TW201301721A - 風扇控制系統、電腦系統及其控制風扇轉速之方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種風扇控制系統、電腦系統及其控制風扇轉速之方法。風扇控制系統係用於電腦系統內之電子元件。風扇控制系統包括風扇、溫度測量模組及控制模組。風扇用以對電子元件進行散熱。溫度測量模組用以偵測電子元件之溫度。控制模組係與風扇及溫度測量模組電性連接，用以根據溫度控制風扇之轉速。其中當溫度超過第一溫度設定值，且轉速小於最大設定轉速時，控制模組係控制風扇增加該轉速；溫度低於第二溫度設定值，且轉速大於最小設定轉速時，控制模組係控制風扇降低轉速。

Description

風扇控制系統、電腦系統及其控制風扇轉速之方法

本發明係關於一種風扇控制系統、電腦系統及控制風扇轉速之方法，特別是一種根據溫度及轉速來非線性控制風扇之風扇控制系統、電腦系統及控制風扇轉速之方法。

隨著科技的進步，現今的電腦系統的功能也日益強大，也因此散熱成為了電腦系統的重要課題。現今電腦系統最主要的散熱方式係利用風扇來進行散熱。但若讓風扇隨時不斷地轉動，反而會太過於耗費電力。

在先前技術中為了解決此缺失，已經發展出風扇線性控制之方式。請先參考圖1A係先前技術之風扇線性控制之第一實施方式之座標圖。

在先前技術之第一實施方式中，風扇轉速係直接對應電腦系統的溫度，當溫度上升超過第一溫度95時，風扇轉速也不斷地自最低轉速91增加到最高轉速92。但在距離電腦系統的上限之第二溫度96有些差距時，風扇就開始增加轉速，如此一來會消耗無謂的電力。同時當電腦系統的溫度下降時，風扇就立即降低轉速。如此突然增加或減少轉速時，就會造成風扇噪音的產生。

因此，在先前技術中係具有另一種風扇控制之方法。接著請參考圖1B係先前技術之風扇線性控制之第二實施方式之座標圖。

在先前技術之第二實施方式中，風扇係根據電腦系統內不同的溫度而具有不同的轉速，而並非等比例增加轉速。由圖1B之轉速曲線98及溫度曲線99可知，當電腦系統達到起始溫度97時，風扇才從最低轉速93開始啟動，再根據不同的溫度，增加到最高轉速94為止。先前技術之第二實施方式雖然可以降低風扇的能量消耗，但是需要根據不同的溫度數據設定不同的風扇轉速參數，例如根據256個不同的溫度數據設定256個不同的風扇轉速參數。同時由於不同的元件，例如晶片或是記憶體，皆具有不同的溫度操作範圍。程式撰寫人員還必須依照不同的元件設定不同的風扇轉速參數。在電腦系統組成日益複雜的今日，設定不同的風扇轉速參數的工作就會造成程式撰寫人員的極大負擔。

本發明之主要目的係在提供一種風扇控制系統，其具有根據溫度及轉速來非線性控制風扇之效果。

本發明之另一主要目的係在提供一種具有風扇控制系統之電腦系統。

本發明之又一主要目的係在提供一種控制風扇轉速之方法。

為達成上述之目的，本發明之風扇控制系統係用於電腦系統內之電子元件。風扇控制系統包括風扇、溫度測量模組及控制模組。風扇用以對電子元件進行散熱。溫度測量模組用以偵測電子元件之溫度。控制模組係與風扇及溫度測量模組電性連接，用以根據溫度控制風扇之轉速。其中當溫度超過第一溫度設定值，且轉速小於最大設定轉速時，控制模組係控制風扇增加該轉速；溫度低於第二溫度設定值，且轉速大於最小設定轉速時，控制模組係控制風扇降低轉速。

本發明之電腦系統，包括電子元件及風扇控制系統。風扇控制系統包括風扇、溫度測量模組及控制模組。風扇用以對電子元件進行散熱。溫度測量模組用以偵測電子元件之溫度。控制模組係與風扇及溫度測量模組電性連接，用以根據溫度控制風扇之轉速。其中當溫度超過第一溫度設定值，且轉速小於最大設定轉速時，控制模組係控制風扇增加該轉速；溫度低於第二溫度設定值，且轉速大於最小設定轉速時，控制模組係控制風扇降低轉速。

