CN102168681A - Cpu风扇转速控制系统及方法 - Google Patents

Cpu风扇转速控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种CPU风扇转速控制系统及方法，该方法包括步骤：通过温度感测器获取系统环境温度；将风扇转速调整为第一转速，并获取在第一转速下CPU的第一工作温度；计算在第一转速下CPU的第一优化温度；将风扇转速调整为第二转速，并获取在第二转速下CPU的第二工作温度；计算在第二转速下CPU的第二优化温度；根据第一优化温度和第二优化温度计算温度差值；判断温度差值是否小于预设的温度参数；当温度差值小于温度参数时，将CPU风扇的转速控制在最优化转速范围内。实施本发明，能够平衡电子装置系统的散热效果与风扇噪音，从而优化系统散热效果以及降低风扇噪音。

Description

CPU风扇转速控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电子装置散热系统及方法，特别是关于一种CPU风扇转速控制系统及方法。
背景技术
在一般计算机(例如PC/Server)系统内常常因环境温度的改变，而需要去调整风扇转速(Duty cycle)来改善散热效果。但是，往往因为风扇转速的拉高，其散热效果并没有得到有效地提升。例如当风扇转速为100％时，反而产生了过大的噪音，从而超出了既定的噪音规范。虽然将风扇的转速提高能改善CPU温度，但是，当duty cycle＞80％时，CPU温度改善的幅度与风扇的转速不成线性关系，其没有转速为20％至80％时明显，也即虽然风扇转速提高，却达不到应有的系统散热效果，并且增加了风扇噪音。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种CPU风扇转速控制系统，能够将CPU风扇控制在此最优化转速范围内工作，从而达到平衡系统散热效果与风扇噪音之目的。
此外，还有必要提供一种CPU风扇转速控制方法，能够将CPU风扇控制在此最优化转速范围内工作，从而达到平衡系统散热效果与风扇噪音之目的。
一种CPU风扇转速控制系统，安装并运行于电子装置中，该电子装置包括CPU风扇、CPU以及温度感测器。所述CPU风扇转速控制系统包括：参数设置模块，用于设置CPU风扇的初始转速、转速调整步长以及温度参数；转速调节模块，根据初始转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第一转速，以及根据第一转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第二转速；温度获取模块，用于通过温度感测器获取系统环境温度，通过温度感测器获取在第一转速下CPU的第一工作温度，以及获取在第二转速下CPU的第二工作温度；温度计算模块，用于根据第一工作温度和系统环境温度计算在第一转速下CPU的第一优化温度，根据第二工作温度和系统环境温度计算在第二转速下CPU的第二优化温度，以及根据第一优化温度和第二优化温度计算出一个温度差值；以及转速控制模块，用于当温度差值小于预设的温度参数时，根据第一转速与第二转速获取CPU风扇的最优化转速范围，并将CPU风扇的转速控制在该最优化转速范围内。
一种CPU风扇转速控制方法，该方法包括如下步骤：设置CPU风扇的初始转速、转速调整步长以及温度参数；通过温度感测器获取系统环境温度；根据初始转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第一转速，并获取在第一转速下CPU的第一工作温度；根据第一工作温度和系统环境温度计算在第一转速下CPU的第一优化温度；根据第一转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第二转速，并获取在第二转速下CPU的第二工作温度；根据第二工作温度和系统环境温度计算在第二转速下CPU的第二优化温度；根据第一优化温度和第二优化温度计算出一个温度差值；判断温度差值是否小于预设的温度参数；以及当温度差值小于温度参数时，根据第一转速与第二转速获取CPU风扇的最优化转速范围，并将CPU风扇的转速控制在该最优化转速范围内。
