CN103821747A - 风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法 - Google Patents

风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法。风扇控制***用于计算机***内以控制风扇装置。风扇控制的方法包括以下步骤：获得计算机***内的温度值；判断计算机***的温度值是否大于或等于预定温度；若是，则根据温度值来控制风扇装置的转速；若否，则进一步获得计算机***内流经发热电子元件的电流值；判断计算机***的电流值是否大于或等于预定电流值；以及若是，则根据电流值来控制风扇装置的转速。

Description

风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法
技术领域
本发明涉及一种风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法，特别是涉及一种分别根据温度值或电流值来控制风扇装置的风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法。
背景技术
随着科技的进步，现今的电子产品是朝向轻薄短小为目标发展。另一方面，当电子产品运作时，必定会伴随着热量产生。若没有适当的散热***，此电子产品会因为温度上升而损坏。
对于现行的中央处理器而言，通常会依照厂商设定的散热设计功率（Thermal Design Power，TDP）来作为散热风扇控制的依据。但以现今的动态超频的机制来说，虽然动态超频可以有效的提升中央处理器的效能，但是也会因为中央处理器瞬间提升的功率超出散热设计功率而导致过热。但现有技术中的风扇***在此情况下可能没有办法立即有效地压制热能，因此中央处理器会自动启动降频的机制而防止中央处理器烧毁。如此一来，反而没有办法达到超频的目的。
因此在现有技术中通常是利用提高待机时的风扇转速或是更换散热性能更佳的散热风扇，来让中央处理器能更快速地降温。但如此一来就要耗费掉额外的制造成本。
因此，有必要发明一种新的风扇控制***、计算机***及其风扇控制的方法，以解决现有技术的缺失。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种风扇控制***，具有分别根据温度值或电流值来控制风扇装置的效果。
本发明的另一主要目的是提供一种用于上述风扇控制***的风扇控制的方法。
本发明的又一主要目的是提供一种具有上述风扇控制***的计算机***。
为实现上述的目的，本发明的风扇控制的方法包括以下步骤：获得计算机***的温度值；判断计算机***的温度值是否大于或等于预定温度；若是，则根据温度值来控制风扇装置的转速；若否，则进一步获得计算机***内流经发热电子元件的电流值；判断计算机***的电流值是否大于或等于预定电流值；以及若是，则根据电流值的变化以改变风扇装置的转速。
本发明的风扇控制***用于具有发热电子元件的计算机***内以控制风扇装置。风扇控制***包括温度感测模块、电流检测模块及管理模块。第一判断模块、第二判断模块及风扇控制单元。温度感测模块用以检测计算机***内的温度值。电流检测模块用以检测计算机***内流经发热电子元件的电流值。管理模块与温度感测模块、电流检测模块及风扇装置电性连接。其中当管理模块判断计算机***的温度值小于预定温度时，进一步判断电流值是否大于或等于预定电流值，若是，则根据电流值的变化以改变风扇装置的转速。
本发明的计算机***包括发热电子元件、风扇装置及风扇控制***。风扇装置用以对发热电子元件进行散热。风扇控制***用以控制风扇装置。风扇控制***包括温度感测模块、电流检测模块及管理模块。温度感测模块用以检测计算机***内的温度值。电流检测模块用以检测流经发热电子元件的电流值。管理模块与温度感测模块、电流检测模块及风扇装置电性连接。管理模块包括第一判断模块、第二判断模块及风扇控制单元。第一判断模块与温度感测模块电性连接，以接收温度感测模块测量的温度值并判断温度值是否大于或等于预定温度值。第二判断模块与电流检测模块电性连接，以接收电流检测模块测量的电流值，并判断电流值是否大于或等于预定电流值。风扇控制单元与风扇装置、第一判断模块及第二判断模块电性连接，用以控制风扇装置的转动。其中当第一判断模块判断发热电子元件的温度值大于或等于预定温度时，第一判断模块产生第一控制讯号至风扇控制单元，以根据温度值来控制风扇装置的转速；当发热电子元件的温度值小于预定温度时，第二判断模块进一步判断电流值是否大于或等于预定电流值，若是，则产生第二控制讯号至风扇控制单元，以根据电流值的变化以改变风扇装置的转速。
