CN101424949B - 电子设备风机转速控制方法及装置 - Google Patents

电子设备风机转速控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子设备风机转速控制方法及装置。所述装置包括：温度采集模块，用于采集电子设备内至少一点的温度并输出到温度控制模块；温度控制模块，用于对所述采集点的温度与预设的第一门限温度、第二门限温度和第三门限温度进行比较，根据比较结果输出转速控制信号到转速控制模块；转速控制模块，用于根据所述转速控制信号调整电子设备风机的转速。本发明的方法和装置，风机转速依据温度门限实时调整，避免了风机转速过高，可实现降噪、节能；采用“三门限温度窗”策略调整风机转速，避免转速在温度门限附近振荡的乒乓效应，延长了风机的使用寿命。

Description

电子设备风机转速控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电子设备散热技术，尤其涉及一种电子设备风机转速控制方法及装置。
背景技术
现今的电子设备集成度越来越高、功耗也越来越大。高功耗带来发热量增大的问题，因此，需要对电子设备进行有效的散热，以提高电子设备的可靠性和寿命。
常见的散热方法有散热片散热和风机散热。散热片散热用于功耗较小的场合，对于高功耗设备，单纯的散热片散热不能满足要求，需要高散热效能的风机散热。
风机散热方法包括固定风机转速散热和可变风机转速散热。在固定风机转速散热方案中，风机转速不可变，为满足最大散热要求，风机转速设置有较高的冗余，从而带来了高噪声和高能耗。此外，由于风机经常处于高速转动状态，也影响其使用寿命。
可变风机转速散热方案，是在电子设备内加设了温度传感器，并实时地根据电子设备内温度变化调整风机的转速。在该方案中，预先设置一门限温度，当温度传感器检测到的温度超过该门限温度时，风机转速控制装置调整风机转速到高转速，待温度降到该门限温度以下，该风机转速控制装置再调整风机转速至一低转速。但此种方案尚存在缺点，当电子设备内温度在门限温度附近振荡时，该风机转速控制装置必须快速调整风机转速以适应需要，这样带来了风机转速的振荡，即所谓的乒乓效应。转速的频繁变换会带来较大的噪声，也会影响风机的寿命。
为此，如何提供一种电子设备风机转速控制方法及装置，使得风机转速不受温度振荡的影响，显著地延长风机寿命并减少系统环境噪音，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电子设备风机转速控制方法及装置，以避免温度振荡带来的风机转速的振荡。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种电子设备风机转速控制装置，包括：
温度采集模块，用于采集电子设备内至少一点的温度并输出到温度控制模块；
温度控制模块，用于对所述采集点的温度与预设的第一门限温度、第二门限温度和第三门限温度进行比较，根据比较结果输出转速控制信号到转速控制模块；
转速控制模块，用于根据所述转速控制信号调整电子设备风机的转速。
所述温度控制模块进一步用于，在确定至少一个采集点的温度高于第三门限温度时，按照预设的时间间隔输出上调转速控制信号到转速控制模块，直到所述高于第三门限温度的采集点的温度下降至第一门限温度和第二门限温度之间；所述转速控制模块进一步用于，在接收到所述上调转速控制信号时，将风机转速上调一档。
所述温度控制模块进一步用于，在确定所有采集点的温度均低于第一门限温度时，按照预设的时间间隔输出下调转速控制信号到转速控制模块，直到有一个采集点的温度上升至第二门限温度和第三门限温度之间；所述转速控制模块进一步用于，在接收到所述下调转速控制信号时，将风机转速下调一档。
上述的装置，还包括：转速检测模块，用于检测风机的转速并输出到温度控制模块；所述温度控制模块进一步用于，判断风机转速是否偏离风机的档位转速，以及在确定所述风机转速偏离风机的档位转速时，输出微调转速控制信号到转速控制模块；所述转速控制模块进一步用于，在接收到所述微调转速控制信号时，将风机转速微调至趋近的风机档位。
所述转速检测模块和温度控制模块之间还设置有光电隔离器，用于实现风机与温度控制模块的隔离。
所述温度控制模块为CPU、DSP或者单片机。
所述转速控制模块为脉冲宽度调制(PWM)电路，所述PWM电路通过调整输出的PWM信号占空比来调整风机的转速。
所述转速控制模块为可调电压电路，所述可调电压电路通过调整输出的电压来调整风机的转速。
所述转速控制模块和温度控制模块之间还设置有光电隔离器，用于实现风机与温度控制模块的隔离。
一种电子设备风机转速控制方法，包括如下步骤：
采集电子设备内至少一点的温度；
对所述采集点的温度与预设的第一门限温度、第二门限温度和第三门限温度进行比较，根据比较结果调整电子设备风机的转速。
所述根据比较结果调整电子设备风机的转速进一步包括，在确定至少一个采集点的温度高于第三门限温度时，按照预设的时间间隔逐档上调风机的转速，直到所述高于第三门限温度的采集点的温度下降至第一门限温度和第二门限温度之间。
