CN112954945A - 电路板散热装置及电路板散热装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板散热装置及电路板散热装置的控制方法。电路板散热装置包括：温度检测模块，用于检测电路板当前温度；转速控制模块，用于调节风扇转速；处理模块，用于基于电路板当前温度控制转速控制模块调节风扇以目标转速运行；转速检测模块包括发射单元和接收单元；发射单元用于发射初始光信号，接收单元以及风扇的扇叶位于初始光信号的传输路径上，接收单元用于基于接收到的实际光信号与初始光线号，获取风扇实时转速；跟踪反馈模块，用于基于转速检测模块的风扇实时转速和目标转速之间的差异，调节风扇以目标转速运行。根据电路板的温度实时调节风扇转速，进而调整电路板的温度，使得电路板的温度趋于稳定。

Description

电路板散热装置及电路板散热装置的控制方法

技术领域

本发明涉及电子装置领域，特别涉及一种电路板散热装置及电路板散热装置的控制方法。

背景技术

电路板在工作过程中会散发出热量，需要风扇提供气流来带走热量以降低电路板的温度，从而为电路板提供温度适宜的工作环境。

现有的电路板散热装置中的风扇转速无法调节，电路板在工作状态下温度较高，热量无法散逸容易导致电路板烧毁，并且电路板的温度波动比较大，使得电路板的使用寿命降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路板散热装置及电路板散热装置的控制方法，以改善电路板的工作温度和提高电路板的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电路板散热装置，包括：电路板以及设置在电路板上的多个风扇；温度检测模块，温度检测模块用于检测电路板当前温度；转速控制模块，转速控制模块用于调节风扇转速；处理模块，处理模块与温度检测模块连接，用于基于电路板当前温度控制转速控制模块调节风扇以目标转速运行；转速检测模块，转速检测模块包括发射单元和接收单元，发射单元用于发射初始光信号，接收单元以及风扇的扇叶位于初始光信号的传输路径上，接收单元用于基于接收到的实际光信号与初始光线号，获取风扇实时转速，且在沿传输路径上，风扇位于接收单元与发射单元之间；跟踪反馈模块，跟踪反馈模块与转速检测模块以及转速控制模块连接，跟踪反馈模块用于基于转速检测模块的风扇实时转速和目标转速之间的差异，调节风扇以目标转速运行。

处理模块用于基于电路板当前温度控制转速控制模块调节风扇转速，即风扇转速根据电路板当前温度进行调节。当电路板当前温度较高时，加大风扇转速以加快电路板热量散逸的速度，降低电路板的温度；当电路板当前温度较低时，降低风扇转速以节约电能，提高风扇的使用寿命。由于风扇转速根据电路板当前温度进行调节，电路板的温度波动比较小，有利于提高电路板的使用寿命。检测风扇是否以目标转速运行，并且在风扇未以目标转速运行时，调整风扇转速为目标转速，保证风扇始终以目标转速运行，使得电路板一直处于合适的温度区间，从而提高电路板散热装置的可靠性。

另外，发射单元包括发光二极管，用于发射初始光信号；接收单元包括光敏管，用于基于接收到的实际光信号与初始光线号，获取风扇实时转速。

另外，转速控制模块包括三极管导通单元；脉宽调制单元，处理模块通过脉宽调制单元控制三极管导通单元的导通时间。处理模块基于电路板当前温度通过控制脉宽调制单元改变三极管导通单元的导通时间，通过控制三极管导通单元的导通时间改变调整风扇转速。

另外，跟踪反馈模块包括转速跟踪单元，用于获取实时风扇转速和目标转速；转速调节单元，用于当目标转速和风扇实时转速的差值的绝对值大于第一阈值时，控制转速控制模块调节风扇以目标转速运行。

另外，处理模块包括温度获取单元，用于获取温度检测模块采集的电路板当前温度；规则单元，用于存储多个电路板温度与多个风扇转速的对应关系；控制单元，用于基于温度获取单元获取的电路板当前温度，查询规则单元中与电路板当前温度对应的风扇转速，并将与电路板当前温度对应的风扇转速作为目标转速，控制转速控制模块调节风扇以目标转速运行。预先计算多个电路板温度与多个风扇转速的对应关系，控制单元根据获取的电路板当前温度对应的风扇转速，将风扇的转速调整为与电路板当前温度对应的风扇转速，便于提高电路板散热装置的工作效率。

