CN101813950B - 一种控制设备散热的装置和具有该装置的设备 - Google Patents

一种控制设备散热的装置和具有该装置的设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种控制设备散热的装置和具有该装置的设备，其中装置用于对一设备进行散热的控制，所述设备中包括有至少一发热部件，所述装置包括：环境温度传感单元，用于获取所述设备内部空间的环境温度；部件温度测量单元，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；温度控制单元，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制。本发明的实施例具有以下有益效果，可以根据不同环境温度选择不同温度控制曲线，既能满足高温时系统散热需求，又能满足室温时系统噪音需求；可以避免因环境温度变化时风扇转速变化太大而导致噪音波动。

Description

一种控制设备散热的装置和具有该装置的设备
技术领域
本发明涉及设备散热技术，特别是指一种控制设备散热的装置和具有该装置的设备。
背景技术
目前的电子设备，特别是计算机通用的温控方案是，如图1所示，超级输入输出接口(Super I/O)读取CPU温度，和基本输入输出系统(BIOS)中存放的温控参数对比，然后输出相应的占空比作为控制参数到CPU风扇和系统风扇，控制CPU风扇和系统风扇运行相应转速。
现有技术在控制各个风扇过程中，采用线性温控方案，如图2所示，其中，CPU温度是与过热保护温度之间的差值(Tdts)，通常是负值，当CPU温度低于某一温度时，设置CPU风扇和系统风扇保持最低转速运行；当CPU温度高于某一温度时，设置CPU风扇和系统风扇全速或以一定转速运行；当CPU温度位于最低和最高温度之间时，CPU风扇和系统风扇以一定的斜率随CPU温度线性增减。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：由于设备系统散热测试需要的温度(例如高温35度)与噪音测试的温度(例如室温23度)之间存在差异，高低温度分别对应了不同的温度控制曲线，而且设备所采用的机箱其体积和布局可能不同，由于这种体积和布局的差异，导致了空气环流过程中散发热量的效率不同，而目前的温控方案通常是仅仅根据一条温度控制曲线进行控制且由于无法监控设备所处的环境温度，因此不能同时满足各种温度条件下的温度控制和噪音要求。
发明内容
本发明实施例提供一种控制设备散热的装置和具有该装置的设备，用于实现根据设备所处的环境温度的不同，选择对应的不同温度控制曲线控制发热部件的局部温度，使设备能够在各种外部环境温度下平稳运行的目的。
本发明实施例一种控制设备散热的装置，用于对一设备进行散热的控制，所述设备中包括有至少一发热部件，装置包括：环境温度传感单元，用于获取所述设备内部空间的环境温度；部件温度测量单元，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；滞环单元，用于设定一迟滞温度，所述迟滞温度具体为介于两条不同的所述温度控制曲线之间的温度值；当变化后的外界的环境温度落入所述迟滞温度的区间时，通知一温度控制单元选择当前正在运行的所述温度控制曲线；温度控制单元，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制。
所述装置还包括：温度调节单元，用于根据所述控制参数对所述发热部件和/或整个设备进行温度的调节。
所述的装置中，所述温度调节单元具体为CPU风扇，用于对作为所述发热部件的CPU进行降温；和/或，系统风扇，用于对整个机箱空间进行降温；所述温度控制单元具体为超级输入输出接口。
所述的装置中，所述温度控制单元还包括：温度控制曲线编辑单元，用于存放、修改所述温度控制曲线，且所述温度控制曲线至少为两条。
所述的装置中，所述环境温度传感单元置于所述设备的进风口处。
一种安装有控制设备散热的装置的设备，所述设备中包括有至少一发热部件，至少包括：环境温度传感单元，用于获取所述设备内部空间的环境温度；部件温度测量单元，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；滞环单元，用于设定一迟滞温度，所述迟滞温度具体为介于两条不同的温度控制曲线之间的温度值；当变化后的外界的环境温度落入所述迟滞温度时，温度控制单元选择当前正在运行的所述温度控制曲线；温度控制单元，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制；温度调节单元，用于根据所述控制参数对所述发热部件和/或整个设备进行温度的调节。
