CN101443718B - 改进dc无刷电动机和冷却风扇的可靠性的微控制器方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改进DC无刷电动机和冷却风扇的可靠性的微控制器方法。一种控制风扇组件的电动机速度的方法，包括在微控制器上接收占空因子值。从速度传感器接收测量的风扇速度。确定期望的风扇速度，其中，期望的风扇速度与占空因子值对应。将测量的风扇速度与期望的风扇速度相比较。如果测量的风扇速度比期望的风扇速度的预定分数小，则减小电动机驱动信号的占空因子。

Description

改进DC无刷电动机和冷却风扇的可靠性的微控制器方法
技术领域
本发明涉及冷却风扇。更特别地，本发明涉及用于电子系统中并用于设计电子系统的冷却方案的智能冷却风扇。
背景技术
在诸如计算机系统的电子系统中，冷却风扇在维持它们的操作能力方面起重要作用。如果不能从电子系统去除过量的热则会导致系统的永久性损害。由于现有的电子系统的复杂性，因此需要具有仅仅提供冷却空气以外的添加功能的风扇，该添加功能诸如控制风扇的速度的能力、监视风扇上的转速计以确定瞬时风扇速度的能力和检测风扇是否出现了故障或比其预设的速度低的能力。虽然在当前的一些冷却风扇中存在这些功能，但不存在可用于控制由不同的制造商制造的冷却风扇的标准设计或协议。并且，为了在系统内实现这些冷却风扇，需要设计也被称为控制器卡的专用的印刷电路组件(PCA)，以提供风扇可理解的信号和以系统的电子装置可解释的形式对系统接收和提供信号。
如果希望附加的功能，诸如风扇通过增加速度对其它有故障的风扇进行补偿的能力、风扇通知外部硬件存在问题的能力或风扇响应系统温度升高而增加速度的能力，那么还需要专用的PCA或控制器卡。PCA或控制器卡被设计和构建为能够检测风扇故障、通知系统风扇已出现故障和调整系统中其它风扇的速度。PCA和控制器卡的设计和制造包含大量的工程时间和资源，这最终被加到利用冷却风扇的整个系统的成本上。
对于热设计工程师来说，为新系统设计冷却方案也是耗时的过程。一般要求PCA或控制器卡被设计和构建为控制风扇速度和其它功能，诸如故障检测和报警设置。常常是，需要多个控制卡的设计和构建以在真实世界应用中对它们进行测试，以获得正确的风扇的组合、风扇速度和报警设置等。例如，在系统中安装样品风扇、确定所需要的适当的风扇速度和电力，和在系统中对风扇进行测试的多次迭代成本较高且效率较低。
包含常规的冷却风扇特别是直流(DC)无刷冷却风扇的另一考虑是，它们根据施加的输入电压改变速度。随着输入电压增加，风扇速度增加并使用更多的电力。当输入电压降低时，风扇速度降低并提供更少的冷却。许多典型的应用具有可在24到74伏之间变化的电压范围。因此，系统设计人员承担在这些较宽的电压摆动中维持恒定的冷却。因此，通常在系统中安装电压调节电源以保持施加到风扇上的电压恒定。但是，如果必须安装电压调节电源，那么也会对整个系统增加附加的复杂性和成本。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的冷却风扇方案；
图2示出根据本发明的实施例的实现多个冷却风扇的电子系统；
图3A和图3B示出用于根据本发明的实施例的冷却风扇的示意性电路图；
图4A示出根据现有技术的电压和电流波形；
图4B示出根据本发明的实施例的电压波形和电流波形；
图4C示出根据本发明的实施例的维持冷却风扇的速度的微控制器的逻辑路径的流程图；
图5示出根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面的示例屏幕；
图6示出根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面的高级功能的画面实例；
图7示出根据本发明的实施例的冷却风扇的逻辑路径的流程图；
图8示出根据本发明的实施例的确定使用冷却风扇的电子系统的冷却方案规范的流程图；
图9示出根据本发明的实施例的模拟电流限制功能的仿真方法；
图10示出根据本发明的实施例的包含模拟电流仿真功能的冷却风扇；
图11示出根据本发明的实施例的利用权重因子预测冷却风扇的寿命的方法；
图12示出根据本发明的实施例的用于分析冷却风扇中的关注的操作点或测量点的流程图；
图13示出根据本发明的实施例的为了保持冷却风扇不出现故障测量冷却风扇中的关注点的方法；以及
图14A和图14B示出根据本发明的实施例的示例性冷却风扇的关注的操作点。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的冷却风扇方案。冷却风扇100包含具有风扇112(包含风扇叶片)和可旋转地与风扇112耦合以驱动风扇112的电动机114的风扇模块110。诸如由Microchip Technology公司制造的18针PIC16C717微控制器的微控制器120与风扇模块110、具体而言与电动机114直接通信。但可利用任何适当的微控制器或处理器可被利用。微控制器120优选地被固定在冷却风扇100内。
诸如Inter-IC(I2C)(“I2C-Bus Specification”，Version 2.1，January 2000，来自Philips Semiconductors)总线接口130的总线接口与微控制器120通信。总线接口130促进向和从微控制器120的数据传送。总线接口130可通过诸如I2C总线线路的总线线路132与系统140互连。I2C总线线路132具有两个线路：数据(SDA)线和时钟(SCL)线。Inter-IC(I2C)可被串行访问，使得利用I2C协议的各单个装置具有特定的标识(ID)，但可全部与相同的通信线路或总线连接(即，它可作为并行总线被连接)。由于Inter-IC(I2C)是在系统设计中利用冷却风扇的热设计工程师所熟悉的，因此它是有用的协议，并且相当多的数字逻辑器件利用I2C协议。但也可使用任何其它的总线接口系统和协议。例如，在汽车工业中利用的Controller-Area Network(CAN)协议(Controller-Area Network(CAN)Specification，version 2.0，1991，Robert Bosch GmbH，Stuttgart，Germany)也可与根据本发明的实施例的总线接口130一起使用。
