CN113833684A - 风扇失效保护*** - Google Patents

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开一种风扇失效保护***，适用一电子设备，该风扇失效保护***包括至少一第一风扇与至少一第二风扇，该第一风扇包含一第一控制单元，该第一控制单元具有一输出接脚输出一转速信号，该第二风扇包含一第二控制单元，该第二控制单元具有一输入接脚与一储存器，该储存器内储存有一预设数据，该第二控制单元的该输入接脚通过一传输单元连接该第一控制单元的该输出接脚，以接收该转速信号，其中当该第一风扇失效，该第二控制单元侦测到该转速信号的数据低于或等于该预设数据，则该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至一预定转速，以稳定风扇整体的散热流量及达到保护电子设备避免过热损坏的功效。

Description

风扇失效保护***
技术领域
本发明有关于一种风扇失效保护***，尤指一种当一第二风扇侦测到一第一风扇失效时，该第二风扇可自动提高转速，以此稳定风扇整体流量及达到保护电子设备避免过热损坏的风扇失效保护***。
背景技术
由于现今网络科技传输效能与速度的不断提升，电子设备(如计算机或服务器)处理上述庞大的数据运算时，需要安装更多的硬盘(Hard Disk Drive，HDD)来执行相关运算等操作。然而，多个硬盘在运作时所产生的热量可能会导致多个硬盘本身或相邻其他电子零组件效能降低，甚至故障发生，因此必须设法排除多余的热能以减少服务器的故障率。为解决上述散热问题，在现有的服务器的狭小密闭空间中，往往会在服务器的前端和后端分别设置多个前风扇和多个后风扇(或该服务器内设置由前、后风扇相串接的串联风扇)，并由该服务器控制调整多个前风扇的转速来产生足够风量(流量)导入到该服务器的密闭空间内并带走多个硬盘与其他电子元件(如中央处理器、南北桥芯片)上的热量，再通过该多个后风扇将该服务器内部的热量排出去。
由于一般在服务器中前风扇是属于主要风流量故会采用转速高如10000rpm(revolution per minute)且占空比100％的风扇，且对于前风扇本身而言，后风扇是属于辅助风流量则会采用转速较低如8000rpm且占空比100％的风扇，基于这样风扇常规设计因素，后风扇的转速是不会选用高于前风扇转速，且后风扇一般会以低转速如4850rpm且占空比50％固定转速运转。所以当服务器的后风扇发生失效(或故障)，该前风扇仍可维持一定流量导入该服务器内散热，故后风扇失效(或故障)对风扇整体的流量影响并不会太大。
可是当服务器的前风扇发生失效(或故障)，对风扇整体的流量影响极大，因该后风扇如4850(或8000)rpm产生的流量无法到达该前风扇如10000rpm产生的流量，且前风扇失效(故障)就如同形成一个负载或阻力，以致于让该后风扇会很吃力拉着已失效(故障)的前风扇的叶片一起带着转动，导致该后风扇的流量更降低，进而造成服务器内的风扇整体流量不足够无法达到预设散热流量需求，相对地该服务器的密闭空间内的硬盘与电子元件上的热量便无法有效快速排出，轻者恐使硬盘和电子元件热当，严重者导致整个服务器瘫痪损坏的问题。
发明内容
本发明的一目的，在提供一种当一第二风扇(或第一风扇)侦测到一第一风扇(或第二风扇)失效时，该风扇可自动提高转速，以稳定风扇整体流量及达到保护电子设备避免过热损坏的风扇失效保护***。
为达上述目的，本发明提供一种风扇失效保护***，适用一电子设备，该风扇失效保护***包括至少一第一风扇与一至少第二风扇，该第一风扇包含一第一控制单元，该第一控制单元具有一输出接脚为输出一转速信号，该第二风扇包含一第二控制单元，该第二控制单元具有一输入接脚与一储存器，该储存器内储存有一预设数据，该第二控制单元的该输入接脚通过一传输单元连接该第一控制单元的该输出接脚，以接收该转速信号，其中当该第一风扇失效，该第二控制单元侦测到该转速信号的数据低于或等于该预设数据，则该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至一预定转速，通过本发明风扇失效保护***的设计，以此稳定风扇整体的散热流量及达到保护电子设备避免过热损坏的效果。
上述该第二风扇的该第二控制单元侦测不到前述转速信号，则该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速。上述第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速后，待该第二控制单元侦测到该转速信号的数据高于该预设数据或等于该储存器内储存另一预设数据，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速降低恢复至原先转速。