附图说明
图1是本发明的风扇控制***的***架构图。
图2是本发明的电流检测模块的其中一实施例的电路架构图。
图3是本发明的风扇控制的方法的实施方式的步骤流程图。
附图符号说明
计算机***1
中央处理器1a
风扇控制***10
管理模块10a
风扇装置11
温度感测模块20
电流检测模块30
电压调节模块31
感测电阻32
放大器33
电压随偶器34
模拟数字转换器35
第一判断模块40
第二判断模块50
风扇控制单元60
电源输入端V
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并结合附图详细说明如下。
请先参考图1，图1是本发明的风扇控制***的***架构图。
本发明的风扇控制***10用于一计算机***1内，以控制计算机***1内的风扇装置11的转动，使得风扇装置11可让计算机***1及其内部的发热电子元件降温。此计算机***1可为一笔记型计算机或是一桌上型计算机，或者可为其他有散热需求的计算机***，但本发明并不限于此。风扇装置11可为扇叶式风扇或是压电式风扇，以根据风扇控制***10的控制而动作，进而产生风流。由于扇叶式风扇或是压电式风扇的作用原理已经被本发明所属技术领域的技术人员所广泛应用，故在此不再赘述。
风扇控制***10包括温度感测模块20、电流检测模块30及管理模块10a，管理模块10a则包括第一判断模块40、第二判断模块50及风扇控制单元60。在本发明的较佳实施方式中，温度感测模块20及电流检测模块30用以感测中央处理器1a的温度值及电流值，但本发明并不限于此，温度感测模块20及电流检测模块30亦可用来测量计算机***1内部其他元件的温度值及电流值，使得风扇控制***10可以针对计算机***1内部其他元件进行散热。因此在本发明的较佳实施方式中，温度感测模块20可为设置于中央处理器1a内部的二极管，用以直接测量中央处理器1a的温度值，并将此温度值转换为数字讯号传输到管理模块10a的第一判断模块40。温度感测模块20亦可用于量测会对中央处理器1a造成影响的环境温度，本发明并不限制温度感测模块20使用的环境。同样地，电流检测模块30量测中央处理器1a所流通的电流值，以将电流值传输到管理模块10a的第二判断模块50。
管理模块10a包括第一判断模块40、第二判断模块50及风扇控制单元60。管理模块10a可为一单一晶片，因此可以将第一判断模块40、第二判断模块50及风扇控制单元60藉由硬件，或是固件搭配硬件的方式以架构于相同晶片内，例如架构于基板管理控制器（Baseboard Management Controller，BMC）之内，但本发明并不限于此，第一判断模块40、第二判断模块50及风扇控制单元60亦可架构于不同的晶片内，彼此之间再藉由电性相连。
第一判断模块40与温度感测模块20电性连接，用以根据温度感测模块20检测得到的温度值的大小以决定是否要产生第一控制讯号到风扇控制单元60来控制风扇装置11的转动。第一判断模块40可为一种比例-积分-微分（PID）控制模块，但本发明并不限于此控制方式。因此当中央处理器1a的温度值大于或等于预定温度值时，第一判断模块40经由风扇控制单元60来控制风扇装置11转动。此预定温度是依照不同的中央处理器1a的散热设计功率（Thermal Design Power，TDP）而设定，但本发明并不限于此。
第二判断模块50与电流检测模块30电性连接，以接收电流检测模块30量测得到的电流值。而当中央处理器1a的温度值没有大于或等于预定温度值时，第二判断模块50才会根据电流值的大小判断是否大于或等于预定电流值，藉此来决定是否要产生第二控制讯号到风扇控制单元60来控制风扇装置11的转动。风扇控制单元60连接至风扇装置11，当风扇控制单元60接收第一控制讯号或第二控制讯号时，可利用脉冲宽度调制（Pulse WidthModulation，PWM）讯号来控制风扇装置11的转动以及其转动的转速。