另外，电路板散热装置还包括信号调节模块，用于将转速检测模块和温度检测模块采集的模拟数据转换为数字数据，并将数字数据发送给处理模块。转速检测模块中传感器的输出信号比较微弱且为模拟数据，信号调节模块将传感器的输出信号进行放大和滤波，并将模拟数据转换成数字数据。

另外，处理模块还包括故障检测单元，用于基于转速检测模块的检测结果判断风扇是否发生故障。通过风扇转速判断风扇是否发生故障，简单又高效。

另外，故障检测模块包括速度比对单元，用于获取转速检测模块的检测结果，并判断检测结果在预设的时间段内是否位于预设转速范围；判定模块，用于在检测结果在预设的时间段内不在预设转速范围时，判定风扇发生故障。通过比对风扇转速是否在预设转速范围内判断风扇是否发生故障，简单又可靠。

另外，电路板散热装置还包括工作状态显示模块，用于基于故障检测模块的判定结果，显示每个风扇的工作状态。显示每个风扇的工作状态，便于发现故障风扇位置，缩减维修时间。

另外，电路板散热装置还包括机台显示模块，用于显示风扇实时转速和电路板当前温度。

另外，电路板散热装置还包括监控模块，用于记录与时间对应的风扇实时转速。

另外，电路板散热装置还包括工作模式切换模块，用于将电路板散热装置设置为手动工作模式；手动控制模块，用于在手动工作模式下，手动调节风扇转速。在手动工作模式下，可以手动调节风扇的转速。

另外，电路板包括多个控温区域，每一控温区域包括至少一个风扇；处理模块包括多个处理单元，且每一处理单元用于基于对应的控温区域的电路板当前温度，控制转速控制模块调节对应的控温区域的风扇转速。分别控制与处理单元对应的风扇，便于更精细调整每个风扇的转速，保证电路板处于较好的温度区间。

本发明的实施例还提供了电路板散热装置的控制方法，包括检测电路板当前温度；电路板上设置有多个风扇；基于电路板当前温度调节风扇以目标转速运行；发射初始光信号，风扇的扇叶位于初始光信号的传输路径上，基于接收到的实际光信号与初始光线号，获取风扇实时转速；风扇位于传输路径上；基于风扇实时转速和目标转速之间的差异，调节风扇以目标转速运行。检测电路板当前温度和风扇当前转速，根据电路板当前温度调节风扇以目标转速运行，判断风扇是否以目标转速运行，当目标转速和风扇当前转速的差值的绝对值大于第一阈值，调节风扇以目标转速运行，由此保证风扇一直以目标转速运行，使得电路板一直处于较好的温度区间。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：

本发明实施例中，处理模块用于基于电路板当前温度控制转速控制模块调节风扇转速，即风扇转速根据电路板当前温度进行调节。当电路板当前温度较高时，加大风扇转速以加快电路板热量散逸的速度，降低电路板的温度，防止电路板因温度过高而烧毁；当电路板当前温度较低时，降低风扇转速以节约电能，提高风扇的使用寿命。

同时，风扇转速根据电路板当前温度进行调节，使得电路板处于较好的温度区间，电路板在工作状态下的温度波动比较小，并且在由工作状态切换至空闲状态或者由工作状态切换至空闲状态的过程中，温度变化速率较慢，由此，有利于提高电路板的使用寿命。

另外，判断风扇是否以目标转速运行，当目标转速和风扇当前转速的差值的绝对值大于第一阈值，调节风扇以目标转速运行，由此保证风扇一直以目标转速运行，使得电路板一直处于较好的温度区间，保证电路板散热装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的电路板散热装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的电路板散热装置中转速检测模块的工作原理图；

图3是本发明第二实施例提供的电路板散热装置中的结构示意图；

图4是本发明第三实施例提供的电路板散热装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有电路板散热装置的性能还有待改善。现有的电路板散热装置中的风扇转速无法调节，在电路板空闲和工作状态下均以固定转速运行。电路板在工作状态下温度较高，热量无法充分散逸导致电路板温度过高而发生烧毁；电路板在空闲状态下不产生热量，而风扇仍旧以与工作状态相同的转速运行，浪费电能且使得风扇由于疲劳降低使用寿命。

