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CN111412163A - 计算机电源风扇的温控方法 - Google Patents

计算机电源风扇的温控方法 Download PDF

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CN111412163A
CN111412163A CN202010130699.9A CN202010130699A CN111412163A CN 111412163 A CN111412163 A CN 111412163A CN 202010130699 A CN202010130699 A CN 202010130699A CN 111412163 A CN111412163 A CN 111412163A
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fan
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rotating speed
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于强
刘岚岚
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Harbin University
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Harbin University
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
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Abstract

计算机电源风扇的温控方法，属于计算机领域，本发明为解决频繁调节计算机电源风扇的转速以使其实时跟随温度的变化，会影响其工作性能及使用寿命的问题。本发明方法包括以下步骤：步骤一、采集风扇工作温度；步骤二、判断风扇工作温度所处区间：若风扇工作温度低于20度，电源风扇不工作；若风扇工作温度位于20～65度之间，风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作；若风扇工作温度高于65度，风扇以最大转速恒速工作。本发明方法在满足温控指标的同时尽可能的降低风扇噪音，提高用户的使用体验。

Description

计算机电源风扇的温控方法
技术领域
本发明涉及计算机电源风扇的转速与温度的优化关系控制技术，属于计算机领域。
背景技术
计算机电源风扇的性能直接影响到计算机电源工作的稳定性，电源风扇对性能的要求是在散热好的同时尽可能噪音低，现有风扇大多通过选用硬件升级的静音电机来达到尽可能噪音低的目的，但由于硬件受限，噪音仍然存在。现有控制方式一般为电源风扇以最大转速运行，以达到最短时间内降低计算电子元件的温度达到最大的散热效果，通过提高转速提高散热效率，但高转速运行会加速电源风扇的老化，且耗能大，在选用同噪音级别电机的情况，最大转速风扇给用户的直接不良体验是噪音大。
为了解决风扇噪音问题，人们设计了随温度不同而改变转速的方案，参见图1所示，计算机开机后温度上升期，温度T2以下风扇不启动，超过温度T2后风扇的转速随温度正比例调整直到转速达到最大值Umax。温度下降期，从风扇的转速随温度下降而正比例下降，降至温度T2时，以固定转速运行，直至降到温度T1风扇停止工作。在该方案中风扇转速只有在计算启动和关闭期间才涉及T1和T2的参与，计算机正常运行过程中风扇转速基本处于与温度正比例调整阶段，即意味着风扇转速随温度的变化而实时变化着，虽然这样调整能准确捕捉到温度信息，并对转速加以调整，使风扇的温度得以精确调控，但这种调控方式使得风扇的转速被频繁调节，这种操作影响其工作性能及使用寿命，频繁的忽高忽低的噪音对用户而言也是不良体验。
发明内容
本发明目的是为了解决频繁调节计算机电源风扇的转速以使其实时跟随温度的变化，会影响其工作性能及使用寿命的问题，提供了一种计算机电源风扇的温控方法。
本发明所述计算机电源风扇的温控方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、采集风扇工作温度；
步骤二、判断风扇工作温度所处区间：
若风扇工作温度低于20度，电源风扇不工作；
若风扇工作温度位于20～65度之间，风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作；
若风扇工作温度高于65度，风扇以最大转速恒速工作。
优选地，风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作的过程为：
步骤二一、PID调节单元将实时采集的温度信号按正比例关系生成预测转速信号；
步骤二二、将生成的预测转速信号通过数据保持单元延迟20s～60s发送给处理器；
步骤二三、处理器将步骤二二延迟发送的预测转速信号与实时采集的当前预测转速信号进行比较判断：
若
Figure BDA0002395700790000021
控制风扇转速不变；其中vts为延迟发送预测转速信号，vts+t为当前预测转速信号；
若
Figure BDA0002395700790000022
处理器以vts、vts+t中较大值作为指令发送给风扇，风扇按指令调整转速至vts、vts+t中较大值。
优选地，还包括以下步骤：
步骤二四、将完成一次比较操作后，将数据保持单元中数据清零。
优选地，步骤二一中PID调节单元通过改变风扇转差率来实现温度信号与风扇转速的正比例关系调整。
优选地，进一步包括以下判断步骤：若风扇以最大转速运行10～15分钟，风扇工作温度仍继续上升且高于70度，则进行报警。
本发明的优点：本发明方法总体上遵循风扇转速跟随温度进行调整的思路，但在调整过程中采用滞后响应策略，以克服频繁调整转速对风扇造成的各种伤害。本发明方法在满足温控指标的同时尽可能的降低风扇噪音，提高用户的使用体验。
附图说明
图1是现有技术控制风扇转速与温度的关系曲线；
图2是本发明所述计算机电源风扇的温控方法的滞后响应原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式所述计算机电源风扇的温控方法包括以下步骤：
步骤一、采集风扇工作温度；
步骤二、判断风扇工作温度所处区间，并按以下三种情况进行分类控制：
情况一：若风扇工作温度低于20度，电源风扇不工作；
情况二：若风扇工作温度位于20～65度之间，风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作；
风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作的过程为：
步骤二一、PID调节单元将实时采集的温度信号按正比例关系生成预测转速信号；
PID调节单元通过改变风扇转差率来实现温度信号与风扇转速的正比例关系调整。风扇调速调的变量是转差率，无论电感式调速器还是可控硅调速器，都是限制风扇电机的电流从而实现改变转差率的目的。
步骤二二、将生成的预测转速信号通过数据保持单元延迟20s～60s发送给处理器；
步骤二三、处理器将步骤二二延迟发送的预测转速信号与实时采集的当前预测转速信号进行比较判断：
若
Figure BDA0002395700790000031
控制风扇转速不变；其中vts为延迟发送的预测转速信号，vts+t为当前预测转速信号；
若
Figure BDA0002395700790000032
处理器以vts、vts+t中较大值作为指令发送给风扇，风扇按指令调整转速至vts、vts+t中较大值。
在时间点ts采集的温度信号通过PID调节单元生成转速信号，该转速信号被数据保持单元保持，并在延迟t＝20s～60s发送给处理器，则在ts+t时间点，处理器对接收的两个信号进行处理，若vts、vts+t相差不大，令风扇转速不变化；若二者相差超过阈值范围，选择vts、vts+t中较大值作为指令发送给风扇进行调速，这种做法的原则是尽量减少风扇转速的调整频率，又能满足转速跟随温度变化的需求，达到风扇噪音低、温控效果佳的目的。
还包括以下步骤：
步骤二四、将完成一次比较操作后，将数据保持单元中数据清零。
将数据保持单元中的数据清零，以便于下一个20s～60s的延迟数据被有效的传递过来进行下一次比较控制。只有处理器接收到数据保持单元发送数据时才进行比较输出指令，达到不频繁调整风扇转速的目的。
情况三：若风扇工作温度高于65度，风扇以最大转速恒速工作。进一步包括以下判断步骤：若风扇以最大转速运行10～15分钟，风扇工作温度仍继续上升且高于70度，则进行报警。