接着请参考图2，图2是本发明的电流检测模块的其中一实施例的电路架构图。
在本发明的其中一实施例中，电流检测模块30包括电压调节模块（Voltage Regulator Module，VRM）31、感测电阻32、放大器33、电压随偶器34及模拟数字转换器35。电压调节模块31电性连接中央处理器1a，以根据中央处理器1a所需要的功率来调整供应合适的电源讯号给中央处理器1a。感测电阻32电性连接电源输入端V及电压调节模块31，以自电源输入端V接收电源讯号，例如12伏特的电源讯号，再传输至电压调节模块31的输入端。电压调节模块31再转换调整电源讯号来给予中央处理器1a使用。因此当中央处理器1a所需要的电源讯号的电流值改变时，流经感测电阻32的电流值也会改变，使得感测电阻32两端的电压差也同时会改变。如此一来，感测电阻32即可产生电压差讯号。放大器33与感测电阻32电性连接，用以放大感测电阻32产生的电压差讯号至所需的倍数。电压随偶器34与放大器33电性连接，作为隔离及缓冲讯号之用。因此当电压差讯号传输经过电压随偶器34时，可以藉此避免外界的干扰讯号。模拟数字转换器35与电压随偶器34电性连接，以接收电压差讯号，并用以将模拟的电压差讯号转换为数字的电压差讯号，最后再传输到第二判断模块50。如此一来，第二判断模块50即可由电压差讯号推估得知中央处理器1a的电流值。
需注意的是，图2所示的电流检测模块的电路架构图仅为举例说明，本发明并不限定仅能利用上述的电路才能达成电流值检测的目的，且上述各模块的运作方式已经被本发明所属技术领域的技术人员所广泛应用，故在此不再赘述其原理。
接着请参考图3，图3是本发明的风扇控制的方法的实施方式的步骤流程图。此处需注意的是，以下虽以计算机***1内部的风扇控制***10为例说明本发明的风扇控制的方法，但本发明的风扇控制的方法并不以使用在风扇控制***10为限。
首先进行步骤300：设定一预定温度值及一预定电流值。
首先第一判断模块40先设定要使风扇装置11运转的预定温度值。此预定温度值依照不同的中央处理器1a的散热设计功率（Thermal Design Power，TDP）而有所不同，例如设定为中央处理器1a的临界温度值的正负5度，但本发明并不限于此。另外，第二判断模块50亦设定要使风扇装置11运转的预定电流值，例如可以设定当中央处理器1a有电流流通即控制风扇装置11运转，或是设定中央处理器1a要执行超频时所需的电流值才是预定电流值，但本发明并不以此为限。
其次进行步骤301：获得该计算机***内的一温度值。
其次温度感测模块20检测计算机***1内部中央处理器1a的温度值，以让第一判断模块40确认中央处理器1a是否需要降温。
接着步骤302：判断该计算机***的该温度值是否大于或等于一预定温度值。
接着第一判断模块40判断中央处理器1a的温度值是否有大于或等于预定温度值。此预定温度可为会导致中央处理器1a故障的临界温度，但本发明并不限于此。
若中央处理器1a的温度已经大于或等于了预定温度值，则进行步骤303：根据该温度值来控制该风扇装置的转速。
此时为了避免中央处理器1a因温度过高而损坏，第一判断模块40根据中央处理器1a的温度值来发出第一控制讯号至风扇控制单元60，以控制风扇装置11的扇叶开始运转，而让中央处理器1a降温。此时第一判断模块40可以利用PID控制的方式，以随着中央处理器1a的温度值动态调整风扇装置11的转速。并且当中央处理器1a的温度值上升时，第一判断模块40也会控制风扇控制单元60来增加风扇装置11的转速，以有效地降低中央处理器1a的温度。
若没有，则代表中央处理器1a的温度尚未达到临界温度，仍在安全的范围内。此时则进行步骤304：进一步获得该计算机***内流经发热电子元件的一电流值。
此时电流检测模块30检测得到中央处理器1a所流经的电流值。
再进行步骤305：判断该计算机***的该电流值是否大于或等于一预定电流值。
当电流检测模块30测得中央处理器1a的电流值后，第二判断模块50判断中央处理器1a的电流值是否大于或等于预定电流值，以确认中央处理器1a是否开始消耗功率。
