TWI326407B - - Google Patents

Description

1326407 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種風扇控制方法及裝置，特別是指 一種電子元件之散熱風扇控制方法及裝置。 【先前技術】 參閱圖1’由於電子元件運作時往往會產生大量熱能， 因此需要適當降溫使電子元件能穩定的運作，以目前電腦 系統採用的一種中央處理器降溫裝置9為例來說明，其包 括一風扇控制器91及一散熱風扇92，主要是用來對中央處 理器90降溫’該風扇控制器91具有一運算單元911及—轉 速控制單元912。 該中央處理器降溫裝置9的散熱原理是：令央處理器 90輸出一溫度感應訊號901給風扇控制器91的運算單元 911，運算單元911藉由溫度感應訊號9〇1偵知中央處理器 9〇目前的溫度，然後運算單元911利用内建演算法命令該 轉速控制單元912輸出一驅動訊號902控制散熱風扇92的 轉速，當溫度過咼時，驅使散熱風扇92的轉逮增加，當溫 度穩定時，驅使散熱風扇92的轉速減緩；同時，散熱風扇 92亦會輸出一回授訊號903給運算單元911，如此一來運 算單元911就可根據回授訊號903計算如何驅使散熱風扇 92產生穩定的氣流讓中央處理器90逐步降溫。 然而，現有的方法都是在中央處理器9〇已經產生熱能 的狀態下，對於其產熱結果，也就是溫度進行運算處理， 卻無法推知系統可能產生多少熱能而事先對風扇加以控制 5 1326407 來避免電子元件過熱的情形發生。 【發明内容】 有鑒於電流正比於功率，功率又正比於產生的熱能， 因此，偵測電流將可達到預知未來可能產生的熱能。 因此’本發明之目的’即在提供一種利用負載電流控 制散熱風扇運轉的電子元件之散熱風扇控制方法及裝置。 於是’本發明電子元件之散熱風扇控制方法包含下述 步驟：（a)偵測該電子元件的溫度以輸出一第一控制訊號； (b)接收該電子元件之負載電流，並將其轉換為一第二控制 訊號；及（c)參考該第一控制訊號及該第二控訊訊號以調控 該散熱風扇的轉速。 本發明電子元件之散熱風扇控制裝置包含一電流偵測 模組、一溫度控制電路及一邏輯電路單元。 該電流偵測模組用以偵測該電子元件的一負载電流； 該溫度控制電路用以偵測該電子元件的溫度以輸出一第一 控制訊號；該邏輯電路單元具有一耦接該電流偵測模組之 脈波產生電路及一耦接該脈波產生電路及該溫度控制電路 之控制器’該脈波產生電路用以接收該電流偵測模組之該 負載電流’並將其轉換為一第二控制訊號，該控制器用以 接收並參考該第一控制訊號及該第二控訊訊號以調控該散 熱風扇的轉速。 由於本發明電子元件之散熱風扇控制方法及裝置是採 用偵測該電子元件的負載電流，並將負載電流轉換為控制 訊號後當作散熱風扇運轉依據，且配合現行的溫度控制電 6 1326407 路，因此可達到最佳的散熱功效。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚 的呈現。 本發明電子元件之散熱風扇控制方法的原理在於電子 元件之負載電流正比於功率’功率又正比於產生的熱能， 因此，使用負載電流當作控制散熱風扇運轉的前驅訊號將 可具有預先控制的效果。 參閱圖2,本發明電子元件之散熱風扇控制方法的較佳 實施例是债測電子元件的溫度以輸出一第一控制訊號（步驟 501)，且接收該電子元件之負載電流，並將其轉換為一第二 控制訊號（步驟502)，最後，參考第一控制訊號及第二控訊 訊破來調控散熱風扇的轉速（步驟5Q3)。 參閱圖3，本發明電子元件之散熱風扇控制裝置丨的一 較佳實施例係應用在現有的電腦系統中，配合既有的一散 熱風扇2、-令央處理器1〇及一穩壓器（⑽喂代㈣批 modulator; VRM)112，並包含一電流摘測模組i i!、一溫度 控制電路12及一邏輯電路單元13。 本較佳實施例中，散熱風扇控制裝置1是用來控制該 散熱風扇2的轉速以對中央處理器1〇進行降溫；此外，本 例雖疋以中央處理器1Q來說明ϋ而也適用於運作時容易 產生熱能而需要散熱的電子元件、高速運作的多組電子元 件，不以一組中央處理器10為限。 7 1326407 中央處理器10是由穩壓器112供電，該穩壓器112是 將外部電源轉換為一電源訊號1〇1給中央處理器1〇及電流 憤測模組111 ’而電流偵測模組n i是偵測電源訊號1〇1中 供給中央處理器1 〇的一負載電流1 02 ’本較佳實施例的作 用是取用該負載電流1〇2當作控制散熱風扇2運轉的前驅 訊號’理由在於負載電流102與電源訊號1〇1之電壓為正 比例的關係’又負載電流102正比於功率，功率又正比於 產生的熱能，因此，使用負载電流1〇2當作控制散熱風扇2 運轉的前驅訊號將可具有預先控制的效果。 中央處理器10提供一溫度讀取訊號1〇3給溫度控制電 路12 ’溫度控制電路12則依據溫度讀取訊號1〇3換算出適 當工作週期（Duty Cycle)並產生一第一控制訊號201給邏輯 電路單元13,該工作週期的寬度可進一步控制散熱風扇2 的轉速，例如：當寬度較寬時，則轉速變快，當寬度較窄 時，則轉速減緩。 邏輯電路單元13具有一耦接電流偵測模組1丨丨之脈波 產生電路131及一耦接脈波產生電路131、溫度控制電路 12及散熱風扇2之控制器132。 參閱圖3及圖4，該脈波產生電路131用以接收電流偵 測模組111之負載電流102，並將其轉換為一第二控制訊號 202予該控制器132 ;脈波產生電路131包括一放大器M1 、一壓控震盪器（VCO)142及一位準平移器ία，放大器 141係將負載電流102轉換為一放大訊號1〇4，壓控震盪器 142係將該放大訊號104轉換為一脈波訊號1〇6，其轉換原 8 1326407 理是依據放大訊號1〇4之不同斜率轉換為不同寬度的脈波 訊號106，位準平移器143則是將脈波訊號1〇6之位準平移 (Level shift)後輸出第二控制訊號2〇2予控制器132，脈波訊 號106位準平移之目的在於轉換為控制器132可接受的位 準’進而驅使控制器Π2動作。 其中，控制器132的控制邏輯是參考第一控制訊號2〇1 及第二控訊訊號202的脈波寬度來調控該散熱風扇2的轉 速，例如：當控制器132判斷第一控制訊號2〇1及第二控 訊訊號202二者其中任一脈波有較大寬度時，即表示可能 是溫度過熱或元件功耗增加，因此輸出該脈波寬度較大的 控制訊號203予散熱風扇2作為控制轉速的依據，然而， 此控制方式僅為一種實施態樣的說明而已，纟領域熟知技 藝者也可引入第二控訊訊號202但改變為不同演算法的控 制邏輯，因此不以前述實施態樣為限制。 歸納上述，由於本發明電子元件之散熱風扇控制方法 及裝置是採用偵測該電子元件的負載電流，並將負載電流 轉換為控制訊號後當作散熱風扇運轉依據，且配合現行= 溫度控制電路，因此可達到最佳的散熱功效。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請:利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾叫皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内》 【圖式簡單說明】 圖1是一系統方塊圖，說明目前電腦系統採用的一種 9 1326407 中央處理器降溫裝置； 圖2是一流程圖，說明本發明電子元件之散熱風扇控 制方法的較佳實施例； 圖3是一系統方塊圖，說明本發明電子元件之散熱風 扇控制裝置的較佳實施例；及 圖4是一電路方塊圖，說明圖3的脈波產生電路具有 的元件。 m

