CN109098999A - 一种电子设备风机转速控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备风机转速控制方法及控制装置，所述方法包括：采集环境温度和电子设备内部功能模块器件温度，根据环境温度、功能模块器件温度值变化动态调整风机转速，解决现有风机调速技术中风机转速调整不及时引起的风机噪声、能耗增加或电子设备散热不及时问题，且转速调整过程平缓、无振荡，保证了风机运行工况的相对稳定，消除了因转速频繁调节而产生的噪声，同时还延长了风机使用寿命。

Description

一种电子设备风机转速控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及风机转速控制技术，特别是一种电子设备风机转速控制方法及控制装置。

背景技术

电子设备工作时，其电能大部分转化为热量，而电子器件的工作温度直接影响其使用寿命和稳定性。随着电子设备小型化、高性能化和大规模集成电路技术的不断发展，电子设备性能不断提升的同时，内部元器件功耗、单位体积密度也随之不断提高，电子设备的散热问题日益严重。为满足可靠性要求，多数电子设备采用强制风冷的散热方式以确保电子元器件所产生的热量能够及时排出，风量越大虽然散热效果越好，但散热系统的风机必然带来气动噪声等问题，采用低转速风机系统噪声会有所下降，但散热效果可能达不到要求。因此，如何解决电子设备系统散热与系统噪声的平衡问题已经成为电子设备设计的关键点之一。

为解决电子设备散热和噪声控制平衡要求，目前一般采用温控型风机和线型调压调速等可变风机转速的散热解决方案：温控型风机方案，温控风机内部集成温度传感，以冷却气流温度变化为风机转速调速依据，安装在设备进风口时不能反映设备内部各功能模块的实际运行工况的散热需求，电子设备工况提高、热量加大时热量将无法及时有效散掉，可靠性将无法得到保障；工况降低、热量减小时风机风量余量过大，其气动噪声较大；线性调压调速方案，以满足设备可靠性要求为前提，分别测量电子设备调速下限温度对应转速、调速上限温度对应转速等参数建立风机线性调速曲线，根据功能模块器件温度实时计算风机转速并转换成风机驱动电压，电子设备工况变化频繁或在门限温度附件振荡时，风机转速的调节十分频繁并产生转速振荡现象，易产生新的风机噪声并影响风机的寿命，控制电路相对比较复杂。

发明内容

针对现有电子设备可变风机转速散热解决方案的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种电子设备风机转速控制方法及控制装置，根据环境温度变化或电子设备器件温度变化实现电子设备的风机转速的实时自动调节，实现电子设备散热与降噪要求的有机统一，适用于对电子设备噪声要求较高或工况变化频繁场合，并具有调速平稳、适应性强等特点。

实现本发明目的的技术方案为：一种电子设备风机转速控制方法，包括初始化阶段和工作阶段，该方法基于电子设备风机转速控制装置实现，控制装置包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元；

初始化阶段包括以下步骤：

步骤A1，信息处理单元输出第一固定占空比值至风机组件；

步骤A2，信息处理单元读取环境温度阀值、环境温度变化阀值和低温段、中温段、高温段风机组件基础转速设定值、温度范围阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表，读取成功时直接转至步骤A3；不成功则向报警单元发送故障信息，控制指示灯闪烁报警、蜂鸣器间断报警，控制装置初始化失败，转至步骤A7；

步骤A3，信息采集单元采集环境温度值和风机组件转速值；

步骤A4，信息处理单元判断环境温度值是否超出设定阀值范围，超出设定阀值范围时，向显示单元发送状态故障信息，状态指示灯变为闪烁报警状态，控制装置初始化失败，转至步骤A7；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤A5；

步骤A5，信息处理单元判断环境温度是否在低温段、中温段、高温段设定阀值范围，环境温度在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，根据环境温度值所处温度段采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值；环境温度不在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，直接转至步骤A4；

步骤A6，信息处理单元判断风机组件转速是否超出风机转速设定阀值范围，超出风机转速设定阀值时，向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器长鸣报警，控制装置初始化失败，转至步骤A7；不超出风机转速设定阀值时，初始化结束，转入工作阶段；