相较于现有技术，本发明所述的CPU风扇转速控制系统及方法，能够使CPU风扇在此最优化转速范围内工作，从而平衡系统散热效果与风扇噪音，达到最佳化的系统散热效果以及将风扇噪音减少到最低。
附图说明
图1是本发明CPU风扇转速控制系统较佳实施例的架构示意图。
图2是本发明CPU风扇转速控制方法较佳实施例的流程图。
图3是CPU在不同风扇转速下的CPU温度以及风扇噪音之间的关系曲线图。
主要元件符号说明
  CPU风扇  1
  CPU  2
  电子装置  3
  温度感测器  31
  转速控制单元  32
  参数设置模块  320
  转速调节模块  321
  温度获取模块  322
  温度计算模块  323
  转速控制模块  324
具体实施方式
如图1所示，是本发明CPU风扇转速控制系统32较佳实施例的架构示意图。在本实施例中，该CPU(Central Processing Unit，中央处理器)风扇转速控制系统32运行于电子装置3中。所述之电子装置3可以为桌上型电子计算机(PC)、笔记本电脑(Notebook)、服务器(Server)及其它电子计算装置。该电子装置3包括CPU风扇1、CPU 2以及温度传感器(Thermal Sensor)31。所述之CPU风扇1一般安装于CPU 2上，其为CPU 2工作时提供系统散热。该CPU风扇转速控制系统32藉由温度传感器31分别与CPU风扇1及CPU 2相连接。所述之温度传感器31用于感测系统环境温度及CPU 2之工作温度。本实施例中，温度传感器31安装于CPU风扇1中。其它实施例中，温度传感器3可以直接安装于CPU风扇1上。其它实施例中，温度感测器3可以直接安装在电子装置主机板上。所述的CPU风扇转速控制系统32包括参数设置模块320、转速调节模块321、温度获取模块322、温度计算模块323以及转速控制模块324。
参数设置模块320用于设置CPU风扇1的初始转速N0、转速调整步长W、温度参数C以及计数变量A，并将计数变量A初始化为0。本实施例中，参数设置模组320可以将初始转速N0设置为风扇最大转速占空比(Duty Cycle＝100％)的30％，例如N0＝30％，将转速调整步长W设置为每次将CPU风扇1的转速调整5％，例如W＝5％，将温度参数C设置为2摄氏度，例如C＝2℃。其他实施例中，初始转速N0、转速调整步长W以及温度参数C均可根据实际需要进行设置，例如初始转速设置N0为20％或40％等，设置转速调整步长W为2％或10％等，设置温度参数C为1℃或5℃等。
转速调节模块321用于根据初始转速N0和转速调整步长W将CPU风扇1的转速调整为第一转速N1，例如N1＝N0+A×W，以及根据第一转速N1和转速调整步长W将CPU风扇1的转速调整为第二转速N2，例如N2＝N1+W。
温度获取模块322用于通过温度感测器31获取系统环境温度TA，例如当室内温度为30℃时，温度感测器31感测到系统环境温度TA＝30℃，并将该系统环境温度传送给温度获取模块322。温度获取模块322还用于通过温度感测器31获取CPU 2在CPU风扇1不同转速下的工作温度。例如，温度获取模块322通过温度感测器31获取在CPU风扇1的第一转速N1下CPU 2的第一工作温度TN1，以及通过温度感测器31获取在CPU风扇1的第二转速N2下CPU 2的第二工作温度TN2。
温度计算模块323用于根据第一工作温度TN1和系统环境温度TA计算CPU 2在第一转速N1下的第一优化温度dT1，例如dT1＝TN1-TA，以及根据第二工作温度TN2和系统环境温度TA计算CPU 2在第二转速N2下的第二优化温度dT2，亦即dT2＝TN2-TA。温度计算模块323还用于根据第一优化温度dT1和第二优化温度dT2计算出一个温度差值ΔT，亦即ΔT＝dT1-dT2。
