TW201422921A - 風扇控制電路 - Google Patents

Abstract

一種風扇控制電路，包括與集成基板管理控制器以及伺服器的電源供應器相連且用於偵測集成基板管理控制器以及伺服器的工作狀態的工作狀態偵測模塊。當伺服器處於非工作狀態、集成基板管理控制器處於工作狀態時，電源供應器不輸出系統電壓、集成基板管理控制器輸出低電平，風扇開始工作。當伺服器與集成基板管理控制器均處於非工作狀態時，電源供應器不輸出系統電壓、集成基板管理控制器輸出高電平，風扇停止工作。當伺服器處於工作狀態時，電源供應器輸出系統電壓，風扇停止工作。

Description

風扇控制電路

本發明涉及一種風扇控制電路。

在習知的伺服器設計中，我們都必須要使用到集成基板管理控制器（Integrated Baseboard Management Controller，iBMC）這個智慧管理平臺的管理晶片。iBMC的作用在伺服器的發展中，扮演著越來越大的作用，所以其功率也存在一定程度的增加。因此，需要給iBMC設計一種可靠的散熱方法來避免由於散熱問題而導致iBMC的功能問題或者是毀損。

鑒於以上內容，有必要提供一種用於為iBMC散熱的風扇控制電路。

一種風扇控制電路，設置於一伺服器內，該風扇控制電路用於控制為集成基板管理控制器進行散熱的風扇，該風扇控制電路包括：

一工作狀態偵測模塊，包括一反或閘及一第一電子開關，該反或閘的兩輸入端分別與集成基板管理控制器以及電源供應器相連，以分別接收來自集成基板管理控制器的狀態訊號以及電源供應器的系統電壓，該反或閘的輸出端與第一電子開關的控制端相連，該第一電子開關的第一端與電源供應器相連，該第一電子開關的第二端與風扇的電源引腳相連；

當伺服器處於非工作狀態、集成基板管理控制器處於工作狀態時，該電源供應器不輸出系統電壓、該集成基板管理控制器輸出低電平的狀態訊號，該反或閘輸出高電平訊號，該第一電子開關的第一端與第二端導通，以導通風扇與電源之間的連接，該風扇開始工作；

當伺服器與集成基板管理控制器均處於非工作狀態時，該電源供應器不輸出系統電壓、該集成基板管理控制器輸出高電平的狀態訊號，該反或閘輸出低電平訊號，該第一電子開關的第一端與第二端斷開，以斷開風扇與電源之間的連接，該風扇停止工作；以及

當伺服器處於工作狀態時，該電源供應器輸出系統電壓，該反或閘輸出低電平訊號，該第一電子開關的第一端與第二端斷開，以斷開風扇與電源之間的連接，該風扇停止工作。

上述風扇控制電路透過工作狀態偵測模塊偵測伺服器與集成基板管理控制器的工作狀態。當伺服器處於非工作狀態、集成基板管理控制器處於工作狀態時，該工作狀態偵測模塊導通風扇與電源之間的連接，風扇開始工作以為集成基板管理控制器散熱；當伺服器與集成基板管理控制器均處於非工作狀態時，該工作狀態偵測模塊斷開風扇與電源之間的連接，風扇停止工作以節省電能；當伺服器處於工作狀態時，該工作狀態偵測模塊斷開風扇與電源之間的連接，風扇停止工作以節省電能，此時由於伺服器處於工作狀態，集成基板管理控制器則可由伺服器的系統風扇為其散熱。

請參考圖1，本發明風扇控制電路用於控制為一集成基板管理控制器（Integrated Baseboard Management Controller，iBMC）1散熱的風扇2。該風扇控制電路的較佳實施方式包括一溫度偵測模塊10、一工作狀態偵測模塊12及一轉速調節模塊15。

該工作狀態偵測模塊12與iBMC 1以及電源供應器16相連，用於偵測iBMC 1以及伺服器的工作狀態，並發出對應的偵測訊號。該工作狀態偵測模塊12用於根據偵測得到的iBMC 1以及伺服器的狀態決定是否輸出電源至風扇2。該工作狀態偵測模塊12還與溫度偵測模塊10以及轉速調節模塊15相連，以根據偵測得到的iBMC 1以及電源供應器16的狀態決定是否輸出電源至溫度偵測模塊10以及轉速調節模塊15。該溫度偵測模塊10用於偵測iBMC 1附近的環境溫度。該溫度偵測模塊10還與轉速調節模塊15相連，以根據偵測得到的溫度值輸出對應的脈衝訊號至轉速調節模塊15，以控制風扇2的轉速。

