CN103032357B - 风扇转速控制方法、控制电路及电子装置 - Google Patents

风扇转速控制方法、控制电路及电子装置 Download PDF

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Abstract

一种风扇转速控制方法、控制电路及电子装置，其中此方法提供一温度对转速的相对关系的多段函数曲线。多段函数曲线由一斜率值为零的第一稳态函数线段、一斜率值为零的第二稳态函数线段和N个设于第一稳态函数线段和第二稳态函数线段之间的函数线段所构成，N为一正整数。第i+1个函数线段的第i+1个斜率值大于第i个函数线段的第i个斜率值，且i为1至N的其中一个正整数。借此，包含电子装置的控制电路可利用处理器温度，对应此多段函数曲线来动态地控制风扇的转速。

Description

风扇转速控制方法、控制电路及电子装置
【技术领域】
本发明是关于一种控制电路，特别是一种提供一多段函数曲线，以控制风扇转速的方法、控制电路及电子装置。
【背景技术】
随着处理器工作频率越来越高，其耗电量及其自身的发热温度亦不断升高，导致主机温度亦越来越高。一般来说，当处理器表面温度达到60℃时，就必须随时注意处理器温度的变化，以避免处理器温度上升过快。为了降低处理器温度，通常是采用风扇来对处理器进行散热，并且风扇的转速上升的速率正比于处理器温度上升的速率。
由于处理器温度与处理器的运算量成正比的，因此当运算量突然大增时，会使得处理器温度也会突然快速上升。当风扇的转速在短时间内从预设转速值上升到最大转速值时，风扇运转所产生的噪音分贝数上升，及风扇噪音的快速变化，皆造成使用者的困扰。
【发明内容】
鉴于以上的问题，本发明在于提供一种用以控制风扇转速的方法、控制电路及电子装置，借以解决现有电子装置因处理器温度快速上升，使得散热用的风扇的转速跟随处理器温度上升的速率上升，造成噪音分贝数上升的问题。
本发明所揭示的风扇转速控制方法，用以动态控制一风扇对一处理器进行散热并调整风扇噪音。首先，此方法根据风扇噪音，预设地建立一温度对转速的相对关系的多段函数曲线。接着，侦测处理器的一处理器温度，以进一步根据此处理器温度，对应该多段函数曲线而获得一转速值。最后，根据此转速值，调整风扇的转速。
多段函数曲线由斜率值为零的一第一稳态函数线段、斜率值为零的一第二稳态函数线段和N个函数线段所构成，而这些函数线段设于第一稳态函数线段和第二稳态函数线段之间，N为一正整数。第i+1个函数线段的第i+1个斜率值大于第i个函数线段的第i个斜率值，且i为1至N的其中一个正整数。第i+1个函数线段与第i个函数线段相连，且第i+1个函数线段较第i个函数线段接近第二稳态函数线段。
根据本发明所提供的控制电路，用以动态控制一风扇对一处理器进行散热并控制风扇噪音，包含一温度侦测手段和一控制器。温度侦测手段用以侦测处理器的一处理器温度。控制器用以根据处理器温度，执行一转速控制手段，以获得一转速值，来控制风扇的转速。转速控制手段根据风扇噪音，预设地建立温度对转速的相对关系的一多段函数曲线。
根据本发明所提供的电子装置，包含一处理器、一风扇、一温度侦测手段和一控制器。温度侦测手段用以侦测处理器的一处理器温度。控制器用以根据处理器温度，执行一转速控制手段，以获得一转速值，来控制风扇的转速，以对处理器散热。转速控制手段根据风扇噪音，预设地建立温度对转速的相对关系的一多段函数曲线。
借此，当处理器的温度快速上升时，风扇通过分段的方式提升转速，可大幅地降低噪音的产生。并且，本发明控制风扇转速上升的速度，进一步降低噪音的瞬间变化量，以降低使用者对噪音的敏锐度，可有效降低使用者对噪音的不适感。
【附图说明】
图1至图2为根据本发明的一实施例的控制电路的架构图。
图3为根据本发明的风扇转速控制方法的流程图。
图4为根据本发明的一实施例的温度对转速的多段函数曲线的曲线图。
【具体实施方式】
本发明可应用于一设置有用以散热的风扇的电子装置，例如但不限于计算机主机或手提式计算机等。
请参考图1所示，其为根据本发明的一实施例的控制电路的架构图。此实施例的控制电路10设置于上述的电子装置中，且包含一处理器110、一南桥芯片120、一控制器130和一风扇140。
南桥芯片120连结于处理器110，用以通过一温度侦测手段，由运作中的处理器110撷取信号，以获得处理器110目前的一处理器温度，并传送至控制器130。
控制器130连结于南桥芯片120，用以提供一转速控制手段，使接收到的处理器温度可以通过此转速控制手段，来获取一转速值，以控制风扇140的转速。此转速控制手段根据风扇噪音，预设地建立温度对转速的相对关系的一多段函数曲线。在一实施例中，控制器130可以但不限于一键盘控制器或其它可用以控制风扇转速的控制器。在一实施例中，南桥芯片120的作用用以撷取处理器温度，然此手段并不限于南桥芯片120。