所述设备是计算机；所述温度调节单元具体为：CPU风扇，用于对CPU进行降温；和/或，系统风扇，用于对整个机箱空间进行降温。
所述的设备，所述温度控制单元具体为超级输入输出接口。
本发明的实施例具有以下有益效果，可以根据不同环境温度选择不同温度控制曲线，既能满足高温时系统散热需求，又能满足室温时系统噪音需求；可以避免因环境温度变化时风扇转速变化太大而导致噪音波动。
附图说明
图1为现有计算机散热装置示意图；
图2为现有计算机散热装置实现的温度控制曲线示意图；
图3为本发明实施例控制设备散热装置结构示意图；
图4为本发明实施例控制参数示意图；
图5为本发明实施例计算机中控制设备散热装置结构示意图；
图6为本发明实施例实现的温度控制曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术特征和实施效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。本发明提供的实施例中，增加一个环境温度传感单元109(例如环境温度传感器)，根据该环境温度传感单元109检测到的环境温度的不同，温度调节单元运行于不同的温度控制曲线。
本发明实施例提供一种控制设备散热的装置，用于对一设备进行散热的控制，所述设备中包括有至少一发热部件，如图3所示，所述装置包括：
环境温度传感单元109，用于获取所述设备内部空间的环境温度；
部件温度测量单元110，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；
温度控制单元111，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制。发送所述控制参数给一温度调节单元。
其中，如图4所示，控制参数通常包括：
符合PWM信号规范的占空比(Duty Cycle)，0％≤t/T≤100％
以及，
频率f＝1/T，为21KHz≤1/T≤28KHz
信号低电平0V≤V1≤0.4V
信号高电平2.8V≤Vh≤5.25V
温度调节单元，用于对设备中的部件，或者整个设备进行降温。如果是计算机，则温度调节单元可以是内置的不同风扇。
实现本实施例的技术，对不同类型的设备，根据该设备处于的环境温度，选择不同的温度控制曲线进行控制，而且由于存在多条温度控制曲线，随着环境温度的变化，选择不同的温度控制曲线，由于该温度控制曲线来自于先验的实验室数据，因此能够更为符合实际的工作场景，满足对于CPU温度的控制需求，因此能够同时满足不同条件下对温度控制和噪音要求。
装置还包括：温度调节单元，用于根据来自温度控制单元111的控制参数对所述发热部件和/或整个设备进行温度的调节。
本实施例将所述控制设备散热的装置应用于计算机，如图5所示，则增加一个环境温度传感器501作为环境温度传感单元109；承载单元采用主板；温度控制单元111具体为超级输入输出接口(Super I/O)103。其中各个单元部件的标号可以参考图1和图2。
环境温度传感器501用一传感器电缆(Sensor Cable)连接到位于主板的一环境温度接口(Sensor Header)，Sensor Header的另一端连接到超级输入输出接口103的相应的pin。环境温度传感器501固定于计算机机箱前面板进风口处，以侦测计算机所处的工作环境中的环境温度。
基本输入输出系统(BIOS)104，用于存放描述各条温度控制曲线的数据。
超级输入输出接口103，用于每间隔预定时间间隔(例如几秒)读取一次环境温度传感单元109检测到的环境温度的值，根据环境温度，从基本输入输出系统104中获取不同温度控制曲线的数据，并确定CPU风扇102和系统风扇101应该执行的具体的温度控制曲线，然后再根据CPU温度确定CPU风扇102和系统风扇101具体转速值。
在计算机中，温度调节单元具体为：
CPU风扇(CPU Fan)102，用于对CPU进行降温；还可以包括：
系统风扇(System Fan)101，用于对计算机的整个机箱进行降温。