当中央处理器1a的电流值小于预定电流值时，代表中央处理器1a并无功率消耗或是功率的消耗很少，因此即回到步骤301以重新检测中央处理器1a的温度。
另一方面，当中央处理器1a的电流值已经大于或等于预定电流值时，进行步骤306：根据该电流值的变化以改变该风扇装置的转速。
在此情况下，中央处理器1a已经开始运作或是已经执行超频的程序而有功率消耗，因此第二判断模块50产生第二控制讯号，以经由风扇控制单元60使得风扇装置11开始转动。并且第二判断模块50随着中央处理器1a的电流值的的变化而控制风扇控制单元60以调整风扇装置11的转速，例如根据中央处理器1a的电流值的增加而增加风扇装置11的转速。如此一来，本发明的风扇控制***10可以随时对中央处理器1a进行降温，以有效快速地提升风扇装置11的散热能力，来压制中央处理器1a因为超频而带来的额外热能。
而最后亦回到步骤301以重新检测中央处理器1a的温度。
此处需注意的是，本发明的风扇控制的方法并不以上述的步骤次序为限，只要能实现本发明的目的，上述的步骤次序亦可加以改变。
因此本发明的风扇控制***10先判断中央处理器1a的温度值，再判断中央处理器1a的电流值，利用优先判断温度的方式以有效地让中央处理器1a降温，而不需同时考量温度值与电流值。并且本发明的风扇控制***10会随着中央处理器1a的功率而调整风扇装置11的转速，不会影响到中央处理器1a超频时的效能。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其迥异于习知技术的特征。应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以本发明的权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (18)

1.一种风扇控制的方法，用于具有一发热电子元件的一计算机***内以控制一风扇装置，该方法包括以下步骤：
获得该计算机***内的一温度值；
判断该计算机***的该温度值是否大于或等于一预定温度值；
若是，则根据该温度值来控制该风扇装置的转速；
若否，则进一步获得该计算机***内流经该发热电子元件的一电流值；
判断该计算机***的该电流值是否大于或等于一预定电流值；以及
若是，则根据该电流值的变化以改变该风扇装置的转速。
2.如权利要求1所述的风扇控制的方法，其中该发热电子元件为一中央处理器，获得该计算机***内流经该发热电子元件的该电流值的步骤包括：获得该中央处理器的电流值。
3.如权利要求2所述的风扇控制的方法，还包括以下步骤：
当该电流值大于或等于该预定电流值时，根据该电流值的增加而提升该风扇装置的转速。
4.如权利要求1所述的风扇控制的方法，其中该发热电子元件为一中央处理器，获得该计算机***内的该温度值的步骤包括：
获得该中央处理器的温度值。
5.如权利要求4所述的风扇控制的方法，还包括以下步骤：
当该温度值大于或等于该预定温度时，根据该温度值的增加而提升该风扇装置的转速。
6.一种风扇控制***，用于具有一发热电子元件的一计算机***内以控制一风扇装置，该风扇控制***包括：
一温度感测模块，用以检测该计算机***内的一温度值；
一电流检测模块，用以检测该计算机***内流经该发热电子元件的一电流值；以及
一管理模块，与该温度感测模块、该电流检测模块及该风扇装置电性连接；其中当该管理模块判断该计算机***的该温度值小于该预定温度时，进一步判断该电流值是否大于或等于该预定电流值，若是，则根据该电流值的变化以改变该风扇装置的转速。
7.如权利要求6所述的风扇控制***，其中该管理模块包括：
一第一判断模块，与该温度感测模块电性连接，以接收该温度感测模块测量的该温度值，并判断该温度值是否大于或等于该预定温度值；
一第二判断模块，与该电流检测模块电性连接，以接收该电流检测模块测量的该电流值，并判断该电流值是否大于或等于该预定电流值；以及
一风扇控制单元，与该风扇装置、该第一判断模块及该第二判断模块电性连接，用以控制该风扇装置的转动；其中当该第一判断模块判断该计算机***的该温度值大于或等于该预定温度时，该第一判断模块产生一第一控制讯号至该风扇控制单元，以根据该温度值来控制该风扇装置的转速；当该第一判断模块判断该计算机***的该温度值小于该预定温度时，该第二判断模块进一步判断该电流值是否大于或等于该预定电流值，若是，则产生一第二控制讯号至该风扇控制单元，以根据该电流值的变化以改变该风扇装置的转速。
