CN101334673A - 电脑风扇控制电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种电脑风扇控制方法，通过测量及比较脉冲宽度调制信号占空比改变前后风扇的转速，确定风扇类型，并通过对应电路控制风扇转速。以及一种电脑风扇控制电路，当风扇为4Pin风扇时，通过脉冲宽度调制信号控制风扇转速，当风扇为3Pin风扇时，对脉冲宽度调制进行数模转换，利用转换得到的模拟信号控制风扇的电压大小，从而控制风扇转速。

Description

电脑风扇控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及一种电脑风扇控制电路及一种电脑风扇控制方法。
背景技术
随着电脑技术的飞速发展，电脑系统通常要进行大量的运算处理，任务繁忙时所产生的热量也逐渐增加，单凭散热孔和散热片无法解决散热问题，在主动散热设备上，性价比较高的风冷技术一直是电脑系统最常采用的散热方式，然而风扇虽然经济实用，却也存在很多缺陷：随着转速的增加，风扇在高速运转中产生的噪音也逐渐增大；长时间的高速运转，不但会缩短风扇使用寿命，而且风扇本身也会产生很大热量。
如果风扇能在系统繁忙时高速运转，在系统运转平缓时降低转速甚至停止，就可以得到最合理的使用，不但提高了风扇的使用寿命，而且能减少不必要的热量产生。现有的一种智能风扇(Smart Fan)技术正是为实现风扇的合理使用而研发的，它利用Intel的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)规范，根据输入输出控制芯片(Super I/O，SIO)控制PWM的占空比来控制风扇的转速。由于PWM变化的依据是中央处理器内部的二极管读取的温度数据，其精确程度超过热敏电阻，所以依据PWM的脉冲宽度的占空比调整风扇转速，其控制精度也很高。
通过Smart Fan技术，用户可以在基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)中自主设置CPU和主板的温度限制，当风扇通过PWM脉冲判断温度超过所设限制，就会自动运转，并可根据所产生的热量大小调控转速；相反，当温度未超过设定的限制，风扇则会适当休息。
但是，现有的风扇中只有4Pin风扇可以通过PWM实现Smart Fan功能，而3Pin风扇由于没有对应的引脚因此无法接收PWM信号，因此3Pin风扇仍需利用改变其工作电压大小来控制转速。
目前市场上支持Smart Fan的主板纷纭芜杂，但是都存在一个共同的缺陷，只能支持3Pin或者4Pin风扇中的一种。这样对客户而言，对风扇的选择给他们带来不便，同样对于制造商而言，由于主板对风扇类型的局限性，对风扇连接器的选择也提出了不同要求，增加了元件采购难度。如果能把3Pin和4Pin风扇所需控制线路集成，使主板能够自动分辨风扇类型并对其转速进行控制，那么诸如此类问题将不再发生。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种电脑风扇控制方法，以分辨风扇类型，并根据分辨结果选择不同的控制方式，选择性提供不同类型风扇的转速控制功能。
此外，还提供一种电脑风扇控制电路，可选择性控制不同型号风扇的转速。
一种电脑风扇控制方法，包括：通过一转速计数器测量一风扇的转速；改变传输到所述风扇的一脉冲宽度调制信号的占空比；通过所述转速计数器测量脉冲宽度调制信号占空比改变后所述风扇的转速；比较脉冲宽度调制信号占空比改变前后风扇的转速，若转速发生改变则所述风扇为第一类风扇，若转速未发生改变则所述风扇为第二类风扇；若所述风扇为第一类风扇，则通过一输入输出控制芯片控制脉冲宽度调制信号的占空比来控制所述风扇的转速；和若所述风扇为第二类风扇，则通过一风扇控制电路调整传输到风扇的电压大小来控制风扇转速。