本發明之控制風扇轉速之方法係用於電腦系統內以控制風扇之轉速。該方法包括以下步驟：偵測電子元件之溫度；當溫度超過第一溫度設定值，且轉速小於最大設定轉速時，係控制風扇增加轉速；以及溫度低於第二溫度設定值，且轉速大於最小設定轉速時，係控制風扇降低轉速。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請先參考圖2係本發明之電腦系統之其中一實施方式之系統架構圖。

在本發明之其中一實施方式中，電腦系統1可為桌上型電腦或是筆記型電腦等系統，但本發明並不限於此。電腦系統1包括電子元件2及風扇控制系統10。電子元件2可為中央處理器、記憶體模組或是電腦系統1內任一電路晶片。電子元件2會因為其作用或運轉而產生熱能。

當電子元件2產生熱能時，風扇控制系統10用以對電子元件2進行散熱，以避免電子元件2因溫度過高而損壞。風扇控制系統10包括風扇11、溫度測量模組12及控制模組13。風扇11係提供一風流，以對電子元件2進行散熱。溫度測量模組12係由一硬體或韌體結合硬體架構而成，用以偵測出電子元件2之溫度。

控制模組13係由軟體、韌體或硬體所構成，但本發明並不限於此。控制模組13係與風扇11及溫度測量模組12電性連接，用以根據溫度測量模組12偵測出之溫度，來利用非線性的方式控制風扇11之轉速，以對電子元件2降溫。控制模組13係於溫度超過第一溫度設定值T1(如圖4所示)，且風扇11轉速小於最大設定轉速S1時，增加風扇11之轉速，並於溫度低於第二溫度設定值T2，且風扇11轉速大於最小設定轉速S2時，降低風扇11之轉速。並且若風扇11已經達到最大設定轉速S2且溫度超過最大溫度設定值時，控制模組13係直接控制電腦系統1關機，以避免損壞。控制模組13的控制流程之後會有詳細的說明，故在此先不贅述。

接著請參考圖3A-3C係本發明之控制風扇轉速之方法之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以具有風扇控制系統10之電腦系統1為例說明本發明之控制風扇轉速之方法，但本發明之控制風扇轉速之方法並不以使用在風扇控制系統10為限。

也請同時參考圖4係本發明之非線性風扇控制之其中一實施方式之溫度與轉速關係圖。圖4中係具有轉速曲線C1及溫度曲線C2。

首先進行步驟301：偵測電子元件之溫度。

首先在電腦系統1中的電子元件2運作時，溫度測量模組12係先偵測電子元件2之溫度，並傳輸至控制模組13。

接著進行步驟302：判斷溫度是否超過第一溫度設定值。

接著控制模組13判斷溫度是否超過第一溫度設定值T1，其中第一溫度設定值T1係接近電子元件2之最高許可溫度，例如65℃。不同的電子元件2具有不同的最高許可溫度，例如記憶體模組為80℃，中央處理器則可到100℃。第一溫度設定值T1係根據不同的電子元件2而有不同的設定。

當溫度已經超過第一溫度設定值T1時，係進行步驟303：判斷轉速是否小於最大設定轉速。

此時控制模組13再判斷風扇11之轉速是否小於最大設定轉速S1。

若風扇11之轉速小於最大設定轉速S1時，即代表風扇11尚未達到最大的效能，可以再加強其散熱效果，因此進行步驟304：控制風扇增加轉速。

因此此時控制模組13係根據一風扇增速速率，逐步增加風扇11之轉速，避免因短時間內轉速提升過快而產生較大的噪音。風扇增速速率可為每單位時間提升5%之轉速，但本發明並不限於此。

接著進行步驟305：延遲特定時間。

接著控制模組13係延遲特定時間後，例如延遲一秒鐘後，再回到步驟301重新執行控制風扇11轉速之流程。此步驟305可以增加風扇11轉動的穩定度，避免太密集改變風扇11之轉速而增加許多噪音。