Claims (5)

1.计算机电源风扇的温控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采集风扇工作温度；
步骤二、判断风扇工作温度所处区间：
若风扇工作温度低于20度，电源风扇不工作；
若风扇工作温度位于20～65度之间，风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作；
若风扇工作温度高于65度，风扇以最大转速恒速工作。
2.根据权利要求1所述计算机电源风扇的温控方法，其特征在于，风扇遵循风扇转速滞后温度的原则启动工作的过程为：
步骤二一、PID调节单元将实时采集的温度信号按正比例关系生成预测转速信号；
步骤二二、将生成的预测转速信号通过数据保持单元延迟20s～60s发送给处理器；
步骤二三、处理器将步骤二二延迟发送的预测转速信号与实时采集的当前预测转速信号进行比较判断：
若
Figure FDA0002395700780000011
控制风扇转速不变；其中vts为延迟发送的预测转速信号，vts+t为当前预测转速信号；
若
Figure FDA0002395700780000012
处理器以vts、vts+t中较大值作为指令发送给风扇，风扇按指令调整转速至vts、vts+t中较大值。
3.根据权利要求2所述计算机电源风扇的温控方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤二四、将完成一次比较操作后，将数据保持单元中数据清零。
4.根据权利要求2所述计算机电源风扇的温控方法，其特征在于，步骤二一中PID调节单元通过改变风扇转差率来实现温度信号与风扇转速的正比例关系调整。
5.根据权利要求1所述计算机电源风扇的温控方法，其特征在于，进一步包括以下判断步骤：若风扇以最大转速运行10～15分钟，风扇工作温度仍继续上升且高于70度，则进行报警。
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