TWM654039U - 風扇控制裝置與具有此風扇控制裝置之主機板 - Google Patents

Abstract

一種風扇控制裝置，設置於具有一第一風扇座與一第二風扇座之主機板。風扇控制裝置包含一第一風扇驅動單元、一第二風扇驅動單元、一輸出入單元、一整合單元以及一控制單元。第一風扇驅動單元電性耦接於第一風扇座進行偵測，以產生一第一風扇控制模式訊號。第二風扇驅動單元電性耦接於第二風扇座進行偵測，以產生一第二風扇控制模式訊號。輸出入單元包含一設定腳位。整合單元接收第一風扇控制模式訊號以及第二風扇控制模式訊號以產生一整合訊號。控制單元接收整合訊號，並透過設定腳位設定第一風扇驅動單元以及第二風扇驅動單元之驅動模式。

Description

風扇控制裝置與具有此風扇控制裝置之主機板

本案是關於一種風扇控制裝置，尤其是關於一種適用於主機板之風扇控制裝置以及具有此風扇控制裝置之主機板。

隨著電腦效能提升，主機板的散熱需求也越來越高。市面上已出現雙風扇架構之主機板，可裝設二散熱風扇同時對中央處理器進行散熱。

傳統之雙風扇架構之主機板，會將兩個風扇接頭分別設定為主接頭與副接頭。主接頭擁有所有風扇功能，如模式偵測、轉速偵測等，副接頭則是同步於主接頭，而無法單獨使用。在此情況下，若是使用者將原本需要插入主接頭的風扇誤插入副接頭，主機板就會產生誤判，而造成使用者操作上的不便。

本案提供一種風扇控制裝置，適用於一主機板，主機板包含一第一風扇座以及一第二風扇座，第一風扇座具有一第一供電針腳、一第一接地針腳、一第一轉速偵測針腳以及一第一轉速控制針腳，第二風扇座具有一第二供電針腳、一第二接地針腳、一第二轉速偵測針腳以及一第二轉速控制針腳，風扇控制裝置包含一第一風扇驅動單元、一第二風扇驅動單元、一輸出入單元、一整合單元以及一控制單元。第一風扇驅動單元電性耦接於第一風扇座，適於透過第一轉速控制針腳進行偵測以產生一第一風扇控制模式訊號。第二風扇驅動單元電性耦接於第二風扇座，適於透過第二轉速控制針腳進行偵測以產生一第二風扇控制模式訊號。輸出入單元包含一設定腳位，設定腳位同時電性耦接於第一風扇驅動單元以及第二風扇驅動單元。整合單元接收第一風扇控制模式訊號以及第二風扇控制模式訊號以產生一整合訊號。控制單元接收整合訊號，並透過設定腳位設定第一風扇驅動單元以及第二風扇驅動單元之驅動模式。

本案並提供一種主機板。此主機板包含一第一風扇座、一第二風扇座以及一風扇控制裝置。第一風扇座具有一第一供電針腳、一第一接地針腳、一第一轉速偵測針腳以及一第一轉速控制針腳。第二風扇座具有一第二供電針腳、一第二接地針腳、一第二轉速偵測針腳以及一第二轉速控制針腳。風扇控制裝置包含一第一風扇驅動單元、一第二風扇驅動單元、一輸出入單元、一整合單元以及一控制單元。第一風扇驅動單元電性耦接於第一風扇座，適於透過第一轉速控制針腳進行偵測以產生一第一風扇控制模式訊號。第二風扇驅動單元電性耦接於第二風扇座，適於透過第二轉速控制針腳進行偵測以產生一第二風扇控制模式訊號。輸出入單元包含一設定腳位，設定腳位同時電性耦接於第一風扇驅動單元以及第二風扇驅動單元。整合單元接收第一風扇控制模式訊號以及第二風扇控制模式訊號以產生一整合訊號。控制單元接收整合訊號，並透過設定腳位設定第一風扇驅動單元以及第二風扇驅動單元之驅動模式。

