CN100435070C - 用于笔记本电脑的主被动切换式散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种用于笔记本电脑的主被动切换式散热系统，包括操作系统电源管理、基本输入输出系统、嵌入式控制器，基本输入输出系统与嵌入式控制器间建立接口，嵌入式控制器采集CPU的当前温度，操作系统电源管理通过基本输入输出系统与嵌入式控制器连通获知CPU的当前温度，嵌入式控制器设置主动式散热关键温度阀值点_ACx，嵌入式控制器并可根据_ACx中的x值对应设置系统散热设备的运转级别ALx，基本输入输出系统设定被动式散热关键温度阀值点_PSV，基本输入输出系统与嵌入式控制器共同设定极限温度阀值点_CRTx，操作系统电源管理和嵌入式控制器根据当前温度_TMP和各个阀值点的大小比较来确定和切换散热方式。本发明可使笔记本电脑既能良好散热又可高效节能。

Description

用于笔记本电脑的主被动切换式散热系统

【技术领域】

本发明涉及一种散热系统，尤其是指一种用于笔记本电脑的主被动切换式散热系统。

【技术背景】

现在，在笔记本电脑的众多技术难题中，散热问题是影响笔记本电脑性能提高的重要技术难题，从某种意义上说，散热问题是提高产品性能的瓶颈问题。一般的笔记本电脑散热系统都由三个部分组成：CPU、散热片、风扇。CPU是产生热的主要源头，当CPU工作时，热由CPU源源不断地流出来；由于散热片接触的是CPU表面，因此CPU所产生的热很快就会传到散热片上；传到散热片上的热量再由风扇转动所造成的气流带走。如此循环不绝，就可以将CPU工作时产生的热量传输到机器外部。这就是笔记本电脑通常采用的基本散热方式，利用系统风扇在不降低系统性能的情况下达到笔记本电脑整个系统的散热，即利用风扇把热源带离CPU的主动散热方式，这种散热方式主要适用于当前运行系统有充足电源供电的时候，在不限制系统的性能的情况下，达到了整个系统良好的散热目的，但此种散热方式风扇在运行时必会产生较大的声音、甚至噪音。

另外，在一些情况下，例如当前运行系统利用电池组进行供电的时候，为达到节省电池的电量、延长电池的续航能力的目的，此时就需要采用被动的散热方式，以便在安静的环境中达到整个系统的散热。所谓被动散热方式就是在不产生噪声的情况下让发热的处理器或设备降低性能从而降低热量的产生。故笔记本电脑的散热又关系到整个系统能否正常稳定工作、节省电池的电量、延长电池的续航能力的关键问题。

因此，散热、节能便成为笔记本电脑散热技术的关键性的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种用于笔记本电脑的主被动切换式散热系统，它既能达到良好的散热目的又能在电池供电模式下节省电池的电量、延长电池的续航能力。

本发明所采用的技术方案是：本发明的主被动切换式散热系统，包括操作系统电源管理、基本输入输出系统、嵌入式控制器，基本输入输出系统与嵌入式控制器间建立接口，嵌入式控制器用于采集CPU运行时产生的当前温度，操作系统电源管理用于通过基本输入输出系统与嵌入式控制器连通获知CPU的当前温度，嵌入式控制器设置主动式散热关键温度阀值点_ACx，嵌入式控制器并可根据_ACx中的x值对应设置系统散热设备的运转级别ALx，基本输入输出系统设定被动式散热关键温度阀值点_PSV，基本输入输出系统与嵌入式控制器共同设定极限温度阀值点_CRTx，操作系统电源管理和嵌入式控制器根据当前温度_TMP和各个阀值点的大小比较来确定和切换散热方式。

本发明所达到的技术效果是：笔记本电脑根据供电模式的不同或根据用户的选择来通知系统执行主动散热还是执行被动散热，且在不同的运行环境下根据CPU散热量的大小在主动式散热和被动式散热间切换，在主要采取主动散热方式时，既达到了整个系统散热的目的又不限制系统的性能；在主要采取被动散热方式时，既能节省电池的电量、延长电池的续航能力又能在安静的环境中达到整个系统散热的目的。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明主动式散热的参数设定示例图；

图3是本发明被动式散热的参数设定示例图；

图4、5、6、7分别是本发明主被动切换式散热系统工作流程图。

【具体实施方式】

本发明为解决笔记本电脑系统的散热而设计，如图1所示，其主要包括基本输入输出系统(以下简称BIOS)1、嵌入式控制器(以下简称EC)2、操作系统电源管理(以下简称OSPM)3以及CPU 4，BIOS 1通过I/O接口与EC 2连通，EC 2通过SMBUS采集CPU4运行时的温度，OSPM 3通过BIOS 1与EC 2连通获知CPU 4的温度。