除了风扇客户或热设计工程师控制风扇速度、监视风扇上的转速计脉冲以确定瞬时风扇速度和检测风扇是否出现故障或比预设速度低的能力，还特别希望诸如以电子方式读取冷却风扇100的件号的能力、以电子方式确定风扇制造商的能力和以电子方式读取制造日期的能力的附加功能。由于不同的风扇制造商可能具有不同的控制风扇速度或提供报警或转速计信号的方法，因此能够很容易地获得诸如件号、风扇制造商和制造日期的冷却风扇100信息迅速帮助冷却方案的设计和修补。
根据本发明的实施例，微控制器120通过程序代码被编程，该程序代码使得微控制器120读取由利用例如I2C协议的系统或装置140提供的字节通信。在本发明的特定实施例中，微控制器120包含存储程序代码的程序存储器。PIC16C717微控制器例如能够处理14位字，并具有2千字节的容量。程序或指令代码只一次性地在工厂中被编程到微控制器120中，并且最终用户或冷却风扇客户不能对其重新编程或重写。PIC16C717微控制器例如还包含微控制器120可用的用于进行其操作的具有256字节的容量的小数据存储器或“暂时存储器”。微控制器120的数据存储器是易失性的，并且不存储任何编程或指令，它只是工作存储器。
微控制器120中的程序代码(诸如以“C”编程语言书写的代码)可包含冷却风扇100的件号、制造商和制造日期，使得当微控制器120例如从主机系统/设备140接收命令以向与其连接的系统或设备140输出这种数据时，微控制器120可很容易地输出请求的数据。也可以包含冷却风扇100的件号、制造商和制造日期以外的有用的数据，诸如风扇汲取的电流(安培)。微控制器120可在例如I2C协议中传达关于冷却风扇100的数据。通过提供能够通过利用诸如I2C协议的公共协议直接与系统或设备140通信的冷却风扇100，从而根本不需要PCA或控制器卡以控制冷却风扇100或与其通信。
图2示出根据本发明的实施例的实现多个冷却风扇的电子系统。多个冷却风扇242、244、246、248被设置在电子系统200内。多个冷却风扇242、244、246、248中的每一个与连接器模块230电连接，该连接器模块230是用于电源210和用户系统/设备140的线分流器(linesplitter)。根据本发明的实施例，电子系统200利用I2C协议，并且用户系统/设备140具有根据I2C协议的通信线路，即与连接器模块230连接的数据线222和时钟线224。连接器模块230依次将数据线222和时钟线224分入多个冷却风扇242、244、246、248中的每一个。类似地，来自电源210的电源线即电力线212和电力返回线214与连接器模块230连接，该连接器模块230依次将电力线212和电力返回线214分入多个冷却风扇242、244、246、248中的每一个。
在所有I2C器件中需要的特定的地址可在外部(通过连接“1”为高或“0”为低的地址线)或在制造中在内部被设置。用于多个冷却风扇242、244、246、248中的每一个和用户系统/设备140的数据线222和时钟线224可相互连接，或与内部总线连接，这使得用户系统/设备140例如能够改变多个冷却风扇242、244、246、248中的任一个的风扇速度、检测多个冷却风扇242、244、246、248中的任一个的风扇速度、读取多个冷却风扇242、244、246、248中的任一个的件号等。
根据本发明的另一实施例，微控制器120可通过程序代码被编程，以使得各冷却风扇100能够检测其它的冷却风扇242、244、246、248的故障以通知用户系统/设备140风扇出现了故障或为了补偿调整其它风扇的速度。在现有的技术中，需要设计和构建专用的PCA或控制器卡以为利用冷却风扇242、244、246、248的电子系统200提供这些功能。因此，微控制器120可通过程序代码被编程，使得各冷却风扇242、244、246、248具有检测其它有故障的风扇并通过增加其风扇速度对其进行补偿、通知外部硬件140存在问题或响应系统温度升高增加其风扇速度的能力。通过使冷却风扇242、244、246、248中的每一个相互通信，可以向整个系统200提供增加的冗余和功能。
在一个特定的实施例中，冷却风扇242、244、246、248通过它们的通信线路132(参见图1)相互连接，可以通过与共享总线的连接促进这种连接。在冷却风扇242、244、246、248中的一个出现故障时，该故障被其它的冷却风扇242、244、246、248检测到。一旦检测到该故障，其它的冷却风扇242、244、246、248就可被编程为增加风扇速度以对由于冷却风扇242、244、246、248中的一个的故障导致的气流减少进行补偿。在另一实施例中，温度传感器可通过利用I2C协议被实现，并与多个冷却风扇242、244、246、248连接，使得冷却风扇242、244、246、248中的每一个可与温度传感器直接连接(或者，如果温度传感器不直接与冷却风扇242、244、246、248连接，那么通过主机系统/设备140)。因此，多个冷却风扇242、244、246、248可进一步被编程为如果由温度传感器检测到的温度升高则增加风扇速度、或者如果温度降低则降低风扇速度。换句话说，冷却风扇242、244、246、248也可知道由安装在系统内的温度传感器检测的温度并因此动作。通过将冷却风扇242、244、246、248相互连接并将它们放在“多主体(multi-master)”模式中，各冷却风扇242、244、246、248相互通信，并且可实现上述的冗余和故障恢复操作。
通过利用诸如I2C协议的标准协议实现微控制器120和总线接口130，工程师免于设计和构建PCA或控制器卡，得到的系统不再承载附加的控制器卡的成本，并且冷却风扇100可被直接添加到现有的顾客或设计工程师硬件的总线上。冷却风扇242、244、246、248(参见图2)可相互连接，或与共同连接的印刷电路板(PCB)连接，以大大简化冷却方案设计和结构。并且，由于专有的PCA或控制器卡的成本是冷却风扇自身的成本的三倍，因此不再需要该专用的PCA或控制器卡的节省效果是十分明显的。在一个特定的实施例中，冷却风扇242、244、246、248可与例如IBM Specification 18P3640(October 2001)Type 5风扇兼容。
根据本发明的另一实施例，设置即使输入电压和/或电动机负载变化/改变也能够以恒定速度操作的冷却风扇100(参见图1)。如上所述，大多数常规的DC无刷冷却风扇随着施加的输入电压改变速度。随着输入电压增加，风扇速度增加并使用更多的电力。当输入电压降低时，风扇速度降低并提供更少的冷却。许多现有的应用具有可在24到74伏之间变化的电压范围。设计工程师负责在这些较宽的电压摆动中对维持系统恒定的冷却。一般地，设计工程师在系统中安装电压调节电源以保持施加到风扇上的电压恒定。但是，提供电压调节电源会对整个系统增加更大的复杂性并增加成本。