所述根据比较结果调整电子设备风机的转速进一步包括，在确定所有采集点的温度均低于第一门限温度时，按照预设的时间间隔逐档下调风机的转速，直到有一个采集点的温度上升至第二门限温度和第三门限温度之间。
上述的方法，还包括步骤：检测风机的转速；判断风机转速是否偏离风机的档位转速，并在确定所述风机转速偏离风机的档位转速时，将风机转速微调至趋近的风机档位。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)风机转速依据温度门限实时调整，避免了风机转速过高，可实现降噪、节能；
(2)采用“三门限温度窗”策略调整风机转速，避免转速在温度门限附近振荡的乒乓效应，延长了风机使用寿命；
(3)依据风机转速信号进行反馈控制，使得风机转速稳定；
(4)采用隔离器避免了风机对温度控制模块的信号干扰，提高了对风机转速控制的可靠性。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的电子设备风机转速控制装置的结构示意图；
图2为上述风机转速控制装置控制风机升速的示意图；
图3为上述风机转速控制装置控制风机降速的示意图；
图4为上述风机转速控制装置控制风机转速维持不变的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
请参照图1，本发明较佳实施例的电子设备风机转速控制装置，其至少包括，温度采集模块10、温度控制模块20和转速控制模块30。
温度采集模块10用于采集电子设备内至少一点的温度并输出到温度控制模块20。温度采集模块10由采集点温度传感器组成，温度传感器可以是模拟温度传感器、数字温度传感器或者CPU内核温度传感器。温度传感器检测如电路板关键器件、电源模块、设备进出风口的温度值。
温度控制模块20接收到温度采集模块10发送的采集点的温度后，对采集点的温度与预设的三个门限温度进行比较，根据比较结果输出转速控制信号到转速控制模块30。其输出的转速控制信号根据具体情况，可以为上调转速控制信号或者下调转速控制信号。温度控制模块20所进行的温度比较，以及根据比较结果所进行的转速控制信号输出详见后文描述。
在具体实现时，温度控制模块20可以为CPU、DSP、单片机或者其他可完成控制功能的装置。
转速控制模块30接收到温度控制模块20发送的转速控制信号后，根据转速控制信号调整电子设备风机40的转速。具体地，转速控制模块30在接收到上调转速控制信号时，将风机40转速上调一档；在接收到下调转速控制信号时，将风机40转速下调一档。
在具体实现时，转速控制模块30可以为PWM电路，所述PWM电路通过调整输出的PWM信号占空比来调整风机40的转速。转速控制模块30也可以为可调电压电路，所述可调电压电路通过调整输出的电压来调整风机40的转速。
在本发明另一较佳实施例的电子设备风机转速控制装置中，还包括转速检测模块(图未示)。该转速检测模块用于检测风机的转速并输出到温度控制模块20，温度控制模块20在获取到风机转速后，判断风机转速是否偏离风机的档位转速，并在确定所述风机转速偏离风机的档位转速时，输出微调转速控制信号到转速控制模块30；转速控制模块30在接收到所述微调转速控制信号时，将风机转速微调至趋近的风机档位，从而确保风机稳定运转，延长风机使用寿命。
进一步，在转速检测模块和温度控制模块20之间，以及在转速控制模块30和温度控制模块20之间还设置有光电隔离器，通过光电隔离器实现风机40与温度控制模块20的隔离。如此，可防止风机40的高电平信号对温度控制模块20形成干扰，提高对风机40转速控制的可靠性。
下面描述本发明的电子设备风机转速控制装置对风机转速的控制流程，具体如下：
上电时，风机以缺省转速Sfault运转；
温度采集模块采集电子设备内至少一点的温度，并输出到温度控制模块；
温度控制模块对所述采集点的温度与预设的三个门限温度进行比较，根据比较结果输出转速控制信号到转速控制模块，转速控制模块根据所述转速控制信号调整风机的转速。
例如，温度控制模块设置三门限温度窗为：T1、T2、T3，且T1＜T2＜T3，其中，温度窗可依据温度采集点的实际需求进行各种不同的设置。温度控制模块对采集点温度与T1、T2、T3进行比较，根据比较结果，输出上调转速控制信号或者下调转速控制信号到转速控制模块，通过转速控制模块调整风机转速。风机转速分为S0(停转)，S1...Sfault...Sfull(全速)各档。也就是说，转速控制模块接收到上调转速控制信号或者下调转速控制信号后，对风机转速执行的是逐档调整。
其中，上述温度控制模块根据比较结果输出转速控制信号到转速控制模块，具体有以下三种情况：
(1)请参照图2，温度控制模块在确定至少一个采集点的温度高于T3时，按照预设的时间间隔Δt输出上调转速控制信号到转速控制模块，直到所述高于T3的采集点的温度下降至T1和T2之间，再停止输出上调转速控制信号。在图2中，温度控制模块三次输出上调转速控制信号到转速控制模块，转速控制模块依次调整风机转速到档位SX、SX+1、SX+2。
