CN109429469B - 电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法 - Google Patents

电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法，包括：温控模块、切换器、热源检测单元和一供电模块，温控模块分别与热源检测单元及供电模块电性连接，热源检测单元检测电源供应器的工作环境温度并持续反馈至温控模块，温控模块包含第一散热模式和第二散热模式，温控模块电性连接切换器，切换器用以选择性地启动第一散热模式和第二散热模式其中的任一者，温控模块依据使用者选定的其中一种散热模式和热源检测单元检测获得的工作环境温度，控制风扇的动作和转速，具有保护风扇的使用寿命、减少噪音和震动的功效。

Description

电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种风扇转速控制装置及方法，特别是一种电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法。
背景技术
为了防止电子装置或设备因为发热而产生效率降低或是故障的问题发生，大部分的电子装置或设备都配置有散热风扇，早期的散热风扇通常是以最大转速运转，期望能在最短的时间内降低电子装置或设备的温度达到最大的散热效果；通过提高风扇的转速来提升整体热对流的散热效率，加速热空气和冷空气的替换，本是理所当然的作法，但是，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、持续耗能和噪音的问题。
为了解决上述的问题，依据电子装置或设备的温度自动调整风扇的转速的散热风扇转速控制装置应运而生，如何一方面提供足够的散热效率，另一方面又能具备降噪和符合节能环保的要求，是散热风扇转速控制装置的主要设计目标；如图1所示，一种已知的计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置主要包括：控制模块1、温度检测单元2以及供电模块3，其中控制模块1分别和温度检测单元2以及供电模块3电性连接，控制模块1直接和风扇4电性连接；其中控制模块1依据预设的温度-风扇转速控制曲线图(见图2)控制风扇4的动作和转速，当温度检测单元2检测到电源供应器的温度上升到达第一临界温度T1但小于第二临界温度T2时，风扇4保持静止的状态，在温度检测单元2持续检测到电源供应器的温度上升到达第二临界温度T2，控制模块1驱动风扇4转动，并且控制风扇4的转速随着温度上升或下降保持直线的线性关系，当温度上升到达预设的最大值Tmax(通常是由厂商决定)，风扇4将以最大转速Umax转动；在温度因为风扇4的散热作用而使电源供应器的温度开始下降但还未到达第二临界温度T2之前，风扇4的转速仍与温度保持直线的线性关系，直到温度低于第二临界温度T2，控制风扇4的转速降到U1并保持在该转速继续转动，直到温度检测单元2检测电源供应器的温度降到第一临界温度T1，控制模块1直接停止风扇4。
虽然前述的风扇控制方法可以改善现有技术的风扇持续以最大转速转动的耗能、耗损及噪音问题，但是这种风扇转速的控制方法及其装置只有单一种控制模式，在电子装置或是电源供应器处于不同的负载或是不同的发热情况之下，不易满足所需要的散热效能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法。
为了解决前述的技术问题，本发明提出的电源供应器的风扇转速控制装置的实施例，包括：温控模块、切换器、热源检测单元和供电模块，温控模块分别与热源检测单元及供电模块电性连接，热源检测单元检测电源供应器的工作环境温度并持续反馈至温控模块，温控模块包含用以控制风扇的动作和转速的第一散热模式和第二散热模式，温控模块电性连接切换器，切换器用以选择性地启动第一散热模式和第二散热模式其中的任一者，第一散热模式和第二散热模式是依据预设的温度-风扇转速控制曲线控制风扇的动作和转速，其中第一散热模式和第二散热模式二者的温度-风扇转速控制曲线皆包含第一变速曲线和第二变速曲线，在工作环境温度大于启动温度时温控模块启动风扇并且依据第一变速曲线控制风扇的转速，在工作环境温度到达预设的最高温度时以及大于最高温度之后，风扇将维持在最大转速转动，在工作环境温度下降至低于启动温度但是大于停止温度时，温控模块依据第二变速曲线控制风扇的转速，在工作环境温度下降至低于停止温度时，温控模块停止风扇的转动，其中启动温度大于停止温度，第一变速曲线和第二变速曲线是一种开口向上的曲线，其中第一散热模式的启动温度低于第二散热模式的启动温度，第一散热模式的停止温度低于第二散热模式的停止温度。
本发明的一方面包括一种本发明提出的电源供应器的风扇转速控制方法，包括：
a.检测电源供应器的工作环境温度；
b.启动第一散热模式和第二散热模式其中的任一者；以及
c.依据检测获得的工作环境温度和被启动的第一散热模式和第二散热模式其中的一者，控制风扇的动作和转速；
