DE19955033A1

DE19955033A1 - Einrichtung zur Erfassung und Verfahren zur Konditionierung der Temperatur innerhalb eines Notebook-Computers

Info

Publication number: DE19955033A1
Application number: DE19955033A
Authority: DE
Inventors: Nai-Shung Chang
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2000-10-19
Also published as: US6404610B1; US6309099B1; TW530198B

Abstract

Ein Temperaturerfassungssystem zur Überwachung und Steuerung von Temperaturen verschiedener peripherer Einrichtungen in einem Notebook-Computer. Das Temperaturerfassungssystem verwendet als Temperatursensor einen Thermistor. Der Thermistor ist um eine periphere Einrichtung herum angeordnet und bildet mit einem anderen Widerstand einen Potentialteilerschaltkreis. Anschließend wird die von dem Teilerschaltkreis erzeugte Spannung zu einem Spannungserfassungspin eines Chipsatzes geschickt. In dem Chipsatz kann die Teilerspannung mit einer Referenz verglichen werden, so daß geeignete Aktionen ergriffen werden können, um die jeweilige periphere Einrichtung zu kühlen. Zusätzlich kann der erfindungsgemäße Temperatursensor an jeder beliebigen Stelle in einem Notebook-Computer angeordnet werden, einschließlich dem Bereich um die periphere Einrichtung oder sogar in der peripheren Einrichtung. Weiterhin sind keine zusätzlichen Steuerchips zum Betrieb der Temperatursensoren erforderlich, so daß die Produktionskosten gesenkt werden können.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Anmeldung Nr. 88105831, die am 13. April 1999 eingereicht wurde.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung und ein Verfahren zur Konditionierung der Temperatur. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur verschiedener, Wärme-erzeugender, peripherer Einrichtungen innerhalb eines Notebook-Computers, bei dem ein Potentialteiler-Schaltkreis aus einem Thermistor und einem Widerstand eingesetzt wird. Die unterschiedliche Spannung, die von dem Potentialteiler-Schaltkreis erzeugt wird, wird dann zu dem Chipsatz in dem Computer rückgeführt, um die Temperatur der peripheren Einrichtungen zu steuern.

Beschreibung des Standes der Technik

In einem herkömmlichen Notebook-Computer sind im allgemeinen mehrere Einrichtungen auf einer Hauptschaltplatine angebracht, beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine integrierte elektronische Einrichtung (IDE) und eine Schnittstelle für eine PCMIA- Schnittstelle (Personal Computer-Speicherkartenschnittstelle der Internationalen Vereinigung). Bei Verwendung des Notebook-Computers steigt die Temperatur dieser internen Komponenten an.

Die Fig. 1 ist ein Schema, das die hauptsächlichen internen Komponenten eines herkömmlichen Notebook-Computers zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfassen die internen Komponenten eine Hauptschaltplatine 10 mit einer zentralen Verarbeitungseinheit 12, eine IDE-Einrichtung 14, eine PCMCIA-Einrichtung 16 und einen darauf angebrachten Chipsatz 18. Im allgemeinen ist auf der zentralen Verarbeitungseinheit 12 zusätzlich ein Ventilator (nicht gezeigt) angebracht, um die von der zentralen Verarbeitungseinheit erzeugte Wärme abzuführen. In ähnlicher Art und Weise sind die Ventilatoren 22 und 22 jeweils an der Rückseite der IDE-Einrichtung 14 und der PMCIA-Einrichtung 16 angebracht, um die von der IDE-Einrichtung 14 bzw. der PMCIA- Einrichtung 16 erzeugte Wärme abzuführen. Weiterhin ist gewöhnlich irgendwo um die Hauptschaltplatine 10 eine Batteriepackung angebracht, um den erforderlichen Strom zum Betreiben des Notebook-Computers bereitzustellen.

Die Haupt-Wärmebildungsquelle innerhalb eines Notebook-Computers ist die zentrale Verar beitungseinheit 12. Aufgrund des Betriebs wird die von der zentralen Verarbeitungseinheit 12 erzeugte Wärme auf die umgebenden peripheren Einrichtung übergreifen. Als Folge steigt die Temperatur der benachbarten peripheren Einrichtungen, wie der IDE-Einrichtung 14 und der PCMCIA 16, langsam an. Infolgedessen benötigen Notebook-Computer zur Kühlung der peripheren Einrichtungen zusätzliche Ventilatoren (nicht gezeigt), die in der Nachbarschaft der zentralen Verarbeitungseinheit 12 installiert sind.