(2)请参照图3，温度控制模块在确定所有采集点的温度均低于T1时，按照预设的时间间隔Δt输出下调转速控制信号到转速控制模块，直到有一个采集点的温度上升至T2和T3之间，再停止输出上调转速控制信号。在图3中，温度控制模块三次输出下调转速控制信号到转速控制模块，转速控制模块依次调整风机转速到档位SX、SX-1、SX-2。其中，还可以对下调档位进行限制，例如风机转速档位下调到默认档位Sfault后，不再进一步下调。
(3)请参照图4，温度控制模块在确定至少一个采集点的温度高于T1，且没有任何采集点的温度高于T3时，不输出转速控制信号，风机转速档位维持SX不变。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种电子设备风机转速控制装置，其特征在于，包括：
温度采集模块，用于采集电子设备内至少一点的温度并输出到温度控制模块；
温度控制模块，用于对所述采集点的温度与预设的第一门限温度、第二门限温度和第三门限温度进行比较，根据比较结果输出转速控制信号到转速控制模块；
转速控制模块，用于根据所述转速控制信号调整电子设备风机的转速；
所述温度控制模块进一步用于，在确定至少一个采集点的温度高于第三门限温度时，按照预设的时间间隔输出上调转速控制信号到转速控制模块，直到所述高于第三门限温度的采集点的温度下降至第一门限温度和第二门限温度之间；
所述转速控制模块进一步用于，在接收到所述上调转速控制信号时，将风机转速上调一档。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述温度控制模块进一步用于，在确定所有采集点的温度均低于第一门限温度时，按照预设的时间间隔输出下调转速控制信号到转速控制模块，直到有一个采集点的温度上升至第二门限温度和第三门限温度之间；
所述转速控制模块进一步用于，在接收到所述下调转速控制信号时，将风机转速下调一档。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
转速检测模块，用于检测风机的转速并输出到温度控制模块；
所述温度控制模块进一步用于，判断风机转速是否偏离风机的档位转速，以及在确定所述风机转速偏离风机的档位转速时，输出微调转速控制信号到转速控制模块；
所述转速控制模块进一步用于，在接收到所述微调转速控制信号时，将风机转速微调至趋近的风机档位。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：
所述转速检测模块和温度控制模块之间还设置有光电隔离器，用于实现风机与温度控制模块的隔离。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述温度控制模块为CPU、DSP或者单片机。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述转速控制模块为脉冲宽度调制PWM电路，所述PWM电路通过调整输出的PWM信号占空比来调整风机的转速。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述转速控制模块为可调电压电路，所述可调电压电路通过调整输出的电压来调整风机的转速。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述转速控制模块和温度控制模块之间还设置有光电隔离器，用于实现风机与温度控制模块的隔离。
9.一种电子设备风机转速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集电子设备内至少一点的温度；
对所述采集点的温度与预设的第一门限温度、第二门限温度和第三门限温度进行比较，根据比较结果调整电子设备风机的转速；
所述根据比较结果调整电子设备风机的转速进一步包括，在确定至少一个采集点的温度高于第三门限温度时，按照预设的时间间隔逐档上调风机的转速，直到所述高于第三门限温度的采集点的温度下降至第一门限温度和第二门限温度之间。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述根据比较结果调整电子设备风机的转速进一步包括，在确定所有采集点的温度均低于第一门限温度时，按照预设的时间间隔逐档下调风机的转速，直到有一个采集点的温度上升至第二门限温度和第三门限温度之间。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括步骤：
检测风机的转速；
判断风机转速是否偏离风机的档位转速，并在确定所述风机转速偏离风机的档位转速时，将风机转速微调至趋近的风机档位。
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