TW385384B - Rotation speed controller for fan cooler - Google Patents

Description

修正 曰 案號 87114118 五、發明說明（1) 本發明係有關於電腦系統的冷卻散熱技術，特别是有. 關於一種散熱風扇轉速控制裝置。 由於電腦的操作速度日益提昇，如何提供有效的冷卻 散熱效果，乃為獲致電腦系統穩定性所需考量的重要課 題二目前，電腦系統通常是以散熱風扇（fan c〇〇ler)提供 冷部散熱的效果。但是，個人電腦/筆記型電腦的電源管 理日趨多樣複雜，對噪音與溫度的要求亦趨於嚴格因 此，習知對於散熱風扇的控制僅提供「開啟」或「關閉 等兩段式操作模式，已無法符合目今的需求。 ^ ^ ^本發明之一目的，在於提供一種散熱風扇轉速 1 ，能隨時變換風扇轉速，在溫度與噪音間尋求平 衡’：因應在各類平台式電腦暨筆記型電腦的應用。 :獲致上述目本發明之散熱風扇轉速控制裝置， 气路揠—Ϊ Ϊ增益器、—起始電流路徑、以及複數加權電 增益器自第一輸出端輸出-供應電源予-風 於電流增益並聯方式’連接 係根據-控制信號決；其開：狀！每一加權電流路徑 :讓二發明之上述和其他㈣、特徵、和優點能更明 細說明如下文特舉—較佳實施例’並配合所附n，作詳 圖示之簡單說明： 筮m & 3整-風扇轉逮的控制流程圖；以及 --11_不實現散熱風扇轉速控制裝置一較佳實施 第4頁

例的電路圖。 符號說明： 流路 1 1〜風扇；2〜散熱風扇轉速控制裝置；2〇~起始電 徑；21-23〜加權電流路徑；以及，24〜pNp電晶 實施例： Ο 一般風扇雖訂定有額定電壓/電流的規格，但是，在 電源供應及於額定電壓/電流之前，便已能驅動風扇運 2。例如，某一風扇的額定電壓為丨2V，然在供應電壓約 為7,〜”時，風扇已能開始轉動。隨著電源供應電壓的增 加，所消耗電流亦增加，因而轉速越快使系統溫度下降， 但風扇所產生的噪音值卻會增高；反之，#電源供應電壓 降低，電流消耗會減少，因而轉速越慢可能會使系統溫度 上昇’但風扇噪音值卻可降低。 因此’本發明即便是利用上述特性，提出一種散熱風 扇轉速控制裝置，得就溫度與噪音等因素做考量，改*變提 供予散熱風扇的電源供應電壓/電流，藉以調整散熱風扇 的轉速。在系統溫度介於可容許範圍内時，盡量降低風扇 轉速’減低風扇轉動時所產生的噪音；當溫度有超過容許 範圍之情事發生時，可增加風扇轉速降低系統溫度。 請參照第1圖，所示為根據本發明散熱風扇轉速控制 h 裝置2根據溫度和噪音調整—風扇1轉速的控制流程圖。首 先’當電腦系統電源開啟後，散熱風扇控制裝置2驅動風 扇1以一預設轉速（default speed)運轉，譬如，此一預設 轉速約可調整在風扇丨最高轉速和最低轉速之中間值處。

案號 87114118 五、發明說明（3) 斷。由於目今的電腦系統為免系統過熱，通常會嗖置有π 度福測積體電路（例如LM75)，因此，步驟η可根據溫度& 測積體電路所測得之系統溫度做判斷。而溫度臨界值^指 電腦系統仍能保持正常操作的最高溫度，可根據所需做適 度地調整，通常系統溫度是以不超過攝氏6〇度為限，故可 將既定溫度臨界值設定為約6〇度。 若當系統溫度超過溫度臨界值時，則進行步驟1 2 散熱風扇轉速控制裝置2增加風扇丨的轉速。爾後在 。 延遲一段時間後，再對系統溫度進行摘

臨界溫度值1重複步驟11、1卜13,直至系; 溫度臨界值止。 ϋ m A 則進行 此步驟 或是由 而噪音 一旦在步驟11知系統溫度低於溫度臨界值時 步驟14對風扇噪音有否超過噪音臨界值做一判斷 14可根據加設之一噪音偵測器所測得之風扇噪音 使用者判斷經一應用程式所調整的噪音值做判斷。 臨界值可根據所需做適度地調整，譬如可 若當風扇噪音超過噪音臨界值時，則進行步 散熱風扇轉速控制裝置2降低風的轉速。爾 1 6延遲一段時間後，回復至步驟11重新 w ' 若：驟14知風“音未超過噪音臨界