Werden jedoch die Ventilatoren kontinuierlich betrieben, dann können sie leicht brechen. Im Gegensatz dazu können die Ventilatoren, wenn der Benutzer den Computer falsch betreibt, gar nicht arbeiten. Weiterhin können bei Problemen der zentralen Verarbeitungseinheit oder bei Überladung der Batteriepackung einzelne Einrichtungen überhitzt werden. Wenn daher kein Mechanismus vorhanden ist das Ausmaßes der Erhitzung in den Einrichtungen zu erfassen und rechtzeitig zu antworten, um die Temperatur zu senken, dann können die Einrichtungen irreversibel geschädigt werden.

Die einfachste Methode zu Erfassung der Temperatur verschiedener peripherer Einrichtungen besteht darin, neben jeder peripherer Einrichtung einen Temperatursensor zu installieren. Dieses Verfahren belastet jedoch definitiv die integrierten Schaltkreis (IC) und die Hardware überwachende Einrichtung und erhöht die Produktionskosten.

Im Hinblick auf das vorstehende besteht ein Bedarf nach einem neuen Temperatursensor-Typ mit unterschiedlichem Betriebsmodus.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung liefert daher eine Einrichtung, die die Temperatur um periphere Einrichtungen in einem Notebook-Computer erfassen kann und ein Verfahren zur Steuerung der Temperaturen verschiedener peripherer Einrichtungen, so daß deren erlaubte Betriebstemperatur nicht überschritten wird.

Um diese und andere Vorteile gemäß der hier dargelegten und breit beschriebenen Erfindung zu erreichen liefert die Erfindung ein Verfahren, bei dem ein Temperatursensor zur Überwachung und zur Steuerung der Temperatur peripherer Einrichtungen in einem Notebook-Computer in den Stromkreis eingeschaltet wird. Der Temperatursensor umfaßt einen Thermistor und einen Wider stand. Ein Ende des Thermistors ist mit einer Spannungsquelle verbunden. Das andere Ende des Thermistors ist mit einem Ende des Widerstandes sowie einem Spannungserfassungspin eines Chipsatzes verbunden. Das andere Ende des Widerstandes ist geerdet.

In einem alternativen Verbindungsaufbau kann der Thermistor zwischen der Erdung und dem Spannnungserfassungspin eines Chipsatzes geschaltet sein, wobei ein Ende des Widerstandes geerdet ist.

Die erfindungsgemäßen Sensoren in dem Notebook-Computer sind Thermistoren, die an den peripheren Einrichtungen angebracht sind und während des Betriebes überhitzt werden können. Jeder Thermistor ist mit einem Widerstand verbunden, um einen Potentialteilerschaltkreis aus zubilden. Durch Abnehmen einer Spannung vom Potentialteilerschaltkreis und Übermitteln der Spannung zu dem Pin des Chipsatzes können die Temperaturen der verschiedenen peripheren Einrichtungen erfaßt werden. Demzufolge können entsprechende Steuersignale von dem Chipsatz zurückgeschickt werden, um beispielsweise den Betrieb einer bestimmten Einrichtung zu stoppen oder um die Betriebsfrequenz der Einrichtung zu verringern.

Der Temperatursensor oder der Thermistor kann an jeder Stelle in dem Notebook-Computer angebracht werden, beispielsweise in der Umgebung der peripheren Einrichtungen oder in den peripheren Einrichtungen. Darüber hinaus müssen keine Steuerchips zur Unterstützung der Temperatursensoren vorgesehen werden. Es treten daher keine zusätzlichen Produktionskosten auf.

Es ist klar, daß sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende ausführliche Beschreibung beispielhaft und dazu gedacht sind, eine weitere Erläuterung der Erfindung wie beansprucht zu geben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die anliegenden Zeichnungen sind vorgesehen, um die Erfindung weiter zu erläutern und werden hiermit aufgenommen und stellen einen Teil der Beschreibung dar. Die Zeichnungen erläutern erfindungsgemäße Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläute rung der Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen sind

Fig. 1 ein Schema, das die internen Hauptkomponenten in einem herkömmlichen Notebook- Computer zeigt;

Fig. 2 ein Schaltkreisdiagramm, das einen neben einer peripheren Einrichtung in einem Notebook-Computer installierten Temperatursensor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Kurve der gemessenen Temperatur des Thermistors gegen die erzeugte Spannung, die durch deren Widerstand induziert wird;

Fig. 4 ein Schaltkreisaufbau, der einen in einem Notebook-Computer installierten Temperatur sensor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden wird ausführlich auf die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, die als Beispiele in den anliegenden Zeichnungen erläutert sind. Wo immer möglich werden in den Zeichnungen und der Beschreibung die gleichen Bezugs zeichen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen.

