CN100478820C - 电子元件的温度控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子元件的温度控制方法及其系统，在电子元件的各区域设置多个温度传感器，其方法包含有：取得多个温度感测值；查找一温度控制表，其记录各区域设定的温控门槛值与温控作业的关系；依据温度控制表将高于该温控门槛值的温度感测值对应的温控作业选出；以及启动温控作业，致使温度感测值低于或等于温控门槛值。利用本发明提供的电子元件的温度控制方法及其系统，使计算机主机板中的各种冷却机制可依据计算机主机板的电子元件目前实际运作温度情形，作较佳的温度控制，以确保电子元件的温度控制在安全运作范围内，另还可避免不必要的风扇噪音。

Description

电子元件的温度控制方法及其系统

【技术领域】

本发明为一种电子元件的温度控制方法及其系统，特别是有关于一种根据电子元件各区域实际感测温度作对应的温度冷却控制的电子元件的温度控制方法及其系统。

【背景技术】

近年来，随着集成电路的设计与制造技术的不断提升，计算机构件上的芯片运算速度与处理效能也不断的倍速演进。然而，一般来说，电子芯片的运算速度越快，处理效能越高，电子芯片所产生的热能也就越高；而高温的操作环境，却是影响电子芯片生命周期的重要因素。因此，如何有效地提供一良好的散热环境，将会是计算机系统设计的重要课题之一。

计算机主机板为印刷电路板与各种具不同电路特性的电子零件相结合的产品，有时因为其制程上的误差，使得电路电流不平衡，进而导致电子零件或计算机主板局部区域的温度偏高，而目前常见的冷却机制，例如，散热风扇，大部分无法依实际温度调整风扇的转速，即使有些设计可以随环境温度调整风扇转速，却也无法解决电路电流不平衡引起温度上升的问题，最后往往使芯片组、处理器等电子零件烧毁。

另外，尽管随着计算机运算速度的提升，提高风扇转速以保护电子芯片操作的环境温度是必要的。然而，计算机系统在许多的应用上，如上网浏览、文书处理等时候，并不需要使计算机系统操作在全速运作的操作效能下，因而造成大部分的计算机使用者在绝大部分的时候，都在忍受计算机不必要的风扇噪音、过度的热能产生及能源消耗。

而且，当运作中的电子元件产生热能时，可能只有其中几个区域比较热而已，也可能是周边区域的某些元件比较热，如果针对整个电子元件以一个散热装置进行散热，在效果上及耗能上就很不经济。

因此，如何能提供一种更为精确的电子元件温度控制方法及其系统，以根据电子元件各区域的实际感测温度，作对应的温度冷却控制，进一步避免不必要的风扇噪音、过度的热能产生及能源消耗的问题，成为研究人员待解决的问题之一。

【发明内容】

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种电子元件的温度控制方法及其系统，可根据电子元件各区域的实际感测温度，作对应的温度冷却控制，以使电子元件的温度控制在安全的运作范围内。

为达到上述目的，本发明提供了一种电子元件的温度控制方法，其特征在于，在一电子元件的各区域设置复数个温度传感器，该方法包括下列步骤：取得各区域的复数个温度感测值；当各区域的该温度感测值其中之一高于一温控门槛值时，启动一第一阶段温控作业；当邻近区域的该温度感测值不同时，启动一第二阶段温控作业；及当各区域的该温度感测值其中之一仍高于该温控门槛值时，启动一第三阶段温控作业，致使该温度感测值低于或等于该温控门槛值。

上述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该第一阶段温控作业选自第一风扇控制、第二风扇控制、第三风扇控制及第四风扇控制所组成的群组之一。

上述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该第二阶段温控作业为一电源供应器的输出电流平衡控制。