请参考图2所示，为根据本发明的一实施例的控制电路的架构图。此实施例的控制电路20设置于上述的电子装置中，且包含一处理器210、一控制器220和一风扇230。
控制器220连结于处理器210，用以通过一温度侦测手段，由运作中的处理器210撷取信号，以获得处理器210目前的一处理器温度。根据此处理器温度，控制器220提供一转速控制手段，使接收到的处理器温度可以通过此转速控制手段，来获取一转速值，以控制风扇230的转速。此转速控制手段根据风扇噪音，预设地建立温度对转速的相对关系的一多段函数曲线。
请参考图3所示，其为根据本发明的风扇转速控制方法的流程图。首先，通过一温度侦测手段，侦测处理器的一处理器温度，如步骤S310。
在一实施例中，此温度侦测手段通过设置在处理器表面上至少一个传感器，实时地侦测处理器表面的温度，以获得此处理器温度。在另一实施例中，此温度侦测手段直接通过设置在处理器内的一平台环境控制接口和一数字温度传感器，直接侦测处理器核心的温度，以获得此处理器温度。在其它的实施例中，此温度侦测手段亦可以其它获得处理器温度的方式。
当控制器获得此处理器温度时，将根据此处理器温度，对应一多段函数曲线，以获得一转速值，如步骤S320。
此多段函数曲线由一第一稳态函数线段、一第二稳态函数线段和N个函数线段所构成，而N个函数线段皆设于第一稳态函数线段和第二稳态函数线段之间，N为一正整数。第一稳态函数线段的斜率值和第二稳态函数线段的斜率值皆为零。第i+1个函数线段的第i+1个斜率值大于第i个函数线段的第i个斜率值，且i为1至N的其中一个正整数。第i+1个函数线段与第i个函数线段相连，且第i+1个函数线段较第i个函数线段接近第二稳态函数线段。
在一实施例中，N为3，如图4所示，其为根据本发明的一实施例的温度对转速的多段函数曲线的曲线图。多段函数曲线C1由一第一稳态函数线段L1、函数线段L2至L4和一第二稳态函数线段L5所构成，而函数线段L2至L4皆设于第一稳态函数线段L1和第二稳态函数线段L5之间。
第一稳态函数线段L1的一端开始于临界点Q1，第一稳态函数线段L1的另一端与函数线段L2相交于临界点Q2，函数线段L2与L3相交于临界点Q3，函数线段L3和L4相交于临界点Q4，函数线段L4和第二稳态函数线段L5相交于临界点Q5。
第一稳态函数线段L1的斜率值和第二稳态函数线段L5的斜率值皆为零。函数线段L3的斜率值大于函数线段L2的斜率值，函数线段L4的斜率值大于函数线段L3的斜率值。
当处理器温度大于对应于临界点Q1的一临界值时，控制器根据处理器温度，对应临界点Q1，获得百分之三十的脉波宽度调变责任比，以控制风扇以百分之三十的脉波宽度调变责任比所对应的一预设转速值运转，如步骤S330。
当处理器温度大于对应于临界点Q2的一临界值时，控制器控制风扇的转速值上升至多段函数曲线C1中处理器温度对应的脉波宽度调变责任比，其过程以每秒百分之一的变化速率上升(步骤S330)。在一实施例中，对应于临界点Q2的临界值介于50-55℃之间。
当处理器温度大于对应于临界点Q4或函数线段L2至L4上的任一点的一临界值时，控制器控制风扇的转速值以一最大变化速率上升，如步骤S330。在一实施例中，最大变化速率大于每秒百分之一的该变化速率。在一实施例中，最大变化速率正比于处理器温度上升的速率。然此处所提的需迅速提升处理器温度的临界值，于实际应用时可视整体状态调整。
当处理器温度大于对应于临界点Q5的临界值时，控制器控制风扇以对应于函数线段L4和第二稳态函数线段L5相交的临界点Q5的一最大转速值运转，如步骤S330。其中，最大转速值为风扇所能运转的极限。在一实施例中，对应于临界点Q5的临界值介于85-95℃之间。
在一实施例中，函数线段L2至L4的斜率值，分别符合下列的比例关系：
Y1＝P1-25；
Y2＝2×P2-90；以及
Y3＝4×P3-260；
其中，Y1表示函数线段L2的斜率值所对应的一脉波宽度调变责任比，Y2表示函数线段L3的斜率值所对应的一脉波宽度调变责任比，Y3表示函数线段L4的斜率值所对应的一脉波宽度调变责任比，P1表示函数线段L2的斜率值所对应的一处理器温度，P2表示函数线段L3的斜率值所对应的一处理器温度，P3表示函数线段L4的斜率值所对应的一处理器温度。
函数线段L2的斜率值根据一第一噪音范围所设计，函数线段L3的斜率值根据一第二噪音范围所设计，函数线段L4的斜率值根据一第三噪音范围所设计。第一噪音范围介于23dB至28dB之间，第二噪音范围介于28dB至39dB之间，第三噪音范围大于39dB。
通过本发明的实施，通过风扇转速对应处理器温度及噪音的相对关系，将处理器温度与风扇转速相对应曲线，设计多段式的曲线方式以符合人耳舒适的噪音值。除此之外，本发明控制风扇转速上升的速度，进一步降低噪音的瞬间变化量，以降低使用者对噪音的敏锐度，可有效降低使用者对噪音的不适感。

