專利名稱：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)電腦的散熱裝置，特別是用于電腦的一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置及其控制方法。
由于電腦的操作速度日益提高，如何提供有效的冷卻散熱效果，為獲得電腦系統(tǒng)穩(wěn)定性所需考慮的重要課題。目前，電腦系統(tǒng)通常是以散熱風(fēng)扇(fan cooler)提供冷卻散熱的效果。但是，個(gè)人電腦/筆記型電腦的電源管理日趨多樣復(fù)雜，對(duì)噪音與溫度的要求亦趨于嚴(yán)格，因此，習(xí)知對(duì)于散熱風(fēng)扇的控制僅提供“開(kāi)啟”或“關(guān)閉”等兩組式操作模式，已無(wú)法符合目前的需求。
一般風(fēng)扇雖設(shè)定有額定電壓/電流的規(guī)格，但是，在電源供應(yīng)額定電壓/電流還不足時(shí)，便已能驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，某一風(fēng)扇的額定電壓為12V，但在供應(yīng)電壓約為7～8V時(shí)，風(fēng)扇已能開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著電源供應(yīng)電壓的增加，所消耗電流亦增加，因而轉(zhuǎn)速越快使系統(tǒng)溫度下降越快，但風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪音卻會(huì)增高；反之，當(dāng)電源供應(yīng)電壓降低，電流消耗會(huì)減少，因而轉(zhuǎn)速越慢可能會(huì)使系統(tǒng)溫度上升，但風(fēng)扇噪音卻可降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置，就溫度與噪音的綜合考慮，改變提供散熱風(fēng)扇的電源供應(yīng)電壓/電流，藉以調(diào)整散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。在系統(tǒng)溫度介于可容許范圍內(nèi)時(shí)，盡量降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，減低風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的噪音；當(dāng)溫度超過(guò)容許范圍時(shí)，可增加風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低系統(tǒng)溫度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種能隨時(shí)變換風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置，在溫度與噪音間尋求平衡，以適應(yīng)各類電腦的應(yīng)用。
為達(dá)到上述目的本發(fā)明采取如下措施
本發(fā)明的一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制方法，其特征在于，包括以下步驟風(fēng)扇以一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；藉由散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的一控制裝置增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；延遲一段時(shí)間后，再對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)系統(tǒng)溫度超過(guò)一溫度臨界值時(shí)，提高風(fēng)扇的供應(yīng)電源，增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；當(dāng)系統(tǒng)溫度低于溫度臨界值時(shí)，減少及于風(fēng)扇的供應(yīng)電源，降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置，其特征在于，包括一電流放大器，自第一輸出端輸出一供應(yīng)電源予一風(fēng)扇；一起始電流路徑；至少二個(gè)加權(quán)電流路徑，與起始電流路徑以并聯(lián)方式連接于電流放大器的一第二輸出端，其中，每一加權(quán)電流路徑是根據(jù)一控制信號(hào)決定其開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
所述的控制裝置，其特征在于，所述加權(quán)電流路徑包括一電阻器，其一端連接所述電流放大器的第二輸出端；以及一NPN晶體管，以集電極連接電阻器的另一端，以基極耦接所述控制信號(hào)，以發(fā)射極連接至地。
所述的控制裝置，其特征在于，所述各電阻器的阻值間呈2的冪次關(guān)系。
所述的控制裝置，其特征在于，所述電流放大器是一PNP晶體管，晶體管以集電極為所述第一輸出端，以基極為所述第二輸出端，以發(fā)射極連接至一電源。
所述的控制裝置，其特征在于，所述起始電流路徑包括一電阻器，其兩端分別連接所述第二輸出端及一接地電位。
結(jié)合較佳實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明如下附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1本發(fā)明散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置的控制流程圖。