一种电脑风扇控制电路，包括：一电子开关，包括第一、第二和第三端，其第一端接收一第一控制信号，第二端接收一第二控制信号，第三端依次通过一积分电阻及积分电容接地；一运算放大器，包括一同向输入端、一反向输入端及一输出端，其同向输入端通过一分压电阻接地，反向输入端连接于所述积分电阻和积分电容之间，并通过所述积分电阻与一第一电源连接；一电流控制器，包括第一、第二和第三端，其第一端与所述运算放大器的输出端连接，第二端与一第二电源连接，第三端通过另一分压电阻与所述运算放大器的同向输入端连接，所述第三端输出一风扇控制信号，所述风扇控制信号由所述电流控制器第一端的输入控制；和一输出端，分别接收所述第一控制信号及所述风扇控制信号。
上述电脑电脑风扇控制方法能够分辨风扇类型，并根据分别结果自动选择控制方式，可选择性提供不同类型风扇的转速控制功能，上述风扇控制电路集成了不同型号风扇的转速控制电路，可根据风扇类型选择合适的线路对风扇转速进行控制。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1是本发明电脑风扇控制方法较佳实施方式的流程图。
图2是本发明电脑风扇控制电路较佳实施方式的电路图。
具体实施方式
参考图1，本发明电脑风扇控制方法的较佳实施方式包括：步骤1，通过一转速计数器测量一风扇的转速，并将测量结果发送到一基本输入输出系统内进行记录；步骤2，通过一输入输出控制芯片改变传输到所述风扇的一脉冲宽度调制信号的占空比，使其降低一半；步骤3，通过所述转速计数器测量脉冲宽度调制信号占空比改变后所述风扇的转速，并将测量结果发送到基本输入输出系统；步骤4，基本输入输出系统比较脉冲宽度调制信号占空比改变前后风扇的转速，由于4Pin风扇转速由脉冲宽度调制信号占空比控制，而3Pin风扇没有此功能，因此若转速对应脉冲宽度调制信号占空比降低一半则所述风扇为4Pin风扇，若转速未发生改变则所述风扇为3Pin风扇；步骤5，若所述风扇为4Pin风扇，则可通过所述输入输出控制芯片控制脉冲宽度调制信号的占空比来控制所述风扇的转速；和步骤6，若所述风扇为3Pin风扇，则通过一风扇控制电路调整传输到风扇的电压大小来控制风扇转速。
再参考图2，本发明风扇控制电路的较佳实施方式包括：一电子开关Q1、一运算放大器U、一电流控制器Q2和一输出端F。所述电子开关Q1包括第一、第二和第三端，其第一端接收一第一控制信号GPIO，第二端接收一第二控制信号PWM，第三端依次通过一积分电阻R1及积分电容C接地；所述运算放大器U包括一同向输入端+、一反向输入端及一输出端，其同向输入端+通过一分压电阻R2接地，反向输入端连接于所述积分电阻R1和积分电容C之间，并通过所述积分电阻R1与一5V电源连接；所述电流控制器Q2包括第一、第二和第三端，其第一端通过一限流电阻R3与所述运算放大器U的输出端连接，第二端与一12V电源连接，第三端通过另一分压电阻R4与所述运算放大器U的同向输入端+连接，所述第三端输出一风扇控制信号；所述输出端F接收所述第二控制信号PWM及所述风扇控制信号，所述输出端F与一风扇连接器连接。其中，所述第二控制信号PWM对应所述风扇连接器的第四引脚，所述风扇控制信号对应所述风扇连接器的第二引脚。
在本较佳实施方式中，所述电子开关Q1为一N沟道MOSFET，其第一、第二和第三端分别为栅极、源极和漏极；所述电流控制器Q2为一PNP三极管，其第一、第二和第三端分别为基极、发射极和集电极；所述第一控制信号GPIO由基本输入输出系统产生；所述第二控制信号PWM由输入输出控制芯片产生。此外，所述电子开关Q1的第一端和第二端还分别通过一上拉电阻与所述5V电源连接。
电脑开机后，基本输入输出系统输出低电平信号即所述第一控制信号GPIO为低电平，此时电子开关Q1呈截止状态，同时基本输入输出系统会控制输入输出控制芯片发送一个占空比为100％的第二控制信号PWM，提供给风扇连接器，此时基本输入输出系统将所述转速计数器测得的风扇转速数据储存在一个寄存器中。
