控制主電路的設置位置，可單獨設置，或設置于主板上，或設置于電源供應器內。
5.依據(jù)權利要求1所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該電壓調變轉換單元由一 PWM脈寬調變單元與一電壓轉換電路構成。
6.依據(jù)權利要求1所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該發(fā)熱源為中央處理器、電源供應器、顯示適配器、硬盤機、內存或是計算機系統(tǒng)內的任一會發(fā)熱的組件。
7.依據(jù)權利要求2所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該馬達驅動芯片可將目前風扇的狀態(tài)輸出到一外部顯示設備。
8.依據(jù)權利要求2所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該微處理器控制單元主動控制該馬達驅動電路來決定該風扇扇葉進行轉動、中止轉動、升速、降速、正轉、反轉、定時啟動轉動、定時中止轉動、休眠功能。
9.依據(jù)權利要求2所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該馬達驅動芯片控制該馬達驅動電路，令該風扇扇葉升速或降速。
10.依據(jù)權利要求2所述的智能型節(jié)能風扇組，其特征在于，其中該微處理器控制單元與該馬達驅動芯片其功能可整合在一起成為另一微控制器。
專利摘要一種智能型節(jié)能風扇組，該風扇組包含至少二具控制自身扇葉轉動狀態(tài)的微處理器控制單元以及一集成控制主電路；其中該集成控制主電路是整合控制該些風扇組的微處理器控制單元，并依據(jù)該發(fā)熱源的實際溫度狀態(tài)主動控制每風扇扇葉分別進行轉動、中止轉動、升速、降速、正轉、反轉、定時啟動轉動、定時中止轉動、休眠等功能。通過各風扇內設微處理器控制單元以及外部可整合控制多個風扇的集成控制主電路，令本實用新型可依據(jù)計算機主機機殼內部的實際狀態(tài)選擇單獨(由微處理器控制單元控制)或整合(由集成控制主電路控制)控制各風扇扇葉的轉動狀態(tài)來達到最有效最佳的散熱、省電雙重效果，并提升風扇馬達運轉效率。
文檔編號F04D25/16GK202867292SQ20122053172
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者張龍雨 申請人:晉鋒科技股份有限公司