CN200969053Y - 具有智能型冷却控制功能的电源供应器 - Google Patents

Abstract

一种具有智能型冷却控制功能的电源供应器，用于具有一冷却装置的一电子装置，以主动地控制电子装置的系统温度，避免系统温度过高，以维持电子装置的正常运作。此具有智能型冷却控制功能的电源供应器包含有一电源供应单元、一个以上的参数检测器以及一智能型控制器。参数检测器较佳地安装于电源供应单元之中，以测量电源供应单元的至少一参数，例如是电源供应器的单一或多个电源输出功率、整体电源输出功率或一预定位置的温度。而智能型控制器电性连接参数检测器，并接收测量而得的参数，以决定冷却装置的冷却输出功率。

Description

具有智能型冷却控制功能的电源供应器

技术领域

本实用新型是有关于一种电源供应器，特别是有关于一种具有智能型冷却控制功能的电源供应器(以下简称“智能型电源供应器”)。

背景技术

随着科技的进步，电子装置，例如是家电产品与计算机产品等，逐渐地深入每一个人的生活。大部分电子装置其内部电子组件所使用的电源均为直流电，而一般的市电则是供应交流电。因此，在使用电子装置时，除了部分是利用电池作为电力的来源，大部分都必须利用电源供应器来把交流市电转换成各种不同的直流电源以使电子装置发挥功能。

然而，随着科技的日益进步，电子装置的功能也越来越强大。为了提供相应的功能。电子装置中的微处理器等运算装置的功能也就越来越强大。因此，对集成电路功能规格的要求也日益提升，现今集成电路的设计已是十分的精致与复杂。以个人计算机的中央处理器(Central ProcessingUnit；CPU)为例，由于目前使用者及各种应用软件对其均有着强大的需求，因此造成其电路布局较早期显的复杂许多。虽然这些中央处理器的集成电路芯片提供许多强大的功能，然而也产生了一些新的问题。例如，由于复杂的电路设计所引发的庞大电能的消耗，而这些消耗的电能将产生大量的热量，会造成芯片温度的上升，进而造成电子装置的工作温度升高。

电子装置，尤其是个人计算机等电子装置，如果工作温度过高，就会影响其整体的工作效率，甚至于造成电子装置的当机和寿命减短。为了能有效地避免温度过高，部分的电子装置，尤其是计算机设备，均配备有温度感测装置于主机板上，或直接测量中央处理器的工作温度。当温度过高时，则启动或加强系统的散热能力。然而，此种被动式的冷却装置，无法满足日益进步的计算机设备的冷却所需，如何能有效地及时地主动地调节系统的温度，已成为电子装置，特别是计算机设备，稳定工作的一重要需求。此种冷却控制方式依赖于预先固定于主机板或中央处理器的温度检测器，其控制程序也是固定的。因此也不利于用户对电子装置进行升级，也不能灵活地适应环境的变化。

发明内容

鉴于上述的实用新型背景中，由于传统的冷却装置大部分是被动地根据目前系统内部的温度，如主机板上的温度或中央处理器的温度，以决定系统的散热能力，其往往需在温度上升后，才被动的调整散热装置的输出功率。

本实用新型的目的之一，是提供一种智能型电源供应器，其可根据电源供应器本身所输出电源的整体或单组功率的大小，推知电子装置的整体发热量或单个电子组件的发热量，主动调整散热装置的功率，以在系统温度上升之前，有效地抑止系统温度的升高。

本实用新型的另一目的，是提供一种智能型电源供应器，其可根据电源供应器本身的温度，推知电源的整体功率的大小，进而推知电子装置发热量以及其环境的温度，主动调整散热装置的功率，以在系统温度上升之前，有效地抑止系统温度的升高。

本实用新型的又一目的，是提供一种智能型电源供应器，其可综合电源供应器本身的电源整体或单组输出功率和电源供应器本身的温度，推知电子装置的整体发热量或单个电子组件的发热量，电子装置内热量囤积状态以及环境温度，主动调整散热装置的功率，以在系统温度上升之前，有效地抑止系统温度的升高。

本实用新型的再一目的，是提供一种智能型电源供应器，其可在开机后的一预定时间，测量电源整体或单组输出功率及/或电源供应器本身的温度。以此测量为依据，控制器可推估电子装置的配置类型，典型发热量，散热能力以及环境温度，进而调节其控制参数和程序。此后，控制器以调节好的控制参数和程序，进行上述的冷却控制，以实现较佳冷却效果，以实现一个自适应参数的调节(Adaptive Parameter Adiustment；APA)方式。使得即使用户调整电子装置的配备，或者是电子装置的工作环境发生了大的变化，此种调节方式依然能自动适应这些变化，选择较佳的控制参数和程序。所以，本实用新型的智能型电源供应器可通过自适应参数的调节以适用于多种电子装置和规格。