Claims (14)

1.一种风扇转速控制方法，用以动态控制一风扇对一处理器进行散热并调整风扇噪音，其特征在于，该方法包含：
根据风扇噪音，预设地建立一温度对转速的相对关系的多段函数曲线；
侦测该处理器的一处理器温度；
根据该处理器温度，对应该多段函数曲线而获得一转速值；以及
根据该转速值，调整该风扇的转速；
其中，该多段函数曲线由一第一稳态函数线段、一第二稳态函数线段和N个函数线段所构成，而该N个函数线段设于该第一稳态函数线段和该第二稳态函数线段之间，N为一正整数；
其中，该第一稳态函数线段的一斜率值和该第二稳态函数线段的一斜率值皆为零；
其中，一第i+1个函数线段的一第i+1个斜率值大于一第i个函数线段的一第i个斜率值，且i为1至N的其中一个正整数；
其中，该第i+1个函数线段与该第i个函数线段相连，且该第i+1个函数线段较该第i个函数线段接近该第二稳态函数线段；
其中，该处理器的该处理器温度大于一第一临界值并低于一第二临界值时，该风扇的转速以每秒百分之一的变化速率上升；
其中，该第一临界值对应于该第一稳态函数线段和一第一个函数线段相交的第一临界点的温度，该第二临界值对应于一第N-1个函数线段和一第N个函数线段相交的一第二临界点的温度。
2.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，该第二临界值介于50-55℃之间。
3.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，还包含：
当该处理器温度大于该第二临界值时，控制该风扇的转速以一最大变化速率上升，该最大变化速率大于每秒百分之一的变化速率。
4.如权利要求1所述的风扇转速控制方法，其特征在于，当N为3时，一第一函数线段的一第一斜率值、一第二函数线段的一第二斜率值和一第三函数线段的一第三斜率值，分别符合下列的比例关系：
Y1＝P1-25；
Y2＝2×P2-90；以及
Y3＝4×P3-260；
其中，Y1表示该第一斜率值所对应的一脉波宽度调变责任比，Y2表示该第二斜率值所对应的一脉波宽度调变责任比，Y3表示该第三斜率值所对应的一脉波宽度调变责任比，P1表示该第一斜率值所对应的一温度值，P2表示该第二斜率值所对应的一温度值，P3表示该第三斜率值所对应的一温度值。
5.如权利要求4所述的风扇转速控制方法，其特征在于，该第一斜率值根据一第一噪音范围所设计，该第二斜率值根据一第二噪音范围所设计，该第三斜率值根据一第三噪音范围所设计。
6.如权利要求5所述的风扇转速控制方法，其特征在于，该第一噪音范围介于23dB至28dB之间，该第二噪音范围介于28dB至39dB之间，该第三噪音范围大于39dB。
7.一种控制电路，用以动态控制一风扇对一处理器进行散热并调整风扇噪音，其特征在于，包含：
一温度侦测模块，用以侦测该处理器的一处理器温度；以及
一控制器，用以根据该处理器温度，执行一转速控制手段，以获得一转速值，来控制该风扇的转速；
其中，该转速控制手段根据风扇噪音，预设地建立温度对转速的相对关系的一多段函数曲线；
其中，该多段函数曲线由一第一稳态函数线段、一第二稳态函数线段和N个函数线段所构成，而该N个函数线段设于该第一稳态函数线段和该第二稳态函数线段之间，N为一正整数；
其中，该第一稳态函数线段的一斜率值和该第二稳态函数线段的一斜率值皆为零；
