CN1482524A

CN1482524A - 一种主动控制式计算机系统散热静音方法

Info

Publication number: CN1482524A
Application number: CNA021316635A
Authority: CN
Inventors: 左卫东; 杨大业; 刘静
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-03-17

Abstract

一种主动控制式计算机系统散热静音方法，机箱内后上方固定设有主动控制式电源、AGP显卡、PCI扩展卡、中央处理器(CPU)及主板、主动控制式CPU散热器、还设有主动控制式系统风扇。在电源电路板上靠近电源进风口处设置一热敏电阻，串连于电源风扇与电源电路之间；在机箱后背上的系统散热风扇体上设置一热敏电阻，串连于该风扇与主板之间。当热敏电阻感应的温度变化时，使其风扇转速发生相应改变。CPU散热器设在电源进风口下方，散热器风扇由主板上的CPU温度监控电路控制。

Description

一种主动控制式计算机系统散热静音方法

技术领域

本发明属于计算机应用领域，具体地说涉及一种计算机系统实现散热和静音的方法。

背景技术

目前，随着计算机内电子器件朝高频高速发展，相应产生的热量也越来越多，致使计算机内温度不断升高，要求计算机系统有更大的通风量。尤其随着英特尔公司FMB2的CPU的发布，CPU的功率越来越高。业界对CPU的散热处理就是在其表面贴设一散热器，且在其散热器的顶端或侧端设置一风扇进行强制对流。为了满足高发热量CPU的散热要求，其散热风扇的转速很高，带来了严重的噪音问题。同时，随着人们对显示技术的要求，计算机用显示卡的功率也越来越高，由于受到在普通机箱结构布局的限制，这种大功率显示卡往往需要采用强制对流的风扇来帮助显示卡上发热器件的散热。而在显示卡上只能采用低口径，超高转速的小风扇，其高频噪音也越来越成为计算机的主要噪音源；随着计算机性能的提高，计算机系统中采用的硬盘、内存条、光驱等部件的发热功率也越来越高，带来了计算机整机系统散热的问题。

市场上已有的计算机，大多采用顶置风扇的CPU散热器，风扇具有恒定转速，电源风扇兼作系统出风和电源器件散热的功能，这种散热系统往往需要按照计算机的最恶劣环境条件和计算机最大功率来设计，以达到国家规定的安全标准。因此，CPU散热风扇和电源风扇的转速一直需要在设定的最高转速的条件下运行，但是在很多情况下，计算机并不一直处于最恶劣的工作环境条件和满负荷的运行状态，在这个时候，计算机系统的散热能力是过剩了，同时一直处于高速运转的CPU风扇和电源风扇带来了严重的噪音问题。有的计算机系统中还在机箱后面板上加装有系统风扇来帮助系统散热，在高功率显示卡上也有主动散热小风扇，在满足系统散热要求的同时，噪音的问题也越来越突出。日前，也有对计算机CPU风扇进行转速控制的技术方案(中国专利：99123191.0、01125926.4)。但是这些技术只是根据CPU的温度来控制计算机内的风扇。而计算机系统中，除CPU风扇外，系统风扇、电源风扇、显示卡散热风扇和系统通风风阻都足重要的噪音来源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动控制式计算机系统散热静音方法，在满足系统散热要求的同时，尽可能降低系统噪音，给用户提供性能稳定、安全的计算机产品，创造舒适静音的工作环境。

为实现上述目的，本发明对计算机系统中所有的主动风扇进行控制，按照系统负荷和系统环境温度实时设定系统的通风量，以达到系统温控散热静音的目的。

该方法对计算机系统按照系统负载和环境温度来进行散热、静音设计。设计计算机在处于不同工作负荷和不同环境温度时系统通风量，即在计算机处于低功率的运行状态时，整个系统要求的通风量也相应减少，在计算机处于大功率的运行状态时，整个系统要求的通风量也相应增加；同时，系统的通风量随着环境温度的增加而相应增加，合理解决系统的散热要求。

本发明提供的主动控制式计算机系统散热静音方法，机箱内后上方固定设有电源、AGP显卡、PCI扩展卡、中央处理器(CPU)及主板、主动控制式CPU散热器，散热器风扇由主板上的CPU温度监控电路控制。

所述主动控制式电源的电路板上靠近电源进风口处设置一热敏电阻，该热敏电阻串连于电源风扇与电源电路之间，用于感应电源进风的温度，当热敏电阻感应的温度变化时，其电阻相应改变，进而改变电源风扇的供电电压来控制电源风扇的转速。