步骤A7，信息处理单元输出第二固定占空比值至风机组件；

工作阶段包括以下步骤：

步骤B1，信息处理单元判断风机转速控制参数是否变化，控制参数未变化时，直接转至步骤B2；控制参数变化时，执行初始化过程；所述风机转速控制参数包括环境温度设定阀值、环境温度变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表；

步骤B2，信息采集单元采集环境温度值、各个功能模块器件温度值和风机转速值；

步骤B3，信息处理单元判断环境温度是否超出环境温度设定阀值范围，超出设定阀值范围时向显示单元发送状态故障信息，控制指示灯变为闪烁报警状态；不超出环境温度设定阀值范围时，直接转至步骤B4；

步骤B4，信息处理单元判断环境温度变化值是否超出设定环境温度变化阀值，超出设定阀值时直接转至步骤B5；不超出设定阀值时保持风机组件基础转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B5，信息处理单元判断环境温度值是否超出目前速度段温度阀值范围，超出目前转速段温度阀值范围内时，根据环境温度值所处速度段采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值，转至步骤B6；不超出目前速度段温度阀值范围内时，保持风机组件浮动转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B6，信息处理单元判断电子设备内部各模块温度变化最大值是否超出模块器件温度变化阀值，超出模块器件温度变化阀值时，根据环境温度所处速度段、模块器件温度变化最大值与环境温度的温差值选择对应速度段浮动转速计算函数，计算新的风机组件浮动转速值，更新风机组件浮动转速值，转至步骤B7；不超出模块器件温度变化阀值时，保持风机组件浮动转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B7，信息处理单元将风机组件基础转速值与浮动转速值相加，更新风机组件设定转速值，查询与风机转速—占空比表得到风机组件占空比值，输出占空比值至风机组件；

步骤B8，信息处理单元判断风机组件转速值是否超出设定阀值范围，超出设定阀值范围时向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器报警；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤B9；

步骤B9，信息处理单元判断风机组件反馈转速值与设定转速值差值是否超出设定阀值范围，超出转速设定阀值范围时，经积分分离式PID控制算法计算后调整风机组件占空比值；不超出转速误差设定阀值范围时，保持风机组件占空比值不变，直接转至步骤B7；

步骤B10，保持输出至风机组件占空比值不变，循环执行步骤B2、步骤B8、步骤B9，至风机组件测量转速值与设定转速值差值不超出转速误差设定阀值，延迟5个采样周期，转至步骤B1。

一种电子设备风机转速控制装置，包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元；

信息采集单元用于采集环境温度值、各个功能模块功率器件温度值和风机组件转速值；

存贮单元存贮关键控制参数和实时运行参数，其中关键控制参数包括环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表，实时运行参数包括环境温度值、各个功能模块功率器件温度值、风机组件反馈转速值、风机组件设定转速值；

信息处理单元对实时运行参数进行判断、处理后输出占空比值至风机组件控制风机转速，环境温度、风机组件转速超出设定阀值时输出显示、报警信号至显控单元、报警单元，控制指示灯、蜂鸣器改变状态；

接口单元对环境温度设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数进行显示和在线设定。

本发明与现有技术相比，其显著效果为：(1)依据电子设备内部模块器件变化实时调整风机转速，风机转速更贴近电子设备的换热需求，可实现电子设备散热与降噪要求的有机统一；(2)采用“基础转速+浮动转速”策略调整风机转速，建立环境温度变化阀值和器件温度变化阀值，减少风机转速调整次数，保证了风机运行工况的相对稳定，延长风机使用寿命；(3)依据风机转速反馈值和设定转速值进行闭环控制，保证系统散热可靠性。

附图说明

图1为风机转速控制方法流程图。

图2为风机转速控制方法初始化流程图。

图3为风机转速控制方法工作流程图。

图4为风机转速控制装置的控制原理图。

具体实施方式

本发明提供一种电子设备风机转速的控制方法及控制装置，采用“基础转速+浮动转速”风机转速调整策略，依据环境温度值所处速度段选择风机组件基础转速，依据模块器件温度变化动态调整风机组件浮动转速，实现电子设备散热与降噪要求的有机统一；建立环境温度变化阀值和器件温度变化阀值，环境温度变化值小于环境温度变化阀值或模块器件温度变化最大值小于器件温度变化阀值时，风机基础转速或浮动转速均不调整，减少风机转速调整频率，保证了风机运行工况的相对稳定，延长风机使用寿命。