請參考圖2，該工作狀態偵測模塊12包括反或閘U2以及場效應電晶體Q3。該反或閘U2的一輸入端與iBMC 1相連，以接收來自iBMC 1的狀態訊號BMC_WORK_OK；該反或閘U2的另一輸入端與電源供應器16相連，以接收來自電源供應器16的系統電壓P3V3_SYS。該反或閘U2的輸出端與場效應電晶體Q3的閘極相連，該場效應電晶體Q3的源極與雙電壓P3V3_AUX相連，該場效應電晶體Q3的汲極用於為風扇2以及溫度偵測模塊10提供電壓P3V3_S1。其中，該雙電壓P3V3_AUX由系統電壓P3V3_SYS或者待機電壓P3V3_STBY提供。

請參考圖3，該轉速調節模塊15包括三極體Q1及Q2，該三極體Q2的基極依次透過電阻R2及R1與雙電壓P3V3_AUX相連，該電阻R2與R1之間的節點與溫度偵測模塊10相連。該三極體Q2的射極接地，集極透過電阻R3與場效應電晶體Q3的汲極相連。該三極體Q2的集極還直接與三極體Q1的基極相連，該三極體Q1的射極接地，該三極體Q1的集極透過電阻R4與場效應電晶體Q3的汲極相連。該三極體Q2的集極還直接與風扇2的脈衝引腳PWM相連，該風扇2的電源引腳VCC與場效應電晶體Q3的汲極相連，以接收電壓P3V3_S1，該風扇2的電源引腳VCC還透過電容C1接地；該風扇2的接地引腳GND接地，速度引腳TACH1及TACH2與溫度偵測模塊10相連。

請參考圖4，該溫度偵測模塊10包括溫度感測器U1，該溫度感測器U1的電壓感測引腳VSEN2、VSEN4、VSEN6及VSEN8分別透過熱敏電阻TH1、TH2、TH3及TH4接地，還分別透過電阻R5、R6、R7及R8之後透過電容C2接地。該溫度感測器U1的電壓感測引腳VSEN3及VSEN5接地。該溫度感測器U1的接地引腳VREF透過電容C2接地，另一接地引腳GND直接接地。該溫度感測器U1的電壓引腳3VDD與電壓P3V3_S1相連，還透過電容C3接地，該電容C3與電容C4並聯連接。該溫度感測器U1的電壓引腳3VSB與電壓P3V3_S1相連，還透過電容C5接地，該電容C5與電容C6並聯連接。

該溫度感測器U1的脈衝訊號引腳PWM透過電阻R9連接於電阻R1及R2之間的節點。該溫度感測器U1的風扇控制引腳FAN1透過電阻R10與風扇2的速度引腳TACH1相連，該溫度感測器U1的風扇控制引腳FAN2透過電阻R11與風扇2的速度引腳TACH2相連。該溫度感測器U1透過偵測熱敏電阻TH1-TH4的電壓的變化來偵測溫度的變化，進而輸出對應的脈衝訊號。

下面將對上述風扇控制電路的工作原理進行描述：

根據電源供應器的原理可知，當伺服器工作時，電源供應器16輸出系統電壓P3V3_SYS，當伺服器不工作時，電源供應器16不輸出系統電壓P3V3_SYS。該iBMC 1所輸出的狀態訊號BMC_WORK_OK用於指示iBMC 1的工作狀態，當iBMC 1工作時，iBMC 1所輸出的狀態訊號BMC_WORK_OK為低電平，當iBMC 1不工作時，iBMC 1所輸出的狀態訊號BMC_WORK_OK為高電平。

