TW564341B - Device and method to control the rotation speed of fan - Google Patents

Description

564341 五、發明說明（1) 【發明領域】 本發明是有關於一種用以決定風扇之預定轉速之溫度 控制單元及其決定方法，且特別是有關於一種藉由控制單 元來精確控制風扇之轉速之風扇轉速控制裝置及方法。 【發明背景】 在科技日新月異之時代潮流中，電腦（Computer)已成 為現代人生活中不可或缺之部分，而筆記型電腦 (Notebook )的誕生，更帶給現代人許多便利之處。由於 筆記型電腦之體積輕薄短小且易於隨身攜帶之特質，使得 現代人可以隨時隨地利用筆記型電腦處理個人事務及工作 事宜，相當方便。 其中，電腦及筆記型電腦係主要包括有中央處理器 (Central Processing Unit，CPU)，用以作為電腦及筆 記型電腦之運作中心。由於現代人對於電腦之處理速度愈 來愈要求快速，為了要符合現代人之消費需求，使得中央 處理器之運作頻率也要相對地迅速提升。如今中央處理器 之運作頻率甚至已到達1 GHz以上，相當迅速，所以，中央 處理器之未來的趨勢必定是要進入一個高頻的時代。然 而’一顆速度快及功能強的中央處理器必須搭配一組高效 率的散熱裝置，而散熱裝置大部分是利用散熱片及風扇轉 速執行裝置來輔助中央處理器散熱。以風扇轉速執行裝置 為例，一般使用者通常會將風扇轉速執行裝置與中央處理 器耦接，使得風扇轉速執行裝置得以將中央處$里器運作時

第4頁 564341

所產生的熱量逸散至外界’維持中央處理器之正常運作， 避免中央處理器因高溫而損壞，降低中央處理器運作之處 理效率。至於風扇如何運轉之方式將附圖說明如下。 請參照第1圖’其繪示乃溫度感測單元、處理單元及 風扇的方塊圖。在第1圖中，溫度感測單元丨04係感測風扇 1 0 6周圍之溫度’例如在筆記型電腦中，溫度感測單元丨〇 4 感測中央處理器之溫度以得到風扇1 〇 6周圍之溫度τ。當風 扇1 0 6周圍之溫度咼於C P U之標準安全溫度後，溫度感測單 元104將根據風扇106周圍之溫度而輸出一感溫訊號τ。處 理單元1 05係與溫度感測單元1 04耦接並接收感溫訊號T， 且據以決定風扇1 0 6之預定轉速Ρ，處理單元1 〇 5可以是處 理器（Processor)。風扇106係與處理單元1〇5及CPU輕 接，風扇1 06係接收預定轉速P，使得風扇1 〇6能夠運轉， 且風扇106係輸出實際轉速A。需要注意的是，預定轉速ρ 及實際轉速A係可以疋頻率訊1號。然而’由於風扇1 〇 6之傾 斜擺設、老化故障及周圍環境溫度的緣故，導致實際轉速 A無法保持固定且與預定轉速ρ實質上相等，反而讓兩者之 間產生差異。其中，倘若實際轉速A大於預定轉速ρ，即夙 扇1 0 6之轉速過快時，風扇1 〇 6將產生不必要之噪音，甚至 有過大之電磁干擾（Electromagnetic Interference， EMI )效應產生；倘若實際轉速a小於預定轉速ρ，即風扇 106之轉速過慢時，風扇1〇6將無法將CPU運作時所產生的 熱量逸散至外界，反而達不到風扇106之散熱效果。因 此’由於風扇1 〇 6之不穩定轉速之緣故，導致風扇1 〇 6無法

第5頁 五、發明說明（3) 降低CPU運作 將CPU運作時所產生 之處理效率。 “、、逸散至外界，因此 發明目的及概述 有鑑於此，本發明的 置及方法，其控制單〜的就是在提供一種風扇轉速 控 際轉速之差異且據以調整 可檢查預定轉速及實 能夠保持固定且與預定轉速f1广’，讓風扇之實際轉速 散熱效果。 相等，達到發揮風扇之 根據本發明的目的，搓一 配置於一發熱裝置内並用以控制風犮速控制襞置，係 實際轉速’控制裝置包括風扇、控:〗單元速卢：f係輸出 度感測單元，溫度感測單元用以感測發埶疋及溫 發熱裝置内之發熱源之溫度並輸出感溫訊^。處理度， 與溫度控制單元耦接並接收感溫訊號，且據以決定$ 70係 預定轉速。其中，控制單元係與處理單元及風2扇二 以接收預定轉速及實際轉速/且控制單元依據實際轉速及 預定轉速之差異輸出調變訊號至風扇，以精確控制風扇之 轉速。 > 另外，再根據本發明的目的，提出一種風扇轉速控制 方法，用以控制風扇之轉速扇係輪出實際轉速。在控 制方法中，首先，據以輸出5皿二號’接著，接收感溫訊 號並據以決定風扇之預定轉，以後’接收預定轉速並據 以輸出調變訊號至風扇，换著檢查實際轉速與預定轉速 564341