图3A和图3B示出用于根据本发明的实施例的冷却风扇的示意性电路图。在根据本发明的实施例中，微控制器120包括具有用于实时检测冷却风扇100的速度并且不管输入电压如何变化都维持其速度的指令的程序代码。参照图3A，线E1 312是电压(输入)线，而线E2314是电压返回(接地)。在本发明的优选实施例中，线322和324是Inter-IC(I2C)线：用于用I2C协议进行通信的作为数据线的线322和作为时钟线的324。一般地，在冷却风扇应用中，输入电压可为12伏、24伏或48伏。二极管D1和D2 332在系统内提供反极性保护。齐纳二极管(Zenor diode)D5 334提供电力降并将电压调节到例如12伏。包含5V调节器342以向微控制器120和速度传感器116(例如，霍尔传感器)提供调节的5伏电压。霍尔传感器116通过利用当穿过材料的电荷载体由于施加的磁场偏转时出现的霍尔效应，基于风扇电动机114的静子380的位置，向微控制器120提供数字信号。该偏转在横切磁场和电流方向的材料两边导致可测量的电位差。根据一个实施例，霍尔传感器116提供50％的占空因子信号，即，风扇的每转/循环两个脉冲。基于由霍尔传感器116提供的信号，微控制器120能够确定冷却风扇100的速度和进行维持恒定风扇速度所需要的任何调整。
参照图3B，微控制器120与两个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动器350、360连接。通过MOSFET驱动器350、360，微控制器120控制提供给风扇电动机114特别是MOSFET 372、374、376、378和静子380两端的电压的占空因子(接通时间vs.断开时间)。根据本发明的实施例，MOSFET 372、376的漏极与变化的输入电压(来自线E1 312)耦合。MOSFET 372的栅极与MOSFET驱动器350的高(H0)线(7)耦合。MOSFET 372的栅极还与MOSFET驱动器360的高(H0)线(7)耦合。各MOSFET驱动器350、360的从微控制器120输入的针2上的逻辑分别由不同的线，即线D和E控制。针2的状态与各MOSFET驱动器350、360的H0针相同，并且微控制器120交替这些信号，使得MOSFET 372、376不同时处于“高”状态。
MOSFET 372、376的源极分别与和MOSFET 374、378中的每一个的漏极耦合并与静子380耦合的节点耦合。MOSFET 374的栅极与MOSFET驱动器350的低输出(L0)线(5)耦合。MOSFET 378的栅极还与MOSFET驱动器360的低输出(L0)线(5)耦合。MOSFET374、378中的每一个的源极与基准电压或接地电压338耦合。在图3B所示的配置中，MOSFET 372、378同时处于“接通”，而MOSFET 374、376处于“断开”，并且，作为替代方案，当MOSFET 374、376为“接通”时，MOSFET 372、378为“断开”。
因此，当通过霍尔传感器116检测增加的速度时，微控制器120降低静子占空因子，以维持向电动机绕组传送相同的能量。以嵌入微控制器120的程序代码实现占空因子的改变。电阻器336为微控制器120提供锁定的转子检测信号。微控制器120通过监视在电阻器336上出现的电流的电压表示检测流过绕组的电流。如果该电压超过设定的微控制器120内部的设置阈值，那么输出脉冲被终止，并且锁定的转子条件被觉察。电容器C1和C2 338提供电压波纹过滤，并且用作附加的保护，以限制较高的开关电流在用户的系统中引起噪声。
图4A示出根据现有技术的电压和电流的波形。例如，冷却风扇的正常电压是48V DC。如果电压例如增加到60V DC，那么风扇作为对被MOSFET 372、374、376、378(参见图3)切换的更大的电压和能量的反应具有增加速度的物理倾向。顶部的波形组410代表静子380两端的电压，波形414代表48伏，波形412代表60伏。底部的波形组420代表流过静子380的电流，波形424代表48伏输入，波形422代表60伏输入。因此，在不采取任何附加的措施的情况下，增加的电压和电流导致向线圈传送附加的能量，这导致风扇旋转得更快。
根据本发明的实施例，冷却风扇100的微控制器120监视诸如霍尔传感器的速度传感器116以检测增加的速度，而不是如现有技术那样利用电压调节电源。作为替代方案，也可监视通过冷却风扇100的速度的增加产生的反电磁场(EMF)，以检测速度的增加。为了对增加的速度进行补偿，微控制器120包括具有当检测到速度增加时降低静子占空因子(即，接通时间VS.断开时间)以维持向电动机114传送的相同能量的指令的程序代码。优选地，通过利用脉冲宽度调制(PWM)控制风扇速度，即通过使用短脉冲驱动风扇电动机114(在改变电动机的速度的过程中脉冲改变-脉冲越长，则电动机旋转得越多，反之亦然)。
图4B示出根据本发明的实施例的电压波形和电流波形。与图3A中的波形412相比，顶部波形430代表电压(例如60V DC)的减少的静子占空因子(接通时间vs.断开时间)。与图3A中的波形424相比，底部波形440代表电流的减少的静子占空因子。因此，当电压和电流增加时，各“接通时间”减少以维持向电动机114传送相同的能量，并由此调节风扇速度。在本发明的一个实施例中，基于各种电压水平的静子占空因子的改变被预先编程到嵌入微控制器120中的程序代码中。
图4C示出根据本发明的实施例的维持冷却风扇的速度的微控制器的逻辑路径的流程图。与冷却风扇100要被维持的恒定速度对应设置401基准常数(被编程到微控制器120中)。微控制器120进入402用于其正常操作的主例程。嵌入在微控制器120中的程序代码确定是否产生403诸如霍尔传感器中断信号的速度传感器中断。如果没有产生这种中断，那么操作重新回到块402。如果产生了中断，那么捕获404自出现最后的中断信号经过的定时器值。确定405定时器值比代表希望的风扇速度的基准常数大还是小。如果定时器值比基准常数小，那么占空因子(诸如PWM占空因子)减少406一个时钟，定时器被重设407用于新的比较，并且操作重新回到块402。如果定时器值比基准常数大，那么占空因子(诸如PWM占空因子)增加408一个时钟，定时器被重设409用于新的比较，并且操作重新回到块402。如果定时器值等于基准常数，那么操作重新回到块402。