本发明还可以在散热器后方的后背板上设置一系统散热风扇，该风扇通过主板给其供电，风扇体上设有热敏电阻，串列于风扇和电路之间。当热敏电阻感应的温度变化时，其电阻大小也相应改变，并通过风扇内部的电路设置使其风扇转速发生相应改变。

本系统通过监控电源进风口或/和系统风扇出风口温度来表征系统内部的环境温度，系统内部的环境温度受两方面因素的影响：计算机系统所处的外界环境状况和计算机系统内部发热器件的负荷。因此按照系统的内部环境温度来实时设定电源风扇或/和系统风扇的转速来决定系统的挡个通风量，实现了按照计算机实际使用状况来设计系统散热能力的模式，在相应的散热要求下，系统有相应的通风量和相应的风扇转速，在整体上降低了风扇噪音，达到了平衡系统散热和噪音的问题。克服了已有计算机系统中按照系统最大散热要求来设计系统通风量的问题，使得静音电脑成为可能。

CPU是计算机系统中散热的关键部件，CPU散热器的风扇噪音也是系统的主要噪音来源之一。CPU核心温度反映了计算机系统中功率器件的发热状况。在CPU内核预置有温度传感器，其大小由主板的CPU温度检测电路获得，在系统BIOS中设置有CPU风扇监控温度值，把CPU的工作温度分割为两个区域，系统把通过主板的CPU温度检测电路获得的CPU核心温度值与预置CPU风扇监控温度值比较，在不同的温度区间，CPU风扇处于低转和高转不同转速下。在大部分情况下，计算机系统和CPU一直处于低、中等负荷条件，通过合理设置CPU风扇监控温度值，可以在保证CPU安全正常工作同时尽量使CPU风扇处于低转速运行状态，大大降低系统的噪音。

附图说明

图1为本发明系统控制框图。

图2为CPU风扇转速与CPU温度关系。

图3为本发明电源风扇转速与系统内温度关系。

具体实施方式

结合参照图1，为本发明系统控制框图。由于本发明所述的电源、CPU以及系统风扇的安装位置基本属于公知技术，为避免烦琐，本发明不推荐其结构图。

电源电路板上靠近电源进风口处设有热敏电阻，用来感应电源进风的温度，该热敏电阻通过电路与电源风扇串连，当热敏电阻感应的温度变化时，其电阻大小也相应改变，进而改变电源风扇的供电电压来控制电源风扇的转速。

为加强计算机系统空气对流，本例还在机箱后背板上设置一系统散热风扇，把机箱内的空气向机箱外牵引，以达到系统空气对流的效果。系统风扇的风扇体上同样设有热敏电阻，串连于该风扇与给其供电的主板之间，用于感应系统的温度。当热敏电阻感应的温度变化时，其电阻大小也相应改变，使其风扇转速发生相应改变。

如何在计算机电源电路板靠近电源进风口处安装热敏电阻和在机箱后背板上安装系统散热风扇是一个较成熟的技术，本领域的技术人员能轻易理解和想象。

对于大功率显卡，可以采用被动式散热器进行散热，避免使用小口径散热风扇，减少了系统的噪音源。

如图2所示，本系统通过监控CPU核心温度来调整CPU风扇的转速，CPU核心温度反映了计算机系统中功率最大器件的散热状况。如图3所示，CPU风扇采用两级控制，及低速和高速，当CPU核心温度小于设定的监控温度Tj时，通过电压设定电路，采用低电压驱动CPU风扇，使CPU风扇处于V1的低速运行状态；随着CPU使用功率的提高，CPU的核心温度也不断增加，当CPU温度检测电路检测到的CPU核心温度大于设定的监控温度Tj时，通过电压设定电路，采用全电压驱动CPU风扇，使CPU风扇处于Vh的高速运行状态。

如图1所示，本系统通过电源模块和系统风扇上的温度传感器来监控电源进风口和系统风扇出风口温度，以表征系统内部的环境温度。系统内部的环境温度受两方面因素的影响：计算机系统所处的外界环境状况和计算机系统内部发热器件的负荷。在计算机系统处于低负荷或较低的外部环境温度时，电源风扇和系统风扇的入风口温度小于图3所示的T1，此时，电源风扇和系统风扇都处于V1的最低转速状态，随着系统负荷的增加，系统内温度也相应增加，电源风扇和系统风扇按照各自不同的电压自动调整电路来提高风扇的驱动电压，进而来提高风扇的转速，转速提高与温度升高的关系如图3所示。当系统内温度大于T2时，风扇也达到了系统设计的最大转速Vh，以满足系统散热的要求。因此按照系统的内部环境温度来实时设定电源风扇和系统风扇的转速来决定系统的整个通风量，实现了按照计算机实际使用状况来设计系统散热能力的模式，在相应的散热要求下，系统有相应的通风量和相应的风扇转速，在整体上降低了风扇噪音，达到了平衡系统散热和噪音的问题。克服了已有计算机系统中按照系统最大散热要求来设计系统通风量的问题，使得静音电脑成为可能。