本实用新型的又一目的，是提供一种智能型电源供应器，其可实现一个实时自适应参数的调节(Real-time Adaptive Parameter A djustment；RAPA)，此调节在开机后的一预定时间，依据电源整体或单组输出功率及/或电源供应器本身的温度，设定较佳的控制参数和程序。此调节还在电子装置运行过程中，依据电源整体或单组输出功率、电源供应器本身的温度及/或电子装置的系统温度，实时地调节控制参数和程序，以实现较佳冷却效果。此种实时自适应参数的调节(RAPA)可有效地校正开机时，所设定的控制参数和程序，且可避免由于非正常关机后马上开机，电子装置运行异常，而产生的变异，以致于所设定的控制参数和程序不是最佳的选择。

根据以上所述的目的，本实用新型是一种智能型电源供应器，用于具有一冷却装置的一电子装置中，以主动地控制电子装置的系统温度，且避免系统温度过高而影响电子装置的正常运作。此智能型电源供应器包含有一电源供应单元、一个或多个参数检测器以及一智能型控制器。

参数检测器安装于电源供应单元之中，以测量电源供应单元的一参数。智能型控制器电性连接参数检测器，并接收来自于参数检测器所测量而得的参数，以决定冷却装置的冷却功率，例如是系统冷却装置、中央处理器冷却装置或绘图卡的冷却装置。

其中，上述的参数检测器为一电源功率检测器，以检测该电源供应单元的整体电源输出功率或者是单一电源输出接口的电源输出功率。此参数检测器也可以是一温度检测器，安装于电源供应单元中的一预定位置，例如是电源供应单元的散热鳍片之上，以测量此预定位置的温度，以作为智能型控制器决定冷却装置的冷却功率的依据。

此智能型电源供应器还可包含一系统温度检测器，较佳地安装于电子装置的系统内部，其电性连接智能型控制器，并将测量而得的电子装置的系统温度数据传送给智能型控制器。而智能型控制器则可根据此时的系统温度以及上述的电源输出功率和温度，调整冷却装置的输出功率。

此智能型电源供应器还可实现自适应参数的调节(Adaptive ParameterAdjustment；APA)。其可在开机后的一预定时间，测量电源整体、单组输出功率及/或电源供应器本身的温度。并以此测量为依据，控制器可推估电子装置的配置类型，典型发热量，散热能力以及环境温度，进而调节其控制参数和程序。若电子装置为一计算机时，此预定时间较佳地是约2-3分钟，以在完成计算机系统的开机程序后，判断系统的规格，例如是一P IV中央处理器或一P III中央处理器等等。

此智能型电源供应器还可实现实时自适应参数的调节(Real-timeAdaptive Parameter Adjustment；RAPA)。此调节在电子装置运行过程中，依据电源整体或单组输出功率、电源供应器本身的温度及/或系统温度，实时地调节控制参数和程序，以实现较佳冷却效果，进而达到校正开机段所设定的控制参数和程序，以避免因非正常关机后立即开机，电子装置非正常运转，以致于使得所设定的控制参数和程序，不是最佳的情况。

本实用新型的又一目的是提供一种智能型控制模块，其结合一智能型控制器与一参数检测器，不论电子装置的电源供应器内建于电子装置的内部或外侧，均可利用此智能型控制模块，电性连接电源供应器的一输出接口，以测量而得此电源供应器的一参数，并通过智能型控制器操作电子装置的一冷却装置，进而控制电子装置的系统温度。

其中，参数检测器较佳地为一电源功率检测器，以检测电源供应器的电源输出接口的电源输出功率，或一温度检测器安装于电源供应器中的一预定位置，以测量此预定位置的一温度。此智能型控制模块较佳地还包含一系统温度检测器，以测量电子装置的系统温度。因此，本实用新型的智能型电源供应器或智能型控制模块可根据电源供应器本身所输出的整体电源功率或者是单一输出电源功率的大小，主动地调整冷却装置的输出功率，使得冷却装置可在系统温度上升之前，即可有效地提高冷却装置输出的冷却功率。其中，本实用新型的智能型电源供应器或智能型控制模块，也可根据电源供应器本身的一预定位置的温度，推估系统整体的温度，以主动控制系统温度。