通过利用根据本发明的实施例的冷却风扇100，热设计工程师不再需要为了对由于系统电压的摆动导致的对冷却造成的负面影响进行补偿，在PCA、控制器卡中或在风扇托盘中设计和构建专用的电源或其它附加的电路。并且，专用的电源可很容易地消耗三倍于风扇自身成本的成本。根据本发明的实施例的冷却风扇100不管输入电压如何都可提供恒定的风扇速度，并且设计时间和成本大大降低。
图5示出根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面的画面实例。风扇控制器用户界面500优选是在诸如桌上型个人计算机(PC)或膝上型计算机的计算机系统上执行的软件程序。桌上型PC或膝上型计算机可通过例如使用因特网协议(IP)的因特网与网络连接并被远程访问。风扇控制器用户界面软件500使得热设计工程师能够迅速产生用于特定应用的冷却方案。风扇控制器用户界面软件500的典型应用是用于为电子系统设计新的机壳/外壳的冷却方案。
当设计用于新的机壳/外壳的冷却方案时，设计工程师不知道：(1)需要多少气流；(2)需要什么类型的报警；(3)在控制器卡电路上需要什么功能；和(4)随着系统温度升高系统应如何操作。通过利用根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面软件500，设计工程师可迅速安装根据本发明的实施例的冷却风扇100，并将这些风扇连接到执行风扇控制器用户界面软件500以确定用于特定的机壳/外壳的冷却方案规范的计算机系统(例如，桌上型PC或膝上型计算机)上。
冷却风扇100与电源连接，并然后与执行风扇控制器用户界面软件500的计算机系统连接。冷却风扇100可与风扇/计算机适配器连接，该风扇/计算机适配器将诸如I2C协议的由冷却风扇100利用的通信协议转换成诸如通用串行总线(USB)协议的计算机系统可识别的协议。风扇/计算机适配器然后插入例如计算机系统上的USB端口，使得计算机系统与冷却风扇100通信。
在将冷却风扇100组装到系统机壳/外壳中之后，设计工程师启动风扇控制器用户界面软件500。如图5的主屏幕500所示，设计工程师可改变连接的任意冷却风扇510、520、530、540的速度、设定基本的报警、监视连接的温度传感器和不断地更新所有冷却风扇510、520、530、540的数据(件号、速度、报警状态等)。在一个实施例中，温度传感器122可被加入微控制器120内。风扇控制器用户界面软件500模拟驻留在微控制器120中的程序代码以控制各冷却风扇510、520、530、540的行为。换句话说，风扇控制器用户界面软件500适于允许用户控制和操作各冷却风扇510、520、530、540的所有功能。因此，各冷却风扇510、520、530、540的所有功能可被热设计工程师用于设计故障检查和样机研究。
图5的主屏幕快照500表示用于四个冷却风扇510、520、530、540的基本信息，包含它们的件号、风扇标识、风扇速度和状态(例如，活动、停止等)。还提供用于两个温度传感器的基本信息，包含它们的传感器标识、件号和检测的温度。在屏幕上也可以提供给用户的其它信息。当风扇速度、每分钟转数(RPM)降到特定水平以下时，提供允许设定风扇510、520、530、540的基本速度以及启动例如基本报警的风扇控制登录窗口570。也可提供消息框580以通知用户在风扇控制器用户界面软件500的使用过程中出现的事件。系统内的多个冷却风扇的风扇速度可被稍微设为相互不同，以测试和消除可能出现的可导致不希望有的噪声的任何拍频。
图6示出根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面的高级功能的屏幕实例。在图6所示的高级功能屏幕610中，可设定和测试“如果...将会怎样”条件方案。例如，方案可被配置为对冷却风扇510、520、530、540中的一个什么时候出现故障设计适当的响应。高级功能屏幕610允许设计工程师很容易地实施这种方案和程序并测试适当的响应。例如，可设定和测试以下的逻辑条件：
如果FAN A速度比1500RPM低，那么将FAN B设为3500RPM，并且，
TRIP ALARM(解除报警)1。
风扇控制器用户界面软件500可被配置为使得命令处于类似直接语句的结构中，从而允许用户对以上的粗体下划线项操作来自菜单的项，以改变条件。以上的例子示出这样一种实例条件，即，当出现故障的一个冷却风扇(风扇A)旋转速度比1500RPM慢时，第二冷却风扇(风扇B)被调整为增加速度(增加到3500PRM)以对系统提供增加的冷却，然后，可被预先配置为警告用户在系统中存在问题(或者更具体地，警告风扇A出现故障)的报警1被解除。可以通过使用根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面软件500配置大量的其它条件方案。并且，也可通过使用类似的技术建立包含温度传感器的条件方案。因此，热设计工程师能够设定和测试各种不同的条件和程序，使得各风扇510、520、530、540的适当的行为相应地响应各条件。
图7示出根据本发明的实施例的冷却风扇的逻辑路径的流程图。图7示出在具有四个风扇即风扇A～D的系统中从风扇A的角度执行的故障检测过程。根据本发明的实施例，风扇A～D中的每一个与Inter-IC(I2C)总线并联连接。首先，风扇A向风扇B发送710状态请求。确定风扇A是否在预定的时间周期例如2秒内从风扇B接收到720响应。如果接收到响应，那么确定是否接收到730故障模式响应。如果未接收到故障模式响应，那么风扇A等待预定的时间周期例如5秒，然后，用风扇C重复740上述迭代。如果风扇A在预定的时间周期(例如，2秒)内没有从风扇B接收到响应，或者如果风扇A从风扇B接收到故障模式响应，那么假定风扇B出现了故障(或正在出现故障)，并且风扇A前进以基于通过使用风扇控制器用户界面软件500确定的冷却方案规范/操作参数和编程增加750其风扇速度，关于风扇B的故障的故障通知被风扇A传送760，并且风扇A等待预定的时间周期例如5秒，然后，用风扇C重复740上述迭代。一旦完成用风扇C的迭代，还关于风扇D执行迭代。
图8示出根据本发明的实施例确定使用冷却风扇的电子系统的冷却方案规范的流程图。至少一个冷却风扇被安装810在外壳内。对于至少一个冷却风扇设定820操作参数。基于设定的操作参数进行830外壳内的至少一个冷却风扇的操作。如果操作参数通过至少一个冷却风扇导致外壳内有足够的冷却，那么至少一个冷却风扇的操作参数被捕获840。