下面具体说明本发明技术内容。

一种电子设备风机转速控制方法，包括初始化阶段和工作阶段，该方法基于电子设备风机转速控制装置实现，控制装置包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元；

初始化阶段包括以下步骤：

步骤A1，控制装置信息处理单元输出第一固定占空比值至风机组件；

步骤A2，控制装置信息处理单元读取环境温度阀值、环境温度变化阀值和低温段、中温段、高温段风机组件基础转速设定值、温度范围阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表这些风机转速控制关键参数，读取成功时直接转至步骤A3；不成功则向报警单元发送故障信息，控制指示灯闪烁报警、蜂鸣器间断报警，控制装置初始化失败，转至步骤A7；

步骤A3，控制装置信息采集单元采集环境温度值和风机组件转速值；

步骤A4，控制装置信息处理单元判断环境温度值是否超出设定阀值范围，超出设定阀值范围时，向显示单元发送状态故障信息，状态指示灯变为闪烁报警状态，控制装置初始化失败，转至步骤A7；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤A5；

步骤A5，控制装置信息处理单元判断环境温度是否在低温段、中温段、高温段设定阀值范围，环境温度在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，根据环境温度值所处温度段采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值；环境温度不在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，直接转至步骤A4；

步骤A6，控制装置信息处理单元判断风机组件转速是否超出风机转速设定阀值范围，超出风机转速设定阀值时，向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器长鸣报警，控制装置初始化失败，转至步骤A7；不超出风机转速设定阀值时，初始化结束，转入工作阶段；

步骤A7，控制装置信息处理单元输出第二固定占空比值至风机组件，第二固定占空比值大于第一固定占空比值；

工作阶段包括以下步骤：

步骤B1，控制装置信息处理单元判断风机转速控制参数是否变化，控制参数未变化时，直接转至步骤B2；控制参数变化时，执行初始化过程；所述风机转速控制参数包括环境温度设定阀值、环境温度变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表；

步骤B2，控制装置信息采集单元采集环境温度值、各个功能模块器件温度值和风机转速值；

步骤B3，控制装置信息处理单元判断环境温度是否超出环境温度设定阀值范围，超出设定阀值范围时向显示单元发送状态故障信息，控制指示灯变为闪烁报警状态；不超出环境温度设定阀值范围时，直接转至步骤B4；

步骤B4，控制装置信息处理单元判断环境温度变化值是否超出设定环境温度变化阀值，超出设定阀值时直接转至步骤B5；不超出设定阀值时保持风机组件基础转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B5，控制装置信息处理单元判断环境温度值是否超出目前速度段温度阀值范围，超出目前转速段温度阀值范围内时，根据环境温度值所处速度段采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值，转至步骤B6；不超出目前速度段温度阀值范围内时，保持风机组件浮动转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B6，控制装置信息处理单元判断电子设备内部各模块温度变化最大值是否超出模块器件温度变化阀值，超出模块器件温度变化阀值时，根据环境温度所处速度段、模块器件温度变化最大值与环境温度的温差值选择对应速度段浮动转速计算函数，计算新的风机组件浮动转速值，更新风机组件浮动转速值，转至步骤B7；不超出模块器件温度变化阀值时，保持风机组件浮动转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B7，控制装置信息处理单元将风机组件基础转速值与浮动转速值相加，更新风机组件设定转速值，查询与风机转速—占空比表得到风机组件占空比值，输出占空比值至风机组件；

步骤B8，控制装置信息处理单元判断风机组件转速值是否超出设定阀值范围，超出设定阀值范围时向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器报警；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤B9；

步骤B9，控制装置信息处理单元判断风机组件反馈转速值与设定转速值差值是否超出设定阀值范围，超出转速设定阀值范围时，经积分分离式PID控制算法计算后调整风机组件占空比值；不超出转速误差设定阀值范围时，保持风机组件占空比值不变，直接转至步骤B7；

步骤B10，保持输出至风机组件占空比值不变，循环执行步骤B2、步骤B8、步骤B9，至风机组件测量转速值与设定转速值差值不超出转速误差设定阀值，延迟5个采样周期，转至步骤B1。