本发明采用CPU和电源由温度进行控制的技术，基本上可以实现本发明的目的。另一个技术特点是，还可以依据需要，在机箱内增设置一系统风扇，并且也可以根据温度进行控制；或者在电源和系统风扇两者中有选择地使其中一个受温度控制，而另一个则起普通风扇的作用。上面所描述的CPU、电源和系统风扇均由温度控制，因此上述说明只是用来帮助理解本发明的技术内容，而不是用来限定本发明的权利要求范围。

本发明的优点是：

1、按照计算机实际使用状况来设计系统散热能力的模式，在相应的散热要求下，系统有相应的通风量和相应的风扇转速，在整体上降低了风扇噪音，达到了平衡系统散热和噪音的问题。克服了已有计算机系统中按照系统最大散热要求来设计系统通风量的问题，使得静音电脑成为可能。

2、在满足计算机系统散热的同时，可以明显地降低系统噪音，如表1所示，采用主动控制式散热静音方法的计算机，其机箱前面、侧面和后面的噪音下降了5～7dB。同时，采用主动控制式散热静音方法的计算机主机前面0.5米远地方的噪音在28dB以下，完全达到了系统静音的效果。以下噪音对比测试是在同一台计算机系统结构上进行的，环境温度为30℃，计算机负荷为70％。表1 计算机系统噪音对比

	前面噪音(dB)	侧面噪音(dB)	后面噪音(dB)
	前面噪音(dB)	侧面噪音(dB)	后面噪音(dB)	采用温控散热静音方法的计算机	27.8	30.8	33.3
一般计算机系统	33.7	36	40.1	采用温控散热静音方法的计算机	27.8	30.8	33.3

3、对大功率显示卡，可以采用被动式散热片散热，除去了显示卡散热片上的小口径高转速风扇，减少了系统的噪音来源。

4、通过系统风扇和电源风扇对CPU散热器周围气流的引导，使得CPU散热器的进风气体温度大大下降，在相同的系统结构中，采用普通CPU散热器就可以满足散热要求，使得整个机箱散热系统的造价大大降低，提高了整机的经济性。

5、计算机系统中的电源风扇、CPU风扇和系统风扇，在大部分时间内都处于低功率状态，减小了整机的功耗，提高了风扇的使用寿命。

Claims

1、一种主动控制式计算机系统散热静音方法，机箱内后上方固定设有电源、AGP显卡、PCI扩展卡、中央处理器(CPU)及主板、主动控制式CPU散热器，其特征在于：电源电路板上设置一热敏电阻，该热敏电阻串连于电源风扇与电源电路之间，用于感应电源进风的温度。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热敏电阻设置在靠近电源进风口处，当热敏电阻感应的温度变化时，其电阻相应改变，进而改变电源风扇的供电电压来控制电源风扇的转速。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机箱后背板上设有系统散热风扇。

4、一种主动控制式计算机系统散热静音方法，机箱内后上方固定设有电源、AGP显卡、PCI扩展卡、中央处理器(CPU)及主板、主动控制式CPU散热器，以及机箱后背板上设有系统散热风扇，其特征在于，所述系统散热风扇体上设置一热敏电阻，串连于该风扇与给其供电的主板之间，用于感应系统的温度。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述系统散热风扇体上的热敏电阻感应的温度变化时，其电阻相应改变，使其风扇转速发生相应改变。

6、一种主动控制式计算机系统散热静音方法，机箱内后上方固定设有电源、AGP显卡、PCI扩展卡、中央处理器(CPU)及主板、主动控制式CPU散热器，以及机箱后背板上设有系统散热风扇，其特征在于，所述电源电路板上设置一热敏电阻，该热敏电阻串连于电源风扇与电源电路之间，用于感应电源进风的温度；系统散热风扇体上设置一热敏电阻，串连于该风扇与给其供电的主板之间，用于感应系统的温度。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述热敏电阻设置在靠近电源进风口处，当热敏电阻感应的温度变化时，其电阻相应改变，进而改变电源风扇的供电电压来控制电源风扇的转速。

8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述系统散热风扇体上的热敏电阻感应的温度变化时，其电阻相应改变，使其风扇转速发生相应改变。