其中，一第i+1个函数线段的一第i+1个斜率值大于一第i个函数线段的一第i个斜率值，且i为1至N的其中一个正整数；
其中，该第i+1个函数线段与该第i个函数线段相连，且该第i+1个函数线段较该第i个函数线段接近该第二稳态函数线段；
其中，该处理器的该处理器温度大于一第一临界值并低于一第二临界值时，该风扇的转速以每秒百分之一的变化速率上升；
其中，该第一临界值对应于该第一稳态函数线段和一第一个函数线段相交的第一临界点的温度，该第二临界值对应于一第N-1个函数线段和一第N个函数线段相交的一第二临界点的温度。
8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，还包含：
一南桥芯片，连结于该处理器和该控制器，用以由该温度侦测模块取得该处理器温度，并传送至该控制器。
9.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，该控制器连结于该温度侦测模块，以直接取得该处理器温度。
10.如权利要求9所述的控制电路，其特征在于，当该处理器温度大于该第二临界值时，控制该风扇的转速以一最大变化速率上升，其中该最大变化速率大于以每秒百分之一上升的变化速率。
11.一电子装置，其特征在于，包含：
一处理器；
一风扇，用以对该处理器散热；
一温度侦测模块，用以侦测该处理器的一处理器温度；以及
一控制器，用以根据该处理器温度，执行一转速控制手段，以获得一转速值，来控制该风扇的转速；
其中，该转速控制手段根据风扇噪音，预设地建立温度对转速的相对关系的一多段函数曲线；
其中，该多段函数曲线由一第一稳态函数线段、一第二稳态函数线段和N个函数线段所构成，而该N个函数线段设于该第一稳态函数线段和该第二稳态函数线段之间，N为一正整数；
其中，该第一稳态函数线段的一斜率值和该第二稳态函数线段的一斜率值皆为零；
其中，一第i+1个函数线段的一第i+1个斜率值大于一第i个函数线段的一第i个斜率值，且i为1至N的其中一个正整数；
其中，该第i+1个函数线段与该第i个函数线段相连，且该第i+1个函数线段较该第i个函数线段接近该第二稳态函数线段；
其中，该处理器的该处理器温度大于一第一临界值并低于一第二临界值时，该风扇的转速以每秒百分之一的变化速率上升；
其中，该第一临界值对应于该第一稳态函数线段和一第一个函数线段相交的第一临界点的温度，该第二临界值对应于一第N-1个函数线段和一第N个函数线段相交的一第二临界点的温度。
12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，包含：
一南桥芯片，连结于该处理器和该控制器，用以由该温度侦测模块取得该处理器温度，并传送至该控制器。
13.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该控制器连结于该温度侦测模块，以直接取得该处理器温度。
14.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，当该处理器温度大于该第二临界值时，控制该风扇的转速以一最大变化速率上升，其中该最大变化速率大于每秒百分之一上升的变化速率。
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