其中第一散热模式和第二散热模式是依据预设的温度-风扇转速控制曲线控制风扇的动作和转速，其中第一散热模式和第二散热模式二者的温度-风扇转速控制曲线皆包含第一变速曲线和第二变速曲线，在工作环境温度大于启动温度时启动风扇并且依据第一变速曲线控制风扇的转速，在工作环境温度下降至低于启动温度但是大于停止温度时，依据第二变速曲线控制风扇的转速，在工作环境温度下降至低于停止温度时停止风扇的转动，其中启动温度大于停止温度，第一变速曲线和第二变速曲线是一种开口向上的曲线，其中第一散热模式的启动温度低于第二散热模式的启动温度，第一散热模式的停止温度低于第二散热模式的停止温度。
其中在第一变速曲线的风扇的转速和工作环境温度为正比的关系，在第二变速曲线的风扇的转速和工作环境温度为正比的关系。
其中工作环境温度到达预设的最高温度时以及大于最高温度之后，风扇将维持在最大转速转动。
其中风扇在停止前的转速不小于风扇的最低转速。
本发明提供两种不同的散热模式，可以依据使用者选定的其中一种散热模式和热源检测单元检测获得的工作环境温度，控制风扇的动作和转速，具有保护风扇的使用寿命、减少噪音和震动的功效。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是已知的计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置的功能方块图；
图2是图1的计算机电源供应器的风扇转速控制方法及其装置的温度-风扇转速控制曲线图；
图3是本发明电源供应器的风扇转速控制装置的实施例的功能方块图；
图4是本发明电源供应器的风扇转速控制方法的实施例的步骤流程图；
图5是本发明电源供应器的风扇转速控制装置及控制方法的温度-风扇转速控制曲线图。
符号说明
10温控模块 20热源检测单元
30供电模块 40切换器
50风扇 M1第一散热模式
M2第二散热模式 M1A第一变速曲线
M1B第二变速曲线 M2A第一变速曲线
M2B第二变速曲线 T1停止温度
T2启动温度 T3停止温度
T4启动温度 Tmax最高温度
U1启动转速 Ulow最低转速
Umax最大转速
具体实施方式
首先请参阅图3是本发明电源供应器的风扇转速控制装置的实施例的功能方块图。
本发明提出的电源供应器的风扇转速控制装置的实施例，包括：温控模块10、切换器40、热源检测单元20和供电模块30，温控模块10分别与热源检测单元20及供电模块30电性连接，热源检测单元20检测电源供应器的工作环境温度并持续反馈至温控模块10，温控模块10包含用以控制风扇50的动作和转速的第一散热模式M1和第二散热模式M2，温控模块10电性连接切换器40，使用者可以依据需求操作切换器40选择性地启动第一散热模式M1和第二散热模式M2其中的任一者，第一散热模式M1和第二散热模式M2是依据预设的温度-风扇转速控制曲线(见图5)控制风扇50的动作和转速。因此，温控模块10就会依据热源检测单元20检测获得的工作环境温度，通过使用者选定的其中一种散热模式(第一散热模式M1或是第二散热模式M2)控制风扇50的动作(包含转动和停止)和转速。
温控模块10的一种实施方式是含有控制程序的风扇驱动电路或模块，例如将风扇驱动电路和系统单芯片(System on chip,SoC)整合在一起，并且在所述的系统单芯片中嵌入包含第一散热模式M1和第二散热模式M2的控制程序。其中切换器40的实施方式可以是指拨开关、多段式切换开关和按压式切换开关其中的任一种。
请参阅图4是本发明电源供应器的风扇转速控制方法的实施例的步骤流程图。本发明提出的电源供应器的风扇转速控制方法的实施例，包括下列步骤：
a.检测电源供应器的工作环境温度；
b.启动第一散热模式M1和第二散热模式M2其中的任一者；以及
c.依据检测获得的工作环境温度和被启动的第一散热模式M1和第二散热模式M2其中的一者，控制风扇50的动作和转速。
其中第一散热模式M1和第二散热模式M2是依据预设的温度-风扇转速控制曲线控制风扇50的动作和转速，所述的温度-风扇转速控制曲线的实施例如图5所示，其中第一散热模式M1和第二散热模式M2二者的温度-风扇转速控制曲线皆包含第一变速曲线和第二变速曲线；为了便于区别和说明，在图5中第一散热模式M1的第一变速曲线和第二变速曲线以实线绘示，第二散热模式M2的第一变速曲线和第二变速曲线以虚线绘示，M1A表示第一散热模式M1的第一变速曲线，M1B表示第一散热模式M1的第二变速曲线，T2为第一散热模式M1的启动温度，T1为第一散热模式M1的停止温度，其中启动温度T2大于停止温度T1；M2A表示第二散热模式M2的第一变速曲线，M2B表示第二散热模式M2的第二变速曲线，T4为第二散热模式M2的启动温度，T3为第二散热模式M2的停止温度，其中启动温度T4大于停止温度T3；其中第一散热模式M1和第二散热模式M2的曲线形态相同，换言之，第二散热模式M2的曲线形态可以视为第一散热模式M1的平移(shift)。
