CN1952848B - 一种风扇启动控制装置和方法 - Google Patents
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一种风扇启动控制装置和方法包括转速读取装置(2)；设定装置(4)，包含驱动强度、设定时间和设定转速三个控制量；控制装置(1)，与设定装置(4)、转速读取装置(2)及风扇(3)相连，其控制按设定装置(4)设定的驱动强度启动风扇，并在设定时间接收风扇转速，根据该转速与设定转速相比较，判断是否输出控制信号给设定装置(4)，由设定装置(4)重新设定风扇的驱动强度，使风扇按新设定的驱动强度启动。在计算机系统上电时，其能够让风扇(3)转动起来，但又不产生较大的噪音。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种计算机散热系统中风扇启动时的控制装置和方法。
背景技术
目前，计算机的性能越来越高，速度越来越快，因此而产生大量的热能，这种高温的热能必须及时从计算机中排放出来，否则将严重影响计算性能发挥，甚至可能严重损伤计算机元件并进一步使计算机崩溃。
计算机系统散热的主要方式是风扇散热，一般而言，加大风扇大小和转速提高风扇的散热效果，但是，风扇的转动过程中也会产生噪音，加大风扇大小与转速的同时，也提高了计算机的噪音。因此，在计算机系统中，如何在提高散热效果的同时，降低噪音，是计算机制造业中迫切需要解决的问题。
为了在达到预期散热效果的同时，控制风扇的噪音，人们考虑了很多种方法，比较常见的是根据当前系统处理器的温度以及机箱内温度动态调整风扇的转速，达到散热和噪音的动态平衡。
在计算机系统散热过程中，在计算机上电(POWER)启动时，如何开始启动风扇是整个散热过程中的一个非常重要的步骤。
一般计算机系统采取的方式是先让风扇全速转动，然后等温控策略起作用时，再将风扇的转速降下来。这种方法的优点是一开始有足够的启动强度保证风扇转起来，但是这一方法也有一个很大的缺点，是要有一段风扇全速运转的过程，这时会产生较大的噪音，给用户非常不好的体验。
目前解决此类问题主要有两种措施：
a)减小全速转动的时间，通过硬件或者软件的方式，使开机时风扇全速转动的时间缩短。
这种方法可以减少噪音的持续的时间，但不能从根本上解决开机时噪音的问题。
b)减小开机时风扇的启动强度，降低风扇开启时的转速，其解决的方法是提供不同档次的风扇开机转速启动，其启动速度档次都是预先设置的，计算机上电时以预先设置的转速是启动。
中国专利申请号CN02153800.X公开了一种多段温控风扇的控制方法及其电路，其中该控制方法为：选定噪音值最小状态为初始状态；利用所选定一个风扇的参考温度控制所有风扇温控的启动和关闭，每个风扇按照所对应的温度段进行温控，使任意温度段内仅有一个风扇进行温控，从而使控制状态确定。为实现该控制方法，其相应的控制电路，包括：一传感器，感测选定风扇的参考温度，产生脉宽调制(PWM，pulse width modulation)控制信号；一控制芯片，与传感器相连，根据脉宽调制控制信号产生多路控制信号；多个温控风扇，根据多路控制信号的逻辑组合，按预定次序启动温控。该控制方法可用于需要散热的电子装置，其任意时刻的控制状态确定，并使散热、噪音及耗电达到优化。
虽然这样的方法在一定程度上可以降低噪音，但是却会带来选择启动强度的问题，如果选择的启动强度太强，则噪音很高；如果选择的启动强度太低，则可能启动不了风扇，尤其是当风扇使用到一定寿命时，灰尘或者老化都可能使风扇的起转需要更大的强度，一旦不能启动起来，则可能会造成较为严重的后果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种风扇启动控制装置和方法，在计算机系统上电时，其能够让风扇转动起来，但又不产生较大的噪音。