圖2本發(fā)明較佳實(shí)施例散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置的電路圖；如圖1所示，其為本發(fā)明散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置的控制流程圖。首先，當(dāng)電腦系統(tǒng)電源開(kāi)啟后，散熱風(fēng)扇控制裝置2驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇1以一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速(default speed)運(yùn)轉(zhuǎn)，譬如，此一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速約可調(diào)整在風(fēng)扇1最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速間的一中間值處。然后，進(jìn)行步驟11對(duì)系統(tǒng)溫度有否超過(guò)溫度臨界值做一判斷。由于目前的電腦系統(tǒng)為避免系統(tǒng)過(guò)熱，通常會(huì)設(shè)置溫度檢測(cè)集成電路(例如LM75)，因此，步驟11可根據(jù)溫度檢測(cè)集成電路所測(cè)得的系統(tǒng)溫度做判斷。而溫度臨界值是指電腦系統(tǒng)仍能保持正常操作的最高溫度，可根據(jù)所需做適度調(diào)整，通常系統(tǒng)溫度是以不超過(guò)攝氏60度為限，故可將既定溫度臨界值設(shè)定為約60度。
若當(dāng)系統(tǒng)溫度超過(guò)溫度臨界值時(shí)，則進(jìn)行步驟12，藉由散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置2增加風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速。而后，在步驟13延遲一段時(shí)間后，再對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測(cè)，若仍高于既定臨界溫度值，則重復(fù)步驟11、12、13，直到系統(tǒng)溫度低于溫度臨界值時(shí)為止。
一旦在步驟11得知系統(tǒng)溫度低于溫度臨界值時(shí)，則進(jìn)行步驟14，對(duì)風(fēng)扇噪音有否超過(guò)噪音臨界值做一判斷。步驟14可根據(jù)加設(shè)的一噪音檢測(cè)器所測(cè)得的風(fēng)扇噪音或是由使用者判斷經(jīng)一應(yīng)用程序所調(diào)整的噪音值做判斷。而噪音臨界值可根據(jù)所需做適度地調(diào)整，譬如可以設(shè)定為約30dB。
若當(dāng)風(fēng)扇噪音超過(guò)噪音臨界值時(shí)，則進(jìn)行步驟15，藉由散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置2降低風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速。而后，進(jìn)行步驟16，延遲一段時(shí)間后，回復(fù)至步驟11，重新對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測(cè)判斷。若步驟14得知風(fēng)扇噪音未超過(guò)噪音臨界值，則進(jìn)行步驟16，延遲一段時(shí)間后，回復(fù)至步驟11重新對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測(cè)判斷。再者，步驟14亦可以省略，可直接進(jìn)行步驟15，降低風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速。
由圖1所示的步驟可知，當(dāng)系統(tǒng)溫度高于溫度臨界值時(shí)，則增加風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速，降低系統(tǒng)溫度；當(dāng)風(fēng)扇噪音高于噪音臨界值時(shí)，則降低風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速，減少風(fēng)扇噪音。但是，風(fēng)扇噪音僅對(duì)使用者聽(tīng)覺(jué)產(chǎn)生不悅的感覺(jué)，真正會(huì)影響電腦系統(tǒng)正常效能的乃為系統(tǒng)溫度，故圖1所示的控制流程，仍需以系統(tǒng)溫度優(yōu)于風(fēng)扇噪音的判斷方式做為控制依據(jù)。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，其為實(shí)現(xiàn)散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置2的一較佳實(shí)施例的電路圖。圖2中，散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置包括一起始電流路徑20、數(shù)個(gè)加權(quán)電流路徑21～23(本實(shí)施例僅以三者為例，但并非用以限定本發(fā)明)、一電流放大器24(其為一PNP雙極性接面晶體管24)。起始電流路徑20與加權(quán)電流路徑21～23是以并聯(lián)方式連接于晶體管24的基極處。PNP晶體管24以發(fā)射極連接供應(yīng)電源VCC、經(jīng)集電極供應(yīng)IC予風(fēng)扇1。
如圖2所示，起始電流路徑20是以一電阻器R0建構(gòu)而得，電阻器R0兩端分別連接至晶體管24的基極和接地電位。若風(fēng)扇1的額定電壓/額定電流以12V/0.08A為例，當(dāng)僅由起始電流路徑20提供晶體管24基極電流IB的情況下，可選擇此時(shí)的晶體管24集電極電流IC為額定電流的70％，也就是約為0.056A。若晶體管24的電流放大β為100，則基極電流IB約為0.56mA，則電阻器R0可選定約為20KΩ(R0＝(12-0.7)V/0.56mA)。
另外，加權(quán)電流路徑21～23分別由串連的電阻器與NPN雙極性接面晶體管所組成，諸如，加權(quán)電流路徑21由串連的電阻器R1與晶體管Q1所組成，加權(quán)電流路徑22是由串連的電阻器R2與晶體管Q2所組成，加權(quán)電流路徑23是由串連的電阻器R3與晶體管Q3所組成，而加權(quán)電流路徑21～23的導(dǎo)通與否決定于相對(duì)應(yīng)晶體管Q1～Q3的導(dǎo)通與否。
再者，為能在額定電流與70％額定電流間實(shí)現(xiàn)多階風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)整，因此，0.08A×(100％-70％)/β＝0.24mA，則可以將流經(jīng)加權(quán)電流路徑21～23的電流I1～I(xiàn)3以2的冪次做設(shè)計(jì)，令I(lǐng)1＝0.24mA/2＝0.12mA