8.如权利要求7所述的风扇控制***，其中该发热电子元件为一中央处理器，该电流检测模块用以获得该中央处理器的电流值。
9.如权利要求8所述的风扇控制***，其中该电流检测模块包括：
一感测电阻，电性连接一电源输入端，以自该电源输入端接收一电源讯号；
一电压调节模块，电性连接该感测电阻及该中央处理器，其中该电源讯号经由该感测电阻以传输至该电压调节模块，该电压调节模块藉此提供该中央处理器所需的电源讯号，同时使得该感测电阻的两端可根据该中央处理器所需的该电流值以得到一电压差讯号；
一放大器，电性连接该感测电阻，以放大该电压差讯号；
一电压随偶器，电性连接该放大器，以接收该电压差讯号，并隔离外界的干扰讯号；以及
一模拟数字转换器，电性连接该电压随偶器，以将该电压差讯号转换为一数字电压差讯号，并传输至该第二判断模块，使该第二判断模块得知该电流值。
10.如权利要求8或9所述的风扇控制***，其中当该中央处理器的该电流值大于或等于该预定电流值时，该第二判断模块根据该电流值的增加而提升该风扇装置的转速。
11.如权利要求7所述的风扇控制***，其中该发热电子元件为一中央处理器，该温度感测模块用以获得该中央处理器的温度值。
12.如权利要求11所述的风扇控制***，其中当该中央处理器的该温度值大于或等于该预定温度值时，该第一判断模块根据该温度值的增加而提升该风扇装置的转速。
13.如权利要求11或12所述的风扇控制***，其中该第一判断模块为一比例-积分-微分控制模块。
14.一种计算机***，包括：
一发热电子元件；
一风扇装置，用以对该发热电子元件进行散热；以及
一风扇控制***，用以控制该风扇装置，该风扇控制***包括：
一温度感测模块，用以检测该计算机***内的一温度值；
一电流检测模块，用以检测流经该发热电子元件的一电流值；以及
一管理模块，与该温度感测模块、该电流检测模块及该风扇装置电性连接，该管理模块包括：
一第一判断模块，与该温度感测模块电性连接，以接收该温度感测模块测量的该温度值，并判断该温度值是否大于或等于该预定温度值；
一第二判断模块，与该电流检测模块电性连接，以接收该电流检测模块测量的该电流值，并判断该电流值是否大于或等于该预定电流值；以及
一风扇控制单元，与该风扇装置、该第一判断模块及该第二判断模块电性连接，用以控制该风扇装置的转动；其中当该第一判断模块判断该发热电子元件的该温度值大于或等于该预定温度时，该第一判断模块产生一第一控制讯号至该风扇控制单元，以根据该温度值来控制该风扇装置的转速；当该发热电子元件的该温度值小于该预定温度时，该第二判断模块进一步判断该电流值是否大于或等于该预定电流值，若是，则产生一第二控制讯号至该风扇控制单元，以根据该电流值的变化以改变该风扇装置的转速。
15.如权利要求14所述的计算机***，其中该发热电子元件为一中央处理器。
16.如权利要求15所述的计算机***，其中该电流检测模块包括：
一感测电阻，电性连接一电源输入端，以自该电源输入端接收一电源讯号；
一电压调节模块，电性连接该感测电阻及该中央处理器，其中该电源讯号经由该感测电阻以传输至该电压调节模块，该电压调节模块藉此提供该中央处理器所需的电源讯号，同时使得该感测电阻的两端可根据该中央处理器所需的该电流值以得到一电压差讯号；
一放大器，电性连接该感测电阻，以放大该电压差讯号；
一电压随偶器，电性连接该放大器，以接收该电压差讯号，并隔离外界的干扰讯号；以及
一模拟数字转换器，电性连接该电压随偶器，以将该电压差讯号转换为一数字电压差讯号，并传输至该第二判断模块，使该第二判断模块得知该电流值。
17.如权利要求16所述的计算机***，其中当该中央处理器的该电流值大于或等于该预定电流值时，该第二判断模块根据该电流值的增加而提升该风扇装置的转速。
18.如权利要求15所述的计算机***，其中当该中央处理器的该温度值大于或等于该预定温度值时，该第一判断模块根据该温度值的增加而提升该风扇装置的转速。
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