Da die Stromversorgung eines Notebook-Computers bereits eine Spannungserrfassungs- und -Einstellungsfunktion aufweist, wird die Stromversorgung automatisch abgeschaltet, wenn eine abnormale Spannung erfaßt wird. Infolgedessen wird der Spannungserfassungspin auf dem peripheren Steuerchip (beispielsweise die South-Brücke) redundant. Dies trifft nicht auf einen Desktop-Computer zu, bei dem nicht alle peripheren Einrichtungen integriert sein müssen und der daher keinen peripheren Steuerchip benötigt. Erfindungsgemäß werden die redundanten Spannungssteuer-Erfassungs-Pins der South-Brücke in einem Notebook-Computer als Mittel der Erfassung der Temperaturen verschiedener peripherer Einrichtungen eingesetzt. Die vier Spannungserfassungs-Pins der South-Brücke können Spannungen von 12 V, 5 V, 3,3 V bzw. 2,5 V erfassen.

Fig. 2 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen nahe einer peripheren Einrichtung in einem Computer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung installierten Temperatur sensor zeigt.

Ein erfindungsgemäßer Temperatursensor 33 umfaßt einen Thermistor 34 und einen Widerstand 36. Wie in Fig. 2 gezeigt ist ein Ende des Thermistors 34 mit einer Spannungsquelle Vcc verbunden. Das andere Ende des Thermistors 34 ist mit einem Ende des Widerstandes 36 sowie mit einem Ende der Spannungserfassungspins eines Chipsatzes 30 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 36 ist geerdet. Zu beachten ist, daß der erfindungsgemäße Temperatursensor 33 an jeder Stelle um eine periphere Einrichtung 32 oder auch darin angebracht werden kann. In anderen Worten, der Temperatursensor 33 kann nahezu an jeder Stelle innerhalb des Notebook- Computers angebracht werden, um die Temperatur einer jeglichen Einrichtung, die sich überhitzen kann, zu überwachen und zu steuern. Darüber hinaus kann die periphere Einrichtung 32 jede der in Fig. 1 gezeigten sein, einschließlich der IDE-Einrichtung 14, der PMCIA-Einrich tung 16, der Batteriepackung 24 oder einer Flüssigkristallanzeige (LCD, nicht gezeigt).

Der Thermistor 34 ist eine Einrichtung, deren Widerstand sich gemäß der Umgebungstemperatur ändert. Die Fig. 3 ist eine Kurve der gemessenen Temperatur des Thermistors gegen die erzeugte Spannung, die von dessen Widerstand induziert ist. In der Fig. 3 wird, sobald sich der Thermistor bei einer Temperatur von etwa 60°C befindet, eine Spannung von etwa 2,3 V erzeugt. Die erzeugte Spannung variiert mit der Temperatur der Umgebung. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird das Potential am Knotenpunkt S gemäß der Umgebungstemperatur verändert, indem der Thermistor 34 und der Widerstand 36 unter Bildung eines Potentialteilers in Reihe geschaltet werden. Da der Thermistor 34 nahe der peripheren Einrichtung 32 angebracht ist, wird sich jede Temperaturänderung als Spannungsänderung am Knotenpunkt S niederschlagen. Da der Knoten punkt S mit einem Spannungserfassungspin des Chipsatzes 30 verbunden ist, kann der Chipsatz 30 die tatsächliche Temperatur der peripheren Einrichtung 32 aufzeichnen. Durch Überwachung der Temperatur kann von dem Chipsatz ein Programm durchgeführt werden, das sich mit einer bestimmten überhitzten Einrichtung beschäftigt. So kann beispielsweise in Abhängigkeit von der tatsächlichen Temperatur der peripheren Einrichtung 32 die Einrichtung zeitweise gestoppt werden, um die Temperatur zu senken. Darüber hinaus kann es, da der erlaubte Temperatur bereich für die periphere Einrichtung 32 weniger kritisch ist als für die zentrale Verarbeitungs einheit, ausreichend sein, die Temperaturen der verschiedenen peripheren Einrichtungen 32 unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Methode zu überwachen und zu erfassen.