本实施例中，计算机的超级输入输出接口103读取环境温度传感器501测出的环境温度，根据环境温度确定CPU风扇102和系统风扇101应该执行的具体温度控制曲线，然后再根据CPU温度确定CPU风扇102和系统风扇101具体转速值，该转速值由占空比表示；既能满足高温时散热需求，又能满足室温时噪音需求。
如图6所示，本实施例中采用的多条温度控制曲线，具体为三条，由上到下分别是：第一温度控制曲线601、第二温度控制曲线602和第三温度控制曲线603。其中，CPU温度是与过热保护温度之间的差值Tdts，通常是负值，例如如果所述过热保护温度为90℃，则30℃-90℃＝-60℃为横坐标的第一个CPU温度。
每一条温度控制曲线均在当CPU温度低于某一温度时，设置CPU风扇和系统风扇保持最低转速运行；当CPU温度高于某一温度时，设置CPU风扇和系统风扇全速或以一定转速运行；当CPU温度位于最低和最高温度之间时，CPU风扇和系统风扇以一定的斜率随CPU温度线性增减。
且图6中，第一温度控制曲线601是当所述环境温度传感单元109检测到的环境温度不超过26℃时的曲线(含端点26℃)。
第二温度控制曲线602是当所述环境温度传感单元109检测到的环境温度介于27℃到31℃之间时的曲线(含端点)。
第三温度控制曲线603是当所述环境温度传感单元109检测到的环境温度超过32℃时的曲线(含端点32℃)。
还可以包括原有的一些单元模块：
高电平接口107，用于为各个单元模块提供工作电压。
接地106，用于为各个单元模块提供参考电压。
实现本实施例中的技术，对于同样的CPU温度，当环境温度较高时，CPU风扇102和系统风扇101转速也较高，这样可以满足环境温度较高时的散热需求；当环境温度较低时，CPU风扇102和系统风扇101转速也较低，这样可以满足室温下的噪音需求；而且，设置环境温度不同时的各条温度控制曲线平行，这样可以避免因环境温度变化时风扇转速变化太大，造成噪音波动。
本实施例中，进一步增加滞环功能，一滞环单元，用于设定一迟滞温度，所述迟滞温度具体为介于两条不同的温度控制曲线之间的温度值；当外界的环境温度发生变化为所述迟滞温度时，所述温度控制单元111选择当前的温度控制曲线。即，在所述温度控制单元111根据输入的环境温度选择对应的温度控制曲线的过程中，调节选择不同的温度控制曲线的模式，迟滞计算机在不同的温度控制曲线之间的平移。
例如，如果引入滞环单元，则图6中的各个端点的温度需要进行修正：
第一温度控制曲线601是当所述环境温度传感单元109检测到的环境温度不超过26℃时的曲线(含端点)。
第二温度控制曲线602是当所述环境温度传感单元109检测到的环境温度介于28℃到31℃之间时的曲线(含端点)。
第三温度控制曲线603是当所述环境温度传感单元109检测到的环境温度超过33℃时的曲线(含端点)。
则，设置迟滞温度中的第一迟滞温度为第一温度控制曲线601与第二温度控制曲线602之间的27℃；第二迟滞温度为第二温度控制曲线602与第三温度控制曲线603之间的32℃。由上述描述可知，迟滞温度的具体数值与各个温度控制曲线之间的具体为1℃，可以理解为幅度1℃，如果幅度2℃，则也应当遵循以上策略。
如果当前计算机处于第一温度控制曲线601的模式下运行，并且当前外界温度已经改变为27℃，虽然该27℃不对应任何一条温度控制曲线，但在增加了滞环单元的情形下，温度控制单元111仍会选择使得计算机处于第一温度控制曲线601的模式下运行。
同样，如果当前计算机处于第二温度控制曲线602的模式下运行，并且当前外界温度以及改变为27℃，虽然该27℃不对应任何一条温度控制曲线，但在增加了滞环单元的情形下，温度控制单元111仍会选择使得计算机处于第二温度控制曲线602的模式下运行。
在其他不同温度控制曲线之间进行选择时，例如以32℃作为第二温度控制曲线602与第三温度控制曲线603之间的迟滞温度，仍遵循上述规律。
本实施例使得计算机在不同温度控制曲线之间进行过渡时，其过渡更为平滑稳定，满足对于CPU温度的控制需求的同时，能够满足不同条件下对温度控制和噪音要求。
一种安装有控制设备散热的装置的设备，仍如图5所示，所述设备中包括有至少一发热部件，至少包括：
环境温度传感单元109，用于获取所述设备内部空间的环境温度；
部件温度测量单元110，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；
