[实用新型]以脉冲波工作周期控制转速的风扇电机

说明书

本实用新型有关一种以脉冲波工作周期控制转速的风扇电机，特别是有关输入一脉冲波，在不改变该脉冲波的频率的情况下，藉由改变脉冲波工作周期以控制风扇转速，且使风扇在增转速或减转速的过程中旋转顺畅，以延长风扇使用寿命。

传统散热风扇，在1993年1月2日公告的台湾地区专利公告第198511号《温度速控式直流无刷散热风扇》新型专利案，如图1及图2A至图2C所示。图1揭示风扇速控电路图，图2A至图2C揭示风扇速控电路的输出波形图。当电源导通后，经由逆压保护二极管D1，而加至电路与风扇无刷电机上，藉绕组线圈与环状永久磁铁互相感应作用使风扇叶片开始转动；此时，由直流电机换向作用点的霍尔效应感应集成电路IC1，经由电阻R3、R2所提供一定的电流和直流电位，可感应到风扇绕组线圈与环状永久磁铁之间的磁场变化电波。该霍尔效应感应集成电路IC1输出正电压V+及负电压V-至驱动集成电路IC2，该驱动集成电路IC2将前述二波形经内部电压比较整形处理而得到相同于图2A所示的F.G.波形，并以此同相电波控制半导体开关A1及A2所输出的电波，如图2B及图2C所示。利用半导体开关A1及A2所输出的电波控制风扇电机绕组L1、L2、L3及L4(绕组线圈)随磁偶(环状永久磁铁)而产生换向动作。定时电容C1则为驱动集成电路IC2本身提供扇叶在停止至完全不动后再重新起动的电能，其由霍尔效应感应集成电路IC1及驱动集成电路IC2所构成的驱动系统即可使风扇运转，并发出反馈的周期时钟脉冲信号。IC3(未标示)内部是由三个运算放大器IC31、IC32及IC33组成、其中该IC31与电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10与温控变速感应器Rth组成风扇温控变速的转速与温度斜率控制电路，藉由该温控变速感应器Rth在不同温度下其电阻值也改变的特性，使温控变速感应器Rth与电阻R4所形成的电压Va也随温度变化而改变，其与电阻R9及R10所形成的参考电压Vref经运算放大器IC31运算后，使得Vb电压变化，晶体管TR2导通电流也产生变化，则风扇转速改变而达到温控变速的目的。然而，该第198511号经由驱动集成电路IC2输出至绕组L1、L2、L3及L4的波形为方形波，如图2B及图2C所示；另外经由运算放大器IC31依环境温度所输出的Vb电压变化虽使晶体管TR2导通电流产生变化，但该晶体管TR2仍输出方形波。由于输入方形波至绕组L1、L2、L3及L4使得风扇旋转随着方形波发生急增速或急减速，此时风扇转速因发生急速变化而导致晃动，进而使风扇使用寿命减少。

另一传统散热风扇，在1998年2月21日公告的台湾地区专利公告第327486号《直流无刷风扇波宽调制控制电路》新型专利案，如图3及图4所示。图3揭示控制电路图；图4揭示控制开关的输出波形图。请参照图3所示，该第327486号揭示该整流电路10是以一电容11以及一电阻14构成高通滤波网络，而以两个二极管12、13以及滤波电容15构成整流滤波，而使接收的方波信号可转换为直流电压信号，而该高通滤波网络的加入，可使输出电压可随频率呈正比关系变化，如此，即可由整流电路10的输出电压量出风扇50转速，而该供应电压比较器20的参考电压是由一负温度系数的热敏电阻40与一分压电组串接而成，由其分压端点处取得一参考电压值，而此热敏电阻40的设计，可使其兼具温度补偿效果，也即在环境温度升高时，则相对使得热敏电阻40的阻抗下降，也即使得送入至电压比较器20的参考电压升高(调高转速参考值)，如此，可使得风扇50维持在较高转速状态；反之，若环境温低至标准值以下时，也相应使得转速参考值下降，即维持风扇在较低转速状态。该控制开关30输出波形如图4所示，形成一种波宽调制的转速控制电路。然而，该第327486号输出驱动电压V+波形为间歇性启闭的方形波，而风扇50旋转随着方形波或控制开关30的启闭发生急增速或急减速，此时风扇转速因发生急速变化而导致晃动，进而使风扇使用寿命减少。

本实用新型的目的是提供一种以脉冲波的工作周期来控制转速的风扇电机，其利用输入一脉冲波与检测风扇转速信号比较，该脉冲波频率不变而利用工作周期改变控制转速且输出一形成平滑波形的电压，使风扇转速平缓增速或减速，其避免发生风扇转速急增速或急减速，以延长风扇使用寿命。