另外，在电路板处于工作状态下，风扇以固定转速运行导致电路板温度波动比较大，电路板在工作状态和空闲状态的转换过程中，温度变化速率较大，造成电路板的急冷和急热，电路板无法维持在较好的温度期间，使得电路板的使用寿命降低。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种电路板散热装置，温度检测模块用于检测电路板当前温度，转速控制模块用于调节风扇转速，处理模块用于基于电路板当前温度控制转速控制模块调节风扇转速，即风扇转速根据电路板当前温度进行调节。当电路板温度较高时，加大风扇转速以加快电路板热量散逸的速度，防止电路板烧毁；当电路板温度较低时，降低风扇转速以节约电能，提高风扇的使用寿命。另外，风扇转速根据电路板当前温度进行调节，使得电路板处于较好的温度区间，电路板在工作状态下的温度波动比较小，并且在由工作状态切换至空闲状态或者由工作状态切换至空闲状态的过程中，温度变化速率较慢，由此，有利于提高电路板的使用寿命。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

图1是本发明第一实施例提供的电路板散热装置的结构示意图。图2是图1中转速检测模块的工作原理图。参考图1和图2，电路板散热装置包括：电路板(未标识)以及设置在电路板上的多个风扇104；温度检测模块101，温度检测模块101用于检测电路板当前温度；转速控制模块103，转速控制模块103用于调节风扇转速；处理模块102，处理模块102与温度检测模块101连接，用于基于电路板当前温度控制转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行；转速检测模块107，转速检测模块107包括发射单元152和接收单元153，发射单元152用于发射初始光信号114，接收单元153以及风扇104的扇叶位于初始光信号114的传输路径上，接收单元153用于基于接收到的实际光信号124与初始光线号114，获取风扇实时转速，且在沿传输路径上，风扇104位于接收单元124与发射单元114之间；跟踪反馈模块129，跟踪反馈模块129与转速检测模块107以及转速控制模块103连接，用于基于风扇实时转速和目标转速之间的差异，调节风扇104以目标转速运行。以下将结合附图对本实施例提供的电路板散热装置进行详细说明。

具体地，温度检测模块101包含测温元件，测温元件设置在待测的电路板上，或者设置在待测的电路板周围。其中，测温元件的数量可以为多个，且每一测温元件与至少一个风扇104的位置相对应。且测温元件可以为温度传感器。

风扇104安装在电路板上，风扇104旋转产生气流带走电路板产生的热量，使得电路板温度降低。

本实施例中，转速控制模块103包括三极管导通单元113和脉宽调制单元123，用于调整风扇104以不同的转速运行。转速控制模块103用于调节风扇转速，风扇104产生的气流带走电路板产生的热量，使得电路板温度降低。

本实施例中，三极管导通单元113的导通时间用于调节风扇转速。处理模块102通过脉宽调制单元123控制三极管导通单元113的导通时间。

三极管导通单元113包括三极管(未标识)，即通过控制三极管的导通时间改变风扇转速，脉宽调制单元123基于处理模块102的处理结果，通过控制三极管的导通时间调节风扇转速。

脉宽调制单元123包括控制芯片，控制芯片通过输出不同占空比的方波控制三极管的导通时间，进而改变控制风扇104的电压，使得风扇104以不同的转速运行。在方波为高电平时，三极管导通向风扇104供电，风扇104开始工作，在方波为低电平时，三极管截止不再向风扇104供电。

具体地，处理模块102连接温度检测模块101，获取温度检测模块101检测的电路板当前温度，并根据电路板当前温度控制脉宽调制单元123输出特定占空比的方波，进而控制三极管导通单元113中三极管的导通时间，使得风扇104以目标转速运行，保证电路板处于良好的温度区间。

本实施例中，处理模块102包括温度获取单元112，用于获取温度检测模块101采集的电路板当前温度；规则单元122，用于存储多个电路板温度与多个风扇转速的对应关系；控制单元132，用于基于温度获取单元112获取的电路板当前温度，查询规则单元122中与电路板当前温度对应的风扇转速，并将与电路板当前温度对应的风扇转速作为目标转速，控制转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行。

温度获取单元112连接温度检测模块101，用于获取温度检测模块101采集的电路板当前温度，并将电路板当前温度传输给控制单元132。

规则单元122连接控制单元132。规则单元122存储多个电路板温度与多个风扇转速的对应关系。便于控制单元132直接根据获取的电路板当前温度计算出对应的风扇转速。

具体地，预先设定一个预设温度范围，电路板温度在预设温度范围内时具有良好的工作状态；进行一系列实验测试风扇以不同转速运行的散热情况，实验过程是当电路板当前温度不在预设温度范围内时，不断调整风扇转速直至确定目标转速，使得风扇以目标转速运行一段时间后，电路板温度可以较快地稳定在预设温度范围内。以此类推，得到每个电路板温度对应的目标转速，使得风扇在以与电路板当前温度对应的目标转速运行时，电路板的温度能够稳定在预设温度范围内。