Ein Betrieb des in dem Chipsatz verwendeten Temperatursensors 33 läuft beispielsweise wie folgt ab. Ein Spannungserfassungspin mit einer erfaßten Spannung V wird mit einem positiven Ende einer internen Vergleichsvorrichtung 38 verbunden, deren negatives Ende mit einer Referenzspannung V_ref verbunden ist. Die Vergleichseinrichtung 38 vergleicht die erfaßte Spannung V mit der V_ref, um den Zustand der erfaßten Spannung V zu überwachen. Wenn die Vergleichsvorrichtung 38 einen abnormalen Zustand erfaßt, daß die erfaßte Spannung V am Knotenpunkt S über V_ref liegt, dann gibt die Vergleichsvorrichtung 38 ein Abnormal-Signal an eine Verbindung 40 aus. Die Verbindung 40 leitet dann das Abnormal-Signal weiter und leitet es zu einem Widerstand 42 und dann zu einem Ausführschaltkreis 44. Der Ausführschaltkreis 44 ist daher auf "AN" und sendet das Abnormal-Signal zu einer zentralen Verarbeitungs-Einheit (CPU) 46. Sobald das Abnormal-Signal von der CPU 46 aufgenommen wird beginnt die CPU unmittel bar eine Notaktion, wie Aussenden eines Unterbrechungssignals zu der peripheren Einrichtung 32, um deren Betrieb einzustellen, deren Betriebsfrequenz zu verringern, die Stromzufuhr des Computers zu unterbrechen oder den Computer schnell abzuschalten, um eine Überhitzung der peripheren Einrichtung 32 oder jeder Einrichtung in dem Computer zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Temperaturerfassungssystem verwendet als Temperatursensor zusam mengefaßt einen Thermistor 34. Der Thermistor 34 erfaßt die Temperatur einer Wärmeerzeu genden Einrichtung in einem Notebook-Computer, worauf die Höhe der Temperatur über einen Potentialteilerschaltkreis in einen Spannungspegel umgewandelt wird. Die Spannung wird dann zu den Spannungserfassungspins eines Chipsatzes 30 übermittelt. Der Chipsatz 30 vergleicht dann die von den peripheren Einrichtungen gesammelte Spannung mit einer Norm, bevor geeignete Aktionen ergriffen werden, wie Beenden des Betriebs oder Verringerung der Betriebsgeschwindigkeit einer bestimmten peripheren Einrichtung. Da der Thermistor eine kostengünstige Einrichtung ist und in einem Notebook-Computer nahezu überall angebracht werden kann, kann das Temperatursensorsystem verschiedene Temperatur-empfindliche oder Wärme-erzeugende Einrichtungen schützen, die der möglichen Gefahr einer Überhitzung ausge setzt sind. Darüber hinaus kann die Kombination des Thermistors 34 und der Spannungs erfassungspins des Chipsatzes 30 die Produktionskosten senken, da kein zusätzlicher Steuerchip erforderlich ist.

Der Temperatursensor 33 kann in verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt werden. Ein weiteres Beispiel ist in Fig. 4 gezeigt. Ein Ende eines Widerstandes 50 ist mit einer Spannungs quelle Vcc verbunden und das andere Ende ist mit einem Spannungserfassungspin eines Chip satzes 30 verbunden, wobei an dessen einem Ende ein Thermistor 52 vorhanden ist. Das andere Ende des Thermistors 52 ist geerdet. Im allgemeinen kann der Temperatursensor 33 mit jeder Stelle verbunden werden, die ggf. überhitzt werden kann, um deren Temperatur zu überwachen.

Die Vorteile der Erfindung sind daher wie folgt:

1. Der Thermistor oder der Temperatursensor kann nahezu an jeder Stelle in einem Notebook-Computer angeordnet werden, wie an einer Stelle um eine periphere Einrichtung oder im Inneren der peripheren Einrichtung.
2. Kein zusätzlicher Steuerchip ist erforderlich, um den Temperatursensor zu überwachen. Die Produktionskosten sind daher gering.
3. Spannungserfassungspunkte eines Chipsatzes, wie eine South-Brücke, können dazu ver wendet werden, die Temperatur verschiedener peripherer Einrichtungen zu überwachen und zu steuern.