本實施方式中，該溫度感測器U1設置於iBMC 1的周圍，以偵測iBMC 1的溫度。

當伺服器得電且伺服器並未工作時，iBMC 1將會開始工作，此時，若iBMC 1工作正常，其所輸出的狀態訊號BMC_WORK_OK為低電平，電源供應器16不輸出系統電壓P3V3_SYS，即反或閘U2的兩個輸入端均接收低電平訊號。透過反或閘U2處理之後輸出高電平訊號，即場效應電晶體Q3的閘極接收到高電平訊號。該場效應電晶體Q3導通，即待機電壓P3V3_STBY將透過場效應電晶體Q3為溫度偵測模塊10及風扇2供電。此時，該溫度偵測模塊10開始偵測iBMC 1周圍的溫度，並根據偵測得到的溫度值輸出對應的脈衝訊號至轉速調節模塊15，以對應調節風扇2的轉速，且該風扇2的轉速訊號將透過其速度引腳TACH1及TACH2將風扇2的轉速回饋至溫度偵測模塊10，該溫度偵測模塊10根據接收到風扇2所回饋的轉速訊號對應修正風扇2的轉速。其中該轉速調節模塊15根據接收的脈衝訊號將輸出對應大小的電壓值，進而調節風扇2的轉速。

若iBMC 1亦未工作，則iBMC 1所輸出的狀態訊號BMC_WORK_OK為高電平。此時，該反或閘U2的輸出端輸出低電平訊號，該場效應電晶體Q3截止，該風扇2不得電。即當iBMC 1不工作時，風扇2停止工作，以免浪費電能。

當伺服器開始工作時，伺服器的系統風扇將開始工作，電源供應器16輸出系統電壓P3V3_SYS，即反或閘U2的其中一輸入端接收高電平電壓。此時，不論iBMC 1是否工作，即不論iBMC 1輸出的狀態訊號BMC_WORK_OK為高電平或低電平，該或閘U5均輸出低電平訊號，即場效應電晶體Q3截止，該風扇2不得電。此時風扇2不工作的原因在於可透過系統風扇對iBMC 1來進行散熱，如此既可保證iBMC 1的溫度不會過高，也可儘量的節省電能。

上述風扇控制電路透過工作狀態偵測模塊12偵測iBMC 1以及整個伺服器系統的工作狀態，並對應選擇是否開啟風扇2。具體而言，當伺服器未工作、iBMC 1工作時，風扇2被開啟以對iBMC 1進行散熱；當伺服器未工作、iBMC 1亦未工作時，風扇2被關閉以節省電能；當伺服器工作時，無論iBMC 1有無工作，風扇2均被關閉以節省電能，至於iBMC 1的散熱則由系統風扇負責。如此，當系統開啟前，iBMC 1將不會由於工作而導致過熱。

從上面的描述可以看出，該轉速調節模塊15以及溫度偵測模塊10可以被刪除，即只是透過工作狀態偵測模塊12偵測iBMC 1以及伺服器的工作狀態來控制風扇2是否工作，而不考慮透過iBMC 1的溫度來對應調節風扇2的轉速。另，本實施方式中，該三極體Q1及Q2、場效應電晶體Q3均起到電子開關的作用，其他實施方式中，三極體Q1、Q2及場效應電晶體Q3亦可被其他電子開關所代替，其中該三極體Q1的基極、射極及集極分別對應電子開關的控制端、第一端及第二端，該場效應電晶體Q3的閘極、源極及汲極分別對應電子開關的控制端、第一端及第二端。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

1．．．iBMC

2．．．風扇

10．．．溫度偵測模塊

12．．．工作狀態偵測模塊

15．．．轉速調節模塊

16．．．電源供應器

R1-R11．．．電阻

U2．．．反或閘

Q1、Q2．．．三極體

Q3．．．場效應電晶體

U1．．．溫度感測器

C1-C6．．．電容

TH1-TH3．．．熱敏電阻

圖1是本發明風扇控制電路的較佳實施方式的方框圖。

圖2-4是圖1中風扇控制電路的電路圖。

1．．．iBMC

2．．．風扇

10．．．溫度偵測模塊

12．．．工作狀態偵測模塊

15．．．轉速調節模塊

16．．．電源供應器

Claims (8)