所述风机组件转速分为低速段、中速段和高速段三段，依据环境温度值所处速度段选择风机组件基础转速，依据模块器件温度变化动态调整风机组件浮动转速。

所述环境温度变化值小于环境温度变化阀值或模块器件温度变化最大值小于器件温度变化阀值时，风机基础转速或浮动转速均不调整，减少风机转速调整频率。

风机组件占空比值，根据基础转速+浮动转速确定的风机转速设定值与风机转速—占空比表确定。

本发明还提供一种电子设备风机转速控制装置，包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元；

其中信息采集单元采集环境温度值、各个功能模块功率器件温度值和风机组件转速值，存贮单元存贮环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表这些关键控制参数和环境温度值、各个功能模块功率器件温度值、风机组件反馈转速值、风机组件设定转速值这些实时运行参数，信息处理单元对各种实时运行数值进行判断、处理后输出占空比值至风机组件控制风机转速，环境温度、风机组件转速超出设定阀值时输出显示、报警信号至显控单元、报警单元，控制指示灯、蜂鸣器改变状态；

所述接口单元对环境温度设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数等关键控制参数进行显示和在线设定。

所述信息处理单元通过调整输出的PWM信号占空比值来控制风机组件转速，每一次占空比值调整不超出0.5％，减少风机转速过程中调整速度和振荡。

所述信息采集单元、信息处理单元通过预设的时间间隔进行数据采集、对比和反馈。

环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数通过与电子设备系统工况匹配进行验证。

下面结合附图和实施例对本发明内容进行详细说明。

实施例

一种电子设备风机转速的控制方法及控制装置，旨在解决电子设备散热与降噪要求统一的问题。

本发明采用“基础转速+浮动转速”策略调整风机转速，根据环境温度值范围选择低速段、中速段、高速段风机基础转速，根据各模块最大器件温度值变化值实时动态调整风机浮动转速值相结合的方法，确定电子设备所需要的风机转速，实现电子设备散热与降噪要求的有机统一；设置环境温度变化阀值、器件温度变化阀值、占空比值最大调整幅值，减少风机转速调整频率和幅度，消除因风机转速频繁调整而产生的额外噪声，延长风机使用寿命。

根据可靠性要求，电子设备都有一个允许长期工作的工作温度范围、内部模块器件的最高允许温度和噪声要求。本实施例中某一电子设备长期工作的工作温度范围-10℃～+45℃，内部模块器件最高允许温度不超过65℃，风机转速范围800～3600(转/min)，系统噪声不超出45(dBA)，根据电子设备环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数等关键控制参数通过与电子设备典型工况匹配情况，设定电子设备低温段、中温段、高温段环境温度阀值范围为+5℃～+25℃、+25℃～+35℃和+35℃～+45℃，对应基础转速设定为900、1200、2000(转/min)，环境温度变化阀值ΔT₁＝3.0℃，模块器件温度变化阀值ΔT₂＝2.0℃，风机转速误差阀值ΔR＝40(转/min)，风机转速阀值范围850～3500(转/min)，环境温度处于-10℃～+5℃温度段时，风机以低温段设定基础转速900(转/min)工作时，模块器件最高允许温度、系统噪声均满足要求，保持风机900(转/min)低转速运行。

电子设备所处的环境温度升高或降低、电子设备工作工况变化导致内部模块器件温度升高或降低时，控制装置根据环境温度值范围选择低速段、中速段、高速段风机基础转速，根据各模块最大器件温度值变化值实时动态调整风机浮动转速值，确定电子设备所需要的风机转速，实现电子设备散热与降噪要求的有机统一；由于设置了低温段、中温段、高温段环境温度阀值范围和环境温度变化阀值ΔT₁、模块器件温度变化阀值ΔT₂、风机转速误差阀值ΔR，如果环境温度值在某一温度段内或环境温度、模块器件温度变化在某一阀值附近反复波动时，风机组件基础转速、浮动转速部分并不随着环境温度变化、模块器件温度小幅变化而立即调整，而是以环境温度变化值是否大于环境温度变化阀值ΔT₁、所处环境温度是否超出低温段、中温段、高温段阀值范围、模块器件温度变化是否大于模块器件温度变化阀值ΔT₂等因素来决定风机组件转速是否需要调整，需要调整时渐次调整占空比值，减少风机转速调整频率和幅度，消除因风机组件转速频繁调整而产生的额外噪声，延长风机使用寿命。