预设温度范围为适宜电路板工作的温度区间，电路板在预设温度范围工作时，产生的热量不会对电路板造成损伤，电路板具有较好的工作状态。举例来说，预设温度范围为15℃～35℃。

控制单元132连接温度获取单元112。控制单元132查询规则单元122中与电路板当前温度对应的风扇转速，并将与电路板当前温度对应的风扇转速作为目标转速，控制转速控制模块103调节风扇以目标转速运行。

本实施例中，转速调节模块119连接处理模块102，通过处理模块102控制转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行；转速调节模块119也可以直接与转速控制模块103连接，控制转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行。

本实施例中，电路板散热装置包括转速检测模块107，用于检测风扇实时转速。

转速检测模块107连接风扇104，转速检测模块107包括测速元件，测速元件可以是转速传感器。

参考图2，转速检测模块107包括风扇104电阻元件150、电阻元件151、发射单元152和接收单元153。

本实施例中，发射单元152包括发光二极管，用于发射初始光信号114，接收单元153以及风扇104的扇叶位于初始光信号114的传输路径上，并在沿初始光信号114的传输路径上，风扇104位于接收单元124与发射单元114之间。

在电路板散热装置开始工作时，转速检测模块107连接电源开始工作；或者，转速检测模块107连接处理模块102，由处理模块102控制转速检测模块107开始工作。

本实施例中，接收单元153包括光敏管，用于基于接收到的实际光信号124与初始光线号114，获取风扇实时转速。

具体地，在风扇104工作时，发射单元152持续不断的发射初始光信号114，当初始光信号114照射到扇叶上时，由于被扇叶遮挡从而无法照射到接收单元153，即光敏管无法接收初始光信号114而输出高电平方波。

当初始光信号114照射到相邻扇叶之间，初始光信号114穿透被扇叶照射到接收单元153。实际光信号124为通过风扇、被接收单元153接收到的初始光信号114。当接收单元153接收到实际光信号124时，光敏管输出低电平方波。在风扇104旋转过程中，接收单元153输出脉冲信号155，脉冲信号155包括高电平方波和低电平方波。

具体地，风扇104有N个扇叶，风扇104每转过一圈，发射单元152发出的初始光信号114被扇叶阻挡N次，在时间T内检测到的高电平方波或者低电平方波的次数为S，则风扇转速为V＝S/N。

本实施例中，跟踪反馈模块129连接转速检测模块107，用于获取风扇实时转速。跟踪反馈模块129连接处理模块102，用于获取目标转速，基于风扇实时转速和目标转速之间的差异，调节所述风扇以所述目标转速运行。保证风扇始终以目标转速运行，提高转速调节的准确性。

本实施例中，跟踪反馈模块129包括转速跟踪单元109和转速调节单元119。

本实施例中，转速跟踪单元109用于获取实时风扇转速和目标转速。能够在控制转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行之后，获取转速检测模块107的检测结果。

转速跟踪单元109连接转速检测模块107，获取转速检测模块107检测的风扇实时转速。转速跟踪模块109连接处理模块102，用于获取目标转速。

需要说明的是，在一个例子中，转速跟踪单元也可以实时获取转速检测模块检测的风扇转速；或者，每隔一段时间获取转速检测模块检测的风扇转速。

本实施例中，转速调节单元119用于当目标转速和风扇实时转速的差值的绝对值大于第一阈值时，控制转速控制模块103调节所述风扇以目标转速运行。

本实施例中，转速调节单元119连接转速跟踪单元109，接收转速跟踪单元109获取的风扇实时转速和目标转速，并计算风扇实时转速与目标转速之间的差值，判断差值的绝对值是否大于第一阈值，当差值的绝对值大于第一阈值时，控制转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行。

第一阈值可以根据实际情况进行调节。例如，当对风扇转速的准确度要求较低时，增大第一阈值的数值，允许调节后的风扇转速与目标转速差值较大；当对风扇转速的准确度要求较高时，降低第一阈值的数值，允许调节后的风扇转速与目标转速差值比较接近。