此外，本实用新型的一种智能型电源供应器，可利用自适应参数的调节，使智能型电源供应器可较佳地适用于不同的电子装置与不同的系统规格，以及不同的工作环境。本实用新型的智能型电源供应器，还可利用实时自适应参数的调节，以避免因电子装置长时间使用或不正常关机所造成的控制参数和程序不正确的情况。

附图说明

为让本实用新型的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1为本实用新型的智能型电源供应器的一较佳实施例的功能模块图；以及

图2为本实用新型的智能型电源供应器的反应时间的比较图。

附图标记说明：

110：电源输入接口        210：电源供应器功率消耗曲线

120：电源供应单元        220：中央处理器温度变化率曲线

130：第一电源输出接口    230：电源供应器温度变化率曲线

140：第二电源输出接口    240：主机板的温度变化率曲线

150：第三电源输出接口    302：温度检测器

160：智能型控制器        306：系统温度检测器

162：整体电源功率检测器  166：单组电源功率检测器

170：冷却装置

具体实施方式

本实用新型的智能型电源供应器，不仅可根据电源供应器本身所输出电源的功率的大小或本身的一预定位置的温度，主动调节一电子装置的冷却装置的输出功率，以在电子装置的工作温度上升之前，有效地抑制其温度的升高，使电子装置的稳定性因而提升。此外，此智能型电源供应器具有自适应参数的调节功能。可在开机后的一预定时间，通过测量电源整体或单组输出功率、电源供应器本身的温度及/或系统温度，进而调节其控制参数和程序。此外，此智能型电源供应器还可利用实时自适应参数的调节，在电子装置运行中，实时调节其冷却装置的控制参数和程序。

参阅图1，其绘示本实用新型的智能型电源供应器的一较佳实施例的功能模块图。如图中所示，此智能型电源供应器包含有一电源输入接口110，一电源供应单元120，至少一电源输出接口，例如是图中所示的第一电源输出接口130、第二电源输出接口140及/或第三电源输出接口150，与一智能型控制器160。

智能型控制器160是通过一参数检测器，例如是一电源功率检测器162，以获得电源供应单元120目前整体的电源输出功率的大小，以预估电子装置整体发热量以及工作温度的范围。当电源输出功率较大时，智能型控制器160根据电源供应单元120实际功率输出，以及电源功率与温度的关系，即早预知电子装置的后续工作温度的范围，并依需求驱动冷却装置170在系统内部的温度提升之前，即提高冷却装置170的散热能力，以有效地使温度维持于一稳定的工作温度，更可有效地避免因热量囤积于系统内部所造成的伤害或能量的浪费。其中，冷却装置170可以是系统的冷却装置，也可以是中央处理器的冷却装置，或者是绘图卡的冷却装置。

因此，通过本实用新型的智能型电源供应器，可使电子装置处于一稳定的系统温度下工作，且在温度升高前即可调升冷却装置170的冷却功率，不仅能提供有效的能源利用，且更可因而提高电子组件的寿命。

参见图2，其为本实用新型的智能型电源供应器的反应时间的比较图。如图中所示，在一类似的变化率的比较下，例如是一温度的变化率或者是一电源输出功率的变化率的比较，电源供应器功率消耗曲线210的斜率大于中央处理器温度变化率曲线220，中央处理器温度变化率曲线220的斜率则大于电源供应器温度变化率曲线230，而电源供应器温度变化率曲线230的斜率一般大于主机板的温度变化率曲线240，当电源供应器温度检测器被安装于一合适位置时，例如是电源供应单元120的散热鳍片上。

其中，电源供应器功率消耗曲线210是测量电源供应单元120的电源输出功率所绘示的曲线，而中央处理器温度变化率曲线220则是测量中央处理器的温度，主机板的温度变化率曲线240一般代表了系统温度变化率曲线。电源供应器温度变化率曲线230则是测量电源供应单元120的一预定位置的温度变化情况所绘示的曲线，例如是电源供应单元120的散热鳍片的温度变化情况。一般而言，目前的冷却装置绝大部分均根据主机板的温度变化率曲线240或中央处理器温度变化率曲线220作为冷却装置的输出功率的控制参数。

由图中可清楚发现，当电源供应器功率消耗曲线210达到一预定目标值时，例如是50％，其所需时间约为t₁，而此时若以单一电子组件，例如是中央处理器的温度变化率，则其变化所需50％所需的时间约为t₂，而若是以电源供应单元120的散热鳍片的温度变化率则其变化所需的时间约为t₃，而以传统的主机板温度的测量，则所需的时间约为t₄。

