CN102176173B - 转速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转速控制方法及装置，其中，上述方法包括：将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；获取当前的外界温度；在外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速。采用本发明提供的上述技术方案，可以解决相关技术中转动装置(例如风扇)的转速的切换温度点处易导致装置转速来回切换，导致相关硬件温度不断发生变化，从而缩短转动装置及相关硬件的使用寿命，降低系统的可靠性等问题，进而达到相关硬件温度稳定，延长转动装置及相关硬件的使用寿命，提高系统的可靠性效果。

Description

转速控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电子通信领域，具体而言，涉及一种转速控制方法及装置。

背景技术

目前，在一些电子设备中，常常根据实际温度来调节一些装置的转速，以达到降温或升温的目的，例如对于发热量较大的电子设备往往需要通过风扇进行强迫风冷散热，一般情况下，随环境的变化需要通过风扇的调速在散热、噪声、功耗之间取得平衡。鉴于此，产生了一些针对风扇转速进行控制的方法。目前已有的方法主要有两种，一种是目标温度调速，一种是无重叠多段调速。但是这两种的方法都有其缺陷。目标温度调速会导致在温度较高时风扇转速仍未提高或者在较低温度就达到最大转速，从而降低调速对温度的灵敏度，无法达到调速的最佳效果。而无重叠多段调速，虽然可以解决目标温度调速方法温度变化不够灵活的问题，但在转速切换的温度点处会导致风扇转速来回切换，进而使芯片温度不断发生变化，从而缩短风扇及芯片的使用寿命，降低系统的可靠性，针对相关技术中上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中，转动装置(例如风扇)的转速的切换温度点处易导致装置转速来回切换，导致相关硬件温度不断发生变化，从而缩短转动装置及相关硬件的使用寿命，降低系统的可靠性等问题，本发明提供一种转速控制方法及装置，以解决上述问题至少之一。

根据本发明的一个方面，提供一种转速控制方法，包括：将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；获取当前的外界温度；在外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速。

根据本发明的另一个方面，还提供一种转速控制装置，包括：划分模块，用于将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；获取模块，用于获取当前的外界温度；控制模块，与划分模块和获取模块相连，用于在外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速。

本发明通过在每两个相邻温度区间设置温度重叠范围，解决了相关技术中转动装置(例如风扇)的转速的切换温度点处易导致装置转速来回切换，导致相关硬件温度不断发生变化，从而缩短转动装置及相关硬件的使用寿命，降低系统的可靠性等问题，进而达到了相关硬件温度稳定，延长转动装置及相关硬件的使用寿命，提高系统的可靠性效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的转速控制方法流程图；

图2为根据本发明实例一中的回差多段调速原理示意图；

图3为根据本发明实例一中的目标温度调速原理示意图；

图4为根据本发明实例一中的无重叠多段调速原理示意图；

图5为根据本发明实例二的转速控制方法流程示意图；

图6为根据本发明实施例的转速控制装置结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为根据本发明实施例的转速控制方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S102，将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；

步骤S104，获取当前的外界温度；

步骤S106，在外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速。

上述实施例通过在每两个相邻温度区间设置温度重叠范围，解决了相关技术中转动装置(例如风扇)的转速的切换温度点处易导致装置转速来回切换，导致相关硬件温度不断发生变化，从而缩短转动装置及相关硬件的使用寿命，降低系统的可靠性等问题，进而达到了相关硬件温度稳定，延长转动装置及相关硬件的使用寿命，提高系统的可靠性效果。

优选地，在获取当前的外界温度之后，还可以包括以下处理：

(1)、在外界温度小于当前转速对应的温度区间的最小值时，将转速调整为当前转速的低一级转速；

(2)、在外界温度大于当前转速对应的温度区间的最大值时，将转速调整为当前转速的高一级转速。

优选地，步骤S104中所述获取当前的外界温度可以包括：每隔预定时间段获取当前的外界温度。

在优选实施过程中，对于首次获取的外界温度，如何确定转速，通常包括但不限于以下之一的方法：

(1)、当首次获取的外界温度落入一个温度重叠范围时，则将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中最高温度区间对应的转速。例如在利用风扇降温的系统中，这样可以更好地保证被散热硬件的稳定性和使用寿命。

