CN103671185A - 计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置，包括一温控模块、一热源检测单元及一供电模块，温控模块分别与热源检测单元及供电模块电性连接，并控制一风扇的运转状态，热源检测单元检测工作环境温度并持续回报至温控模块，在温度上升的情况下采两阶段提高转速的模式，将风扇由静止状态提升至第一转速和第二转速；在温度下降的情况下采两阶段延迟降低转速的模式，将风扇由第二转速逐次降低至第一转速和静止状态；可以避免积热的问题发生并且减少风扇的启闭次数，改善风扇的使用寿命。

Description

计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置

技术领域

本发明有关一种应用于风扇控制，尤指一种计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置。

背景技术

风扇装置是目前电子装置中常见且不可或缺的一种配备，由于电子装置如计算机机体内，其电子零件越来越小型化，但其发热量却因为技术及材料影响而越来越大，因此经由风扇的转动协助下，使机体内部的空气产生流动，在空气产生对流的情况下，使机体内部得以进行散热作用。

因此，风扇的运用在整体散热对策中，已经变成简单又实用的一项选择，也因此透过风扇进行散热作用变成目前最多使用的一项策略；而面对电子组件不断增加其发热量，因此选择提高风扇的转速来提升整体热对流的散热效率，加速热冷空气的替换，本为是理所当然的作法，然而，持续保持风扇的高速运转下，所产生的则是风扇的提早耗损、持续耗能及噪音问题。

因此，如何一方面保持风扇的散热效率，另一方面又能兼具符合节能及环保要求，变成风扇散热的一种目标，针对这样的目标，透过温度检测来控制风扇转动及转速大小是目前常见的作法，如图1所示，习知的计算机电源供应器的风扇转速控制装置主要包括一控制模块10、一温度检测单元20及一供电模块30，其中控制模块10分别与温度检测单元20及供电模块30电性连接，另控制模块10直接与一风扇40电性连接，配合图2的温度与转速曲线图所示，当温度检测单元20检测机体内部的温度达到第一临界温度T1时但小于第二临界温度T2时启动风扇40，此时风扇40以一较低的固定转速U1rpm运转，而温度检测单元20持续检测机体内部的温度直到第二临界温度T2，控制模块10收到其命令后，并依其机体内部的温度上升，使风扇40的转速与温度成线性的关系运转，直到温度上升至最大值Tmax，风扇转速亦到达最大值Umax；温度因风扇40的散热作用而使机体内的温度开始下降时，此时还没到达第二临界温度T2之前，风扇40的转速仍与温度成线性运转，直到低于第二临界温度T2时，风扇40将其转速降到U1rpm的状态并保持其转速，直到温度检测单元20检测机体内部的温度降到第一临界温度T1时，则控制模块10直接将风扇40关闭。

虽然前述的风扇控制方法可以改善原有习知技术风扇持续最大转速的耗能、耗损及噪音问题，然而，前述技术中是依第二临界温度T2决定是以固定转速或是线性模式调整风扇40的转速，而风扇40的停止则是依第一临界温度T1来决定，若机体内的温度游移于第一临界温度T1与第二临界温度T2，则风扇40仍会持续转动，而且当机体温度降至第一临界温度T1即直接关闭风扇40，由于机体仍在运作而且存在积热不易散发的问题，则机体的温度很容易的就会再上升到达第一临界温度T1，致使风扇40才刚关闭又很快的重新启动，会增加风扇40的开关次数影响其使用寿命，其问题仍与先前风扇控制技术所产生的问题，包括耗能、耗损及噪音问题仍会继续存在。

发明内容

本发明提出了一种计算机电源供应器的风扇转速控制方法，可以避免积热的问题，以及减少风扇的启闭次数。依据本发明的控制方法的实施例，是在工作环境温度上升的情况下采两阶段提高转速的模式，依据工作环境温度的温度值将风扇由静止状态提升至第一转速和第二转速，其中第一转速和第二转速皆为固定转速；在温度下降的情况下采两阶段延迟降低转速的模式，依据工作环境温度的温度值将风扇由第二转速逐次降低至第一转速和静止状态。

依据本发明的一实施例，其中计算机电源供应器的风扇转速控制方法包括：

A.设定数个临界温度值，包含：第一临界温度值T1、第二临界温度值T2、第三临界温度值T3和第四临界温度值T4；

B.检测工作环境温度；

C.当工作环境温度由低于第一临界温度值T1上升至第一临界温度值T1时，并且工作环境温度低于第二临界温度值T2，启动风扇以一第一转速运转；

D.当工作环境温度由高于第一临界温度值T1上升至第二临界温度值T2时，并且工作环境温度高于第二临界温度值T2，启动风扇以一第二转速运转；

E.当工作环境温度由高于第三临界温度值T3下降至临界温度值T3时，并且工作环境温度高于第四临界温度值T4，将风扇转速由第二转速降低至第一转速；以及

F.当工作环境温度由高于第四临界温度值T4且低于第三临界温度值T3下降至第四临界温度值T4时，并且工作环境温度低于第四临界温度值T4，停止风扇运转；其中第一转速和第二转速皆为固定转速。