本案之風扇控制裝置具有整合單元，可整合來自第一風扇驅動單元之第一風扇控制模式訊號以及來自第二風扇驅動單元之第二風扇控制模式訊號以產生整合訊號。控制單元則是依據整合訊號來設定第一風扇驅動單元以及第二風扇驅動單元之驅動模式。如此，使用單風扇進行散熱時，無論是插接到第一風扇座或是第二風扇座，都能正常使用風扇的功能，以避免使用者操作上的不便。

下面將結合示意圖對本案的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本案的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本案實施例的目的。

第一圖係依據本案一實施例所提供之風扇控制裝置100之方塊示意圖。此風扇控制裝置100設置於一主機板10。主機板10具有一第一風扇座12以及一第二風扇座14。一實施例中，第一風扇座12以及第二風扇座14可設置於主機板10之中央處理器插槽（圖未示）旁邊，以利於對於中央處理器進行散熱。

第一風扇座12具有一第一供電針腳P11、一第一接地針腳P12、一第一轉速偵測針腳P13以及一第一轉速控制針腳P14。其適於安裝四腳位風扇，亦可支援三腳位風扇。對於四腳位風扇而言，風扇的轉速主要是由第一轉速控制針腳P14所傳輸之風扇控制訊號的工作週期(duty cycle)來決定。對於三腳位風扇而言，第一轉速控制針腳P14會是處於空接狀態，風扇的轉速是由第一供電針腳P11的電位來決定。

第二風扇座14具有一第二供電針腳P21、一第二接地針腳P22、一第二轉速偵測針腳P23以及一第二轉速控制針腳P24。其適於安裝四腳位風扇，亦可支援三腳位風扇。

風扇控制裝置100包含一第一風扇驅動單元120、一第二風扇驅動單元140、一輸出入單元150、一整合單元160以及一控制單元170。

第一風扇驅動單元120電性耦接於第一風扇座12，適於透過第一轉速控制針腳P14進行偵測以產生一第一風扇控制模式訊號S1。此第一風扇控制模式訊號S1可顯示第一風扇座12所安裝的是四腳位風扇或是三腳位風扇。

第二風扇驅動單元140電性耦接於第二風扇座14，適於透過第二轉速控制針腳P24進行偵測以產生一第二風扇控制模式訊號S2。此第二風扇控制模式訊號S2可顯示第二風扇座14所安裝的是四腳位風扇或是三腳位風扇。

一實施例中，當第一風扇座12安裝一三腳位風扇或未安裝風扇，第一轉速控制針腳P14處於空接狀態，第一風扇控制模式訊號S1會呈現為一低電位訊號。反之，當第一風扇座12安裝一四腳位風扇，第一轉速控制針腳P14會透過四腳位風扇電性耦接於一供電端，第一風扇控制模式訊號S1則會呈現為一高電位訊號。類似地，當第二風扇座14安裝一三腳位風扇或未安裝風扇，第二風扇控制模式訊號S2係一低電位訊號，當第二風扇座14安裝一四腳位風扇，第二風扇控制模式訊號S2則是一高電位訊號。

輸出入單元150包含一設定腳位PS以及一控制腳位PC，用以同步設定第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140之驅動模式，且同步控制第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140之運作。一實施例中，輸出入單元150係一輸出入晶片，例如Super I/O晶片。

輸出入單元150之設定腳位PS係同時電性耦接於第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140，以設定第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140之驅動模式。也就是將第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140設定為對應於四腳位風扇之脈寬調變(PWM)驅動模式脈寬調變(PWM)驅動模式或是對應於三腳位風扇之直流(DC)驅動模式。

輸出入單元150之控制腳位PC係電性耦接於第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140，以傳輸風扇控制訊號S3至第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140控制第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140之運作。

具體來說，在直流驅動模式下，第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140會依據風扇控制訊號S3的脈寬調整提供至第一風扇座12之第一供電針腳P11以及第二風扇座14之第二供電針腳P21之電力。在脈寬調變模式下，第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140會依據風扇控制訊號S3產生脈寬調變控制訊號S4，再提供至第一風扇座12之第一轉速控制針腳P14與第二風扇座14之第二轉速控制針腳P24。安裝於第一風扇座12以及第二風扇座14之風扇則是依據第一轉速控制針腳P14以及第二轉速控制針腳P24所傳輸之脈寬調變控制訊號S4控制其轉動速度。