10 1326407 m

【主要元件符號說明】 〔習知〕 104 .......放大訊號 9 .......... 風扇降溫裝 106 .......脈波訊號 90......... 中央處理器 111 .......電流彳貞測模組 901 ....... 溫度感應訊號 112 .......穩壓器 902 ....... 驅動訊號 12·· .......溫度控制電路 903 ....... 回授訊號 13 ·· .......邏輯電路單元 91......... 風扇控制器 131 .......脈波產生電路 911 ....... 運算單元 132 .......控制器 912....... 轉速控制單元 141 .......放大器 92......... 散熱風扇 142 .......壓控震盪器 〔本創作〕 143 .......位準平移器 1 .......... 散熱風扇控制裝 2 ·· .......散熱風扇 置 201 .......第 控制訊號 10......... 中央處理器 202 .......第二控制訊號 101 ....... 電源訊號 203 .......控制訊號 102....... 負載電流 501- -503步驟 103....... >皿度5貝取訊號 11

Claims (1)

1326407 十、申請專利範圍： l 一種電子元件之散熱風扇控制方法，包含下述步驟： (a) 偵測該電子元件的溫度以輸出一第一控制訊號； (b) 接收該電子元件之負載電流，並將其轉換為一第 —控制訊號；及 (c) 參考該第一控制訊號及該第二控訊訊號以調控該 散熱風扇的轉速。 2.依據申请專利範圍第1項所述之電子元件之散熱風扇控 制方法，其中，步驟（c)是參考該第一控制訊號及該第二 控訊訊號的一脈波寬度來調控該散熱風扇的轉速，當判 斷該第一控制訊號及該第二控訊訊號二者其中任一脈波 有較大寬度時’即輸出該脈波寬度較大的控制訊號予該 散熱風扇作為控制轉速的依據。 3· —種電子元件之散熱風扇控制裝置，包含： 一電流偵測模組，用以偵測該電子元件的一負載電 流； 一溫度控制電路，用以偵測該電子元件的溫度以輸 出一第一控制訊號；及 一邏輯電路單元，具有一耦接該電流偵測模組之脈 波產生電路及一耦接該脈波產生電路及該溫度控制電路 之控制器，該脈波產生電路用以接收該電流偵測模組之 該負載電流，並將其轉換為一第二控制訊號，該控制器 用以接收並參考該第一控制訊號及該第二控訊訊號以調 控該散熱風扇的轉速。 12 1326407 4. 5. m 依據申請專利範圍第3項所述之電子元件之散熱風扇控 制裝置，其中’該控制器係參考該第一控制訊號及該第 二控訊訊號的一脈波寬度來調控該散熱風扇的轉速。 依據申請專利範圍第3項所述之電子元件之散熱風扇控 制裝置’其中’該脈波產生電路包括一放大器、一壓控 震蓋器及一位準平移器’該放大器係將該負載電流轉換 為一放大訊號’該壓控震蘆器係將該放大訊號轉換為一 脈波訊號，該位準平移器係將該脈波訊號之位準平移後 輪出該第二控制訊號予該控制器。 13