转速控制模块324用于判断温度差值ΔT是否小于预设的温度参数C，例如ΔT是否小于2℃。当ΔT大于等于温度参数C时，转速控制模块324将计数变量作A＝A+1运算；当ΔT小于温度参数C，转速控制模块324根据第一转速N1与第二转速N2获取最优化转速范围N，并将CPU风扇1的转速控制在该最优化转速范围N内。本实施例中，N＝[N1，N2]，其表示CPU风扇1的最优化转速范围介于第一转速N1与第二转速N2之间，例如N＝[80％，85％]。当CPU风扇1在此最优化转速范围内工作时，电子装置系统能够达到最佳化的散热效果，且能将风扇噪音减少到最低。
如图2所示，是本发明CPU风扇转速控制方法较佳实施例的流程图。本实施例中，通过图1中的CPU风扇转速控制系统32来说明该CPU风扇转速控制方法，其具体方法流程参见如下描述。
步骤S20，通过参数设置模组320设置CPU风扇1的初始转速N0、转速调整步长W、温度参数C以及计数变量A，并将计数变量A初始化为0。本实施例中，参数设置模组320可以将初始转速N0设置为风扇最大转速占空比的30％，例如N0＝30％，将转速调整步长W设置为每次将CPU风扇1的转速调整5％，例如W＝5％，将温度参数C设置为2摄氏度，例如C＝2℃。其他实施例中，初始转速N0、转速调整步长W以及温度参数C均可根据实际需要进行设置，例如初始转速设置N0为20％或40％等，设置转速调整步长W为2％或10％等，设置温度参数C为1℃或5℃等。
步骤S21，温度获取模块322通过温度感测器(Thermal Sensor)31获取系统环境温度TA。例如当室内温度为30℃时，温度感测器31感测到系统环境温度TA＝30℃，并将该系统环境温度传送给温度获取模块322。
步骤S22，转速调节模块321根据初始转速N0和转速调整步长W将CPU风扇1的转速调整为第一转速N1，亦即N1＝N0+A×W。
步骤S23，温度获取模块322通过温度感测器31获取在CPU风扇1第一转速N1下CPU 2的第一工作温度TN1，温度计算模块323根据该第一工作温度TN1和系统环境温度TA计算出CPU 2在第一转速N1下的第一优化温度dT1，亦即dT1＝TN1-TA。
步骤S24，转速调节模块321根据第一转速N1和转速调整步长W将CPU风扇1的转速调整为第二转速N2，亦即N2＝N1+W。
步骤S25，温度获取模块322通过温度感测器31获取在CPU风扇1第二转速N2下CPU 2的第二工作温度TN2，温度计算模块323根据该第二工作温度TN2和系统环境温度TA计算CPU 2在第二转速N2下的第二优化温度dT2，亦即dT2＝TN2-TA。
步骤S26，温度计算模块323根据第一优化温度dT1和第二优化温度dT2计算出一个温度差值ΔT，亦即ΔT＝dT1-dT2。
步骤S27，转速控制模块324判断温度差值ΔT是否小于预设的温度参数C，例如ΔT是否小于2℃。
若ΔT大于等于温度参数C，进入步骤S28，转速控制模块324将计数变量作A＝A+1运算，流程转向步骤S22。若ΔT小于温度参数C，进入步骤S29，转速控制模块324根据第一转速N1与第二转速N2获取最优化转速范围N，亦即N＝[N1，N2]，其表示CPU风扇1的最优化转速范围介于第一转速N1与第二转速N2之间，例如N＝[80％，85％]，而后，转速控制模块324将CPU风扇1的转速控制在该最优化转速范围N内。CPU风扇1在此最优化转速范围内工作能够平衡系统散热效果与风扇噪音，从而达到最佳化的散热效果，而且能够将风扇噪音减少到最低。
如图3所示，是CPU 2在不同风扇转速下的CPU温度以及风扇噪音之间的关系曲线图。图3可知，风扇噪音(Noise)与CPU风扇1的转速成线性关系，亦即，当风扇转速增加时，风扇噪音随着风扇转速正比例增加。然而，风扇转速与CPU温度并没有成线性关系，例如，当风扇转速大于转速占空比的80％时，CPU温度增加的幅度与风扇转速不成线性关系，其没有在风扇转速为转速占空比的20％至80％时明显。本实施例中，当风扇转速等于转速占空比的80％时，CPU风扇噪音为52db，而CPU温度为65℃。当风扇转速为转速占空比的100％时，风扇噪音为60db，而CPU温度为66.5℃左右。因此，当风扇转速超过转速占空比的80％时，系统散热效果基本没有得到改善，例如改善温度仅有66.5℃-65℃＝1.5℃，然而风扇噪音则可减少8db。因此，通过本发明CPU风扇转速控制系统及方法能够将CPU风扇1的转速控制在最优化转速范围内，从而达到平衡系统散热效果与风扇噪音之目的。