上述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该第三阶段温控作业为中央处理器工作效能控制。

上述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该方法整合于一计算机程序。

上述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该计算机程序存储在计算机硬盘中。

上述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该计算机程序的使用者接口为图标选择接口。

另外，为达到上述目的，本发明提供了一种电子元件的温度控制系统，其特征在于，该系统包括：复数温度传感器，设置在一计算机主板中的电子元件的各区域，用以取得该电子元件的温度感测值；一温度分析模块，用以分析该温度感测值，并产生一分析结果；一第一温控处理模块，用以当该分析结果为各区域的该温度感测值其中之一高于一温控门槛值时，启动一第一阶段温控作业；一第二温控处理模块，用以当邻近区域的该温度感测值不同时，启动一第二阶段温控作业；及一第三温控处理模块，用以当该分析结果为各区域的该温度感测值其中之一仍高于该温控门槛值时，启动一第三阶段温控作业。

上述的电子元件的温度控制系统，其特征在于，该第一阶段温控作业选自第一风扇控制、第二风扇控制、第三风扇控制及第四风扇控制所组成的群组之一。

上述的电子元件的温度控制系统，其特征在于，该第二阶段温控作业为一电源供应器的输出电流平衡控制。

上述的电子元件的温度控制系统，其特征在于，该第三阶段温控作业为中央处理器工作效能控制。

本发明的技术效果在于：

本发明提供的电子元件的温度控制方法及其系统，让各种冷却机制可依据电子元件目前实际运作温度情况，作较佳的温度控制，以确保电子元件的温度控制在安全运作范围内，另一方面，冷却机制(例，散热风扇)于一般情况下并非全载工作，故可避免不必要的风扇噪音。

【附图说明】

图1是本发明的电子元件的温度控制方法的第一实施例的步骤流程图；

图2是本发明的电子元件的温度控制系统的第一实施例的结构方框示意图；

图3是本发明的电子元件的温度控制方法的第二实施例的步骤流程图；

图4是本发明的电子元件的温度控制系统的第二实施例的结构方框示意图；及

图5是本发明的电子元件的温度控制系统的温度感测器的配置方式图。

其中，附图标记说明如下：

温度传感器          10

温度控制表          20

温度分析模块        30

温控处理模块        40

第一温控处理模块    40a

第二温控处理模块    40b

第三温控处理模块    40c

第一风扇            41

第二风扇            42

第三风扇            43

第四风扇            44

电流平衡控制器      45

中央处理器          50

节流缓存器          51

功率元件            52

【具体实施方式】

请参阅图1所示，为本发明的电子元件的温度控制方法的第一实施例的步骤流程图，在计算机主机板的电子元件(例如，芯片组、功率晶体管、中央处理器、图形处理器或内存等)的各区域中设置复数个温度传感器，包含有下列步骤：首先，通过温度传感器10(如图2所示)取得各区域的复数个温度感测值(步骤100)，而温度感测值可采用一段预定时间(例，5秒或20秒)的取样方式；接下来，依据取得的温度感测值去查找一温度控制表，其记录各区域设定的温控门槛值与温控作业的关系(步骤101)，而温度控制表可以预设在计算机系统的存储装置中，或存储于基本输入/输出系统(BIOS)的数据中。接着，依据温度控制表将高于各区域设定的温控门槛值的温度感测值对应的温控作业选出(步骤102)，因此，温控作业可为累加式或单一式，其中温控作业包含有：第一风扇控制、第二风扇控制、中央处理器工作效能控制、第三风扇控制、第四风扇控制及电源供应器的输出电流平衡控制，而上述的第一至第四风扇设置在电子元件的各个区域，以针对发热区域进行散热，且上述说明并非限制设置风扇数量；最后，启动选出的温控作业，以使温度感测值低于或等于各区域设定的温控门槛值(步骤103)。

另外，本发明第一实施例整合于一计算机应用程序中，并通过如图标(icon)或其它类似的选择接口，让使用者能够手动或自动的同时对中央处理器(CPU)及各区域的温度门槛值进行设定。

请参阅图2所示，为本发明的电子元件的温度控制系统的第一实施例的结构方框示意图，包含有：温度传感器10、温度控制表20、温度分析模块30及温控处理模块40。

温度传感器10，设置在计算机主机板中电子元件的各区域，其电子元件可为：芯片组(例，南桥芯片、北桥芯片)、功率晶体管、中央处理器、图形处理器及内存(本实施例以中央处理器50为例)，以取得计算机主机板的电子元件每一区域的实际温度感测值，而温度传感器10可采用热电耦(thermal couple)传感器、热敏电阻或红外线传感器来实现，另外，为了附图说明方便，图2与图4中的温度传感器10仅标示出九个，并非限制温度传感器10的数量。