上述第二控制单元设有一计时器，该第二控制单元侦测到该转速信号的数据低于或等于该预设数据，且经该计时器计时到一预定时间时，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速。上述第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速后，待该第二控制单元侦测到该转速信号的数据高于该预设数据，且经该计时器计时到该预定时间时，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速降低恢复至原先转速。
上述第二控制单元具有一输出接脚输出另一转速信号，该第一控制单元具有一输入接脚，该第一控制单元的该输入接脚通过另一传输单元连接该第二控制单元的该输出接脚，以接收该第二控制单元传送的该另一转速信号。
上述预设数据包含一预设转速值。上述预定转速为大于该第一风扇的全速转速。上述传输单元为一传输线。上述转速信号为FG信号。
附图说明
图1为本发明的风扇失效保护***的方块示意图。
图2为本发明的该第一风扇失速至转速恢复稳定与该第二风扇自已判定提高转速至恢复原先转速的关系曲线图。
图3为本发明的第一风扇完全失速没有转速与第二风扇自已判定提高转速运转的关系曲线图。
附图标记说明：1-风扇失效保护***；11-第一风扇；111-第一控制单元；1111-输出接脚；1112-输入接脚；1113-储存器；1114-计时器；12-第二风扇；122-第二控制单元；1221-输出接脚；1222-输入接脚；1223-储存器；1224-计时器；14-传输单元；F1、F2-第一、二曲线。
具体实施方式
本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。
本发明提供一种风扇失效保护***1。请参阅图1、图2，该风扇失效保护***1是适用于一电子设备(如服务器或计算机；图中未示)，在本实施例该电子设备选为服务器，但不局限于此。并该风扇失效保护***1包括至少一第一风扇11与至少一第二风扇12，在本实施例该第一、二风扇11、12为多个，且分别设置在该电子设备(如服务器)的一机箱的前端和后端位置，并于该电子设备内作为前风扇的第一风扇11和作为后风扇的第二风扇12在一般皆正常运作下会受该电子设备的一处理器(如中央处理器)控制运转说明。其中该第一风扇11包含一第一控制单元111，该第一控制单元111为如中央处理器(CPU)、微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)。在一可行实施例，该第一、二风扇11、12为多个，每一第一风扇11(前风扇)与每一第二风扇12(后风扇)彼此相串接一起构成一串联风扇，该多个串联风扇设置在该电子设备(如服务器)的该机箱内。
该第一控制单元111具有一输出接脚1111与一储存器1113，该储存器1113用以储存一风扇指令数据和其他数据(如风扇规格、型号数据)，该输出接脚1111用以输出一转速信号(如FG(Frequency generation)信号)传送给该第二风扇12。而于具体实施时，该第一控制单元111还包含有其他多个接脚例如输入接脚、电源接脚、接地接脚和其他信号接脚(如PWM信号接脚)，且上述输出接脚1111也不局限于一个数量，也可为多个(如两个以上)。
该第二风扇12包含一第二控制单元122，该第二控制单元122(如CPU、MCU或DSP)的选用可与第一控制单元111的结构(如规格、型号和接脚数量)及功能为相同或不相同，并本实施例该第一、二控制单元111、122内没有设置计时器，但不限于此。该第二控制单元122具有一输入接脚1222与一储存器1223，该第二控制单元122的储存器1223内储存有一预设数据和风扇指令数据和其他数据(如风扇规格、型号数据)，该预设数据为一预设转速值，在本实施例该预设数据为该第一风扇11的转速的一预定比例的转速值，例如该预设数据为该第一风扇11的全速转速(如10000rpm)的一半转速值(如预设转速值为5000rpm)或四分之三转速值(如预设转速值为7500rpm)。但不局限于此，该预设数据也可为该第一风扇11被控制设定维持在某一转速的预定比例的转速值，例如该第一风扇11原先被电子设备(服务器；图中未示)的处理器控制设定在5450rpm且占空比50％维持运转，那该预设转速值为该第一风扇11被控制设定维持在5450rpm的一半转速值为如2725rpm。
该第二控制单元122的该输入接脚1222用以接收该第一风扇11传送的转速信号，且于具体实施时，该第二控制单元122还包含有其他多个接脚例如输出接脚、电源接脚、接地接脚和其他信号接脚(如PWM信号接脚)，且上述输入接脚1222也不局限于一个数量，也可为多个(如两个以上)。并在本实施例该第二风扇12的第二控制单元122是通过一传输单元14为如通讯传输线连接该第一控制单元111的该输出接脚1111，令该第二控制单元122根据自该输入接脚1222接收到该第一风扇11传送的该转速信号，来侦测得知目前第一风扇11的运转状况(如转速状况)，且比较该第一风扇11目前的转速与自己内存的预设转速值(即预设数据)，进而判断目前该第一风扇11的运转状态是否失速(或异常)，以适时控制目前自该第二风扇12的转速提高至一预定转速或恢复到原先转速(如原先固定转速8000rpm且占空比80％)，以稳定风扇整体的流量。