为达到本发明的目的而提供的一种风扇启动控制装置，包括：转速读取装置，用于读取风扇的转速；风扇启动转速设定装置，包含起始驱动强度、设定时间和设定转速三个控制量；
控制装置，与风扇启动转速设定装置、转速读取装置及风扇相连，其控制按风扇启动转速设定装置设定的起始驱动强度启动风扇，并以设定时间为间隔定时接收风扇转速，根据该转速与设定转速相比较，判断是否输出控制信号给风扇启动转速设定装置，由风扇启动转速设定装置重新设定风扇的起始驱动强度，使风扇下次启动时按新设定的起始驱动强度启动。
本发明还提供了一种风扇启动控制方法，包括下列步骤：
步骤一：在风扇启动转速设定装置中预先设定风扇的起始驱动强度、设定时间和设定转速三个控制量的值；
步骤二：在启动风扇时，根据风扇启动转速设定装置中预先设定的起始驱动强度，通过控制装置启动风扇；
步骤三：转速读取装置以设定时间为间隔定时读取风扇的转速，该转速与设定转速相比较，若大于设定转速，则转至步骤五；否则转至步骤四；
步骤四：风扇启动转速设定装置加大驱动强度，重复步骤二、三；
步骤五：结束控制进程，风扇控制转由别的进程接管。
所述步骤四还可以包括下列步骤：当重新进行步骤四前，首先判断风扇启动转速设定装置的起始驱动强度是否已经到达最大强度，如果是，则转至步骤五。
所述步骤五还可以包括下列步骤：当起始驱动强度已经到达最大强度时，则给予警告，结束控制进程，将风扇控制转由别的进程接管。
所述风扇的起始驱动强度可以是电压或者脉宽调制控制。
所述电压控制可以是介于0伏与风扇最大额定电压之间的多个离散设定值。所述控制装置可以是存储有控制风扇启动控制程序的可擦写的EPROM或者是存储有控制风扇启动控制程序的BIOS ROM。
所述设定时间可以是0～100ms。所述风扇启动转速设定装置的设定转速为0。
本发明避免了风扇开启时启动强度太强所带来的可能的噪音，同时成功解决了驱动力不够所带来的风扇无法启转所带来的风险。
附图说明
图1是本发明风扇启动装置结构示意图；
图2是本发明风扇启动方法流程图；
图3是本发明风扇启动过程控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图1～3进一步详细说明本发明的一种风扇启动装置和方法。
在实施例中，均以中央处理器(CPU)风扇作为本发明的风扇启动的控制装置和方法的风扇说明本发明的实现，但也可以采用计算机内部其它部件的风扇作为本发明的风扇启动的控制装置和方法的风扇，但其并不影响本发明的实现，同时，本发明也并不限定在中央处理器风扇的启动控制。
如图1所示，本实施例的风扇启动装置包括：
转速读取装置2，用于读取中央处理器风扇3的转速；
设定装置4，包含驱动电压Vj、设定时间T和设定转速V等控制量；
控制装置1，与设定装置4、转速读取装置2及中央处理器风扇3相连，其控制按设定装置4设定的驱动电压启动中央处理器风扇3，并在设定时间接收中央处理器风扇3转速，根据该转速与设定转速相比较，判断是否输出控制信号给设定装置4，由设定装置4重新设定中央处理器风扇3的驱动电压，使中央处理器风扇3按新设定的驱动电压启动。
较佳地，中央处理器风扇3的转速控制是以电压来控制的，中央处理器风扇3转速的驱动电压Vj是介于0伏与CPU风扇最大额定电压之间的多个离散值：4，6，12(伏)。
上述控制装置1可以是利用计算机主板上的，存储有启动中央处理器风扇控制程序的可擦写的EPROM来实现，或者由主板的BIOS(Firmware)通过软件指令来实现。
通过定时监测中央处理器风扇3的转速Vj，实现对中央处理器风扇3转速的控制，达到避免中央处理器风扇3开启时启动强度太大所带来的噪音，同时解决驱动力不够所带来中央处理器风扇3无法启动所带来的风险。
如图3所示，转速读取装置2定时T，较佳地，以0～100ms为间隔，读取中央处理器风扇3的转速并提供给控制装置1，控制装置1接收到中央处理器风扇3转速，并利用该转速与设定转速V比较，判断中央处理器风扇3转速是否大于设定转速V，如果大于设定转速V，则不再改变中央处理器风扇3驱动电压，按设定的驱动电压启动；否则输出控制信号给设定装置4，设定装置4重新设定中央处理器风扇3的驱动电压Vj，使中央处理器风扇3按新设定的驱动电压Vj启动。