而當風扇11之轉速已經等於或大於最大設定轉速S1時，係進行步驟306：判斷溫度是否超過最大溫度設定值。

控制模組13係判斷電子元件2之溫度是否超過最大溫度設定值。

最大溫度設定值可為接近或等於電子元件2的最高許可溫度，例如70℃。如果已經超過最大溫度設定值，即可能造成電子元件2之損壞。因此進行步驟307：執行一關機程序。

此步驟307中，控制模組13係強制對電腦系統1進行關機，以保護電子元件2。

如果溫度尚未超過最大溫度設定值，即代表風扇11正在對電子元件2進行降溫。因此即進行步驟308：保持風扇之轉速。

由於風扇11之轉速已經達到最大設定轉速S1，且使得電子元件2之溫度沒有到達損害電子元件2的程度，因此此時係保持風扇11之轉速，讓電子元件2可以持續降溫。接著再回到步驟301重新執行控制風扇11轉速之流程。

而當電子元件2之溫度並未超過第一溫度設定值T1時，係進行步驟309：判斷溫度是否低於第二溫度設定值。

控制模組13係判斷電子元件2之溫度是否低於第二溫度設定值T2。第二溫度設定值T2可為低於第一溫度設定值T1約5到10度左右，例如60℃，但本發明並不限於此。

如果電子元件2之溫度介於第一溫度設定值T1與第二溫度設定值T2之間，係代表電子元件2之溫度在穩定之狀態下。因此控制模組13即可進行步驟308，以保持風扇11轉速，讓風扇11不再變動其轉速。

若電子元件2之溫度已經低於第二溫度設定值T2時，控制模組13係執行步驟310：判斷轉速是否大於最小設定轉速。

控制模組13再判斷風扇11之轉速是否大於最小設定轉速S2。若電子元件2之溫度已經在安全的範圍內，且風扇11之轉速小於或等於最小設定轉速S2，即可進行步驟308，以保持風扇11轉速，讓風扇11不再變動其轉速，避免能量消耗。

若電子元件2之溫度已經過低，且風扇11之轉速仍大於最小設定轉速S2，則進行步驟311：控制風扇降低轉速。

因為此時電子元件2之溫度已經在安全的範圍內，因此控制模組13根據一風扇減速速率以逐步降低風扇11之轉速，避免因降速過快而造成風扇11不穩定。風扇減速速率可為每單位時間降低5%之轉速，但本發明並不限於此。

接著進行步驟312：延遲特定時間。

同樣地，控制模組13係延遲特定時間後，才回到步驟301重新執行控制風扇11轉速之流程，以增加風扇11轉動的穩定度。

此處需注意的是，本發明之控制風扇轉速之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

經由上述之非線性控制之方式，風扇控制系統10係可將電子元件2之溫度曲線C2控制在最終溫度T3。同時程式撰寫人員依據上述的方式控制風扇11時，僅需設定少量的參數，例如第一溫度設定值T1、第二溫度設定值T2、延遲之特定時間、最大溫度設定值、風扇增速速率及風扇減速速率等參數，可大幅減輕設定時的負擔。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請　貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

先前技術：

91、93．．．最低轉速

92、94．．．最高轉速

95．．．第一溫度

96．．．第二溫度

97．．．起始溫度

98．．．轉速曲線

99．．．溫度曲線

本發明：

1．．．電腦系統

2．．．電子元件

10．．．風扇控制系統

11．．．風扇

12．．．溫度測量模組

13．．．控制模組

C1．．．轉速曲線

C2．．．溫度曲線

S1．．．最大設定轉速

S2．．．最小設定轉速

T1．．．第一溫度設定值

T2．．．第二溫度設定值

T3．．．最終溫度

圖1A係先前技術之風扇線性控制之第一實施方式之座標圖。

圖1B係先前技術之風扇線性控制之第二實施方式之座標圖。

圖2係本發明之電腦系統之其中一實施方式之系統架構圖。

圖3A-3C係本發明之控制風扇轉速之方法之步驟流程圖。

圖4係本發明之非線性風扇控制之其中一實施方式之溫度與轉速關係圖。

1．．．電腦系統

2．．．電子元件

10．．．風扇控制系統

11．．．風扇

12．．．溫度測量模組

13．．．控制模組

Claims (19)