Claims (10)

1.一种CPU风扇转速控制系统，安装并运行于电子装置中，该电子装置包括CPU风扇、CPU以及温度感测器，其特征在于，所述的CPU风扇转速控制系统包括：
参数设置模块，用于设置CPU风扇的初始转速、转速调整步长以及温度参数；
转速调节模块，根据初始转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第一转速，以及根据第一转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第二转速；
温度获取模块，用于通过温度感测器获取系统环境温度，通过温度感测器获取在第一转速下CPU的第一工作温度，以及获取在第二转速下CPU的第二工作温度；
温度计算模块，用于根据第一工作温度和系统环境温度计算在第一转速下CPU的第一优化温度，根据第二工作温度和系统环境温度计算在第二转速下CPU的第二优化温度，以及根据第一优化温度和第二优化温度计算出一个温度差值；以及
转速控制模块，用于当温度差值小于预设的温度参数时，根据第一转速与第二转速获取CPU风扇的最优化转速范围，并将CPU风扇的转速控制在该最优化转速范围内。
2.如权利要求1所述的CPU风扇转速控制系统，其特征在于，所述的参数设置模块还用于设置一个计数变量，并初始化该计数变量为0。
3.如权利要求2所述的CPU风扇转速控制系统，其特征在于，所述的转速控制模块还用于判断温度差值是否小于预设的温度参数，当温度差值大于等于温度参数时，将计数变量增加1。
4.如权利要求1所述的CPU风扇转速控制系统，其特征在于，所述的温度感测器用于感测系统环境温度以及当CPU风扇在不同转速下的CPU工作温度。
5.如权利要求1所述的CPU风扇转速控制系统，其特征在于，所述的CPU风扇的最优化转速范围介于第一转速与第二转速之间。
6.一种CPU风扇转速控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(a)设置CPU风扇的初始转速、转速调整步长以及温度参数；
(b)通过温度感测器获取系统环境温度；
(c)根据初始转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第一转速，并获取在第一转速下CPU的第一工作温度；
(d)根据第一工作温度和系统环境温度计算在第一转速下CPU的第一优化温度；
(e)根据第一转速和转速调整步长将CPU风扇转速调整为第二转速，并获取在第二转速下CPU的第二工作温度；
(f)根据第二工作温度和系统环境温度计算在第二转速下CPU的第二优化温度；
(g)根据第一优化温度和第二优化温度计算出一个温度差值；
(h)判断温度差值是否小于预设的温度参数；以及
(i)当温度差值小于温度参数时，根据第一转速与第二转速获取CPU风扇的最优化转速范围，并将CPU风扇的转速控制在最优化转速范围内。
7.如权利要求6所述的CPU风扇转速控制方法，其特征在于，该方法还包括步骤：设置一个计数变量，并初始化该计数变量为0。
8.如权利要求7所述的CPU风扇转速控制方法，其特征在于，该方法还包括步骤：当温度差值大于等于温度参数时，将计数变量增加1，并将第二转速作为CPU风扇的初始转速，流程转向步骤(c)。
9.如权利要求6所述的CPU风扇转速控制方法，其特征在于，所述的系统环境温度、CPU的第一工作温度和第二工作温度是通过温度感测器获得。
10.如权利要求6所述的CPU风扇转速控制方法，其特征在于，所述的CPU风扇的最优化转速范围介于第一转速与第二转速之间。
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