需要说明的是，在其他实施例中，转速跟踪单元连接转速检测单元，用于获取风扇实时转速，转速调节单元连接处理模块，用于获取目标转速并比对风扇实时转速和目标转速的差异。

判断调节后的风扇实时转速与目标转速之间的差值，并根据差值的大小再次调节风扇转速，保证了风扇104始终以目标转速运行，提高了电路板散热装置的可靠性和调节风扇转速的准确性。

本实施例中，电路板散热装置还包括信号调节模块108，用于将转速检测模块107和温度检测模块101采集的模拟数据转换为数字数据，并将数字数据发送给处理模块102。

温度检测模块101和转速检测模块107中的传感器的输出信号比较微弱且为模拟数据，信号调节模块107用于将传感器的输出信号进行放大和滤波，并将模拟数据转换为数字数据发送给处理模块102。

具体地，信号调节模块108与转速检测模块207和温度检测模块101连接，用于放大和滤波接收到的模拟数据，并将采集的模拟数据转换为数字数据发送给处理模块202。

需要说明的是，在其他实施例中，也可以设置两个独立的信号调节模块，分别连接温度检测模块和转速检测模块；或者，两个信号调节模块分别集成在信号调节模块和温度检测模块中。

本实施例中，电路板散热装置还包括机台显示模块118，用于显示风扇实时转速和电路板当前温度。

具体地，机台显示模块118与处理模块102连接，用于获取电路板当前温度和风扇实时转速，连接方式可以是导线连接，也可以是无线连接；或者，通过机台服务器(未标识)与处理模块102进行无线通信。

本实施例中，电路板散热装置还包括监控模块128，用于记录与时间对应的风扇实时转速。

监控模块128与转速检测模块107连接。监控模块128每隔一段时间采集并记录一次风扇实时转速，并生成风扇转速变化曲线，便于从风扇转速变化曲线分析风扇204的工作状态。

具体地，设置风扇转速范围为500Hz～3500Hz，当风扇转速连续5min超过这个范围后通过机台服务器发送消息至值班室电脑，通知值班人员检查风扇工作状态。

本实施例中，电路板散热装置还包括工作模式切换模块105，用于将电路板散热装置设置为手动工作模式；手动控制模块106，用于在手动工作模式下，手动调节风扇转速。

电路板散热装置的工作模式包括自动工作模式和手动工作模式。在自动工作模式下，处理模块102根据电路板当前温度控制转速控制模块103调节风扇转速。在手动工作模式下，工程师可以手动调节风扇104的转速，使电路板处于预设温度范围。

具体地，当自动控制模式发生故障或在其他需要人工干预的场景下，工作模式切换模块105将电路板散热装置的工作模式切换为手动工作模式。

工作模式切换模块105连接手动控制模块106，工程师可根据实际情况通过手动控制模块106调节风扇转速。

手动控制模块106连接风扇104。手动控制模块106包括档位控制单元(未标识)，用于手动调节风扇转速。

由于工作模式切换模块105可将电路板散热系统切换为手动控制模式，便于在自动控制模式发生故障时，及时的进行人工干预，避免由于自动控制模式失效，电路板热量累积导致电路板烧毁。

本实施例中，电路板包括多个控温区域(未标识)，每一控温区域包括至少一个风扇104；处理模块102包括多个处理单元(未标识)，且每一处理单元用于基于对应的控温区域的电路板当前温度，控制转速控制模块103调节对应的控温区域的风扇转速。

具体地，处理单元分别控制与处理单元对应的风扇104，各个风扇104能够根据控温区域的温度以不同的转速运行，即更精细调整电路板上每个控温区域的温度，保证电路板的温度处于预设温度范围。

在本实施例中，实时监测电路板当前温度，并判断电路板当前温度是否在预设温度范围内，当电路板当前温度超过预设温度范围的上限时，加大风扇转速以加快电路板热量散逸的速度，降低电路板的温度，防止电路板因温度过高而烧毁；当电路板当前温度低于预设温度范围的下限时，降低风扇转速以节约电能，提高风扇的使用寿命。通过不断地提高或降低风扇的转速，使得电路板温度一直处于预设温度范围内。