之差異。然後，依據實際轉 訊號，用以精確控制風扇之 為讓本發明之上述目的 懂’下文特舉一較佳實施例 明如下。 速與預定轉速的差異調整調變 轉速。 、特徵、和優點能更明顯易 ，並配合所附圖式，作詳細說 【較佳實施例】 本發明特別設計-風扇轉速控制裝置及方法 制：：扇，其風扇轉速控制裝置之設計，可讓風扇之實‘ 轉速^持@定且與預定轉速實f上相冑，使得風扇達= 期之散熱效果。至於本發明之風扇轉速控制裝置及方法 以較佳實施例附圖說明如下。 請參照第2圖，其繪示乃本發明之較佳實施例之風扇 轉速控制裝置的方塊圖。在第2圖中，風扇轉速控制裝置 202配置於一發熱裝置内，如桌上型電腦及筆記型電腦 (Notebook)等，風扇轉速控制裝置2〇2包括溫度感測單 元204、處理單元20 5、風扇206及控制單元208。溫度感測 單兀204係用以感測發熱裝置内之溫度或發熱源之溫度， 發熱源例如疋中央處理器（Central Processing Unit， CPU )、硬碟及晶片組。例如在筆記型電腦（N〇teb〇〇k ) 中’溫度感測單元2 0 4係用以感測筆記型電腦内之溫度或 中央處理器之溫度。當溫度感測單元2 〇 4所感測之溫度高 於事先所设疋之標準安全溫度後，溫度感測單元2 〇 4將根 據筆s己型電腦内之溫度或中央處理器之溫度而輸出一感溫

第7頁 564341 五、發明說明（5) 訊號T。處理單元205係與溫度感測單元2〇4耦接並接收感 溫訊號T ’且據以決定風扇2〇6之預定轉速p，以供風扇2〇6 之運轉，處理單元20 5可以是處理器（Pr〇cess〇r)。 需要注意的是’預定轉速p係隨著溫度感測單元2 〇 6所 感測之溫度而不同，例如當溫度感測單元2〇6所感測之溫 度為50 C、70 °C及90。(：，使用者可以事先設定對應於溫度 5 0 °C、70 °C 及90 °C 之預定轉速p 分別為30 00rpm、4〇〇〇rpm 及5000rpm 〇 控制單元208係與處理單元205耦接，用以接收預定轉 速P及風扇206之實際轉速A，且控制單元2〇8將根據預定轉 速P及實際轉速A的差異輸出調變訊號c。另外，風扇2〇6用 以接收調變訊號C並據以調整風扇2 06之轉速，且風扇206 輸出實際轉速A。需要注意的是，預定轉速p及實際轉速a 係可以是頻率訊號，而調變訊號C係一脈衝寬度調變 (Pulse Width Modulation)訊號。 請參照第3圖，其繪示乃本發明之較佳實施例之風扇 轉速控制方法的流程圖。請再參考第2圖，在第3圖中，首 先，在步驟302中，溫度感測單元2 04感測一溫度並據以輪 出感溫訊號T，此溫度可以是發熱裝置内之溫度或發熱源 之溫度。接著，進入步驟304，處理單元20 5係與溫度感測 單元204耦接並接收感溫訊號T，且據以決定風扇208之預 定轉速P。然後，進入步驟30 6，控制單元2 08係與處理單 元205及風扇206耦接，而控制單元208係可接收預定轉速p 且輸出調變訊號C至風扇206。接著，進入步驟308中，控

第8頁 564341

制單元208接收來自於風扇輸出之實際轉速A且用以檢查實 =轉速A與預定轉速P之差異。接著，在步驟31〇中，控制 單τ〇2 08依據實際轉速A與預定轉速p的差異來調整調變訊 號C ’用以精確控制風扇2〇6之轉速。 當控制單元208檢查得知實際轉速a大於預定轉速p 時’即控制單元208調整調變訊號c，以讓實際轉速A改變 且與預定轉速P實質上相等，亦可避免風扇2〇6之轉速過高 而產生噪音及過大之電磁干擾（Electr〇magnetic

Int=rference，EMI )效應。另外，當控制單元2〇8檢查得 知實際轉速A小於預定轉速p，即控制單元m亦調整調變 讓實際轉速A改變且等於預定轉速P，避免風扇 206之轉速過低而無法發揮散熱效果，以降 源之溫度。另夕卜，本發明亦可以實、/轉置速内A 之差異是否小於狀轉速之容許誤差值，例 如5 %，為檢查標準，若是則結束本方法。否 行此控制方法，直到實際轉速4與預定轉速ρ實質上相卞等為 -it 囚此 一 …本發明由於控制單加入，使得批制留 兀208除了可接收到風扇206之預定轉速P之外 工 到實際轉速A，而控制單元208再檢查預定接收 速A之差異且據以調整調變訊號c，以讓實：鏟”轉 持固定且與預定轉速p實質上相等，達發^、忐夠保 熱效果。 贷揮風扇208之散