Es ist dem Fachmann klar, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzu weichen. Im Hinblick auf das Vorstehende soll die vorliegenden Erfindung Modifikationen und Änderungen der Erfindung umfassen mit der Maßgabe, daß sie in den Bereich der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims

1. Temperatursensor in einem Notebook-Computer, der einen Chipsatz und mindestens eine periphere Einrichtung aufweist, umfassend:
einen Thermistor, wobei ein erstes Ende des Thermistors mit einer Spannungsquelle verbunden ist, während ein zweites Ende des Thermistors mit einem Spannungserfassungspin des Chipsatzes verbunden ist; und
einen Widerstand, wobei ein erstes Ende des Widerstandes mit dem zweiten Ende des Thermistors verbunden ist, während ein zweites Ende des Widerstandes geerdet ist.

2. Temperatursensor nach Anspruch 1, worin der Temperatursensor an einer beliebigen Stelle um die periphere Einrichtung in einem Notebook-Computer angeordnet ist.

3. Temperatursensor nach Anspruch 1, worin der Chipsatz die South-Brücke umfaßt.

4. Temperatursensor nach Anspruch 1, worin die periphere Einrichtung eine Flüssigkristall- Anzeigeneinheit umfaßt.

5. Temperatursensor nach Anspruch 1, worin die periphere Einrichtung eine integrierte elektronische Einrichtung (IDE) umfaßt.

6. Temperatursensor nach Anspruch 1, worin die periphere Einrichtung eine PCMCIA- Schnittstelle umfaßt.

7. Temperatursensor nach Anspruch 1, worin die periphere Einrichtung eine Batterie packung umfaßt.

8. Temperatursensor in einem Notebook-Computer, der einen Chipsatz und mindestens eine periphere Einrichtung enthält, umfassend:
einen Thermistor, wobei ein erstes Ende des Thermistors geerdet ist und ein zweites Ende des Thermistors mit einem Spannungserfassungspin des Chipsatzes verbunden ist; und
einen Widerstand, wobei ein erstes Ende des Widerstandes mit einer Spannungsquelle verbunden ist und ein zweites Ende des Widerstandes mit dem zweiten Ende des Thermistors verbunden ist.

9. Temperatursensor nach Anspruch 8, worin der Temperatursensor an einer beliebigen Stelle um die periphere Einrichtung in einem Notebook-Computer angeordnet ist.

10. Temperatursensor nach Anspruch 8, worin der Chipsatz die South-Brücke umfaßt.

11. Temperatursensor nach Anspruch 8, worin die periphere Einrichtung eine Flüssigkristall- Anzeigeneinheit umfaßt.

12. Temperatursensor nach Anspruch 8, worin die periphere Einrichtung eine integrierte elektronische Einrichtung (IDE) umfaßt.

13. Temperatursensor nach Anspruch 8, worin die periphere Einrichtung eine PCMCIA- Schnittstelle umfaßt.

14. Temperatursensor nach Anspruch 8, worin die periphere Einrichtung eine Batterie packung umfaßt.

15. Verfahren zur Erfassung von Temperaturen an Stellen in einem Notebook-Computer, welcher einen Chipsatz und mindestens eine periphere Einrichtung umfaßt, wobei das Verfahren umfaßt:
Senden eines Spannungspegels von einem Potentialteilerschaltkreis zu dem Spannungser fassungspin des Chipsatzes, wobei der Spannungspegel des Potentialteilerschaltkreises von der Temperatur der peripheren Einrichtung abhängt,
Vergleichen des von dem Spannungsteilerschaltkreis empfangenen Spannungspegel mit einer Referenzspannung, um zu bestimmten, ob der Spannungspegel abnormal ist oder nicht, und
Durchführen einer Aktion, um die Temperatur der peripheren Einrichtung zu senken, wenn der Spannungspegel abnormal ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt der Durchführung der Aktion der Senkung der Temperatur der peripheren Einrichtung Beenden des Betriebs der peripheren Ein richtung umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt der Durchführung einer Aktion zur Senkung der Temperatur der peripheren Einrichtung die Verringerung der Betriebsgeschwindig keit der peripheren Einrichtung umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt der Durchführung einer Aktion zur Senkung der Temperatur der peripheren Einrichtung Abschalten der Stromzufuhr des Notebook- Computers umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt der Durchführung einer Aktion zur Senkung der Temperatur der peripheren Einrichtung eine Notfallabschaltung des Notebook- Computers umfaßt.