同时，风扇转速根据电路板当前温度进行调节，使得电路板处于预设温度范围，由于电路板一直处于预设温度范围，使得电路板在工作状态下的温度波动比较小，并且在由工作状态切换至空闲状态或者由工作状态切换至空闲状态的过程中，温度变化速率较慢，由此，避免电路板发生急热或者极冷，有利于提高电路板的使用寿命。工作模式切换模块105便于在自动控制模式发生故障时，及时的切换为手动控制模式进行人工干预，保证电路板处于适宜的温度区间，避免由于自动控制模式失效，电路板热量累积导致电路板烧毁。

另外，预先计算电路板温度与风扇转速之间的关系，可以直接根据检测的电路板当前温度将风扇转速调至于电路板当前温度对应的目标转速，使得电路板处于预设温度范围，由此提高了电路板散热装置的工作效率。由于在转速控制模块103调节风扇104以目标转速运行之后，还判断调节后的风扇当前转速与目标转速之间的差值，并根据差值的大小再次调节风扇转速，保证了风扇104始终以目标转速运行，提高了电路板散热装置的可靠性和调节风扇转速的准确性。

本发明第二实施例还提供一种电路板散热装置。本实施例提供的技术方案与上一实施例大体相同，主要改进之处在于：电路板散热装置增加了故障诊断模块。图3是本发明第二实施例提供的一种电路板散热装置，参考图3，与前一实施例相同或者相应的部分，可参考前一实施例的说明，在此不再赘述。

本实施例中，电路板散热装置包括温度检测模块201、转速检测模块207、信号调节模块208、跟踪反馈模块229、处理模块202、机台显示模块218、监控模块238、工作模式切换模块205、手动控制模块206和转速控制模块203，处理模块202包括温度获取单元212、规则单元222和控制单元232；转速控制模块203包括三极管导通单元213和脉宽调制单元223；跟踪反馈模块229包括转速跟踪单元209和转速调节单元219。上述各模块与前一实施例对应各模块功能相同，具体可参考前一实施例的说明，在此不再赘述。

本实施例中，处理模块202还包括故障检测模块210，用于基于转速检测模块207的检测结果判断风扇204是否发生故障。

本实施例中，故障检测模块210包括速度比对单元220，用于获取转速检测模块207的检测结果，并判断检测结果在预设的时间段内是否位于预设转速范围。

具体地，速度比对单元220连接转速检测模块207，用于获取风扇实时转速。

预设转速范围为风扇处于正常工作状态时的转速范围。举例来说，预设转速范围可以为500Hz至3500Hz。预设的时间段可根据实际应用场景进行调节，例如5min、10min。

本实施例中，故障检测模块210包括判定单元230，用于在检测结果在预设的时间段内超过预设转速范围时，判定风扇204发生故障。

具体地，当风扇实时转速不在预设转速范围，例如超过预设转速范围的上限，或者低于预设转速范围的下限，则判定风扇204发生故障。

本实施例中，电路板散热装置还包括工作状态显示模块221，用于基于故障检测模块210的判定结果，显示每个风扇204的工作状态。

具体地，工作状态显示模块221包括指示灯(未标识)，每个指示灯对应一个风扇204，用于显示风扇204处于正常工作状态还是发生故障，例如指示灯为红色，代表风扇发生故障，指示灯为绿色，代表风扇正常工作。

由于工作状态显示模块221可以直观的显示各个风扇204的工作状态，便于工程师及时的发现故障风扇的位置，有针对性的更换故障风扇，避免整体更换风扇造成的高成本，保证电路板散热装置的可靠性和降低维护成本。

本实施例中，电路板包括多个控温区域(未标识)，每一控温区域包括至少一个风扇204；处理模块202包括多个处理单元(未标识)，且每一处理单元用于基于对应的控温区域的电路板当前温度，控制转速控制模块203调节对应的控温区域的风扇当前转速。

本实施例中，处理模块202还用于提高故障风扇周围的风扇204的风扇当前转速。

具体地，处理模块202包括多个处理单元，处理单元可以单独控制每个风扇204的转速，当处理模块202发现某个风扇发生故障时，调大位于故障风扇周围的转速，并且基于获得的电路板当前温度，可以将电路板温度稳定在预设温度范围内。

本实施例中，机台显示模块218可以通过机台服务器(未标识)与处理模块202进行无线通信。

本实施例中，个人电脑可以通过分配的IP地址与机台服务器进行通信，当风扇204发生故障时，机台服务器以outlook邮件或者短信的方式将故障信息发送至个人电脑，便于工程师及早采取应对措施，避免非计划宕机。