一旦用户对各风扇510、520、530、540的行为完成适当的配置并满意安装在机壳/外壳内的风扇510、520、530、540的功能，那么用户可“冷冻”设计并存储确定的冷却方案规范或操作参数(对于该特定的机壳/外壳，例如为各风扇的RPM设置、报警、条件、温度条件、条件行为(例如，用于对风扇故障、温度升高进行补偿)等)。冷却方案规范可被转发给冷却风扇制造商，并且遵从定制的冷却方案规范的特定的冷却风扇可被制造，该冷却方案规范包含在用风扇控制器用户界面软件500进行测试的过程中阐述的工程师所希望并且被提供给设计工程师的适当的编程，该设计工程师已经知道利用具有这些特性和编程逻辑的冷却风扇的冷却方案已被测试和证明。
通过利用根据本发明的实施例的风扇控制器用户界面软件500，热设计工程师通过以下方面在设计周期中节省大量的时间：不再需要设计和构建专用的PCA或控制器卡来控制冷却风扇510、520、530、540的速度和报警设置；和消除请求风扇样品、在系统中测试风扇、请求二次更高供电(second higher-powered)风扇样品、在系统中测试风扇等以确定适当的机壳/外壳用冷却方案的迭代。热设计工程师能够在不必经过迭代过程的情况下通过利用风扇控制器用户界面软件500平衡气流、噪声、冗余和温度响应。
图9示出根据本发明的实施例的模拟电流限制功能的仿真方法。在冷却风扇中，较小的电阻器可以以与电动机的电流串联的方式被添加以监视电动机的电流。虽然这种方法是有效的，但它具有三个缺点。第一，电阻器的物理尺寸可能较大，这会导致将电阻器配入有限尺寸的典型的风扇电动机套筒(hub)中的问题。第二，这种物理上较大的电阻器比标准电阻器贵得多，这增加电动机成本。第三，由较大的电阻器消耗的电力降低总体电动机效率。
在本发明的实施例中，微控制器软件或程序代码可模仿这种功能。可产生900识别大量的占空因子测量值和用于占空因子测量的相应的风扇速度的查找表。在本发明的替代性实施例中，查找表可包含大量的DC电压电平和相应的风扇速度。例如，查找表可包含2.5伏DC代表2000转每分钟的条目。在本发明的替代性实施例中，查找表可包含在微控制器上接收或感测的电阻和相应的风扇速度。例如，查找表可包含10000欧姆代表2000转每分钟的条目。在这种情况下，微控制器通过电阻提供电流，并产生DC电压。该表可在非易失性存储器中产生。例如，该表可包含以下条目。仍关于步骤900，作为例子，以下列出的DC_array(占空因子)表列包含与速度阵列表列中的101个条目对应的101个条目。
DC_array[101]＝{0，10，20，31，41，51，61，72，82，92，102，113，123，133，143，154，164，174，
       184，195，205，215，225，236，246，256，266，276，287，297，307，317，328，338，348，358，369，379，389，
       399，410，420，430，440，451，461，471，481，492，502，512，522，532，543，553，563，573，584，594，604，
       614，625，635，645，655，666，676，686，696，707，717，727，737，748，758，768，778，788，799，809，819，
       829，840，850，860，870，881，891，901，911，922，932，942，952，963，973，983，993，1004，1014，1024}；
Speed_array[101]＝{7500，7177，6881，6608，6356，6122，5906，5703，5515，5338，5172，5017，
       4870，4732，4601，4478，4360，4249，4144，4043，3947，3856，3769，3686，3606，3529，3456，3386，3319，
       3254，3191，3132，3074，3018，2964，2913，2863，2814，2768，2722，2679，2636，2595，2555，2517，2479，
       2443，2408，2373，2340，2308，2276，2246，2216，2187，2158，2131，2104，2078，2052，2027，2003，1979，
       1956，1933，1911，1889，1868，1847，1827，1807，1788，1769，1750，1732，1714，16，1680，1663，1647，
       1630，1615，1599，1584，1569，1554，1540，1526，1512，1499，1485，1472，1459，1446，1434，1420，1410，
       1398，1386，1375，1364]；
在上表中，DC_array值可代表被传送给冷却风扇的脉冲宽度调制的信号的占空因子。在本发明的实施例中，脉冲宽度调制的信号的占空因子可通过利用串联电阻器和并联电阻器被集成，并被转换成DC电压。在本发明的实施例中，DC电压被输入到微控制器模数转换器中，并被转换成数字值。在本发明的实施例中，DC电压被输入到微控制器外面的模数转换器中，并被转换成数字值。在以上的实施例中，数字值即DC_array值可在1和1024之间，这可由10位表示。
Speed_array值是与DC_array值相关或对应的速度目标。作为例子，speed_array值的表或阵列中的最大速度可以是7500转每分钟(RPM)。根据上表，这与微控制器1020的模数(AD)针上的零电压(数字值0)读数对应。根据上表，speed_array的最大速度是1364RPM，它与微控制器1020的AD针上的5伏读数(数字值1024)对应。在以上解释的实施例中，微控制器中的A/D转换器是10位值。
图10示出根据本发明的实施例的包含模拟电流仿真功能的冷却风扇。非易失性存储器1042可在物理上位于微控制器1020中。作为替代方案，非易失性存储器1042可在物理上位于冷却风扇1000中。
微控制器1020可测量905被发送以驱动风扇的信号的占空因子。如上所述，它可以是被输入到微控制器1020上的A/D针中的脉冲宽度调制的风扇信号。
微控制器1020可从速度传感器1026接收910速度测量值。速度传感器1026可以是霍尔传感器或反电动势传感器。速度传感器1026可在磁学上感测风扇的速度，并可向微控制器1020传送数字或模拟信号。