依据本发明的控制方法的一实施例，其中数个临界温度值由低至高依序为：第四临界温度值T4、第一临界温度值T1、第三临界温度值T3和第二临界温度值T2。

依据本发明的控制方法的一实施例，其中数个临界温度值由低至高依序为：第四临界温度值T4、第三临界温度值T3、第一临界温度值T1和第二临界温度值T2。

本发明的另一方面还提出了一种实现上述控制方法的装置。

依据本发明的一实施例，其中计算机电源供应器的风扇转速控制装置，包括：

一供电模块，提供风扇转速控制装置及驱动风扇所需的电源；

一热源检测单元，用以检测工作环境温度，并将检测获得的工作环境温度转换为相应的温度讯号；以及

一温控模块，温控模块分别与热源检测单元及供电模块电性连接，温控模块接收热源检测单元产生的温度讯号，并控制风扇的运转状态，温控模块内预设数个临界温度值分别为第一临界温度值T1、第二临界温度值T2、第三临界温度值T3和第四临界温度值T4，当工作环境温度由低于第一临界温度值T1上升至第一临界温度值T1时，并且工作环境温度低于第二临界温度值T2，启动风扇以一第一转速运转；当工作环境温度由高于第一临界温度值T1上升至第二临界温度值T2时，并且工作环境温度高于第二临界温度值T2，启动风扇以一第二转速运转；当工作环境温度由高于第三临界温度值T3下降至第三临界温度值T3时，并且工作环境温度高于第四临界温度值T4，将风扇转速由第二转速降低至第一转速；以及当工作环境温度由高于第四临界温度值T4且低于第三临界温度值T3下降至第四临界温度值T4时，并且工作环境温度低于第四临界温度值T4，停止风扇运转。

依据本发明的一实施例，其中供电模块是以不同电压供应风扇以第一转速和第二转速运转。

由前述本发明的内容可以了解，在工作环境温度上升的情况下采两阶段提高转速的模式，依据工作环境温度的温度值将风扇由静止状态提升至第一转速和第二转速；在温度下降的情况下采两阶段延迟降低转速的模式，依据工作环境温度的温度值将风扇由第二转速逐次降低至第一转速和静止状态功效，可以避免积热的问题，改善散热效果，以及减少风扇的启闭次数，达到低制造成本、低噪音、低耗能及低耗损的环保要求。

为让本发明的上述技术特征和其它功效及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为习知的计算机电源供应器的风扇转速控制装置方块图。

图2为习知的风扇依据温度与转速的工作时序图。

图3为本发明的一实施例，显示控制装置的结构方块图。

图4为本发明的一实施例的状态操作流程图。

图5为本发明的一实施例，显示风扇依据温度与转速的工作时序图。

图6为本发明的另一实施例，显示风扇依据温度与转速的工作时序图。

图7为本发明的一实施例，显示计算机电源供应器的风扇转速控制方法的步骤。

主要组件符号说明

（习知）

10    控制模块

20    温度检测单元

30    供电模块

40    风扇

T1    第一临界温度

T2    第二临界温度

Tmax  温度最大值

Umax  转速最大值

（本发明）

1    供电模块

2    热源检测单元

3    温控模块

31   温度控制单元

32   风扇控制单元

4    风扇

T1   第一临界温度值

T2   第二临界温度值

T3   第三临界温度值

T4   第四临界温度值

具体实施方式

依据本发明的一实施例，如图7所示，其中计算机电源供应器的风扇转速控制方法包括：

A.设定数个临界温度值，包含：第一临界温度值T1、第二临界温度值T2、第三临界温度值T3和第四临界温度值T4；

B.检测工作环境温度；

C.当工作环境温度由低于第一临界温度值T1上升至第一临界温度值T1时，并且工作环境温度低于第二临界温度值T2，启动风扇以一第一转速运转；

D.当工作环境温度由高于第一临界温度值T1上升至第二临界温度值T2时，并且工作环境温度高于第二临界温度值T2，启动风扇以一第二转速运转；

E.当工作环境温度由高于第三临界温度值T3下降至第三临界温度值T3时，并且工作环境温度高于第四临界温度值T4，将风扇转速由第二转速降低至第一转速；以及

F.当工作环境温度由高于第四临界温度值T4且低于第三临界温度值T3下降至第四临界温度值T4时，并且工作环境温度低于第四临界温度值T4，停止风扇运转；其中第一转速和第二转速皆为固定转速。