I2＝0.24mA/4＝0.06mAI3＝0.24mA/8＝0.03mA因此，R1＝(12-0.7)V/0.12mA＝94KΩR2＝(12-0.7)V/0.06mA＝188KΩR3＝(12-0.7)V/0.03mA＝377KΩ但此時(shí)(I1+I2+I3)＝0.24mA×7/8＜0.24mV，所以，可以將上述電阻器R0調(diào)整為20KΩ//R3值，以做為補(bǔ)償。因此，晶體管Q1、Q2、Q3的基極控制接腳GPO1、GPO2、GPO3的邏輯狀態(tài)與PNP晶體管24的集電極電流IC間關(guān)系表如下。
GPO1、GPO2、GPO3可以是通用輸入/輸出(GPI0)界面所提供的接腳，如果，接腳GPO1、GPO2、GPO3的邏輯狀態(tài)是由基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)所決定。而接腳GPO1、GPO2、GPO3與晶體管Q1、Q2、Q3基極間，分別設(shè)置有限流電阻RL。另外，可以Ic等于71mA時(shí)做為圖1步驟10提供予風(fēng)扇既定轉(zhuǎn)速的供應(yīng)電流值。因此，可藉由改變接腳GPO1、GPO2、GPO3處的邏輯狀態(tài)，便可以改變供應(yīng)風(fēng)扇的電流Ic，進(jìn)而改變風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)圖1所示的步驟11和14。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下效果本發(fā)明的散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制裝置及其控制方法，能變換風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，在溫度與噪音間尋求平衡，以因應(yīng)在各類平臺(tái)式電腦、筆記型電腦的應(yīng)用要求。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，但，并非以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟習(xí)此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)，可作更動(dòng)與潤(rùn)飾。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制方法，其特征在于，包括以下步驟風(fēng)扇以一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；藉由散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的一控制裝置增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；延遲一段時(shí)間后，再對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)系統(tǒng)溫度超過(guò)一溫度臨界值時(shí)，提高風(fēng)扇的供應(yīng)電源，增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；當(dāng)系統(tǒng)溫度低于溫度臨界值時(shí)，減少及于風(fēng)扇的供應(yīng)電源，降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，系統(tǒng)溫度是根據(jù)一溫度檢測(cè)集成電路檢測(cè)而得。
3.一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置，其特征在于，包括一電流放大器，自第一輸出端輸出一供應(yīng)電源予一風(fēng)扇；一起始電流路徑；至少二個(gè)加權(quán)電流路徑，與起始電流路徑以并聯(lián)方式連接于電流放大器的一第二輸出端，其中，每一加權(quán)電流路徑是根據(jù)一控制信號(hào)決定其開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述加權(quán)電流路徑包括一電阻器，其一端連接所述電流放大器的第二輸出端；以及一NPN晶體管，以集電極連接電阻器的另一端，以基極耦接所述控制信號(hào)，以發(fā)射極連接至地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于，所述各電阻器的阻值間呈2的冪次關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述電流放大器是一PNP晶體管，晶體管以集電極為所述第一輸出端，以基極為所述第二輸出端，以發(fā)射極連接至一電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述起始電流路徑包括一電阻器，其兩端分別連接所述第二輸出端及一接地電位。
全文摘要
一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制裝置及其控制方法;控制方法包括以下步驟:風(fēng)扇以一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);藉由一控制裝置增加風(fēng)扇轉(zhuǎn)速;延遲一段時(shí)間后,再對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè);當(dāng)溫度超過(guò)或低于一臨界值時(shí),提高或降低供電電壓?？刂蒲b置包括:一電流放大器、一起始電流路徑、至少二個(gè)加權(quán)電流路徑;電流放大器可為一PNP晶體管,其集電極及發(fā)射極分別連接一風(fēng)扇及一電源;加權(quán)電流路徑與起始電流路徑以并聯(lián)方式連接作為電流放大器的PNP晶體管的基極。
文檔編號(hào)F04D27/00GK1258819SQ9812673
公開(kāi)日2000年7月5日 申請(qǐng)日期1998年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月31日
發(fā)明者陳鴻祥 申請(qǐng)人:神達(dá)電腦股份有限公司