较佳地，控制装置1用于判断中央处理器风扇3转速的设定转速V为0，即只有当中央处理器风扇3不转的时候，才改变中央处理器风扇3驱动电压Vj，并使中央处理器风扇3按新设定的驱动电压Vj启动。
下面结合本实施例的风扇启动装置进一步详细描述有关实现本发明的风扇启动方法：
步骤一：在设定装置4中预先设定风扇的驱动电压Vj、设定时间T和设定转速V等控制量的值；
在中央处理器风扇3启动时，在设定装置4中，通过软件或者硬件的方法预定设定一个低于中央处理器风扇3最大额定电压12伏的值4伏作为启动中央处理器风扇3的设定值Vj。
设定时间T为0～100ms，较佳地，T＝10ms。
较佳地，设定转速V＝0。
步骤二：在启动中央处理器风扇3时，根据设定装置4中预先设定的风扇转速Vj，通过控制装置1启动风扇；
根据设定值的风扇转速Vj＝4(伏)，通过控制装置1以4伏电压控制中央处理器风扇3以4伏启动，这样可以减小开机时风扇3的驱动电压，降低风扇3开启时的转速，从而使风扇3在启动时噪音小或者没有噪音，使用户得到较好的体验。
步骤三：转速读取装置2在T时间读取风扇3的转速，若不为0，则转至步骤五；若为0则进入步骤四。
转速读取装置2在设定时间T＝0～100ms，较佳地，T＝10ms，读取中央处理器风扇3的转速并提供给控制装置1，控制装置1接收到中央处理器风扇3转速，并利用该转速与设定转速V比较，较佳地，V＝0，判断中央处理器风扇3转速是否大于设定转速V，如果大于设定转速V，则不再改变中央处理器风扇3驱动电压，按设定的驱动电压启动；否则输出控制信号给设定装置4，设定装置4重新设定中央处理器风扇3的驱动电压Vj，使中央处理器风扇3按新设定的驱动电压Vj启动。
即控制装置1以4伏的电压控制中央处理器风扇3以4伏电压启动，但中央处理器风扇3在这样的低压下，由于各种原因，如老化，灰尘等而没有启动。如果中央处理器风扇3在4伏的电压下已经启动，则转至步骤(五)；否则进入步骤(四)。
步骤四：设定装置加大一阶驱动电压，重复步骤二、三；
当控制装置1以4伏的电压控制中央处理器风扇3以4伏电压启动，但中央处理器风扇3在这样的低压下，由于各种原因，如老化，灰尘等而没有启动时，控制装置1输出控制信号给设定装置4，设定装置4重新设定风扇3的驱动电压Vj＝6伏，使中央处理器风扇3按新设定的驱动强度Vj＝6伏启动。
转速读取装置2在定时T＝10ms读取中央处理器风扇3的转速并提供给控制装置1，控制装置1接收到中央处理器风扇3转速，并根据转速的信号判断中央处理器风扇3转速是否达到设定转速V＝0，中央处理器风扇3以6伏电压启动，如果中央处理器风扇3在6伏的电压下已经启动，则转至步骤五；否则重新进入步骤四。
A)当重新进行步骤四前，首先判断设定装置4的驱动电压已经到达最大强度，如果是，则转至步骤五；否则转至步骤二、三。
当驱动电压已经到达最大强度时，如果还不能启动风扇3，则表示本次中央处理器风扇3启动失败，用户可能通过手动或者其他方式启动风扇3，或者更换原有风扇3，否则，可能使计算机系统受到损坏。
步骤五：结束控制进程，中央处理器风扇3控制转由别的进程接管。
当控制装置1以Vj伏的电压控制中央处理器风扇3以Vj伏电压启动，转速读取装置2在定时T＝10ms读取中央处理器风扇3的转速并提供给控制装置1，控制装置1接收到中央处理器风扇3转速，并根据转速判断中央处理器风扇3转速大于设定转速V＝0，即中央处理器风扇3以Vj伏电压下已经启动，则结束控制进程，中央处理器风扇3控制转由温控系统接管，或者其他计算机散热系统控制。
B)较佳地，当驱动电压已经到达最大强度时，如果还不能启动风扇，则表示本次中央处理器风扇启动失败，在计算机系统中给予警告，结束控制进程，并中央处理器风扇3控制转由别的进程接管.