其中该预定转速为大于该第一风扇11的全速转速，且该预定转速是根据可达到维持稳定于该电子设备内的风扇整体散热流量来做设定的转速，例如该第一风扇11的全速转速为如10000rpm且占空比为100％，当第一风扇11失速时该第二风扇12受该第二控制单元122控制从原先固定转速为如4850rpm提高转速至该预定转速为11000rpm且占空比为100％来维持稳定风扇整体流量。此外，关于前述第二风扇12的原先固定转速可以根据牵引该电子设备内的散热流量做适度调整，例如也可设计原固定转速如6000rpm且占空比为60％。
举例当第一风扇11完全失速(如故障)且没有运转(如转速为零)时，该第二风扇12的第二控制单元122侦测不到该第一风扇11的转速信号，此时该第二控制单元122自行判定该第二风扇12跳脱该电子设备的处理器控制(如转速控制)，同时该第二控制单元122便控制自该第二风扇12的转速提高至该预定转速(如11000rpm且占空比100％)运转，以弥补该第一风扇11损失的风量，进而有效维持风扇整体散热流量。
同样的，若该第一风扇11即将失速(如异常)且低转速运转时，该第二风扇12的第二控制单元122侦测到该第一风扇11的转速信号的数据(如转速值为4500rpm且占空比为45％)低于该预设转速值(即预设数据)为如5000rpm，会控制当前该第二风扇12跳脱(不接受)该电子设备的处理器控制，同时该第二控制单元122便控制自该第二风扇12的转速提高至该预定转速(如11000rpm且占空比为100％)运转，然后等到该第二风扇12的第二控制单元122再次侦测到该第一风扇11的转速信号的数据(如转速值为8500rpm且占空比为80％)高于该预设转速值(即预设数据)为如5000rpm，该第二控制单元122则控制自该第二风扇12的转速降低恢复到原先转速(如8000rpm且占空比80％)，且该第二控制单元122还会控制该第二风扇12恢复接受该电子设备的处理器控制，故使得可确保在维护人员更换期间仍可稳定电子设备内散热流量。
在另外一实施例，参阅图2为该第一风扇11失速至转速恢复稳定与该第二风扇12自已判定提高转速至恢复原先转速的关系曲线图，和图3为第一风扇11完全失速没有转速与第二风扇12自已判定提高转速运转的关系曲线图及搭配图1所示，该第一风扇11与第二风扇12的转速分别被电子设备的处理器控制设定在5450rpm(占空比50％)和4850(占空比50％)维持运转，且此另外实施例该预设数据为该第一风扇11被该电子设备的处理器控制设定维持在5450rpm运转的一半转速值为2725rpm(即预设转速值为2725rpm)说明。所以当第二风扇12的第二控制单元122侦测到第一风扇11的转速的数据(如转速值2600rpm)低于该预设转速值(如2725rpm)，会控制当前该第二风扇12跳脱(不接受)该电子设备的处理器控制，同时该第二控制单元122便控制自已该第二风扇12的转速提高至该预定转速(如11000rpm且占空比为100％)运转，然后等到该第二风扇12的第二控制单元122再次侦测到该第一风扇11的转速信号的数据(如图2标号P点为转速值4360rpm)等于(恢复到)该第二控制单元122的储存器1223内储存的另一预设数据(如4360rpm)，该第二控制单元122则控制自该第二风扇12的转速降低恢复到原先转速(如原先被设定转速为4850rpm)。其中图2所示标号P点位置是该第一风扇11的转速恢复到80％转速的位置，即以该第一风扇11被设定维持运转转速5450rpm来看，恢复到80％的转速为4360rpm，而上述另一预设数据为预设转速值(如4360rpm)，且与前述预设数据(如预设转速值2725rpm)为不相同。
续参阅图3，当该第一风扇11被该电子设备的处理器控制维持在5450rpm运转下突然发生故障(即第一风扇11完全失速且转速为零)时，该第二风扇12的第二控制单元122侦测不到该第一风扇11的转速信号，此时该第二控制单元122自行判定该第二风扇12跳脱该电子设备的处理器控制(如转速控制)，同时该第二控制单元122便控制自该第二风扇12的转速提高至该预定转速(如11000rpm且占空比100％)持续运转。且关于图2、图3中该第一曲线F1表示为该第一风扇11，第二曲线F2表示为该第二风扇12，且纵轴表示为转速(rpm)和横轴表示为时间(s)。
在一替代实施例，该第二控制单元122还包含一计时器1224，该第二控制单元122利用该计时器1224来计时所侦测到该转速信号的数据低于(或等于)该预设数据到该预定时间(如10秒)后，仍然低于该预设数据表示第一风扇11仍失速(如异常)，该第二控制单元122立即控制目前自该第二风扇12的转速提高至该预定转速(如11000rpm且占空比为100％)，或是该第二控制单元122利用该计时器1224所侦测到该转速信号的数据高于该预设数据到该预定时间(如10秒)后，仍然高于该预设数据表示该第一风扇11运转已稳定，该第二控制单元122控制目前自该第二风扇12的转速降低恢复至原先转速(如8000rpm且占空比80％)。