下文以第一散热模式M1为例，说明风扇50在第一散热模式M1的动作和转速如后；如图5所示，在工作环境温度大于启动温度T2时温控模块10以启动转速U1启动风扇50，并且依据第一变速曲线M1A控制风扇50的转速，其中在第一变速曲线M1A的风扇50的转速和工作环境温度为正比的关系，当工作环境温度到达预设的最高温度Tmax时以及大于最高温度Tmax之后，风扇50将维持在最大转速Umax转动，其中第一散热模式M1和第一散热模式M2分别有预设的最高温度Tmax；在工作环境温度下降至低于启动温度T2但是大于停止温度T1时，温控模块10依据第二变速曲线M1B控制风扇50的转速，其中在第二变速曲线M1B的风扇50的转速和工作环境温度为正比的关系，在工作环境温度下降至低于停止温度T1时，温控模块10停止风扇50的转动，较佳地，风扇50在停止前的转速不小于风扇50的最低转速Ulow；其中第一散热模式M1的启动温度T2低于第二散热模式M2的启动温度T4，第一散热模式M1的停止温度T1低于第二散热模式M2的停止温度T3。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (7)

1.一种电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于，包括：温控模块、切换器、热源检测单元和供电模块，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，该热源检测单元检测电源供应器的工作环境温度并持续反馈至该温控模块，该温控模块包含风扇驱动电路和系统单芯片，该系统单芯片嵌入包含第一散热模式和第二散热模式的控制程序，该第一散热模式和第二散热模式用以控制风扇的动作和转速，该温控模块电性连接该切换器，该切换器用以选择性地启动该第一散热模式和该第二散热模式其中的任一者，该控制程序可以依据电源供应器的工作环境温度或是该供电模块提供的电源供应器的负载状态自动地启动该第一散热模式或是该第二散热模式；该第一散热模式和该第二散热模式是依据预设的温度-风扇转速控制曲线控制该风扇的动作和转速，其中该第一散热模式和该第二散热模式二者的该温度-风扇转速控制曲线皆包含第一变速曲线和第二变速曲线，在该工作环境温度大于启动温度时该温控模块启动该风扇并且依据该第一变速曲线控制该风扇的转速，在该工作环境温度到达预设的最高温度时以及大于该最高温度之后，该风扇将维持在最大转速转动，在工作环境温度下降至低于该启动温度但是大于停止温度时，该温控模块依据该第二变速曲线控制该风扇的转速，在工作环境温度下降至低于该停止温度时，该温控模块停止该风扇的转动，其中该启动温度大于该停止温度，该第一变速曲线和该第二变速曲线是一种开口向上的曲线，其中该第一散热模式的该启动温度低于该第二散热模式的该启动温度，该第一散热模式的该停止温度低于该第二散热模式的该停止温度。
2.如权利要求1所述电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于，在该第一变速曲线的该风扇的转速和工作环境温度为正比的关系，在该第二变速曲线的该风扇的转速和工作环境温度为正比的关系。
3.如权利要求1所述电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于，该切换器可以是指拨开关、多段式切换开关和按压式切换开关其中的任一种。
4.如权利要求1所述电源供应器的风扇转速控制装置，其特征在于，该风扇在停止前的转速不小于该风扇的最低转速。
5.一种电源供应器的风扇转速控制方法，其特征在于，包括：
a.检测电源供应器的工作环境温度；
b.依据该工作环境温度或是电源供应器的负载状态自动启动第一散热模式或一第二散热模式；以及
c.依据检测获得的该工作环境温度和被启动的该第一散热模式和该第二散热模式其中的一者，控制风扇的动作和转速；
其中该第一散热模式和该第二散热模式是依据预设的温度-风扇转速控制曲线控制该风扇的动作和转速，该第一散热模式和该第二散热模式二者的温度-风扇转速控制曲线皆包含第一变速曲线和第二变速曲线，在该工作环境温度大于启动温度时温控模块启动该风扇并且依据该第一变速曲线控制该风扇的转速，在该工作环境温度到达预设的最高温度时以及大于该最高温度之后，该风扇将维持在最大转速转动，在工作环境温度下降至低于该启动温度但是大于停止温度时，该温控模块依据该第二变速曲线控制该风扇的转速，在工作环境温度下降至低于该停止温度时，该温控模块停止该风扇的转动，其中该启动温度大于该停止温度，该第一变速曲线和该第二变速曲线是一种开口向上的曲线，其中该第一散热模式的该启动温度低于该第二散热模式的该启动温度，该第一散热模式的该停止温度低于该第二散热模式的该停止温度。
6.如权利要求5所述电源供应器的风扇转速控制方法，其特征在于，在该第一变速曲线的该风扇的转速和工作环境温度为正比的关系，在该第二变速曲线的该风扇的转速和工作环境温度为正比的关系。
7.如权利要求5所述电源供应器的风扇转速控制方法，其特征在于，该风扇在停止前的转速不小于该风扇的最低转速。
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