需要说明的是，工作模式切换模块205用于切换电路板散热装置的工作模式。当电路板散热装置处于手动工作模式下，工程师可根据工作状态显示模块221的显示结果，直观的了解风扇204是否发生故障以及故障风扇的位置，并通过手动控制模块206，手动调大位于故障风扇周围的风扇转速。

与上一实施例相比，本实施例增加了故障检测模块210。故障检测模块210基于风扇当前转速可以判断风扇是否发生故障，便于电路板散热装置在自动控制模式下，增大位于故障风扇周围的风扇的转速。为工程师的维修提供时间，提高电路板散热装置的可靠性。

工作状态显示模块221用于显示每个风扇204的工作状态，便于工程师发现故障风扇时，将电路板散热装置的工作模式切换为手动工作模式，手动增加故障风扇的周围风扇的转速，使得故障风扇对应的电路板区域的温度维持在预设温度范围。

另外，工作状态显示模块221显示每个风扇204的工作状态还便于工程师判断故障位置，节省维修时间。

相应的，本发明实施例还提供一种电路板散热装置的控制方法。图4为本发明一实施例提供的电路板散热装置的控制方法的流程图。

步骤401，检测电路板当前温度；电路板上设置有多个风扇。

具体地，在电路板上设置温度检测模块，用于及检测电路板当前温度。

在一个具体的实施例中，电路板可以包括多个控温区域，每个温控区域设置一个温度传感器，并且每一控温区域包括至少一个风扇。

步骤402，基于电路板当前温度调节风扇以目标转速运行。

本实施例中，处理模块通过控制风扇当前转速的大小调整电路板当前温度，使调整后的电路板当前温度处于预设温度范围。

具体地，预先设定一个预设温度范围，电路板温度在预设温度范围内时具有良好的工作状态；进行一系列实验测试风扇以不同转速运行的散热情况，实验过程是当电路板当前温度不在预设温度范围内时，不断调整风扇转速直至确定目标转速，使得风扇以目标转速运行一段时间后，电路板当前温度可以较快地稳定在预设温度范围内。以此类推，得到每个电路板温度对应的目标转速，使得风扇在以与电路板当前温度对应的目标转速运行时，电路板的温度能够稳定在预设温度范围内。

预设温度范围为适宜电路板工作的温度区间，电路板在预设温度范围工作时，产生的热量不会对电路板造成损伤，电路板具有较好的工作状态。举例来说，预设温度范围为15℃～35℃。

步骤403，发射初始光信号，风扇的扇叶位于初始光信号的传输路径上，基于接收到的实际光信号与初始光线号，获取风扇当前转速；风扇位于传输路径上。

本实施例中，在电路板散热装置连接电源开始工作时，电路板散热装置中的发射单元开始发射初始光信号，接收单元基于接收到的实际光信号与初始光线号，输出包含高电平方波和低电平方波的脉冲信号，输出风扇当前转速。

本实施例中，在沿传输路径上，风扇位于接收单元与发射单元之间。

具体地，在风扇工作时，发射单元持续不断的发射初始光信号，当初始光信号照射到扇叶上时，接收单元无法接收初始光信号，接收单元输出高电平方波。当初始光信号照射到相邻扇叶之间，接收单元接收到实际光信号而输出低电平方波。

具体地，风扇有N个扇叶，风扇每转过一圈，发射单元发出的初始光信号被扇叶阻挡N次，在时间T内检测到的高电平方波或者低电平方波的次数为S，则风扇当前转速为V＝S/N。

步骤404，基于风扇实时转速和目标转速之间的差异，调节风扇以目标转速运行。

跟踪反馈模块获取转速检测模块的实时风扇转速，判断目标转速和风扇实时转速的差值的绝对值是否大于第一阈值，当差值的绝对值大于第一阈值时，控制转速控制模块调节风扇以目标转速运行。

本实施例中，温度检测模块检测电路板的温度，处理模块根据电路板温度调节风扇转速，使得电路板温度始终处于预设温度范围。当检测到电路板温度较高，超过预设温度范围的上限时，调大风扇转速以加快电路板热量散逸的速度，降低电路板的温度；当电路板温度较低，低于预设温度范围的下限时，降低风扇转速以节约电能，提高风扇的使用寿命。由于风扇转速根据电路板温度进行调节，电路板的温度波动比较小，有利于提高电路板的使用寿命。