一實施例中，輸出入單元150並具有二偵測腳位PD1, PD2。此二偵測腳位PD1, PD2分別電性耦接於第一風扇座12之第一轉速偵測針腳P13與第二風扇座14之第二轉速偵測針腳P23，以偵測安裝於第一風扇座12之風扇以及安裝於第二風扇座14之風扇的轉速。

整合單元160係電性耦接於第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140，適於接收第一風扇控制模式訊號S1以及第二風扇控制模式訊號S2，據以產生一整合訊號S5。關於整合單元160之具體運作，在後續對應於第二圖的部分會有更詳細的說明。

控制單元170係電性耦接於整合單元160，以接收整合訊號S5。控制單元170並透過一傳輸埠175電性耦接於輸出入單元150，並透過輸出入單元150之設定腳位PS設定第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140之驅動模式。一實施例中，控制單元170係依據整合訊號S5，透過設定腳位PS選擇性地將第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140設定為脈寬調變(PWM)驅動模式或是直流(DC)驅動模式。一實施例中，控制單元170係一系統晶片組，其透過一增強串列外設介面(ESPI)匯流排電性耦接於輸出入單元150。一實施例中，控制單元170包含一基本輸入輸出系統(BIOS)，適於控制風扇設定，例如輸出對應於不同驅動模式之控制參數。

請一併參照第二圖，第二圖係本案整合單元260一實施例之示意圖。

如圖中所示，一實施例中，整合單元260可以是一或閘262。此或閘262係以第一風扇控制模式訊號S1以及第二風扇控制模式訊號S2作為輸入，而輸出整合訊號S5。一實施例中，此或閘262可以是以硬體電路構成。

假設在第一風扇座12安裝三腳位風扇或未安裝風扇的情況下，第一風扇控制模式訊號S1呈現為低電位訊號；在第一風扇座12安裝四腳位風扇的情況下，第一風扇控制模式訊號S1呈現為高電位訊號。類似地，在第二風扇座14安裝三腳位風扇或未安裝風扇的情況下，第二風扇控制模式訊號S2呈現為低電位訊號；在第二風扇座14安裝四腳位風扇的情況下，第二風扇控制模式訊號S2呈現為高電位訊號。

第一風扇座12以及第二風扇座14之風扇安裝狀態跟整合訊號S5的高低電位關係可以透過下表呈現。

情況	第一風扇座	第二風扇座	整合訊號電位
A	四腳位風扇	四腳位風扇	高電位訊號
B	三腳位風扇	三腳位風扇	低電位訊號
C	四腳位風扇	無風扇	高電位訊號
D	三腳位風扇	無風扇	低電位訊號
E	無風扇	四腳位風扇	高電位訊號
F	無風扇	三腳位風扇	低電位訊號

表一

在第一風扇控制模式訊號S1與第二風扇控制模式訊號S2中之至少其中之一呈現為高電位訊號，或閘262就會輸出高電位之整合訊號S5，顯示第一風扇座12與第二風扇座14中至少其中之一係安裝四腳位風扇。

如此，若是整合單元160輸出的是高電位的整合訊號S5，控制單元170就可以透過設定腳位PS將第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140設定為脈寬調變驅動模式。第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140則是以脈寬調變驅動模式進行運作，以控制插設於第一風扇座12與第二風扇座14的風扇。

反之，若是整合單元160輸出的是低電位的整合訊號S5，控制單元170就可以透過設定腳位PS將第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140設定為直流驅動模式。第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140則是以直流驅動模式進行運作，以控制插設於第一風扇座12與第二風扇座14的風扇。

第三圖係依據本案另一實施例所提供之風扇控制裝置300之方塊示意圖。此風扇控制裝置300可設置於一主機板。

在第一圖之實施例中，輸出入單元150具有二偵測腳位PD1, PD2分別電性耦接於第一風扇座12之第一轉速偵測針腳P13與第二風扇座14之第二轉速偵測針腳P23以偵測風扇轉速。相較於第一圖之實施例，本實施例之輸出入單元350僅具有一偵測腳位PD3電性耦接於第一風扇座12之第一轉速偵測針腳P13以偵測風扇轉速。本實施例另外設置一嵌入式控制器380，其具有一偵測腳位PD4電性耦接於第二風扇座14之第二轉速偵測針腳P23以偵測風扇轉速。此嵌入式控制器380係透過一傳輸埠385與輸出入單元350進行溝通。一實施例中，嵌入式控制器380係透過系統管理匯流排(SMBUS)與輸出入單元350進行溝通。本實施例適用於輸出入單元350之輸出入腳位數不足之情形。