如果某一或多个变化超出设定阀值范围，调整风机组件基础转速部分或浮动转速部分，获得系统散热所需风量对应的风机转速值，查询风机转速—占空比表确定风机占空比值，渐次调整输出占空值至风机组件；风机转速控制装置的信息处理单元实时采集风机转速值与风机转速设定值进行比较，如果大于风机转速误差阀值ΔR，经积分分离式PID控制算法计算后调整占空比值来控制风机组件转速，每一次占空比调整不超出0.5％，小于风机转速误差阀值保持风机组件输出占空比值不变。

本发明的电子设备风机转速的控制方法流程图如图1所示，主要包括初始化和正常工作两部分，其中如图2所示风机转速控制方法的初始化流程开始于步骤S101：

在步骤S102中，电子设备刚开机时，控制装置信息处理单元输出固定占空比值15％至电子设备风机组件，风机组件以较低转速运行；

在步骤S103中，控制装置信息处理单元读取环境温度阀值、环境温度变化阀值和低温段、中温段、高温段风机组件基础转速设定值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表这些风机转速控制关键参数，读取成功时，直接转至步骤S105；读取不成功时，转至步骤S104，控制装置信息采集单元向报警单元发送故障信息，控制指示灯变为闪烁报警状态，蜂鸣器间断报警，控制装置初始化失败，转至步骤S122；

在步骤S105中，控制装置信息采集单元采集环境温度值和风机转速值；

在步骤S106中，控制装置信息处理单元判断环境温度是否超出环境温度设定阀值范围，不超出环境温度设定阀值范围时，直接转至步骤S108；超出环境温度设定阀值范围时，转至步骤S107，向显示单元发送状态故障信息，状态指示灯变为闪烁报警状态，控制装置初始化失败，转至步骤S122；

在步骤S108中，控制装置信息处理单元判断环境温度值是否在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内，在低温段阀值范围内时转至步骤S110，输出低速段基础转速值；在中温段阀值范围内时转至步骤S112，输出中温段基础转速值；在高温段阀值范围内时转至步骤S114，输出高温段基础转速值；转至步骤S115，设定风机组件基础转速值；不在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，转至步骤S106；

在步骤S115中，控制装置信息处理单元判断风机组件转速是否超出风机转速设定阀值范围，不超出设定阀值时转至步骤S119，初始化结束；超出设定阀值时转至步骤S117，向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器长鸣报警；

在步骤S122中，风机组件以固定占空比值100％高速转速运行。

本发明的电子设备风机转速的控制方法工作流程图如图3所示，图3中所示的方法开始于步骤S201：

在步骤S201中，控制装置信息处理单元判断环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低温段、中温段、高温段风机组件基础转速值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表这些关键控制参数是否变化，控制参数未变化时，直接转至步骤S204；控制参数变化时转至步骤S203，执行初始化过程，控制装置信息处理单元输出固定占空比值15％至电子设备风机组件，风机组件以较低转速运行；

在步骤S204中，控制装置信息采集单元采集环境温度值、各个功能模块器件温度值和风机转速值；

在步骤S205中，控制装置信息处理单元判断环境温度是否超出环境温度设定阀值范围，超出设定阀值范围时转至步骤S206，向显示单元发送状态故障信息，状态指示灯变为闪烁报警状态；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤S207；

在步骤S207中，控制装置信息处理单元判断环境温度变化值是否超出环境温度值变化阀值，不超出设定阀值范围时转至步骤S209，保持风机组件基础转速值不变；超出设定阀值范围时转至步骤S208，判断是否调整风机组件基础转速值；

在步骤S208中，控制装置信息处理单元判断环境温度是否超出目前转速段温度阀值范围，不超出目前转速段温度阀值范围时转至步骤S209，保持风机组件基础转速值不变，根据风机组件浮动转速是否变化转至步骤S220或步骤S221；超出目前转速段温度阀值范围时，经步骤S210、步骤S212、步骤S214判断环境温度所处速度段后，采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值，转至步骤S216，更新风机组件基础转速值；