请参阅图3，为本发明计算机电源供应器的风扇转速控制装置的一实施例的结构方块图。包括：

一供电模块1，提供风扇转速控制装置及驱动风扇4所需的电源；

一热源检测单元2，热源检测单元2用以检测工作环境温度，并将检测获得的工作环境温度转换为相应的温度讯号；以及

一温控模块3，温控模块3分别与热源检测单元2及供电模块1电性连接，温控模块3接收热源检测单元2产生的温度讯号，并控制风扇4的运转，温控模块3之中预设数个临界温度值分别为一第一临界温度值T1、一第二临界温度值T2、一第三临界温度值T3和一第四临界温度值T4，当工作环境温度由低于第一临界温度值T1上升至第一临界温度值T1时，并且工作环境温度低于第二临界温度值T2，启动风扇以一第一转速运转；当工作环境温度由高于第一临界温度值T1上升至第二临界温度值T2时，并且工作环境温度高于第二临界温度值T2，启动风扇以一第二转速运转；当工作环境温度由高于第三临界温度值T3下降至第三临界温度值T3时，并且工作环境温度高于第四临界温度值T4，将风扇转速由第二转速降低至第一转速；以及当工作环境温度由高于第四临界温度值T4且低于第三临界温度值T3下降至第四临界温度值T4时，并且工作环境温度低于第四临界温度值T4，停止风扇运转。

其中温控模块3更包括一温度控制单元31及一风扇控制单元32，温度控制单元31与风扇控制单元32相互电性连接，温度控制单元31之中预设数个临界温度值分别为一第一临界温度值T1、一第二临界温度值T2、一第三临界温度值T3和一第四临界温度值T4，温度控制单元31用以接收热源检测单元2产生的温度讯号，并依温度讯号和前述第一临界温度值T1、第二临界温度值T2、第三临界温度值T3和第四临界温度值T4进行分析后产生一控制指令，用以控制风扇4的运转状态；又，风扇控制单元32电性连接至少一风扇4，接受温度控制单元31的控制指令以进行风扇4的电源及转速的控制。

请参阅图4、图5及图6的状态操作流程图及风扇4依据温度与风扇转速的工作时序图。当计算机初开机时的初始状态，计算机电源供应器的风扇4为静止的状态，如图所示，热源检测单元2负责检测工作环境温度，并持续回报给温度控制单元31，随着开机时间的增加，工作环境温度会逐渐升高，当热源检测单元2检测的工作环境温度未到达第一临界温度值T1，风扇4仍保持静止的状态。依据本发明的控制方法的实施例，是在工作环境温度上升的情况下采两阶段提高转速的模式，依据工作环境温度将风扇4由静止状态提升至第一转速和第二转速；在温度下降的情况下采两阶段延迟降低转速的模式，依据工作环境温度将风扇4由第二转速逐次降低至第一转速和静止状态。

其中，在工作环境温度上升的情况下采两阶段提高转速的模式，包括：

第一阶段提高转速：当工作环境温度由低于第一临界温度值T1上升至第一临界温度值T1时，并且工作环境温度低于第二临界温度值T2，温度控制单元31即透过风扇控制单元32启动风扇4以一第一转速运转；以及

第二阶段提高转速：当工作环境温度由高于第一临界温度值T1上升至第二临界温度值T2时，并且工作环境温度高于第二临界温度值T2，温度控制单元31即透过风扇控制单元32启动风扇4以一第二转速运转。

其中，在温度下降的情况下采两阶段延迟降低转速的模式，包括：

第一阶段延迟降低转速：当工作环境温度由高于第三临界温度值T3下降至临界温度值T3时，并且工作环境温度高于第四临界温度值T4，温度控制单元31即透过风扇控制单元32将风扇转速由第二转速降低至第一转速；以及

第二阶段延迟降低转速：当工作环境温度由高于第四临界温度值T4且低于第三临界温度值T3下降至第四临界温度值T4时，并且工作环境温度低于第四临界温度值T4，温度控制单元31即透过风扇控制单元32停止风扇4的运转。

依据本发明的控制方法的一实施例，如图5所示，其中数个临界温度值由低至高依序为：第四临界温度值T4、第一临界温度值T1、第三临界温度值T3和第二临界温度值T2。

依据本发明的控制方法的另一实施例，如图6所示，其中数个临界温度值由低至高依序为：第四临界温度值T4、第三临界温度值T3、第一临界温度值T1和第二临界温度值T2。

原则上，若是在第一阶段提高风扇40的转速之后，工作环境温度就开始持续下降，便不会再进入第二阶段提高风扇4的转速，以图5为例，当工作环境温度在高于第一临界温度值T1之后就开始持续下降，甚至下降至低于第一临界温度值T1，风扇4仍会维持在第一转速一段时，工作环境温度如果持续下降，由高于第四临界温度值T4且低于第三临界温度值T3下降至第四临界温度值T4时，并且工作环境温度低于第四临界温度值T4（如图4状态操作流程图的右下方所示），温度控制单元31即透过风扇控制单元32停止风扇运转，这就是本发明所称的延迟降低转速的模式，藉此可以避免积热的问题，改善散热效果，以及减少风扇的启闭次数。