(2)、当首次获取的外界温度落入一个温度重叠范围时，则将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中任一温度区间对应的转速。例如，在获取的外界温度落入一个温度重叠范围，温度重叠范围对应多个温度区间，而且对于温度或转速要求不高时，可以应用此方法。

优选地，以上所述温度重叠范围可以通过以下方式实现：相邻两个温度区间中，一个温度区间的最大值大于另一个温度区间的最小值。

为了更好地理解上述实施例，以下结合具体实例及相关附图进行详细说明。

实例一

本实例针对已有风扇转速控制方法的缺陷，提供一种风扇转速控制方法，旨在消除这些现有方法的缺陷。在保证设备安全散热以及设备噪声最小化的条件下，进一步提高系统的可靠性。

本实例中采用的技术方案的原理可以参见图2，为描述方便，在此定义图2所示原理为回差多段调速。具体实现方案如下：

设定一定温度区间对应的转速。每个温度范围对应的最小值和最大值分别为Tax和Tbx(x＝1，2，…，n；n为温度划分的段数)，Tax～Tbx范围对应的转速为Nx。与现有调速方法不同的是，划分温度区间时，对温度进行重复划分，称之为回差，即Tb(x-1)＞Tax；而无重叠多段调速的分割为Tb(x-1)＝Tax。

由于温度区间有了回差，则一个温度可能对应多个转速。此时，判断此温度应归属于哪个区间。判断方法：若上次转速对应温度区间为x-2段即Ta(x-2)～Tb(x-2)，对应转速N(x-2)，则当温度上升到Tb(x-2)时，则温度区间变为x-1段，对应转速N(x-1)，同时将处于x-1段的转速变化温度点记录下来作为下一次判断的依据。即此时温度在Ta(x-1)～Tb(x-1)之间变化，x-1段与其他区间重叠部分此时被认为属于x-1段，而不认为是其它段。这样，当温度继续上升到Tbx时，则温度区间变为x段，对应转速Nx，依此类推。若当前温度区间为x段，则当温度下降到Tax时，区间变为x-1段，转速对应变为N(x-1)，依此类推。

需要注意的是，以上所述仅考虑了工作过程中调速的依据，在实际应用过程中，若初始温度状态(即首次获取的外界温度)就落入重叠区间，则可先将其设置在包含此温度的任意一个温度区间，然后再按照上述方法进行调整。

本实例中，可以设置转速差值ΔNx＝Nx-N(x-1)，每段的转速差值可能不一样。因为在不同的温度下，转速的升温或降温效果是不一样的。通常在温度较低时，较小的转速变化就能产生较大的温度变化；而温度较高时，转速变化产生的温度变化则相对较小。

本实例中，可以设置温度回差Δx＝Tax-Tb(x-1)(x＝1，2，…，n；n为温度划分的段数)，通常设定Δ＝Δ1＝Δ2＝…＝Δn。回差Δ与转速差值ΔNx以及系统的环境及应用有关。所以设定回差Δ可首先根据制定的转速力度，可以根据实际需要通过实验的方法来确定Δ的值，此处不予赘述。

每次检测温度的时间间隔Δt。时间间隔Δt与转速差值ΔNx以及系统的环境及应用有关。反映的是提高或降低一档转速后温度达到稳定所用的时间，可以根据实际需要通过实验的方法来确定Δt的值。

温度区间的段数可根据系统需求来设定，同时与转速的精度有关。若要求对系统温度精度控制比较精确，则可将段数划分的细些，但要考虑转速误差带来的影响；若对系统温度精度控制比较粗略，则可简单的分为4档、5档等。

为更好地理解上述实例，可以将上述方法用公式表示如下，

设当前工作区间为Ta(x-1)～Tb(x-1)，Tx为当前检测温度，则

$\mathrm{Nx}=\left\{\begin{array}{cc}N(x-1)& \mathrm{when}:\mathrm{Ta}(x-1)\≤T_x\≤\mathrm{Tb}(x-1)\\ N(x-1)+\mathrm{\ΔNx}& \mathrm{when}:T_x\≥\mathrm{Tb}(x-1)\\ N(x-1)-\mathrm{\ΔN}(x-1)& \mathrm{when}:T_x\≤\mathrm{Ta}(x-1)\end{array}\right.$