在步骤S217中，控制装置信息处理单元判断电子设备各模块最大温度变化值是否超出模块器件温度变化阀值范围，不超出模块器件温度变化阀值时转至步骤S218，保持风机组件浮动转速值不变，转至步骤S218、步骤S228，风机组件占空比值保持不变；超出模块器件温度变化阀值时转至步骤S219，根据环境温度所处速度段选择对应速度段浮动转速计算函数，根据模块器件温度变化最大值与设定温度的温差值更新风机组件浮动转速值，转至步骤S221，更新风机组件设定转速值；

在步骤S222中，控制装置信息处理单元查询与风机转速—占空比表得到风机组件占空比值，转至步骤S223，渐次调整占空比值输出至风机组件；

在步骤S224中，控制装置信息处理单元判断风机组件转速值是否超出风机转速设定阀值范围，超出风机转速设定阀值阀值范围时转至步骤S225，向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器长鸣报警；不超出设定阀值范围时转至步骤S227，计算风机组件设定转速与反馈转速差值，转至步骤S228；

在步骤S228中，控制装置信息处理单元判断风机组件设定转速与反馈转速差值是否超过转速误差阀值范围，超过转速误差阀值范围时转至步骤S229，采用积分分离式PID控制算法调整风机组件占空比值；不超过转速误差阀值范围时转至步骤S230，保持风机组件占空比值不变；

循环执行步骤S204、步骤S227、步骤S228和步骤S229，风机组件测量转速值与设定转速值差值不超出转速误差设定阀值时或10个采样周期，延迟5个采样周期，转至步骤S202。

一种风机转速控制控制装置，如图4所示，包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元，信息采集单元采集环境温度值、各个功能模块功率器件温度值和风机转速值，存贮单元存贮环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表等关键控制参数和环境温度值、各个功能模块功率器件温度值、风机组件反馈转速值、风机组件设定转速值等实时运行参数，信息处理单元对各种采集数值进行判断、处理后输出占空比值至电子设备风机组件控制风机转速，超出设定阀值时输出显示、报警信号至显控单元、报警单元，控制指示灯、蜂鸣器改变状态，其中环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数等关键控制参数通过与电子设备系统工况匹配确定，可进行显示和在线设定。

优选地，电子设备包括多个不同规格或不同位置的环境温度传感器，可防止同一规格温度探头造成的同时失效，也能有效避免相同规格温度探头测量造成的误差放大现象，使得对环境温度的测量更加精确，从而实现更加精确的温度控制。

应当理解的是，以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本方面的技术实质对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本方面技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种电子设备风机转速控制方法，其特征在于，包括初始化阶段和工作阶段，该方法基于电子设备风机转速控制装置实现，控制装置包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元；

初始化阶段包括以下步骤：

步骤A1，信息处理单元输出第一固定占空比值至风机组件；

步骤A2，信息处理单元读取环境温度阀值、环境温度变化阀值和低温段、中温段、高温段风机组件基础转速设定值、温度范围阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表，读取成功时直接转至步骤A3；不成功则向报警单元发送故障信息，控制指示灯闪烁报警、蜂鸣器间断报警，控制装置初始化失败，转至步骤A7；

步骤A3，信息采集单元采集环境温度值和风机组件转速值；

步骤A4，信息处理单元判断环境温度值是否超出设定阀值范围，超出设定阀值范围时，向显示单元发送状态故障信息，状态指示灯变为闪烁报警状态，控制装置初始化失败，转至步骤A7；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤A5；

步骤A5，信息处理单元判断环境温度是否在低温段、中温段、高温段设定阀值范围，环境温度在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，根据环境温度值所处温度段采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值；环境温度不在低温段、中温段、高温段设定阀值范围内时，直接转至步骤A4；

步骤A6，信息处理单元判断风机组件转速是否超出风机转速设定阀值范围，超出风机转速设定阀值时，向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器长鸣报警，控制装置初始化失败，转至步骤A7；不超出风机转速设定阀值时，初始化结束，转入工作阶段；

步骤A7，信息处理单元输出第二固定占空比值至风机组件；

工作阶段包括以下步骤：

步骤B1，信息处理单元判断风机转速控制参数是否变化，控制参数未变化时，直接转至步骤B2；控制参数变化时，执行初始化过程；所述风机转速控制参数包括环境温度设定阀值、环境温度变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表；