另外，由于在调节风扇以目标转速运行之后，还判断调节后的风扇当前转速与目标转速之间的差值，并根据差值的大小再次调节风扇转速，保证了风扇始终以目标转速运行，提高了电路板散热装置的可靠性和调节风扇转速的准确性。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种电路板散热装置，其特征在于，包括：电路板以及设置在所述电路板上的多个风扇；

温度检测模块，所述温度检测模块用于检测电路板当前温度；

转速控制模块，所述转速控制模块用于调节风扇转速；

处理模块，所述处理模块与所述温度检测模块连接，用于基于所述电路板当前温度控制所述转速控制模块调节所述风扇以目标转速运行；

转速检测模块，所述转速检测模块包括发射单元和接收单元，所述发射单元用于发射初始光信号，所述接收单元以及所述风扇的扇叶位于所述初始光信号的传输路径上，所述接收单元用于基于接收到的实际光信号与所述初始光线号，获取风扇实时转速，且在沿所述传输路径上，所述风扇位于所述接收单元与所述发射单元之间；

跟踪反馈模块，所述跟踪反馈模块与所述转速检测模块以及所述转速控制模块连接，用于基于所述风扇实时转速和所述目标转速之间的差异，调节所述风扇以所述目标转速运行。

2.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述发射单元包括发光二极管，用于发射初始光信号；所述接收单元包括光敏管，用于基于接收到的实际光信号与所述初始光线号获取所述风扇实时转速。

3.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述转速控制模块包括三极管导通单元；

脉宽调制单元，所述处理模块通过所述脉宽调制单元控制三极管导通单元的导通时间。

4.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述跟踪反馈模块包括：转速跟踪单元，用于获取所述实时风扇转速和所述目标转速；转速调节单元，用于当所述目标转速和所述风扇实时转速的差值的绝对值大于第一阈值时，控制所述转速控制模块调节所述风扇以所述目标转速运行。

5.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述处理模块包括温度获取单元，用于获取所述温度检测模块采集的所述电路板当前温度；

规则单元，用于存储多个电路板温度与多个风扇转速的对应关系；

控制单元，用于基于所述温度获取单元获取的所述电路板当前温度，查询所述规则单元中与所述电路板当前温度对应的所述风扇转速，并将与所述电路板当前温度对应的所述风扇转速作为所述目标转速，控制所述转速控制模块调节所述风扇以所述目标转速运行。

6.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述电路板散热装置还包括：信号调节模块，用于将所述转速检测模块和温度检测模块采集的模拟数据转换为数字数据，并将所述数字数据发送给所述处理模块。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电路板散热装置，其特征在于，所述处理模块还包括故障检测单元，用于基于所述转速检测模块的检测结果判断所述风扇是否发生故障。

8.根据权利要求7所述的电路板散热装置，其特征在于，所述故障检测模块包括速度比对单元，用于获取所述转速检测模块的检测结果，并判断所述检测结果在预设的时间段内是否处于预设转速范围；

判定单元，用于在所述检测结果在预设的时间段内不在所述预设转速范围时，判定所述风扇发生故障。

9.根据权利要求8所述的电路板散热装置，其特征在于，所述电路板散热装置还包括工作状态显示模块，用于基于所述故障检测单元的判定结果，显示每个所述风扇的工作状态。

10.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述电路板散热装置还包括机台显示模块，用于显示所述风扇实时转速和所述电路板当前温度。

11.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述电路板散热装置还包括监控模块，用于记录与时间对应的所述风扇实时转速。

12.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述电路板散热装置还包括工作模式切换模块，用于将电路板散热装置设置为手动工作模式；手动控制模块，用于在所述手动工作模式下，手动调节所述风扇转速。

13.根据权利要求1所述的电路板散热装置，其特征在于，所述电路板包括多个控温区域，每一所述控温区域包括至少一个所述风扇；所述处理模块包括多个处理单元，且每一处理单元用于基于对应的所述控温区域的所述电路板当前温度，控制所述转速控制模块调节对应的所述控温区域的所述风扇转速。

14.一种电路板散热装置的控制方法，其特征在于，包括：

检测电路板当前温度；所述电路板上设置有多个风扇；

基于所述电路板当前温度调节所述风扇以目标转速运行；

发射初始光信号，所述风扇的扇叶位于所述初始光信号的传输路径上，基于接收到的实际光信号与所述初始光线号，获取风扇实时转速；所述风扇位于所述传输路径上；

基于所述风扇实时转速和所述目标转速之间的差异，调节所述风扇以所述目标转速运行。

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