本实例与相关技术相比具有如下优点：

目标温度调速方法如图3所示，其调速原理如下所述。首先设定转速初始值及每次转速的变化值ΔN；然后每经过时间间隔Δt检测一次，若温度落在Tmin～Tmax之间则转速不变，若温度高于Tmax则转速提高ΔNx，若温度低于Tmin则转速降低ΔNx；再经过Δt时间继续按此原则增加或降低转速，直至风扇最高转速或最低转速。由于只设置一个温度范围，此时系统要到Tmax时转速才会提高，所以温度变化不够灵活；若将Tmax设置为比较低的温度值，则系统又很容易就达到全速，从而达不到理想降噪的效果。此方法由于对温度变化不是很敏感，适合应用于温度变化较小的环境，比如室外的环境箱中。由于室外环境箱中温度变化较小，所以很难设置无重叠多段调速的切换温度点。此时也可使用回差多段调速，只要设定合适的回差就可使用到此环境。

与上述目标温度调速相比，本实例使用多段调速，大大增加温度调节的灵活性，可避免在温度较高时风扇转速仍未提高或者在较低温度就达到最大转速，从而无法达到调速的最佳效果。

无重叠多段调速方法如图4所示。与本实例所述回差多段调速区别在于温度区间无重叠(但须包含整个温度区间)。即此时温度回差Δx＝Tax-Tb(x-1)＝0(x＝1，2，…，n；n为温度划分的段数)。

与上述无重叠多段调速技术相比较，本实例引入回差机制，从而避免了无重叠多段调速在温度落在两个温度区间交界附近时导致的风扇转速来回切换的问题，进而也使芯片温度更加稳定；从而提高系统的可靠性。

实例二

本实例可基于实例一所述技术原理实现，相关步骤的原理可参见实例一中的描述，本实例中不再赘述。如图5所示，本实例中所述风扇转速控制方法包括：

步骤S502，设定多个带回差的温度区间，并定义每个温度区间对应的转速。具体实现原理可参见实例中相关描述，此处不再赘述。

步骤S504，读取系统温度。

步骤S506，确定读取的系统温度落入哪个温度区间并记录确定的温度区间。

步骤S508，再次读取外界温度。

步骤S510，判断S508中读取的外界温度是否落入步骤S506中记录的温度区间内，如果是，转步骤S512；如果否，转步骤S514或S516。

步骤S512，风扇转速及与之对应的温度区间不变，转步骤S506。

步骤S514，确定步骤S508中读取的外界温度大于步骤S506中记录的温度区间的最大值，并将风扇转速提高一级，温度区间增加一级，转步骤S506。

步骤S516，确定步骤S508中读取的外界温度小于步骤S506中记录的温度区间的最小值，并将风扇转速降低一级，温度区间降低一级，转步骤S506。

实例三

本实例提供一种可应用于通讯机房的通讯设备风扇转速控制方法。上述通信设备内部由主控板、风扇控制板和若干其他单板组成，风扇转速控制在风扇控制板上完成。由于对温度没有比较精确的要求，所以将风扇转速分为4个温度区间，即分为4档。如表1所示。

表1温度区间与风扇转速的对应关系

温度区间	38℃以下	34℃～46℃	42℃～50℃	46℃以上
					风扇转速	1200RPM	1500RPM	2100RPM	3000RPM

下面是风扇控制板风扇调速的设定条件：

系统最低转速控制在1200RPM，最高转速为3000RPM。

转速差值从低温到高温分别为300RPM，600RPM，900RPM。

回差Δ＝4℃(为试验结果，每次转速变化引起的温度差不超过4℃)

每次运行调速功能间隔大约为3分钟(试验结果，在风扇每次调速完3分钟内，系统温度已经稳定)。

以下介绍风扇控制板上的工作流程：

步骤1，风扇控制板上电以后，默认为全速运转。

步骤2，系统正常启动后，CPU通过板上温度传感器读取温度，并根据温度所落区间确定转速。若温度落在重叠的部分，为了首先保证芯片正常工作，选择包含此温度的较大转速的区间。