步骤B2，信息采集单元采集环境温度值、各个功能模块器件温度值和风机转速值；

步骤B3，信息处理单元判断环境温度是否超出环境温度设定阀值范围，超出设定阀值范围时向显示单元发送状态故障信息，控制指示灯变为闪烁报警状态；不超出环境温度设定阀值范围时，直接转至步骤B4；

步骤B4，信息处理单元判断环境温度变化值是否超出设定环境温度变化阀值，超出设定阀值时直接转至步骤B5；不超出设定阀值时保持风机组件基础转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B5，信息处理单元判断环境温度值是否超出目前速度段温度阀值范围，超出目前转速段温度阀值范围内时，根据环境温度值所处速度段采用相应基础转速值更新风机组件基础转速值，转至步骤B6；不超出目前速度段温度阀值范围内时，保持风机组件浮动转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B6，信息处理单元判断电子设备内部各模块温度变化最大值是否超出模块器件温度变化阀值，超出模块器件温度变化阀值时，根据环境温度所处速度段、模块器件温度变化最大值与环境温度的温差值选择对应速度段浮动转速计算函数，计算新的风机组件浮动转速值，更新风机组件浮动转速值，转至步骤B7；不超出模块器件温度变化阀值时，保持风机组件浮动转速值不变，直接转至步骤B7；

步骤B7，信息处理单元将风机组件基础转速值与浮动转速值相加，更新风机组件设定转速值，查询与风机转速—占空比表得到风机组件占空比值，输出占空比值至风机组件；

步骤B8，信息处理单元判断风机组件转速值是否超出设定阀值范围，超出设定阀值范围时向报警单元发送故障信息，控制蜂鸣器报警；不超出设定阀值范围时，直接转至步骤B9；

步骤B9，信息处理单元判断风机组件反馈转速值与设定转速值差值是否超出设定阀值范围，超出转速设定阀值范围时，经积分分离式PID控制算法计算后调整风机组件占空比值；不超出转速误差设定阀值范围时，保持风机组件占空比值不变，直接转至步骤B7；

步骤B10，保持输出至风机组件占空比值不变，循环执行步骤B2、步骤B8、步骤B9，至风机组件测量转速值与设定转速值差值不超出转速误差设定阀值，延迟5个采样周期，转至步骤B1。

2.根据权利要求1所述的电子设备风机转速控制方法，其特征在于，所述风机组件转速分为低速段、中速段和高速段三段，依据环境温度值所处速度段选择风机组件基础转速，依据模块器件温度变化动态调整风机组件浮动转速。

3.根据权利要求1所述的电子设备风机转速控制方法，其特征在于，所述环境温度变化值小于环境温度变化阀值或模块器件温度变化最大值小于器件温度变化阀值时，风机基础转速或浮动转速均不调整，减少风机转速调整频率。

4.根据权利要求1所述的电子设备风机转速控制方法，其特征在于，风机组件占空比值，根据基础转速+浮动转速确定的风机转速设定值与风机转速—占空比表确定。

5.一种电子设备风机转速控制装置，其特征在于，包括信息采集单元、信息处理单元、存贮单元、接口单元、显控单元、报警单元；

信息采集单元用于采集环境温度值、各个功能模块功率器件温度值和风机组件转速值；

存贮单元存贮关键控制参数和实时运行参数，其中关键控制参数包括环境温度值设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数、风机转速—占空比值表，实时运行参数包括环境温度值、各个功能模块功率器件温度值、风机组件反馈转速值、风机组件设定转速值；

信息处理单元对实时运行参数进行判断、处理后输出占空比值至风机组件控制风机转速，环境温度、风机组件转速超出设定阀值时输出显示、报警信号至显控单元、报警单元，控制指示灯、蜂鸣器改变状态；

接口单元对环境温度设定阀值、环境温度值变化阀值和低速段、中速段、高速段风机组件基础转速设定阀值、模块器件温度变化阀值、风机转速设定阀值、转速误差阀值、浮动转速计算函数进行显示和在线设定。

6.根据权利要求5所述的电子设备风机转速控制装置，其特征在于，所述信息处理单元通过调整输出的PWM信号占空比值来控制风机组件转速，每一次占空比值调整不超出0.5％。

7.根据权利要求5所述的电子设备风机转速控制装置，其特征在于，所述信息采集单元通过预设的时间间隔进行数据采集。