第四圖係依據本案又一實施例所提供之風扇控制裝置400之方塊示意圖。此風扇控制裝置400可以是一主機板組件。

相較於第三圖之實施例，本實施例之輸出入單元450具有一記憶單元452，適於儲存由第一轉速偵測針腳P13所偵測之第一轉速資料d1以及由第二轉速偵測針腳P23所偵測之第二轉速資料d2。

控制單元170可由輸出入單元450讀取第一轉速資料d1以及第二轉速資料d2，並在第一轉速資料d1或第二轉速資料d2所對應之轉速低於一轉速閾值時，產生一警示訊號S6，提示使用者風扇產生異常。

此警示訊號S6可以是一警示畫面呈現於顯示螢幕（圖未示），也可以是以警示燈號或警示聲音呈現。一實施例中，前述轉速閾值可設定為200rpm。一實施例中，控制單元170可以在開機時讀取第一轉速資料d1以及第二轉速資料d2進行低轉速判斷。

一實施例中，控制單元170可以由輸出入單元450依序讀取第一轉速資料d1以及第二轉速資料d2進行低轉速判斷。控制單元170會在第一轉速資料d1以及第二轉速資料d2所對應之轉速均低於轉速閾值時，產生警示訊號S6，並停止開機程序，防止風扇異常強行開機而可能產生之損傷。

綜上所述，本案之風扇控制裝置100, 300, 400具有整合單元160，可整合來自第一風扇驅動單元120之第一風扇控制模式訊號S1以及來自第二風扇驅動單元140之第二風扇控制模式訊號S2以產生整合訊號S5。控制單元170則是依據整合訊號S5來設定第一風扇驅動單元120以及第二風扇驅動單元140之驅動模式。如此，使用單風扇進行散熱時，無論是插接到第一風扇座12或是第二風扇座14，都能正常使用風扇的功能，以避免使用者操作上的不便。

上述僅為本案較佳之實施例而已，並不對本案進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本案的技術手段的範圍內，對本案揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本案的技術手段的內容，仍屬於本案的保護範圍之內。

10:主機板 100,300,400:風扇控制裝置 12:第一風扇座 14:第二風扇座 120:第一風扇驅動單元 140:第二風扇驅動單元 150,350,450:輸出入單元 160,260:整合單元 170:控制單元 175,385:傳輸埠 262:或閘 380:嵌入式控制器 452:記憶單元 P11:第一供電針腳 P12:第一接地針腳 P13:第一轉速偵測針腳 P14:第一轉速控制針腳 P21:第二供電針腳 P22:第二接地針腳 P23:第二轉速偵測針腳 P24:第二轉速控制針腳 PS:設定腳位 PC:控制腳位 PD1,PD2,PD3,PD4:偵測腳位 S1:第一風扇控制模式訊號 S2:第二風扇控制模式訊號 S3:風扇控制訊號 S4:脈寬調變控制訊號 S5:整合訊號 S6:警示訊號 d1:第一轉速資料 d2:第二轉速資料

第一圖係依據本案一實施例所提供之風扇控制裝置之方塊示意圖； 第二圖係本案整合單元一實施例之示意圖； 第三圖係依據本案另一實施例所提供之風扇控制裝置之方塊示意圖；以及 第四圖係依據本案又一實施例所提供之風扇控制裝置之方塊示意圖。