因此，通过测量电源供应单元120的电源功率变化的情况，其不仅仅在反应速率较佳且其反应时间也提早甚多，故冷却装置170将可有充足的时间，预先将热量排出电子装置的内部，而有效的降低电子装置的工作温度，且避免因热量囤积而造成能量的浪费或对系统的伤害。

此外，本实用新型的智能型电源供应器也可利用一温度检测器302，其安装于电源供应单元120内部的一预定位置，此位置的温度与系统温度成正比例的关系，且较系统温度更早反应，例如是电源供应单元120的散热鳍片的温度，其也可以预先判断系统的温度，以提前进行系统温度的调整。此外，本实用新型的智能型电源供应器也可根据整体输出电源功率检测器162的测量数据或单组电源功率检测器166的测量数据，电源供应器的内部的温度检测器302的测量数据和系统温度检测器306的测量数据，调整控制程序，以达到较佳的冷却效果。

因此，本实用新型的智能型电源供应器可方便地通过测量电源供应器的电源输出功率或温度，有效且快速地进行电子装置的系统温度的控制与调整。

此外，为了配合不同的计算机系统或者是不同的工作场合的需求，本实用新型的智能型电源供应器还可实现自适应参数的调节(AdaptiveParameter Adjustment；APA)。其可在开机后的一预定时间，利用整体电源功率检测器162测量电源整体输出功率、利用单组电源功率检测器166测量单组电源输出功率，例如是第一电源输出接口130、第二电源输出接口140或第三电源输出接口150的输出功率、利用温度检测器302测量电源供应单元120本身的温度及/或利用系统温度检测器306测量系统的温度。并以此测量数据为依据，智能型控制器160推估电子装置的配置类型，典型发热量，散热能力以及环境温度，进而调节其控制参数和程序。

举例而言，我们可以只采用电源温度检测器302。当个人计算机开机约2分钟至3分钟时，电源温度检测器302先测得一温度，纪录为T0，并将此温度传送至智能型控制器160，以根据此时的电源温度，调整冷却装置170所需的运转模式。由于电源供应单元120的温度，一般而言，可实际反映电源输出功率以及系统温度。因此，例如当本实用新型的智能型电源供应器使用于一较低阶中央处理器时，如一P III中央处理器，其工作温度一般较低，而不致于产生较高的工作温度，此时可将智能型控制器160内部的工作参数调整，以配合此类型的中央处理器所需的冷却曲线。

而在计算机运转中，电源温度检测器302也可实时测量电源供应单元120的温度，并记录为T1，且将其传送至智能型控制器160。当T1高于T0时，则先前设定的控制参数和程序仍可适用，无须修正。当T1低于T0时，则先前设定的控制参数和程序不佳，以致于冷却装置的控制参数和程序不符合实际系统的需求，此时智能型控制器160会重新调节控制参数和程序，以改善冷却装置的运转模式，同时把T1的值赋予T0。如此不断实时检测，实现实时自适应参数的调节(Real-time Adaptive ParameterAdjustment；RAPA)。

如此，即使计算机重启动(restart)或突然关机后再启动，即便于第一预定时间所测得的温度T0较高，而自适应参数的调节设定的控制参数和程序不佳，也即不能符合此计算机的实际需要，导致冷却装置效果不佳。当在计算机以较低负载或闲置运行时，其温度趋于正常，实时测得的温度T1也会较低。此时，本实用新型的智能型电源供应器可再次设定控制参数和程序，使其较佳地符合此计算机的实际需要。

因此，本实用新型的智能型电源供应器可利用智能型控制器进行实时自适应参数的调节以适合于应用在不同的电子系统与装置之上，例如是桌上型计算机、笔记本电脑、服务器、复印机、交换机、投影机、路由器、丛集式计算机系统(PC Cluster)等电子装置的电源供应器或是散热装置。

因此，本实用新型的智能型电源供应器，不仅可以根据电源供应器本身所输出电源功率的大小或温度高低，领先且主动地调整散热装置的输出功率，还可以配合智能型控制器与温度检测器，以进行实时自适应参数的调节，使适用于任合不同的电子系统与装置之上。

此外，由于部分的电子装置的电源供应器可外接于电子装置的外部，故本实用新型的智能型控制器还可结合参数检测器，以形成一智能型控制模块，电性连接此电源供应器，以操作电子装置的一冷却装置，进而控制电子装置的一系统温度。