温度控制单元111，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制。发送所述控制参数给一温度调节单元；
温度调节单元，用于根据所述控制参数对所述发热部件和/或整个设备进行温度的调节。所述温度调节单元具体为：
CPU风扇102，用于对CPU进行降温；和/或，系统风扇101，用于对整个机箱空间进行降温。
设备还包括：滞环单元，用于设定一迟滞温度，所述迟滞温度具体为介于两条不同的温度控制曲线之间的温度值；当变化后的外界的环境温度落入所述迟滞温度时，所述温度控制单元111选择当前正在运行的所述温度控制曲线。即，在温度控制单元111根据输入的环境温度选择对应的温度控制曲线的过程中，调节选择不同的温度控制曲线的模式，迟滞计算机在不同的温度控制曲线之间的平移。
承载单元，用于承载所述温度控制单元111。
温度控制单元111还可以包括：温度控制曲线编辑单元，用于修改所述温度控制曲线，且所述温度控制曲线至少为两条。
本发明的实施例具有以下有益效果，可以根据不同环境温度选择不同温度控制曲线，既能满足高温时系统散热需求，又能满足室温时系统噪音需求；可以避免因环境温度变化时风扇转速变化太大而导致噪音波动。
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，所有的参数取值可以根据实际情况调整，且在该权利保护范围内。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 (8)

1.一种控制设备散热的装置，用于对一设备进行散热的控制，所述设备中包括有至少一发热部件，所述装置包括：
环境温度传感单元，用于获取所述设备内部空间的环境温度；
部件温度测量单元，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；
滞环单元，用于设定一迟滞温度，所述迟滞温度具体为介于两条不同的所述温度控制曲线之间的温度值；当变化后的外界的环境温度落入所述迟滞温度的区间时，通知一温度控制单元选择当前正在运行的所述温度控制曲线；
温度控制单元，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
温度调节单元，用于根据所述控制参数对所述发热部件和/或整个设备进行温度的调节。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温度调节单元具体为
CPU风扇，用于对作为所述发热部件的CPU进行降温；和/或，
系统风扇，用于对整个机箱空间进行降温；
所述温度控制单元具体为超级输入输出接口。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括：
温度控制曲线编辑单元，用于存放、修改所述温度控制曲线，且所述温度控制曲线至少为两条。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环境温度传感单元置于所述设备的进风口处。
6.一种安装有控制设备散热的装置的设备，所述设备中包括有至少一发热部件，其特征在于，至少包括：
环境温度传感单元，用于获取所述设备内部空间的环境温度；
部件温度测量单元，用于获取所述至少一发热部件中一个发热部件的局部温度；
滞环单元，用于设定一迟滞温度，所述迟滞温度具体为介于两条不同的温度控制曲线之间的温度值；当变化后的外界的环境温度落入所述迟滞温度时，温度控制单元选择当前正在运行的所述温度控制曲线；
温度控制单元，用于根据所述环境温度选择对应的温度控制曲线，并根据所述局部温度及所述温度控制曲线获得控制参数，所述控制参数用来对所述设备的温度进行控制；
温度调节单元，用于根据所述控制参数对所述发热部件和/或整个设备进行温度的调节。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备是计算机；
所述温度调节单元具体为：
CPU风扇，用于对CPU进行降温；和/或，系统风扇，用于对整个机箱空间进行降温。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述温度控制单元具体为超级输入输出接口。
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