温度控制表20，其记录各区域设定的温控门槛值与温控作业的关系，而温度控制表20可以预设在计算机系统的存储装置中，或存储在基本输入/输出系统(BIOS)的数据中，如下表所示：

上表以5个温度门槛值举例说明，其温控作业共有32种变化，例如，作业1为第一风扇控制，作业2为电流平衡控制，作业3为处理器工作效能控制，作业4为第一风扇控制加电流平衡控制，作业5为第二风扇控制，作业6为第三风扇控制，作业7为第二风扇控制加电流平衡控制……，依此类推，所以当温度感测值超出第一温度门槛值、第三温度门槛值及第五温度门槛值时，则启动作业1的温控作业，当第一温度门槛值及第二温度门槛值时，则启动作业2的温控作业……，依此类推。

温度分析模块30，分别与温度传感器10、温度控制表20连接，依据温度控制表20将高于各区域设定的温控门槛值的温度感测值对应的温控作业选出，接着将选出的温控作业输出至温控处理模块40进行处理，以执行相关的温控作业。

温控处理模块40，与温度分析模块30连接，用以启动温度分析模块30选出的温控作业，以使温度感测值低于或等于温控门槛值，其中温控作业包含有：第一风扇41控制、第二风扇42控制、中央处理器工作效能控制(透过节流缓存器51来完成)、第三风扇43控制、第四风扇44控制及电源供应器的输出电流平衡控制(透过电流平衡控制器46来完成)。上述的中央处理器工作效能控制都是利用全速效能的百分比来表示，例如，全速运转的100％、90％、85％、75％、65％、50％、45％、35％等。

中央处理器50，为计算机主机板中的核心模块，其与温度传感器10、节流(throttling)缓存器51连接，用以负责各模块之间的信号处理作业。

节流(throttling)缓存器51，分别与中央处理器50、图形处理器60、温度控制表20、温控处理模块40连接，用以控制中央处理器50的工作效能。

另外，第一风扇41、第二风扇42、第三风扇4 3及风扇44的风扇控制电路可采用脉冲宽度调制(PWM)电路或电压控制电路来实现，而风扇运转方式可为多段式转速控制或无段式转速控制。请参阅图3所示，为本发明的电子元件的温度控制方法的第二实施例的步骤流程图，在计算机主机板电子元件(例如，芯片组、功率晶体管、中央处理器、图形处理器及内存等)的各区域中设置复数个温度传感器，包含有下列步骤：首先，通过温度传感器10(如图4所示)取得各区域的复数个温度感测值(步骤200)，而温度感测值可采用一段预定时间(例，5秒或20秒)的取样方式；接下来，分析温度感测值与温控门槛值的关系，当各区域的这些温度感测值其中之一高于温控门槛值时，启动第一阶段温控作业(步骤201)，其中第一阶段温控作业包含有：芯片组风扇控制、中央处理器风扇控制、图形处理器风扇控制及机壳风扇控制。

接着，继续分析温度感测值与温控门槛值的关系，当邻近区域中取得的温度感测值不同时，则启动第二阶段温控作业(步骤202)，其中第二阶段温控作业为电源供应器的输出电流平衡控制(通过电流平衡控制器46来完成)。

最后，再次分析温度感测值与温控门槛值的关系，当各区域的温度感测值其中之一仍高于温控门槛值时，则启动第三阶段温控作业，以使温度感测值低于或等于温控门槛值(步骤203)，其中第三阶段温控作业包含有：中央处理器工作效能控制及图形处理器工作效能控制。

请参阅图4所示，为本发明的电子元件的温度控制系统的第二实施例的结构方框示意图，其与第一实施例不同之处在于：不具有温度控制表20，而与第一实施例相同的模块部分以下不再赘述，其包含有：温度传感器10、温度分析模块30、第一温控处理模块40a、第二温控处理模块40b及第三温控处理模块40c。