1. 一種風扇控制系統，係用於一電腦系統內之一電子元件，該風扇控制系統包括：一風扇，用以對該電子元件進行散熱；一溫度測量模組，用以偵測該電子元件之一溫度；以及一控制模組，係與該風扇及該溫度測量模組電性連接，用以根據該溫度控制該風扇之一轉速，其中當該溫度超過一第一溫度設定值，且該轉速小於一最大設定轉速時，該控制模組係控制該風扇增加該轉速；該溫度低於一第二溫度設定值，且該轉速大於一最小設定轉速時，該控制模組係控制該風扇降低該轉速。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制系統，其中當該轉速大於或等於該最大設定轉速，且該溫度超過一最大溫度設定值時，該控制模組係控制該電腦系統執行一關機程序。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制系統，其中當該溫度低於該第一溫度設定值，且該溫度超過該第二溫度設定值時，該控制模組係維持該風扇之該轉速。
4. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制系統，其中該控制模組係根據一風扇增速速率以增加該風扇之該轉速。
5. 如申請專利範圍第4項所述之風扇控制系統，其中該控制模組係進一步延遲一特定時間後，再重新控制該風扇。
6. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制系統，其中該控制模組係根據一風扇減速速率以減少該風扇之該轉速。
7. 一種電腦系統，包括：一電子元件；以及一風扇控制系統，係用於該電子元件，該風扇控制系統包括：一風扇，用以對該電子元件進行散熱；一溫度測量模組，用以偵測該電子元件之一溫度；以及一控制模組，係與該風扇及該溫度測量模組電性連接，用以根據該溫度控制該風扇之一轉速，其中當該溫度超過一第一溫度設定值，且該轉速小於一最大設定轉速時，該控制模組係控制該風扇增加該轉速；該溫度低於一第二溫度設定值，且該轉速大於一最小設定轉速時，該控制模組係控制該風扇降低該轉速。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電腦系統，其中當該轉速大於或等於該最大設定轉速，且該溫度超過一最大溫度設定值時，該控制模組係控制該電腦系統執行一關機程序。
9. 如申請專利範圍第7項所述之風扇控制系統，其中當該溫度低於該第一溫度設定值，且該溫度超過該第二溫度設定值時，該控制模組係維持該風扇之該轉速。
10. 如申請專利範圍第7項所述之電腦系統，其中該控制模組係根據一風扇增速速率以增加該風扇之該轉速。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電腦系統，其中該控制模組係進一步延遲一特定時間後，再重新控制該風扇。
12. 如申請專利範圍第7項所述之電腦系統，其中該控制模組係根據一風扇減速速率以減少該風扇之該轉速。
13. 一種控制風扇轉速之方法，係用於一電腦系統內以控制一風扇之一轉速，該方法包括以下步驟：偵測一電子元件之一溫度；當該溫度超過一第一溫度設定值，且該轉速小於一最大設定轉速時，係控制該風扇增加該轉速；以及當該溫度低於一第二溫度設定值，且該轉速大於一最小設定轉速時，係控制該風扇降低該轉速。
14. 如申請專利範圍第13項所述之控制風扇轉速之方法，更包括以下步驟：當該轉速大於或等於該最大設定轉速，且該溫度超過一最大溫度設定值時，係執行一關機程序。
15. 如申請專利範圍第13項所述之控制風扇轉速之方法，更包括以下步驟：當該溫度低於該第一溫度設定值，且該溫度超過該第二溫度設定值時，係維持該風扇之該轉速。
16. 如申請專利範圍第13項所述之控制風扇轉速之方法，更包括以下步驟：根據一風扇增速速率以增加該風扇之該轉速。
17. 如申請專利範圍第16項所述之控制風扇轉速之方法，進一步包括以下步驟：增加該風扇之該轉速後係延遲一特定時間；以及再偵測該電子元件之該溫度。
18. 如申請專利範圍第13項所述之控制風扇轉速之方法，更包括以下步驟：根據一風扇減速速率以減少該風扇之該轉速。
19. 如申請專利範圍第18項所述之控制風扇轉速之方法，進一步包括以下步驟：減少該風扇之該轉速係延遲一特定時間；以及再偵測該電子元件之該溫度。