随后，基本输入输出系统控制所述输入输出控制芯片发出一个占空比为50％的第二控制信号PWM，基本输入输出系统会将此时的风扇转速数据存储到另一个寄存器中。由于在4Pin风扇上其第4Pin为脉冲宽度调制信号控制端，所以所述第二控制信号PWM占空比变化的前后，风扇的转速会发生明显的变化，会变成接近原来的1/2；而对于3Pin风扇，由于其不存在第四引脚，则根本无法接收到该第二控制信号PWM，所以风扇的转速不会有明显的变化，即转速基本上维持不变。此时基本输入输出系统会把两个寄存器前后记录的数据进行对比，如果后一数据大约为前一数据的一半，则判定此时连接的风扇类型为4Pin风扇，若两数据大致相同则判定此时连接的风扇类型为3Pin风扇。
一旦基本输入输出系统判定所用风扇的类型为4Pin，即会维持其输出的第一控制信号GPIO为低电平信号，使所述电子开关Q1保持截止。此时，随着中央处理器温度变化，输入输出控制芯片会直接发送相对应的第二控制信号PWM信号给风扇的第4Pin，自动改变第二控制信号PWM的占空比，以此改变风扇的转速，实现Smart Fan功能。由于4Pin风扇内部已经集成脉冲宽度调制信号控制线路，这里不再赘述。
当判定所述风扇为3Pin时，所述基本输入输出系统发出高电平信号即所述第一控制信号GPIO为高电平。此时电子开关Q1导通，所述第二控制信号PWM可通过所述电子开关Q1，其再通过积分电阻R1及积分电容C组成的RC积分电路将离散的数字信号转换为电压连续的线性平滑的模拟信号，然后再由运算放大器U将信号放大，经限流电阻R3转换为所述电流控制器Q2基极电流，通过电流的变化，改变电流控制器Q2的静态工作点，从而控制集电极的输出电压，以此改变3Pin风扇的转速，实现Smart Fan功能。

Claims (9)

1.一种电脑风扇控制方法，包括：
通过一转速计数器测量一风扇的转速；
改变传输到所述风扇的脉冲宽度调制信号的占空比；
通过所述转速计数器测量脉冲宽度调制信号占空比改变后所述风扇的转速；
比较脉冲宽度调制信号占空比改变前后风扇的转速，若转速发生改变则所述风扇为第一类风扇，若转速未发生改变则所述风扇为第二类风扇；
若所述风扇为第一类风扇，则通过一输入输出控制芯片控制脉冲宽度调制信号的占空比来控制所述风扇的转速；和
若所述风扇为第二类风扇，则通过一风扇控制电路调整传输到风扇的电压大小来控制风扇转速。
2.如权利要求1所述的电脑风扇控制方法，其特征在于：所述改变脉冲宽度调制信号占空比的步骤中，所述脉冲宽度调制信号的占空比被降低一半。
3.如权利要求2所述的电脑风扇控制方法，其特征在于：所述比较脉冲宽度调制信号占空比改变前后的风扇转速步骤中，所述第一类风扇改变后的转速约为改变前的一半。
4.如权利要求1所述的电脑风扇控制方法，其特征在于：所述第一类风扇和第二类风扇分别为4Pin风扇和3Pin风扇。
5.一种电脑风扇控制电路，包括：
一电子开关，包括第一、第二和第三端，其第一端接收一第一控制信号，第二端接收一第二控制信号，第三端依次通过一积分电阻及积分电容接地；
一运算放大器，包括一同向输入端、一反向输入端及一输出端，其同向输入端通过一分压电阻接地，反向输入端连接于所述积分电阻和积分电容之间，并通过所述积分电阻与一第一电源连接；
一电流控制器，包括第一、第二和第三端，其第一端通过一限流电阻与所述运算放大器的输出端连接，第二端与一第二电源连接，第三端通过另一分压电阻与所述运算放大器的同向输入端连接，所述第三端输出一风扇控制信号；和
一输出端，用于接收所述第二控制信号及所述风扇控制信号。
6.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述第二控制信号为一脉冲宽度调制信号。
7.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：所述电流控制器为一PNP型三极管。
8.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：当所述第一控制信号为低电平信号时，所述电子开关关闭。
9.如权利要求5所述的电脑风扇控制电路，其特征在于：当所述第一控制信号为高电平信号时，所述电子开关导通。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081231