微控制器1020可基于步骤905中的测量的占空因子(或基于在步骤905中测量的占空因子)从查找表检索915相应的风扇速度。换句话说，微控制器1020可包含软件或程序代码，以利用测量或捕获的占空因子并从非易失性存储器1042检索相应或期望的风扇速度。如上面解释的那样，微控制器1020捕获或测量DC_array值并从查找表检索相应或期望的速度阵列值。作为例子，微控制器1020可捕获占空因子或DC_array值82并然后检索相应或期望的speed_array值(速度值)5515。
微控制器1020可将相应的风扇速度与从速度传感器1026接收的风扇速度相比较920。换句话说，微控制器1020确定实际的风扇速度是否与所希望或期望的风扇速度对应。
如果测量的风扇速度比相应或期望的风扇速度的预定分数小，那么这指示什么操作不正常(即，到达电动机1014的电流太高)。响应比预定分数小的测量的风扇速度，微控制器1020可然后减小925对于电动机1014的驱动信号的占空因子。在本发明的实施例中，如果测量的风扇速度小于相应或期望的风扇速度的2/3，那么微控制器1020可减小驱动信号的占空因子。为了确定电动机的电流太高的原因，微控制器1020还可请求捕获和记录冷却风扇中的测量点上的读数。
作为例子，正常的风扇电动机被设计为以10000RPM运行。由于冷却风扇1000中的故障或阻碍，即使提供给冷却风扇的电流是足以正常地以10000RPM运行正常的风扇电动机的电流，每分钟的转数也会减小到6000RPM。6000RPM可被速度传感器1026测量。由于计算机系统1040或顾客正在传送指示电动机1014和风扇1012以10000rpm旋转的脉冲宽度调制信号，因此，测量的风扇速度和相应或期望的风扇速度之间的比较导致测量的风扇速度小于预定的分数，在这种情况下小于2/3。作为例子，微控制器1020可以相应的比率、例如顾客或计算机传送的占空因子的2/3减少驱动信号的占空因子。减少的占空因子减小了电动机1014的电流汲取，以防止电动机1014汲取太多的电流并损坏电动机内的部件。
在本发明的实施例中，微控制器1020可周期性地尝试测试故障是否已得到解决，例如风扇1012的障碍是否已被去除。微控制器1020可尝试使占空因子轻微增加预定数量的RPM，例如，使驱动信号的占空因子增加与100RPM对应的值。在占空因子增加后，速度传感器测量或捕获电动机1014的速度。如果电动机1014的速度不增加，那么微控制器1020将占空因子减小预定数量的RPM，并再次等待预定的时间。作为例子，预定的时间可以是100毫秒。如果电动机的速度增加期望的预定的数量的RPM、例如100RPM，那么微控制器1020增加占空因子以将电动机速度增加到正常的操作速度、例如10000RPM。
在本发明的第二实施例中，电动机/冷却风扇的正常操作速度可以为诸如10000RPM的速度。速度传感器可测量电动机速度已减小到6000RPM。微控制器1020可关闭电动机1014的驱动信号，即电动机被完全关闭。微控制器1020等待预定的时间量，例如3秒，并传送驱动信号以重新启动冷却风扇1000。驱动信号包含导致电动机开始以10000RPM操作的占空因子。电动机1014要花费一定时间才能将其操作速度增加到1000RPM操作速度。在该时间后，如果电动机不以速度传感器1026测量的1000RPM旋转，那么电动机的驱动信号不被传送，例如被切断。该过程继续，直到故障被校正，例如障碍被清除。一旦故障被校正，电动机1014就以全速操作。
图11示出根据本发明的实施例的利用权重因子预测冷却风扇的寿命的方法。在冷却风扇的操作过程中，可通过利用温度传感器1044监视1100温度，例如，可捕获温度测量值。在本发明的实施例中，温度传感器1044可在微控制器1020的内部。在本发明的实施例中，温度传感器可在微控制器1020的外部。在特定的操作条件下，温度被连续监视。在其它的操作条件下，温度可在计算机系统1040或电子装置通电时被周期性地监视，诸如每15分钟监视一次。
监视或测量的温度可被分析以确定1105测量的温度是否在例如预定温度的+/-5度的预定温度窗口或范围内。根据冷却风扇1000的操作环境，窗口温度或范围可以为+/-5度、+/-1度、+/-15度或+/-10度。例如，位于诸如机场广告牌或汽车修理厂的外部环境中的计算机可能受到更极端的温度变化，因此，温度范围可能比办公室内的计算机系统经受的温度范围大。
如果测量的温度在预定的温度窗口内，那么总的转数计数或总转数(Revtotal)可增加1135设定的转数值。作为例子，设定的转数值可以为1转。作为例子，设定的转数值可以是1000转、10000转或50000转。在特定操作条件下，设定的转数值可基于在温度监视周期内出现的实际转数。例如，如果温度每十五分钟被监视一次并且在十五分钟内正常出现的实际转数是150000转，那么设定的转数值可以为150000转。
在设定的转数被加到总的转数计数或总转数(Revtotal)上后，将Revtotal与冷却风扇的推荐的转数寿命(例如，Revlife)或冷却风扇的里程转数目标相比较1140。例如，如果设定的转数是15K，Revtotal是2000000转，并且Revlife是2000200转，那么，由于总的转数现在为大于推荐的转数寿命2000200转的2015000，因此超过冷却风扇的推荐的寿命。里程转数目标可以是制造商或系统积分器视为重要的冷却风扇100的寿命中的转数点。例如，它可以比推荐的转数寿命值或推荐的转数寿命值的50％、70％或90％小100K。在这些操作条件下，一旦冷却风扇1000达到限定的转数里程，就会出现特定的动作。
如果总的转数或总转数(Revtotal)比推荐的寿命或里程目标大，那么产生1145消息。在特定操作条件下，消息被传送给计算机系统。在其它操作条件下，消息被存储在冷却风扇1000中的非易失性存储器中。作为例子，当消息被传送时，如果Revtotal比冷却风扇的推荐的寿命大，那么消息可产生并被传送给计算机系统1040以指示冷却风扇1000经过其推荐的寿命并且应被立即更换。在本发明的实施例中，这还可导致对冷却风扇1000启动的关闭操作。
如果Revtotal比转数里程目标大，那么可产生标识冷却风扇1000已例如经过其寿命的70％或离开推荐的寿命转数100000转的消息，并且，为了使计算机系统的停机时间或劣化最小化，应定购或获得新的冷却风扇1000。可以利用任何里程目标，包括作为冷却风扇1000的推荐的转数寿命的70％的里程目标。在特定操作条件下，产生的消息可被存储在非易失性存储器中用于后面的分析，或者，在其它的操作条件下可被传送到外部系统(或计算装置)。
