风扇防回风系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风扇系统，尤其涉及一种风扇防回风系统及方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]一般来说，散热风扇的使用环境并非皆为自由流场，若是在有背压的条件下使用，散热风扇可能会因为回风的产生而呈现反转状态，如此一来，散热风扇便无法正常运作以至于失去了散热的目的。
【发明内容】
[0004]有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种风扇防回风系统及方法，使风扇能应用于回风环境。
[0005]为达上述目的，依据本发明的一种风扇防回风系统，包括一风扇马达、一驱动控制电路以及一转向判断电路。驱动控制电路电性连接风扇马达。驱动控制电路具有一驱动信号，并根据驱动信号使风扇马达转动。转向判断电路检测风扇马达反向转动时，输出一判断信号至驱动控制电路。驱动控制电路依据判断信号执行刹车。当转向判断电路检测风扇马达非反向转动时，驱动控制电路驱动风扇马达运转。
[0006]在本发明一较佳实施例中，驱动控制电路根据判断信号来执行刹车。
[0007]在本发明一较佳实施例中，驱动控制电路根据判断信号延迟驱动信号以执行电磁刹车。
[0008]在本发明一较佳实施例中，驱动控制电路为一半桥电路或一全桥电路，其具有多个开关。
[0009]在本发明一较佳实施例中，驱动控制电路以固定导通对应的开关方式来执行刹车。
[0010]在本发明一较佳实施例中，转向判断电路包括一判断模块以及至少两个霍尔元件。所述至少两个霍尔元件分别电性连接该判断模块。所述霍尔元件依据风扇马达的转动分别输出一感测信号至判断模块。判断模块依据所述感测信号输出判断信号至驱动控制电路。
[0011]在本发明一较佳实施例中，所述至少两个霍尔元件分别串接一电阻与一电容，且并联连接于判断模块。
[0012]在本发明一较佳实施例中，判断模块为一逻辑电路或一微处理器。
[0013]在本发明一较佳实施例中，转向判断电路通过一端电压比较估测法、一三次谐波法或一飞轮二极管导通估测法来判断风扇马达转动方向是否为反转。
[0014]为达上述目的，依据本发明的一种风扇防回风方法，由一风扇防回风系统配合应用。风扇防回风系统包括一风扇马达、一驱动控制电路以及一转向判断电路。驱动控制电路具有一驱动信号，并根据驱动信号使风扇马达转动。风扇防回风方法包括以下步骤:风扇防回风系统的初始状态为运转状态或待机状态；转向判断电路判断风扇马达的转动方向是否为反向转动；当风扇马达的转动方向为反向转动时，驱动控制电路依据转向判断电路输出的一判断信号执行刹车；当风扇马达的转动方向为非反向转动时，驱动控制电路驱动马达运转。
[0015]在本发明一较佳实施例中，驱动控制电路根据判断信号以固定导通对应的开关方式来执行刹车。
[0016]在本发明一较佳实施例中，驱动控制电路根据判断信号延迟驱动信号以执行电磁刹车。
[0017]在本发明一较佳实施例中，在执行电磁刹车之后更包括以下步骤:若转向判断电路判断风扇马达仍为反向转动时，驱动控制电路增加风扇马达的一工作电流。工作电流流经风扇马达的一线圈以产生磁场。
[0018]在本发明一较佳实施例中，在增加工作电流之前更包括以下步骤:驱动控制电路判断工作电流是否大于一预设值；若工作电流大于预设值，风扇系统发出一告警信号。
[0019]在本发明一较佳实施例中，转向判断电路包括一判断模块以及至少两个霍尔元件。所述霍尔元件分别电性连接判断模块。所述至少两个霍尔元件依据风扇马达的转动方向分别输出一感测信号至判断模块。判断模块依据所述感测信号输出判断信号至驱动控制电路。
[0020]在本发明一较佳实施例中，判断模块为一逻辑电路或一微处理器。
[0021]综上所述，本发明的风扇防回风系统及方法，通过转向判断电路判断风扇马达是否为反向转动。当风扇马达为反向转动时，转向判断电路使驱动控制电路执行刹车，而使风扇马达正向转动以顺利运转。
【附图说明】
[0022]图1A及图1B为本发明较佳实施例的一种风扇防回风系统的示意图。
[0023]图2A为霍尔元件与转子的示意图。
[0024]图2B为风扇马达正转时，感测信号及判断信号的信号波形图。
[0025]图3为判断模块的判断真值表。
[0026]图4A为霍尔元件与转子的示意图。
[0027]图4B为风扇马达反转时，感测信号及判断信号的信号波形图。
[0028]图5为转向判断电路的电路图。
[0029]图6为驱动控制电路的部分示意图。
[0030]图7A为驱动信号的示意图。
[0031]图7B为延迟驱动信号的示意图。
[0032]图8为风扇马达由反转至正转时，感测信号及判断信号的信号波形图。
[0033]图9为风扇马达转速变化的示意图。
[0034]图10为本发明较佳实施例的一种风扇防回风方法的步骤流程图。
[0035]其中，附图标记说明如下:
[0036]1:风扇防回风系统
[0037]11:风扇马达