進行债測判斷步驟14亦 =統：J 15降低風扇1的轉速。 直接進仃步驟 圖所示步驟知±^良高於溫度臨界值

ES_J7J14118 五、發明說明（4) 時’則增加風扇〗轉速， 噪音臨界值時，則j=系統&度；當風扇噪音高於 是，風扇噪音畢竟僅對#爾去1A轉速，減少風扇噪音。但 會影響電腦系統正常效*不悅的感覺，真正 =控制流程’ Μ以系統 於風：二音=1圖所示 為控制依據。 L領木曰的判斷方式做 :參照第2圖，所示為實現散熱風扇轉速控制裝置卜 較佳實施例的電路圖。第2圖中 M 禾z園散熱風扇轉速控制裝置 \ · 始電流路徑20、複數加權電流路徑21〜23(本實 例僅以三者為例，然並非用以限定本發明）、一ρΝρ 性接面電晶體24。起始電流路徑2〇與加權電流路徑21〜23 係以並聯方式連接於電晶體24基極處。ρΝρ電晶體24以射 極連接供應電源Vcc、經集極供應ic予風扇1。 第2圖中’起始電流路徑2〇係以一電阻器&建構而 得’此電阻器心兩端分別連接至電晶體24的基極和接地電 位°若風扇1之額定電壓/額定電流以12v/〇 〇8A為例，當 僅由起始電流路徑20提供電晶體24基極電流IB的情況下， 可選擇此時之電晶體24集極電流Ic為額定電流的70%，也 就是約為0. 056A。若電晶體24的電流增益/3為100，則基 極電流IB約為0. 56mA，則電阻器R0可選定約為20K Ω(ί^ =(12-0.7)V/0.56mA)。 另外，加權電流路徑21〜23分別由串連之電阻器與NPN 雙極性接面電晶體所組成，諸如，加權電流路徑21是由串 連之電阻器h與電晶體1所組成，加權電流路徑22是由串 連之電阻器R2與電晶體Q2所組成，加權電流路徑23是由串

第7頁 五、發明說明（5) =之電阻器K與電晶趙Q3所組成，而加權電流路徑21〜2 3之 通與否決定於相對應電晶體Qi〜q3之導通與否。 再者’為能在額定電流與70%額定電流間實現多階風 扇轉速調整，♦因此，0. 08A X (100%-70%)/ 石=〇. 24mA，則 可以將流經加權電流路徑21〜23之電流以2的冪次做設 計，令 3

^=0.24mA/2=0.12mA ^ = 0. 24mA/4 = 0. 06mA ^3 = 0. 24mA/8 = 0. 03mA 因此， ^1 = (12-0. 7)V/0. 12mA =94K Ω R2 = (12-0. 7)V/0. 0 6mA =188K Ω R3 = (12-0. 7)V/0. 03mA = 377K Ω 但此時（1 + 12+13)=0.24 mAx7/8<0.24mV，所以，可以將 上述電阻器R〇調整為20KQ//R3值，以做為補償。因此， 電晶體Q!、Q2、Q3之基極控制接腳GP01、GP02、GP03的邏 輯狀態與PNP電晶體24之集極電流1C間關係表如丁。

__案號87114118__[ 月 曰 修毛 五、發明說明（6) GPOl GP02 GP03 Ic(mA) 0 0 0 59 0 0 1 62 0 1 0 65 0 1 1 68 1 0 0 71 1 0 1 74 1 1 0 77 1 1 80 η 此等GP01、GP02、GP03可以是通用輸入/輸出（GPIO) 介面所提供之接腳’如是，GP01、GP〇2、GP03接腳的邏輯 狀態是由基本輸入輪出系統（BI0S)所決定。而Gp〇1、 GP02、GP03接腳與電晶體Qi、I、Q3基極間，分別設置 =電，。另外’可％等於71mA時做為第^ 供予風扇既定轉速之供應電流值。 因此，可藉由改變GP〇1、GP〇2、Gp〇3 態，便可以改變供應予風扇之電流丨，腳處的邏輯狀 轉速，實現第1圖所示之步驟1Μσ14' 改變風扇1的 能 综合上述，根據本發明之散熱風扇 變換風扇轉速，在溫度與噪音間尋求 、I制裝置， 平台式電腦暨筆記型電腦的應用。 衡， 以因應在各類

案號 87114118 je_η a 修正 五、發明說明（7) 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以‘ 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當 視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 修正 a 申請專利範圍 1. 種散熱風扇轉速控制裝署 扇 一電流增益器，自第一輪ά ，包括： . 出端輪出一供應電源予一風 一起始電流路徑； 複數加權電流路徑，盥哕 連接於該電流增益器之_/第二σ電流路徑同以並聯方式 電流路徑係根據一控制信匕；該加權 |置2:r中請電項所述之該^^ 卉T每該加權電流路徑包括： 端；以ί阻益’以一端連接該電流增益器之該第二輸出 ΝΡΝ電晶體’以集極連接該電阻器之另一端、以基 極耦接該控制信號、以及以射極連接至地。 3·如申π專利範圍第2項所述之該散熱風扇轉速控制 置，其中，該等電阻器之阻值間呈2的冪次關係。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之該散熱風扇轉速控制 裝置’其中，該電流增益器是一 ΡΝΡ電晶體，該ΡΝΡ電晶體 以集極為該第一輸出端、以基極為該第二輸出端、以及以 射極連接至一電源電壓。 5. 如申請專利範圍第1項所述之該散熱風扇轉速控制 褒置’其中’該起始電流路徑包括一電阻器，以雨端分別 連接該第^一輸出端及一接地電位。

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