在特定操作条件下，里程转数目标可被建立在推荐的转数寿命的70％或90％上。系统可被设为一旦冷却风扇的总的转数(总转数计数)达到风扇的推荐的转数寿命的70％、风扇的推荐的转数寿命的90％和风扇的推荐的转数寿命就产生消息。在70％上，消息可以是指示冷却风扇接近其寿命终点的消息。在90％上，消息可以更加急迫，并可指示系统操作员为冷却风扇1000出现故障做准备。在冷却风扇的推荐的转数寿命上，系统1040可接收冷却风扇1000已超过其寿命并且应被立即更换的消息。
如果总的转数计数或总转数比推荐的转数寿命或里程转数目标中的一个大，那么温度的监视、例如步骤1100继续出现。
图11还示出温度在正常的操作范围外时的操作条件。在本发明的实施例中，如果温度不在预定的窗口或范围内，那么权重因子可被改变1110。权重因子是为了对温度升高进行补偿与转数相乘的因子。换句话说，以100000转在30℃下运行的风扇经受与以80000转在45℃下运行的风扇相同的磨耗和磨损，并且权重因子对其进行补偿。高温导致风扇不象低温那样有效地操作。
示例性的权重因子表和相关的温度表被列于下面。在本发明的本实施例中，冷却风扇的标准操作温度是25℃。该表示出权重因子随着温度在冷却风扇中增加而增加。
  温度   权重因子
  25℃   1
  35℃   1.5
  45℃   2.7
  55℃   4.3
  65℃   6.4
  70℃   10
在本发明的本实施例中，设定的转数乘以1115基于温度的权重因子，以对更高或更低的操作温度进行补偿。如上所述，设定的转数可代表在监视周期中出现的转数。例如，如果权重因子是1.25并且设定的转数是1000，那么加权的总转数是1250转。作为例子，如果温度是55℃，那么权重因子是4.3，并且加权的总转数是4300。
加权的总转数被加1125到总的转数(Revtotal)上，以产生温度调整的总转数。例如，如果总转数是1000000并且加权的总转数是500000(等于权重因子5×100000转)，那么尽管实际的总风扇转数仅是1100000，而新的总转数则是1500000。
将新的总转数、例如温度调整的转数与冷却风扇的推荐的寿命转数或里程转数目标相比较1140。如果温度调整的转数大于冷却风扇1000的里程转数目标和/或推荐的寿命转数，那么由计算机系统产生1145指示已经过了里程转数目标或推荐的寿命转数的消息。如果温度调整的转数小于冷却风扇的里程目标或推荐的寿命转数，那么冷却风扇的温度在指定的监视周期后被重新监视(步骤1100)。
在特定操作条件下，在将温度调整的转数与冷却风扇的推荐的寿命转数或里程目标转数相比后才计算权重因子。这一点由图11的附图标记1130示出。在本例子中，用于与转数计数相乘的加权因子不是最近测量的温度；相反，它是以前测量的温度。由于过去的温度可能已导致冷却风扇1000的操作的劣化，因此可以在权重因子是要反映冷却风扇的过去的温度值的情况下利用这一点。在本发明的本实施例中，不是如步骤1110中那样在确定监视的温度是否在预定的窗口内之后立即根据监视的温度改变权重因子。
下表示出图11的流程图的三个增量。例如30分钟的各监视周期由10000转(每30分钟出现10K转)表示。第一旋转的温度是25度，该温度是标准操作温度。因此，该温度在第一预定温度窗口内。由于总转数计数为零，因此总转数计数现在等于10000。冷却风扇的推荐的转数寿命是1000000转，因此，没有消息产生。在随后的监视周期中，风扇的温度被测量为35度。如果范围为+/-5度，那么由于预定的窗口在范围外面+5度，因此温度不再在预定的窗口内。参考权重因子表，对于35度检索到1.5的因子。设定的转数例如10K乘以权重因子以产生加权的转数15K。15K转数加到以前的总转数上，这导致新的总转数25K。新的总转数仍比推荐的寿命转数低，并且没有消息产生。
在随后的监视周期中，风扇的温度被测量为45度。由于该温度在预定的温度范围外面，因此参考权重因子表，并且对于45度检索到2.7的因子。设定的转数乘以权重因子以产生加权的转数27K。加权的转数加到新的总转数例如25K上，并且新的总转数是42K。它也不比风扇的推荐的寿命转数低大，因此没有消息产生。重要的是，注意虽然只出现了冷却风扇的30K的实际转数，但对冷却风扇记录温度调整的42K转数，以更精确地反映冷却风扇什么时候会出现故障。
  增量   实际转数   温度   权重因子   加权的转数   新的总转数
  1   10000   25   1.0   10000   10000
  2   10000   35   1.5   15000   25000
  3   10000   45   2.7   27000   42000
  30000   42000
图12示出根据本发明的实施例的用于分析冷却风扇中的关注的操作点或测量点的流程图。图14A和图14B示出根据本发明的实施例的示例性冷却风扇的关注的操作点。下表标识冷却风扇的关注的操作点。
  参考数字/标识数字   测量项目
  I   风扇电流
  II   风扇输入电压
  III   微控制器温度测量
  322(IV)   速度控制输入
  324(V)   转速计报警状态
  VI   微控制器输入电压
  VII   MOSFET输入电压
参照图12，关注的操作点(或测量点)在冷却风扇1000中被监视1200。在本发明的实施例中，微控制器1020可接收与关注的操作点对应的输入。对于模拟输入，可通过利用电阻分压器电路中的高阻值电阻器将模拟信号分成用于微控制器的安全电平，在微控制器1020上接收模拟输入。在本发明的实施例中，模拟信号通过微控制器1020被接收，并通过微控制器1020内的模/数转换器(ADC)被转换成数字信号。可周期性地进行监视。作为例子，可每1微秒、每秒、或每30秒进行一次监视。
关注的操作点或测量点上的读数可被捕获并然后被存储1205在冷却风扇中的存储器中。如图10所示，存储器1042可以是诸如快速存储器或EEPROM的非易失性存储器。在本发明的实施例中，非易失性存储器1042可以在微控制器1020的内部。在本发明的实施例中，非易失性存储器1044可以在微控制器的外部但仍在冷却风扇1000的内部。
在本发明的实施例中，捕获的关注的操作点(测量点)上的读数可被传送1210给冷却风扇1000外面的接收器。如图10所示，冷却风扇1000中的微控制器1020可通过利用已知的通信协议通过接口1030将关注的操作点上的测量值传送给计算机系统1040。