温度分析模块30，与温度传感器10连接，用以分析邻近区域中温度传感器10感测的温度感测值间的关系，及各区域中的温度感测值与温度门槛值的关系，并产生一分析结果输出至对应的温控处理模块中，其中温度门槛值可采用使用者设定或默认值方式存储在计算机系统的存储装置中，或存储在基本输入/输出系统(BIOS)的数据中。

第一温控处理模块40a，与温度分析模块30连接，当分析结果为各区域的温度感测值其中之一高于温控门槛值时，则启动第一阶段温控作业，而第一阶段温控作业包含有：第一风扇控制、第二风扇控制、第三风扇控制及第四风扇控制。

第二温控处理模块40b，与温度分析模块30连接，当分析结果为邻近区域的温度感测值不同时，则启动第二阶段温控作业，其中第二阶段温控作业为电源供应器的输出电流平衡控制(通过电流平衡控制器46来完成)。

第三温控处理模块40c，与温度分析模块30连接，当分析结果为各区域的温度感测值其中之一仍高于温控门槛值时，则启动第三阶段温控作业，其中第三阶段温控作业为中央处理器工作效能控制。

借由这种电子元件的温度控制方法及其系统，使计算机主机板中的各种冷却机制可依据计算机主机板的电子元件目前实际运作温度情形，作较佳的温度控制，以确保电子元件的温度控制在安全运作范围内，另一方面，冷却机制(例，散热风扇)在一般情况下并非全载工作，故可避免不必要的风扇噪音。

此外，当电子元件及外围的元件都是热源且两者运作是互相有关连时，也可扩大感测区域，将电子元件及外围的元件一起做温度控制。如图5所示(仅表示温度传感器10的配置方式)，中央处理器50旁的功率元件52都是热源，而且两者的运作是有相关性的。此时可将感测区域扩大至包含中央处理器50及功率元件52，让两者一起做温度控制。

Claims (11)

1.一种电子元件的温度控制方法，其特征在于，在一电子元件的各区域设置复数个温度传感器，该方法包括下列步骤：

取得各区域的复数个温度感测值；

当各区域的该温度感测值其中之一高于一温控门槛值时，启动一第一阶段温控作业；

当邻近区域的该温度感测值不同时，启动一第二阶段温控作业；及

当各区域的该温度感测值其中之一仍高于该温控门槛值时，启动一第三阶段温控作业，致使该温度感测值低于或等于该温控门槛值。

2.根据权利要求1所述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该第一阶段温控作业选自第一风扇控制、第二风扇控制、第三风扇控制及第四风扇控制所组成的群组之一。

3.根据权利要求1所述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该第二阶段温控作业为一电源供应器的输出电流平衡控制。

4.根据权利要求1所述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该第三阶段温控作业为中央处理器工作效能控制。

5.根据权利要求1所述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，其中该方法整合于一计算机程序。

6.根据权利要求5所述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该计算机程序存储在计算机硬盘中。

7.根据权利要求5所述的电子元件的温度控制方法，其特征在于，该计算机程序的使用者接口为图标选择接口。

8.一种电子元件的温度控制系统，其特征在于，该系统包括：

复数温度传感器，设置在一计算机主板中的电子元件的各区域，用以取得该电子元件的温度感测值；

一温度分析模块，用以分析该温度感测值，并产生一分析结果；

一第一温控处理模块，用以当该分析结果为各区域的该温度感测值其中之一高于一温控门槛值时，启动一第一阶段温控作业；

一第二温控处理模块，用以当邻近区域的该温度感测值不同时，启动一第二阶段温控作业；及

一第三温控处理模块，用以当该分析结果为各区域的该温度感测值其中之一仍高于该温控门槛值时，启动一第三阶段温控作业。

9.根据权利要求8所述的电子元件的温度控制系统，其特征在于，该第一阶段温控作业选自第一风扇控制、第二风扇控制、第三风扇控制及第四风扇控制所组成的群组之一。

10.根据权利要求8所述的电子元件的温度控制系统，其特征在于，该第二阶段温控作业为一电源供应器的输出电流平衡控制。

11.根据权利要求8所述的电子元件的温度控制系统，其特征在于，该第三阶段温控作业为中央处理器工作效能控制。

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