1. 一種風扇控制電路，設置於一伺服器內，該風扇控制電路用於控制為集成基板管理控制器進行散熱的風扇，該風扇控制電路包括：
   一工作狀態偵測模塊，包括一反或閘及一第一電子開關，該反或閘的兩輸入端分別與集成基板管理控制器以及電源供應器相連，以分別接收來自集成基板管理控制器的狀態訊號以及電源供應器的系統電壓，該反或閘的輸出端與第一電子開關的控制端相連，該第一電子開關的第一端與電源供應器相連，該第一電子開關的第二端與風扇的電源引腳相連；
   當伺服器處於非工作狀態、集成基板管理控制器處於工作狀態時，該電源供應器不輸出系統電壓、該集成基板管理控制器輸出低電平的狀態訊號，該反或閘輸出高電平訊號，該第一電子開關的第一端與第二端導通，以導通風扇與電源之間的連接，該風扇開始工作；
   當伺服器與集成基板管理控制器均處於非工作狀態時，該電源供應器不輸出系統電壓、該集成基板管理控制器輸出高電平的狀態訊號，該反或閘輸出低電平訊號，該第一電子開關的第一端與第二端斷開，以斷開風扇與電源之間的連接，該風扇停止工作；以及
   當伺服器處於工作狀態時，該電源供應器輸出系統電壓，該反或閘輸出低電平訊號，該第一電子開關的第一端與第二端斷開，以斷開風扇與電源之間的連接，該風扇停止工作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制電路，其中該第一電子開關為一場效應電晶體，該場效應電晶體的閘極、源極及汲極分別對應第一電子開關的控制端、第一端及第二端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇控制電路，還包括：
   一溫度偵測模塊，與集成基板管理控制器以及工作狀態偵測模塊相連，當伺服器處於非工作狀態、集成基板管理控制器處於工作狀態時，該工作狀態偵測模塊還導通風扇與溫度偵測模塊之間的連接，以使溫度偵測模塊開始偵測集成基板管理控制器的溫度，該溫度偵測模塊根據偵測得到的溫度值輸出對應的脈衝訊號；以及
   一轉速調節電路，連接於集成基板管理控制器與風扇之間，用於根據溫度偵測模塊所輸出的脈衝訊號對應調整風扇的轉速。
4. 如申請專利範圍第3項所述之風扇控制電路，其中該轉速調節電路包括第二及第三電子開關，該第二電子開關的控制端與溫度偵測模塊相連，該第二電子開關的第一端接地，該第二電子開關的第二端透過一第一電阻與工作狀態偵測模塊相連，該第二電子開關的第二端還直接與第三電子開關的控制端相連，該第三電子開關的第一端接地，該第三電子開關的第二端透過一第二電阻與工作狀態偵測模塊相連，該第三電子開關的第二端還直接與風扇的控制引腳相連。
5. 如申請專利範圍第4項所述之風扇控制電路，其中該第二電子開關為一三極體，該三極體的基極、射極及集極分別對應該第二電子開關的控制端、第一端及第二端。
6. 如申請專利範圍第4項所述之風扇控制電路，其中該第三電子開關為一三極體，該三極體的基極、射極及集極分別對應該第三電子開關的控制端、第一端及第二端。
7. 如申請專利範圍第4項所述之風扇控制電路，其中該溫度偵測模塊還與風扇的速度引腳相連，以接收風扇的速度訊號，並根據接收的速度訊號對應調整所輸出的脈衝訊號，以調整風扇的轉速。
8. 如申請專利範圍第7項所述之風扇控制電路，其中該溫度偵測模塊包括溫度感測器，該溫度感測器的第一至第四電壓感測引腳分別透過第一至第四熱敏電阻接地，還分別透過第三至第六電阻之後透過第一電容接地；該溫度感測器的第五及第六電壓感測引腳接地；該溫度感測器的第一接地引腳透過第二電容接地，第二接地引腳直接接地；該溫度感測器的第一電壓引腳與第一電子開關的第二端相連，該溫度感測器的第一電壓引腳還透過第三電容接地；該溫度感測器的第二電壓引腳與第一電子開關的第二端相連，該溫度感測器的第二電壓引腳還透過第四電容接地；該溫度感測器的脈衝訊號引腳透過第七電阻連接於第二電子開關的控制端；該溫度感測器的第一風扇控制引腳透過第八電阻與風扇的第一速度引腳相連，該溫度感測器的第二風扇控制引腳透過第九電阻與風扇的第二速度引腳相連。