[0038]12:驱动控制电路
[0039]13:转向判断电路
[0040]131:判断模块
[0041]132、132a、132b:霍尔元件
[0042]C:电容
[0043]1:工作电流
[0044]L:线圈
[0045]Pl:第一操作期间
[0046]P2:第二操作期间
[0047]Q1、Q2、Q3、Q4:开关
[0048]R:电阻
[0049]S1:驱动信号
[0050]S2:判断信号
[0051]S3、S3a、S3b:感测信号
[0052]S10、S20、S30、S31、S32、S40、S50:步骤
[0053]t:差值
[0054]tl、tl’:时间起点
[0055]t2、t2’:时间终点
[0056]Ta、Tb、T3、T4、T5:时点
[0057]Vcc:驱动电压
【具体实施方式】
[0058]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防回风系统及方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
[0059]图1A为本发明较佳实施例的一种风扇防回风系统的示意图。请参照图1A，风扇防回风系统I包括一风扇马达11、一驱动控制电路12以及一转向判断电路13。在本实施例中，风扇马达11连结并驱动一风扇叶轮转动，风扇马达11可以是单相马达亦可以是三相马达。驱动控制电路12电性连接风扇马达11。驱动控制电路12具有一驱动信号SI，并根据驱动信号SI使风扇马达11转动。转向判断电路13检测风扇马达11反向转动时，输出一判断信号S2至驱动控制电路12。驱动控制电路12依据判断信号S2执行刹车。当转向判断电路13检测风扇马达11非反向转动时，驱动控制电路12驱动风扇马达11运转。换句话说，风扇马达11即由反向转动经由刹车后转为非反向转动，例如静止或正向转动，进而使得风扇马达11如预期的方向运转，以克服回风时的反转状态。
[0060]图1B为本发明较佳实施例的一种风扇防回风系统的示意图。请参照图1B，在本实施例中，转向判断电路13包括一判断模块131以及至少两个霍尔元件132。霍尔元件132分别电性连接判断模块131。所述霍尔元件132依据风扇马达11的转动分别输出一感测信号S3至判断模块131。判断模块131依据所述感测信号S3输出判断信号S2至驱动控制电路12。详而言之，由于霍尔元件132是将变化的磁场转化为电性信号，当风扇马达11运转，其转子转动至霍尔元件132的感应位置时，因感测到转子上的磁极，而输出感测信号S3，例如是一高准位信号。
[0061 ] 图2A为霍尔元件与转子的示意图。请同时参照图1B及图2A，本实施例采用两个霍尔元件132a及132b，分别电性连接判断模块131。本实施例是定义霍尔元件132a及132b感测N极时输出高准位信号，并以图式所示的顺时针方向转动为正向转动为举例说明，实际上可依据应用的需要而设定正反转的方向，本发明并不限制。如图2A所示，当转子如箭头方向顺时针转动时，N极会依序经过霍尔元件132a及132b。于此,霍尔元件132a先感测N极而优先输出高准位信号，接着霍尔元件132b后感测N极而较晚输出高准位信号，因此可通过霍尔元件132a及132b所输出的感测信号S3a及S3b的时间差，进而判断风扇马达11的转动方向。
[0062]图2B为风扇马达正转时，感测信号及判断信号的信号波形图，图3为判断模块131的判断真值表。请同时参照图2A、图2B及图3，判断模块131以霍尔元件132a的感测信号S3a为判断基准，当霍尔元件132a感测到N极而输出高准位信号的时点Ta，由于霍尔元件132b尚未感测到N极而未输出感测信号S3b，因此处于低准位信号，并根据图3的真值表所设定，判断模块131输出的判断信号S2为低准位信号。于此，由于判断信号S2为低准位信号，即未输出信号至驱动控制电路12，因此风扇马达11维持正向运转。
[0063]图4A为霍尔元件与转子的示意图，图4B为风扇马达反转时，感测信号及判断信号的信号波形图。请同时参照图4A及图4B，类似地，当转子如箭头方向逆时针转动(本实施例定义为反向转动)时，N极会依序经过霍尔元件132b及132a。当霍尔元件132a感测到N极而输出高准位信号的时点Ta，由于霍尔元件132b已感测到N极而输出感测信号S3b，因此感测信号S3b处于高准位信号，并根据图3的真值表所设定，判断模块131输出的判断信号S2为高准位信号。于此，判断模块131输出判断信号S2至驱动控制电路12，以执行刹车。另外，判断模块131可为一逻辑电路或一微处理器，以能搭配霍尔元件来判断转动方向为考量。在实施上，转向判断电路13可如图5的电路图来实现，各霍尔元件132分别串接电阻R与电容C，且并联连接于判断模块131，而本实施例的驱动电压是以5V来实现，并非用以限制本发明。
[0064]另外，部分采用三相马达的风扇虽不具备霍尔元件，然而亦可判断转向的变化，例如是端电压比较估测法、三次谐波法或飞轮二极管导通估测法皆能判断转动方向是否为反转，以进行后