笔记本电脑的散热，主要存在两种热控制方案：一种是主动散热方式；一种是被动散热方式。所谓主动散热方式就是利用系统风扇在不降低系统性能的情况下达到笔记本电脑整个系统的散热；所谓被动散热方式就是在不产生噪声的情况下让发热的处理器或设备降低性能从而降低热量的产生。本发明主被动切换式散热系统的精髓是把散热方式的控制决策交给OSPM 3和EC 2共同来做，BIOS 1与EC 2负责提供参数、方法和具体的执行。

本发明由系统设置参数：EC 2设置主动式散热关键温度阀值点_ACx(其中，x＝0，1，2......)、EC 2并可根据_ACx中的x值对应设置系统散热设备的运转级别ALx(其中x＝0，1，2......，其运转级别可以设定为低速、中速、高速、全速等)，BIOS 1设定被动式散热关键温度阀值点_PSV，BIOS 1与EC 2共同设定极限温度阀值点_CRTx(其中，x＝0，1，2......，所设定的温度值依次升高)，另在系统的运行过程中，BIOS 1与EC 2可即时读取系统的当前温度_TMP(一个随系统的工作状况及工作环境随时变化的量)，这些参数也是本发明主被动切换式散热实现的几个主要要素。

如果系统设定值_ACx小于_PSV的设定值，那么系统当前的散热方式侧重于主动散热方式，如图2所示：

1.OSPM 3(或EC 2)将系统的当前温度_TMP与设定的关键温度阀值点_ACx做比较，当发现系统的当前温度_TMP穿越关键温度阀值点_ACx，OSPM 3(或EC 2)打开主动散热设备，并根据情况设置其运转级别ALx(系统散热设备指风扇)。

2.OSPM 3(或EC 2)将系统的当前温度_TMP与设定的关键温度阀值点_PSV做比较，若发现穿越关键温度阀值点_PSV，OSPM 3将降低CPU 4的性能来降低CPU 4的温度。

3.OSPM 3(或EC 2)将系统的当前温度_TMP与设定的极限温度阀值点_CRTx做比较，发现当前温度_TMP穿越_CRTx，OSPM 3(或EC 2)将对系统采取保护措施。

如果系统设定_ACx的值大于_PSV设定的值，那么系统当前的散热方式侧重于被动散热方式，如图3所示：

1.OSPM 3(或EC 2)将系统的当前温度_TMP与设定的被动式散热关键温度阀值点_PSV做比较，发现当前温度_TMP穿越_PSV，OSPM将降低CPU的性能来降低CPU 4的温度。

2.OSPM 3(或EC 2)将系统的当前温度_TMP与设定的主动式散热关键温度阀值点_ACx做比较，发现当前温度_TMP穿越_ACx，OSPM 3(或EC 2)打开对应的系统散热设备，并根据情况设置其运转级别ALx。

3.OSPM 3(或EC 2)将系统的当前温度_TMP与设定的极限温度阀值点_CRTx做比较，发现当前温度_TMP穿越_CRTx，OSPM 3(或EC 2)将对系统采取保护措施。

如图4、5、6、7所示，本发明主被动切换式散热的主动式散热与被动式散热之间的切换流程：

1.BIOS 1与EC 2间建立一个接口。

2.EC 2判断当前系统是否为AC(交流电源)模式供电，若为AC模式供电，EC 2控制系统先执行主动散热方式。EC 2和BIOS 1设定主动式散热关键温度阀值点_ACx、被动式散热关键温度阀值点_PSV和极限温度阀值点_CRTx，此时主动式散热关键温度阀值点_ACx的选取值小于被动式散热关键温度阀值点_PSV的具体值。当前系统若不是AC模式供电，例如为电池模式供电，EC 2将控制系统先执行被动散热模式。接下来的流程转至流程B(如图6所示)。

3.EC 2每隔设定的间隔时间T(由系统设定固定时间)读取CPU 4的当前温度_TMP，并通过EC 2返给BIOS 1。

4.EC 2将CPU 4当前温度_TMP与设定的主动式关键温度阀值点_ACx做比较。

5.如果EC 2发现当前温度_TMP穿越_ACx，将打开对应的风扇设备。

6.BIOS 1从EC 2处获得CPU 4的当前温度_TMP。

7.OSPM 3将CPU 4当前温度_TMP与BIOS 1设定的被动式散热关键温度阀值点PSV做比较。

8.如果OSPM 3发现当前温度_TMP穿越_PSV将通过降低CPU 4的性能来降低CPU4的温度。

9.如果EC 2再次得到CPU 4当前温度_TMP继续上升，发现穿越极限温度阀值点CRTx，那么系统将执行保护措施。

10.如图6所示，如果当前系统为电池模式供电，EC 2控制系统先执行被动散热方式。EC 2和BIOS 1设定主动式散热关键温度阀值点_ACx、被动式散热关键温度阀值点_PSV和极限温度阀值点_CRTx，此时主动式散热关键温度阀值点_ACx的选取值大于被动式散热关键温度阀值点_PSV的具体值。