第9頁 564341

五、發明說明（7) 【發明效果】 本發明上述實施例所揭露之風扇轉速控制裝置及方 ΐΗϊ控料元之設計，可檢查預定轉速及實際轉速之差 -且與預定轉速實質上相等，達到發揮風扇之散熱效J固 ，，不上所述，雖然本發明已以一 =並非用以限定本發明，任何熟習此揭：=離 本發：之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此 準。之保遵範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 564341 圖式簡單說明 --------1 ' 【圖,之簡單說明】 第1圖％示乃溫度感測單元、處理單元及風扇的方塊 圖。 第2圖綠示乃本發明之較佳實施例之風扇轉速控制裝 置的方塊圖。 第3圖繪示乃本發明之較佳實施例之風扇轉速 法的流程圖。 【圖式標號說明】 1 0 4、2 0 4 :溫度感測單元 105、205 :處理單元 1 0 6、2 0 6 :風扇 202 :風扇轉速控制裝置 208 :控制單元 '

第11頁

Claims (1)

1. 564341 六、申請專利範圍 ' -—— 1 ·:種風扇轉速控制裝置，用以控制一風扇之轉 該風扇係輸出一實際轉速，該風扇轉速控制裝置包括' 一溫度感測單元，用以感測一發熱源之溫度並以 出一感溫訊號； 月] 一處理單元，係與該溫度感測單元耦接，用以 感溫訊號並據以決定該風扇之一預定轉速；以及 μ 一控制單元，係與該處理單元及該風扇耦接，用以接 收該預定轉速及該實際轉速，且該控制單元依據該實際轉 速及該預定轉速之差異輸出一調變訊號至該風扇，以二 控制該風扇之轉速。 月峰 2·如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制農置， 其中該调變訊號係一脈衝寬度調變（pulse Width Modulation )訊號。 3」如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制裝置， 其中4發熱源係一中央處理器（Central pr〇cessi Unit ， CPU )。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制裝置， 其中該發熱源係一硬碟。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之風扇轉速控制裝置， 其中該發熱源係一晶片組。 6· —種風扇轉速控制裝置，係配置於一發熱裴置内並 用以控制一風扇之轉速，該風扇係輸出一實際轉速，該風 扇轉速控制裝置包括： 一溫度感測單元，用以感測該發熱裝置内之溫度並據

   第12頁 564341 六、申請專利範圍 以輸出一感溫訊號； 一處理單元，係與該溫度感測單兀耗接’用以接收該 感溫訊號並據以決定該風扇之一預定轉速；以及 一控制單元，係與該處理單元及該風扇耦接，用以接 收該預定轉速及該實際轉速，且該控制單元依據該實際轉 速及該預定轉速之差異輸出一調變訊號至該風扇，以精確 控制該風扇之轉速。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之風扇轉速控制裴置， 其中該調變訊號係一脈衝寬度調變訊號。 8.如申請專利範圍第6項所述之風扇轉速控制裝置， 其中該發熱裝置係一桌上型電腦。 9 ·如申請專利範圍第6項所述之風扇轉速控制裝置， 其中該發熱裝置係一筆記型電腦。 1 0 · —種風扇轉速控制方法，用以控制一風扇之轉 速，該風扇係輸出一實際轉速，該風扇轉速控制方法包 括： 輸出一感溫訊號； 接收該感溫訊號並據以決定該風扇之一預定轉速； 接收該預定轉速並據以輸出〆$周’菱號至該風扇； 檢查該實際轉速與該預定轉速之差異，以及 依據該實際轉速與該預定轉速的差異調整該調變訊 號，用以精確控制該風扇之轉速。 11·如申請專利範圍第1 〇 J員所述之風扇轉速控制方 法，其中該調變訊號係一脈衝寬度調變訊號。

   564341 六、申請專利範圍 1 2.如 法，又包括 感測一 13. 如 法，其中該 14. 如 法，其中該 15. 如 法，其中該 1 6.如 法，又包括 感測一 17. 如 法，其中該 18. 如 法，其中該 申請專 發熱源 申請專 發熱源 申請專 發熱源 申請專 發熱源 申請專 發熱襄 申請專 發熱裝 申請專 發熱裝 控制方 利範圍第10項所述之風屬轉速 之溫度並據以輪出該感溫訊號。 利範圍第1 2項所述之風扇轅^ 後 丄丄& 、句褥速控制方 係一中央處理器。 利範圍第12項所述之風扇轉速控制方 係一硬碟。 利乾圍第1 2項所述之風扇轉速控制方 係一晶片組。 利範圍第1 0項所述之風扇轉速控制方 置内之溫度並據以輸出該感溫訊號。 利範圍第1 6項所述之風扇轉速控制方 置係一桌上型電腦。 利範圍第1 6項所述之風扇轉速控制方 置係一筆記型電腦。

   第14頁