比如系统检测到温度为40℃(此温度同时落在区间34℃～46℃和42℃～50℃内)，则转速选择2100RPM并记录此时在区间42℃～50℃。

步骤3，经过大约3分钟，CPU重新读取温度传感器温度。此时根据上次记录的区间以及本次读取的温度来确定转速。

由于记录上次的区间为42℃～50℃，若区间仍在42℃～50℃之间，则转速不变；若读取的温度超过50℃，则转速提高到3000RPM；若低于42℃，则转速下降到1500RPM。

步骤4，重复步骤3。系统运行几分钟之后，基本会稳定在某个区间。此时CPU仍然按照上述原则对温度进行检测，一旦由于某种因素导致温度落在此区间外，则系统就会自动调节转速以使芯片工作在一个合理的温度范围。

图6为根据本发明实施例的转速控制装置结构框图。如图6所示，该装置包括：

划分模块60，用于将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；此处温度重叠范围可以通过以下方式实现：相邻两个温度区间中，一个温度区间的最大值大于另一个温度区间的最小值。

获取模块62，用于获取当前的外界温度；

控制模块64，与划分模块60和获取模块62相连，用于在外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速。

优选地，上述控制模块64，还用于在外界温度小于当前转速对应的温度区间的最小值时，将转速调整为当前转速的低一级转速；在外界温度大于当前转速对应的温度区间的最大值时，将转速调整为当前转速的高一级转速。

优选地，上述获取模块62，还用于每隔预定时间段获取当前的外界温度。

优选地，上述控制模块64，还用于当首次获取的外界温度落入一个温度重叠范围时，将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中最高温度区间对应的转速。

优选地，上述控制模块64，还用于当首次获取的外界温度落入一个温度重叠范围时，将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中任一温度区间对应的转速。

需要注意的是，上述装置中的各模块相关结合的优选工作方式具体可以上述方法实施例的描述，此处不再赘述。

综上所述，上述实施例通过在每两个相邻温度区间设置温度重叠范围，解决了相关技术中转动装置(例如风扇)的转速的切换温度点处易导致装置转速来回切换，导致相关硬件温度不断发生变化，从而缩短转动装置及相关硬件的使用寿命，降低系统的可靠性等问题，进而达到了相关硬件温度稳定，延长转动装置及相关硬件的使用寿命，提高系统的可靠性效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种转速控制方法，其特征在于，包括：

将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；

获取当前的外界温度；

在所述外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速；

其中，在获取当前的外界温度之后，还包括：

在所述外界温度小于当前转速对应的温度区间的最小值时，将转速调整为当前转速的低一级转速；

在所述外界温度大于当前转速对应的温度区间的最大值时，将转速调整为当前转速的高一级转速；

当首次获取的外界温度落入一个所述温度重叠范围时，则将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中任一温度区间对应的转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前的外界温度包括：

每隔预定时间段获取当前的外界温度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当首次获取的外界温度落入一个所述温度重叠范围时，则将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中最高温度区间对应的转速。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述温度重叠范围通过以下方式实现：

相邻两个温度区间中，一个温度区间的最大值大于另一个温度区间的最小值。

5.一种转速控制装置，其特征在于，包括：

划分模块，用于将预设温度范围依次划分为多个温度区间，其中，每个温度区间对应一个转速，且每两个相邻温度区间有温度重叠范围；

获取模块，用于获取当前的外界温度；

控制模块，与所述划分模块和所述获取模块相连，用于在所述外界温度落入当前转速对应的温度区间时，维持当前转速；其中，所述控制模块，还用于在所述外界温度小于当前转速对应的温度区间的最小值时，将转速调整为当前转速的低一级转速；在所述外界温度大于当前转速对应的温度区间的最大值时，将转速调整为当前转速的高一级转速；当首次获取的外界温度落入一个所述温度重叠范围时，将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中任一温度区间对应的转速。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于每隔预定时间段获取当前的外界温度。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述控制模块，还用于当首次获取的外界温度落入一个所述温度重叠范围时，将转速调整为该温度重叠范围所属的多个温度区间中最高温度区间对应的转速。