11.BIOS 1从EC 2获得CPU 4当前温度_TMP。

12.OSPM 3将CPU 4当前温度_TMP与设定的被动式散热关键温度阀值点_PSV做比较。

13.发现当前温度_TMP穿越_PSV，OSPM 3将通过降低CPU 4的性能来降低CPU 4的温度。

14.EC 2将CPU 4当前温度_TMP与设定的主动式散热关键温度阀值点_ACx做比较。

15.发现当前温度_TMP穿越_ACx，EC 2打开对应的风扇设备。

16.如果EC 2再次得到CPU 4当前温度_TMP继续上升，发现穿越极限温度阀值点CRTx，那么系统将执行保护措施。

请参阅图7，同时，在主被动切换式散热系统中，当在无论采取主动散热还是被动散热都无法有效降低整个系统温度的情况下，为了进一步的保护笔记本电脑的安全，我们还加入了下列的保护措施：

17.当EC 2读的CPU 4当前温度_TMP继续上升，穿越极限温度阀值点_CRT0的时候，从硬件上降低性能来降低CPU 4的温度。

18.当OSPM 3发现CPU 4当前温度_TMP穿越极限温度阀值点_CRT1的时候，OSPM3将关闭整个系统。

19.当OSPM 3发现没有完全关闭系统，EC 2读的CPU 4温度达到极限温度阀值点_CRT2的时候，EC 2将强行关闭系统所有电源，从而关闭整个系统。

Claims (9)

1.一种用于笔记本电脑的主被动切换式散热系统，包括操作系统电源管理(3)、基本输入输出系统(1)、嵌入式控制器(2)，其特征在于：基本输入输出系统(1)与嵌入式控制器间(2)建立接口，嵌入式控制器(2)用于采集CPU(4)运行时产生的当前温度_TMP，操作系统电源管理(3)通过基本输入输出系统(1)与嵌入式控制器(2)连通获知CPU(4)的当前温度_TMP，嵌入式控制器(2)设置主动式散热关键温度阀值点_ACx，嵌入式控制器(2)并可根据_ACx中的x值对应设置系统散热设备的运转级别ALx，基本输入输出系统(1)设定被动式散热关键温度阀值点_PSV，基本输入输出系统(1)与嵌入式控制器(2)共同设定极限温度阀值点_CRTx，操作系统电源管理(3)和嵌入式控制器(2)根据所述当前温度_TMP和各个阀值点的大小比较来确定和切换散热方式，该主动式散热是指利用系统风扇在不降低系统性能的情况下达到笔记本电脑整个系统的散热，该被动式散热是指在不产生噪声的情况下让发热的处理器或设备降低性能从而降低热量的产生。

2.如权利要求1所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述基本输入输出系统(1)通过I/O接口与嵌入式控制器(2)连通，嵌入式控制器(2)通过SMBUS采集CPU(4)运行时的温度，操作系统电源管理(3)通过基本输入输出系统(1)与嵌入式控制器(2)连通获知CPU(4)的温度。

3.如权利要求1所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述主动式散热关键温度阀值点_ACx小于被动式散热关键温度阀值点_PSV。

4.如权利要求1所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述被动式散热关键温度阀值点_PSV小于主动式散热关键温度阀值点_ACx。

5.如权利要求3或4所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述操作系统电源管理(3)和嵌入式控制器(2)将读取的所述当前温度_TMP与主动式散热关键温度阀值点_ACx比较，发现当前温度穿越主动式散热关键温度阀值点_ACx后，控制系统散热设备打开，并设定其运转级别ALx。

6.如权利要求3或4所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述操作系统电源管理(3)和嵌入式控制器(2)将读取的所述当前温度_TMP与被动式散热关键温度阀值点_PSV比较，发现所述当前温度_TMP穿越被动式散热关键温度阀值点_PSV后，操作系统电源管理(3)将控制降低CPU(4)的性能来降低CPU(4)的温度。

7.如权利要求3或4所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述操作系统电源管理(3)和嵌入式控制器(2)将读取的所述当前温度与极限温度阀值点_CRTx比较，发现所述当前温度_TMP穿越极限温度阀值点_CRTx后，控制系统采取保护措施。

8.如权利要求5所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述系统散热设备包括风扇，所述主动式散热关键温度阀值点_ACx可设为多个，且在相应的阀值点，风扇的运转级别ALx可设定为低速、中速、高速和全速转动。

9.如权利要求7所述的主被动切换式散热系统，其特征在于：所述极限温度阀值点_CRTx可设定多个，并在系统穿越极限温度阀值点_CRTx后，依次对应采取保护措施：从硬件上降低性能、关闭整个系统、强行关闭所有电源来关闭整个系统。

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