本发明利用风扇转速的反馈来动态确定风扇开启时的驱动电压，将风扇的转速与初始驱动强度结合起来，先给风扇一个预置的驱动，如果在一定时间内读不到风扇的转速，表明没有将风扇驱动起来，则加一阶驱动强度，直至风扇转动起来，或者驱动强度加到最大值，然后风扇按新的设定值重新驱动。本发明的实现可以避免风扇开启时驱动强度大强所带来的可能的噪音，同时又解决驱动力不够所带来的风扇无法启转的风险问题，即计算机在上电时，能够让风扇转动起来，但又不产生较大的噪音。
本实施例是为了使本领域普通技术人员理解而对本发明所进行的详细描述，但本领域普通技术人员可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，其均在本发明的保护范围内。
Claims (16)
1.一种风扇启动控制装置，包括转速读取装置(2)，用于读取风扇(3)的转速；
其特征在于，还包括风扇启动转速设定装置(4)，包含起始驱动强度、设定时间和设定转速三个控制量；
控制装置(1)，与所述风扇启动转速设定装置(4)、转速读取装置(2)及风扇(3)相连，其控制按所述风扇启动转速设定装置(4)设定的起始驱动强度启动风扇，并以设定时间为间隔定时接收风扇(3)转速，根据该转速与设定转速相比较，判断是否输出控制信号给风扇启动转速设定装置(4)，由风扇启动转速设定装置(4)重新设定风扇(3)的起始驱动强度，使风扇(3)下次启动时按所述新设定的起始驱动强度启动。
2.根据权利要求1所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述风扇为中央处理器风扇。
3.根据权利要求2所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述风扇(3)的驱动强度以电压或者脉宽调制控制。
4.根据权利要求3所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述电压控制是介于0伏与风扇最大额定电压之间的多个离散设定值。
5.根据权利要求4所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述控制装置(1)是存储有控制风扇启动控制程序的可擦写的EPROM。
6.根据权利要求4所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述控制装置(1)是存储有控制风扇启动控制程序的BIOS ROM。
7.根据权利要求5或6所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述设定时间为0～100ms。
8.根据权利要求7所述的风扇启动控制装置，其特征在于，所述风扇启动转速设定装置(4)的设定转速为0。
9.一种风扇启动控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：在风扇启动转速设定装置(4)中预先设定风扇的起始驱动强度、设定时间和设定转速三个控制量的值；
步骤二：在启动风扇时，根据风扇启动转速设定装置(4)中预先设定的起始驱动强度，通过控制装置(1)启动风扇；
步骤三：转速读取装置(2)以设定时间为间隔定时读取风扇(3)的转速，该转速与设定转速相比较，若大于设定转速，则转至步骤五；否则转至步骤四；
步骤四：风扇启动转速设定装置(4)加大驱动强度，重复步骤二、三；
步骤五：结束控制进程，风扇(3)控制转由别的进程接管。
10.根据权利要求9所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述步骤四还包括下列步骤：
当重新进行步骤四前，首先判断风扇启动转速设定装置(4)的起始驱动强度是否已经到达最大强度，如果是，则转至步骤五。
11.根据权利要求10所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述步骤五还包括下列步骤：当起始驱动强度已经到达最大强度时，则给予警告，结束控制进程，将风扇(3)控制转由别的进程接管。
12.根据权利要求9～11任一项所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述风扇(3)为中央处理器风扇.
13.根据权利要求12所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述风扇(3)的驱动强度以电压或者脉宽调制控制。
14.根据权利要求13所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述电压控制是介于0伏与风扇最大额定电压之间的多个离散设定值。
15.根据权利要求14所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述设定时间为0～100ms。
16.根据权利要求15所述的风扇启动控制方法，其特征在于，所述风扇启动转速设定装置(4)的设定转速为0。
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