10:主機板

100:風扇控制裝置

12:第一風扇座

14:第二風扇座

120:第一風扇驅動單元

140:第二風扇驅動單元

150:輸出入單元

160:整合單元

170:控制單元

175:傳輸埠

P11:第一供電針腳

P12:第一接地針腳

P13:第一轉速偵測針腳

P14:第一轉速控制針腳

P21:第二供電針腳

P22:第二接地針腳

P23:第二轉速偵測針腳

P24:第二轉速控制針腳

PS:設定腳位

PC:控制腳位

PD1,PD2:偵測腳位

S1:第一風扇控制模式訊號

S2:第二風扇控制模式訊號

S3:風扇控制訊號

S4:脈寬調變控制訊號

S5:整合訊號

Claims (12)

1. 一種風扇控制裝置，適用於一主機板，該主機板包含一第一風扇座以及一第二風扇座，該第一風扇座具有一第一供電針腳、一第一接地針腳、一第一轉速偵測針腳以及一第一轉速控制針腳，該第二風扇座具有一第二供電針腳、一第二接地針腳、一第二轉速偵測針腳以及一第二轉速控制針腳，該風扇控制裝置包含： 一第一風扇驅動單元，電性耦接於該第一風扇座，適於透過該第一轉速控制針腳進行偵測以產生一第一風扇控制模式訊號； 一第二風扇驅動單元，電性耦接於該第二風扇座，適於透過該第二轉速控制針腳進行偵測以產生一第二風扇控制模式訊號； 一輸出入單元，包含一設定腳位，該設定腳位同時電性耦接於該第一風扇驅動單元以及該第二風扇驅動單元； 一整合單元，接收該第一風扇控制模式訊號以及該第二風扇控制模式訊號以產生一整合訊號；以及 一控制單元，接收該整合訊號，並透過該設定腳位設定該第一風扇驅動單元以及該第二風扇驅動單元之驅動模式。
2. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該輸出入單元更包含一控制腳位，該控制腳位同時電性耦接於該第一風扇驅動單元以及該第二風扇驅動單元，用以輸出一風扇控制訊號。
3. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該輸出入單元係一輸出入晶片。
4. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該整合單元係一邏輯閘。
5. 如請求項4所述之風扇控制裝置，其中，該整合單元係一或閘。
6. 如請求項5所述之風扇控制裝置，其中，當該第一風扇座安裝一四腳位風扇，該第一風扇控制模式訊號係一高電位訊號，當該第一風扇座安裝一三腳位風扇或未安裝風扇，該第一風扇控制模式訊號係一低電位訊號。
7. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該風扇控制裝置係設置於一主機板。
8. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該輸出入單元係電性耦接於該第一轉速偵測針腳以及該第二轉速偵測針腳，適於儲存由該第一轉速偵測針腳以及該第二轉速偵測針腳分別偵測到之第一轉速資料以及第二轉速資料。
9. 如請求項8所述之風扇控制裝置，其中，該控制單元係透過該輸出入單元讀取該第一轉速資料以及該第二轉速資料，並在該第一轉速資料或是該第二轉速資料所對應之轉速低於一轉速閾值時，產生一警示訊號。
10. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該控制單元係透過該設定腳位將該第一風扇驅動單元以及該第二風扇驅動單元設定為脈寬調變(PWM)驅動模式或是直流(DC)驅動模式。
11. 如請求項1所述之風扇控制裝置，其中，該控制單元係一系統晶片組。
12. 一種主機板，包含： 一第一風扇座，具有一第一供電針腳、一第一接地針腳、一第一轉速偵測針腳以及一第一轉速控制針腳； 一第二風扇座具有一第二供電針腳、一第二接地針腳、一第二轉速偵測針腳以及一第二轉速控制針腳；以及 一風扇控制裝置，包含： 一第一風扇驅動單元，電性耦接於該第一風扇座，適於透過該第一轉速控制針腳進行偵測以產生一第一風扇控制模式訊號； 一第二風扇驅動單元，電性耦接於該第二風扇座，適於透過該第二轉速控制針腳進行偵測以產生一第二風扇控制模式訊號； 一輸出入單元，包含一設定腳位，該設定腳位同時電性耦接於該第一風扇驅動單元以及該第二風扇驅動單元； 一整合單元，接收該第一風扇控制模式訊號以及該第二風扇控制模式訊號以產生一整合訊號；以及 一控制單元，接收該整合訊號，並透過該設定腳位設定該第一風扇驅動單元以及該第二風扇驅動單元之驅動模式。

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