依据本发明的一实施例，其中供电模块可供应不同电压，由风扇控制单元32以不同的电压驱动风扇4以第一转速和第二转速运转，如图4的一种实施例，其中是以5V电压驱动风扇4以第一转速运转，以12V电压驱动风扇4以第二转速运转。

以上所述的实施方式，是为较佳的实施实例，当不能以此限定本发明实施范围，若依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化或修饰，皆应属本发明的专利涵盖范围。

Claims (7)

1.一种计算机电源供应器的风扇转速控制方法，其特征在于，步骤包括：

a.设定数个临界温度值，包含：一第一临界温度值、一第二临界温度值、一第三临界温度值和一第四临界温度值；

b.检测工作环境温度；

c.当该工作环境温度由低于该第一临界温度值上升至该第一临界温度值时，并且该工作环境温度低于该第二临界温度值，启动风扇以一第一转速运转；

d.当该工作环境温度由高于该第一临界温度值上升至该第二临界温度值时，并且该工作环境温度高于该第二临界温度值，启动该风扇以一第二转速运转；

e.当该工作环境温度由高于该第三临界温度值下降至该第三临界温度值时，并且该工作环境温度高于该第四临界温度值，将该风扇转速由该第二转速降低至该第一转速；以及

f.当该工作环境温度由高于该第四临界温度值且低于该第三临界温度值下降至该第四临界温度值时，并且该工作环境温度低于该第四临界温度值，停止该风扇运转；其中该第一转速和该第二转速皆为固定转速。

2.如权利要求1所述的计算机电源供应器的风扇转速控制方法，其特征在于：该些临界温度值由低至高依序为：该第四临界温度值、该第一临界温度值、该第三临界温度值和该第二临界温度值。

3.如权利要求1所述的计算机电源供应器的风扇转速控制方法，其特征在于：该些临界温度值由低至高依序为：该第四临界温度值、该第三临界温度值、该第一临界温度值和该第二临界温度值。

4.一种计算机电源供应器的风扇转速控制装置，用以控制一风扇转速，其特征在于，该装置包括：

一供电模块，提供该风扇转速控制装置及驱动该风扇所需的电源；

一热源检测单元，该热源检测单元用以检测工作环境温度，并将检测获得的该工作环境温度转换为相应的一温度讯号；以及

一温控模块，该温控模块分别与该热源检测单元及该供电模块电性连接，该温控模块接收该热源检测单元产生的该温度讯号，并控制该风扇的运转，该温控模块之中预设数个临界温度值分别为一第一临界温度值、一第二临界温度值、一第三临界温度值和一第四临界温度值，当该工作环境温度由低于该第一临界温度值上升至该第一临界温度值时，并且工作环境温度低于该第二临界温度值，启动该风扇以一第一转速运转；当该工作环境温度由高于该第一临界温度值上升至该第二临界温度值时，并且该工作环境温度高于该第二临界温度值，启动该风扇以一第二转速运转；当该工作环境温度由高于该第三临界温度值下降至该临界温度值时，并且该工作环境温度高于该第四临界温度值，将该风扇的转速由该第二转速降低至该第一转速；以及当该工作环境温度由高于该第四临界温度值且低于该第三临界温度值下降至该第四临界温度值时，并且该工作环境温度低于该第四临界温度值，停止该风扇运转。

5.如权利要求4所述的计算机电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于，该温控模块更包括：一温度控制单元及一风扇控制单元，该温度控制单元与该风扇控制单元相互电性连接，该温度控制单元之中预设该第一临界温度值、该第二临界温度值、该第三临界温度值和该第四临界温度值，该温度控制单元用以接收该温度讯号，并依该温度讯号和该第一临界温度值、该第二临界温度值、该第三临界温度值和该第四临界温度值进行分析后产生一控制指令，用以控制该风扇的运转状态；该风扇控制单元电性连接至少一该风扇，接受该温度控制单元的控制指令控制该风扇的转速。

6.如权利要求5所述的计算机电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于：该供电模块可供应不同电压，由该风扇控制单元以不同电压驱动该风扇以该第一转速和该第二转速运转。

7.如权利要求4所述的计算机电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于：该供电模块是以不同电压供应该风扇以该第一转速和该第二转速运转。

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