如熟悉此技术的人员所了解的，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的申请专利范围。凡其它的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书所界定的范围内。

Claims (28)

1.一种具有智能型冷却控制功能的电源供应器，用于具有一冷却装置的一电子装置中，以控制该电子装置的系统温度，其特征在于，该智能型电源供应器至少包含：

一电源供应单元；

一参数检测器，电性连接电源供应单元；

一智能型控制器，电性连接参数检测器，并接收来自于参数检测器所测量而得的一参数，以决定所述冷却装置的冷却功率。

2.如权利要求1所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的参数检测器包含一电源功率检测器，以检测所述电源供应单元的一电源输出功率。

3.如权利要求1所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的电源供应单元还包含多个电源输出接口，以提供所述电子装置所需的多个电源。

4.如权利要求3所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的参数检测器包含一电源功率检测器，以检测这些电源输出接口其中之一的电源输出功率。

5.如权利要求1所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的参数检测器包含一温度检测器，安装于所述电源供应单元中的一预定位置，以测量该预定位置的温度。

6.如权利要求5所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的温度检测器安装于所述电源供应单元的散热鳍片。

7.如权利要求6所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的智能型控制器，根据所述预定位置的温度调整冷却装置的运转模式。

8.如权利要求7所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的温度检测器还在所述电子系统开机的第一预定时间内，测量所述预定位置的温度，并传送至智能型控制器。

9.如权利要求8所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的第一预定时间时约为2-3分钟。

10.如权利要求9所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的温度检测器，在所述电子系统开机的第二预定时间内，再次测量预定位置的温度，并传送至智能型控制器，以调整所述冷却装置的运转模式。

11.如权利要求1所述的智能型电源供应器，其特征在于，还包含一系统温度检测器，电性连接智能型控制器，以测量所述电子装置的系统温度。

12.如权利要求11所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述智能型控制器，根据系统温度调整冷却装置的运转模式。

13.如权利要求12所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的系统温度检测器，在所述电子系统开机的第一预定时间时，测量系统温度并传送至智能型控制器。

14.如权利要求13所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的第一预定时间时约为2-3分钟。

15.如权利要求14所述的智能型电源供应器，其特征在于，上述的系统温度检测器，在所述电子系统开机的第二预定时间时，再次测量该系统温度并传送至智能型控制器，以调整冷却装置的运转模式。

16.一种智能型控制模块，用于具有一冷却装置与一电源供应器的一电子装置中，以控制电子装置的一系统温度，其特征在于，该智能型控制模块至少包含：

一参数检测器，电性连接电源供应器的一输出接口，并测量该输出接口的一参数；以及

一智能型控制器，电性连接参数检测器，并接收来自于参数检测器所测量而得的一参数，以决定电子装置的冷却装置的冷却功率。

17.如权利要求16所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的参数检测器包含一电源功率检测器，以检测电源供应器的一电源输出接口的电源输出功率。

18.如权利要求16所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的参数检测器包含一温度检测器，安装于电源供应器中的一预定位置，以测量该预定位置温度。

19.如权利要求18所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的温度检测器安装于电源供应单元的散热鳍片。

20.如权利要求18所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的智能型控制器，根据预定位置的温度，调整冷却装置的运转模式。

21.如权利要求20所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的温度检测器，在所述电子系统开机的第一预定时间时，测量系统温度并传送至智能型控制器以决定冷却装置的运转模式。

22.如权利要求21所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的第一预定时间时约为2-3分钟。

23.如权利要求21所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的温度检测器，还在该电子系统开机的第二预定时间时，再次测量系统温度并传送至智能型控制器，以调整冷却装置的运转模式。

24.如权利要求16所述的智能型控制模块，其特征在于，还包含一系统温度检测器，电性连接智能型控制器，以测量电子装置的系统温度。

25.如权利要求24所述的智能型控制模块，其特征在于，上述智能型控制器，根据该系统温度调整冷却装置的运转模式。

26.如权利要求25所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的系统温度检测器，在该电子系统开机的第一预定时间时，测量该系统温度并传送至智能型控制器以决定冷却装置的运转模式。

27.如权利要求26所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的第一预定时间时约为2-3分钟。

28.如权利要求26所述的智能型控制模块，其特征在于，上述的系统温度检测器，还在该电子系统开机的第二预定时间时，再次测量该系统温度并传送至智能型控制器，以调整冷却装置的运转模式。

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