在本发明的实施例中，对于某一时间周期，捕获的关注的操作点或测量点上的读数可保持在冷却风扇1000的非易失性存储器1042中。非易失性存储器1042可足够大以容纳关注的操作点或测量点的设定数量的读数。例如，如果在各测量周期中取七个测量值，例如上表中列出的七个测量值，那么非易失性存储器1042可足以存储这七个测量值的20次重复。在其它的操作条件下，非易失性存储器1042可对最后一小时的冷却风扇操作记录关注的操作点或测量点上的读数。通过存储对于各测量点的多组捕获的测量值，非易失性存储器1042可被用作可被查找以确定冷却风扇1000中的故障原因的装置，这例如类似于飞机中的黑匣子。
在本发明的实施例中，可周期性地从非易失性存储器读取或检索1210捕获的关注的操作点上的读数。在本发明的实施例中，捕获的测量点上的读数可被传送给外部设备或计算机系统。捕获的操作点或测量点上的读数可每当测量值被存储在非易失性存储器1042中时被读取，或者测量值可在规定的时帧上被读取，例如诸如每30分钟读取一次。测量值可通过利用系统1040的通信协议并通过利用接口1030被读取。测量值也可通过在冷却风扇上产生外部设备可利用以读取或检索捕获的读数的单独的输入被读取。外部设备可通过利用串行通信与冷却风扇1000通信。
分析1215捕获的关注的操作点/测量点上的读数，以帮助确定冷却风扇的故障的原因。作为例子，如果冷却风扇1000出现故障，那么存储的、传送的、或读取的读数被分析以识别什么引起了故障。作为例子，关注的操作点可包含风扇电流、风扇输入电压、速度读数测量值和MOSFET栅极电压。如果风扇输入电压在例如正常的电压的百分之+45的正常水平外面，那么数据可指示输入电压导致了冷却风扇的故障以及提供风扇输入电压的装置可能正在发生故障。
在本发明的实施例中，系统1040的操作员可在从冷却风扇传送或从冷却风扇检索测量值后观察关注的操作点上的测量值。在本发明的实施例中，计算机系统可自动分析关注的操作点上的测量值，并可产生错误消息或识别冷却风扇的故障的可能原因的消息。
图13示出根据本发明的实施例的为了保持冷却风扇不出现故障测量冷却风扇中的关注点的方法。如上面关于图12讨论的那样，监视1300诸如冷却风扇输入电压、冷却风扇电流、微控制器输入电压等的关注点。如果从关注的操作点接收不可接受的测量值，那么该方法防止冷却风扇出现故障。
在本发明的实施例中，捕获的关注点或测量点上的读数可被传送1310给用于存储的非易失性RAM或易失性RAM。例如，输入电流测量值和微控制器输入电压可被传送给用于存储的非易失性RAM。
冷却风扇1000可在非易失性RAM 1024中存储冷却风扇关注点上的测量值的预定的阈值。非易失性RAM 1024可位于微控制器1020内或微控制器1020外。捕获的关注点或测量点上的读数与预定的阈值相比较1320，以确定捕获的读数是超过还是小于预定的阈值。例如，微控制器的输入电压可具有4.6伏的下限阈值和5.6伏的上限阈值。如果冷却风扇的测量的输入电压是5.9伏，那么测量的输入电压超过预定的阈值。
如果捕获的冷却风扇关注点或测量点上的读数高于预定的阈值中的一个，那么可对冷却风扇启动1330关闭操作或修改操作。关闭操作可通过禁用微控制器的输出关闭冷却风扇的操作。冷却风扇的修改操作可导致从微控制器1020传送给电动机1014的驱动信号的占空因子增加或减少。
作为例子，可监视1)冷却风扇的输入电压、2)风扇速度、3)MOSFET驱动电压和4)微控制器的输入电压。在特定操作条件下，风扇速度可被确定为大于风扇速度预定阈值，例如，风扇旋转得太快。修改操作可通过微控制器1020被启动，以减小电动机1014的驱动信号的占空因子。在特定操作条件下，微控制器1020的输入电压可能太高，并且可能比微控制器输入电压预定阈值高。由于较高的微控制器输入电压可会导致对微控制器1020造成损害，因此可启动关闭操作以关闭冷却风扇1000的操作。
如果捕获的关注点或测量点中的一个上的读数高于预定的阈值，那么已出现错误条件、修改操作被启动或冷却风扇1000被关闭的错误消息或消息可被传送1340给计算机系统。在一些情况下，该信息可被传送给记录文件。在其它的操作条件下，错误消息或消息可作为对话框出现在当前执行的应用的图形用户界面中。
在图9和图13中说明的方法可被合并在一起。换句话说，在图9的步骤920中，某一读数(占空因子值、DC电压、电阻)的相应的风扇速度可与从速度传感器接收的风扇速度相比较。除了减小驱动信号的占空因子(或其它值)，如果测量的风扇速度小于相应的风扇速度的预定的分数，那么可产生识别风扇没有正确地操作的错误消息。在特定操作条件下，该错误消息可被存储在冷却风扇中的存储器中。在其它的操作条件下，该错误消息可被传送给与冷却风扇耦合的计算机系统。
虽然以上说明提到本发明的特定实施例，但可以理解，可以在不背离其精神的条件下提出许多变更方式。所附的权利要求意图在于覆盖落在本发明的真实范围和精神内的这些变更方式。因此目前公开的实施例无论从哪个方面看都应被视为是解释性而不是限制性的，本发明的范围由所附的权利要求而不是上述说明指示，并且在权利要求的等同物的意思和范围内的所有变化因此应被包含于其中。

Claims (9)

1.一种控制风扇组件的电动机速度的方法，包括：
在微控制器上接收占空因子值；
从速度传感器接收测量的风扇速度；
基于占空因子值确定期望的风扇速度；
将测量的风扇速度与期望的风扇速度相比较；和
如果测量的风扇速度比期望的风扇速度的预定分数小，则减小电动机驱动信号的占空因子。
2.根据权利要求1的方法，其中，在微控制器上接收测量的风扇速度。
3.根据权利要求1的方法，其中，从查找表检索期望的风扇速度，该期望的风扇速度与查找表中的占空因子值对应。
4.根据权利要求1的方法，还包括：
等待预定的时间量；和
将电动机驱动信号的占空因子增加到试验占空因子以确定驱动风扇组件的电动机是否正以希望的操作条件操作。
5.根据权利要求4的方法，还包括：
计算与试验占空因子对应的第二占空因子值；
从速度传感器接收第二测量的速度；
从与第二占空因子对应的查找表检索第二期望的风扇速度；和
将第二测量的速度与第二期望的风扇速度相比较。
6.根据权利要求5的方法，还包括：如果第二测量的速度不在第二期望的风扇速度的范围内，则减小电动机驱动信号的占空因子。
7.根据权利要求5的方法，还包括：如果第二测量的速度在第二期望的风扇速度的范围内，则将电动机驱动信号的占空因子增加到全操作值。
8.根据权利要求1的方法，还包括：如果测量的风扇速度比期望的风扇速度的第二预定分数小，则停止电动机驱动信号的传送。
9.根据权利要求8的方法，还包括：等待预定的时间量并在预定的时间量后传送电动机驱动信号。
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