在其他替代实施例，参图1，该第一风扇11的第一控制单元111内的设置元件(包含储存器1113和计时器1114)和与该第二风扇12的第二控制单元122内的设置元件(包含储存器1223和计时器1224)相同，该第一控制单元111的储存器1113内储存数据也可相同(或不相同)该第二控制单元的储存器1223内的所述预设数据、风扇指令数据和其他数据。该第一控制单元111的输入接脚1112通过另一传输单元14(如通讯传输线)连接该第二控制单元122的输出接脚1221，以接收该第二控制单元122的输出接脚1221输出的该另一转速信号(如FG信号)，令该第一控制单元111可根据自该输入接脚1112接收到该第二风扇12的输出接脚1221传送的转速信号，来侦测得知目前第二风扇12的运转状况(如转速状况)以适时自己控制该第一风扇11提高转速或恢复原先转速。所以通过这样设计使该第一、二风扇11、12彼此通过该通讯传输线14将自己的转速信号传给对方以侦测得知对方目前的转速，所以若其中任一风扇(如第一风扇11或第二风扇12)发生失速(或异常)，可直接由另一风扇(如第二风扇12或第一风扇11)控制自风扇的转速随时提高，以稳定风扇整体的流量。且于具体实施时，该第一控制单元111和第二控制单元122的其中一个或两个内的计时器可省略掉。
因此，通过本发明风扇失效保护***1的设计，使该第二风扇12可接收该第一风扇11传送的转速信号进而判断该第一风扇11是否失速(或异常)，并在该第一风扇11失效(或异常)时该第二风扇12可自己提升转速来补足风扇整体的流量，以有效稳定风扇整体流量及达到保护电子设备避免过热损坏。

Claims (11)

1.一种风扇失效保护***，适用一电子设备，其特征在于，该风扇失效保护***包括：
至少一第一风扇，包含一第一控制单元，该第一控制单元具有一输出接脚输出一转速信号；
至少一第二风扇，包含一第二控制单元，该第二控制单元具有一输入接脚与一储存器，该储存器内储存有一预设数据，该第二控制单元的该输入接脚通过一传输单元连接该第一控制单元的该输出接脚，以接收该转速信号；及
其中当该第一风扇失效，该第二控制单元侦测到该转速信号的数据低于或等于该预设数据，则该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至一预定转速。
2.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该第二风扇的该第二控制单元侦测不到前述转速信号，则该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速。
3.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速后，待该第二控制单元侦测到该转速信号的数据高于该预设数据，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速降低恢复至原先转速。
4.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速后，待该第二控制单元侦测到该转速信号的数据等于该储存器内储存另一预设数据，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速降低恢复至原先转速。
5.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该第二控制单元设有一计时器，该第二控制单元侦测到该转速信号的数据低于或等于该预设数据，且经该计时器计时到一预定时间时，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速。
6.如权利要求3所述的风扇失效保护***，其特征在于，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速提高至该预定转速后，待该第二控制单元侦测到该转速信号的数据高于该预设数据，且经该计时器计时到该预定时间时，该第二控制单元控制目前自该第二风扇的转速降低恢复至原先转速。
7.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该第二控制单元具有一输出接脚输出另一转速信号，该第一控制单元具有一输入接脚，该第一控制单元的该输入接脚通过另一传输单元连接该第二控制单元的该输出接脚，以接收该第二控制单元传送的该另一转速信号。
8.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该预设数据包含一预设转速值。
9.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该预定转速为大于该第一风扇的全速转速。
10.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该传输单元为一传输线。
11.如权利要求1所述的风扇失效保护***，其特征在于，该转速信号为FG信号。
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