TW392106B - Delay switch device for cooling fan on computer main board - Google Patents

Description

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製\ 五、發明説明（ 本發明係一種關於電腦主機板散熱風扇延遲關 閉裝置’主要是—種於電腦中央處理單元關閉後風 扇仍持續運轉一段時間，待有效排除關機前產生之 熱量、降低中央處理單元及系統溫度後，再漸序停 止風扇運轉之設計。 按現今電腦上的散熱風扇有三種：中央處理單元 風扇 '電源供應器風扇及機殼風扇，其分別負責中 央處理單元、電源供應器及機殼内部散熱問題，而 其運作則是跟隨電腦中央處理單元之開啟、關閉， 同步開始及停止運轉，亦即如第一圖所示，電腦開 機時’系統由南橋晶片（S〇uth Bridge)發出高電位 之風扇開關控制訊號（1 〇丨），經風扇電源開關控 制電路後開啟風扇電源輸出。當要關閉中央處理單 疋時’系統則由南橋晶片發出低電位之風扇關閉控 制訊號（1 0 1 )’經由風扇電源開關控制電路切斷 風扇電源’以停止風扇運轉。然此種控制風扇運轉 的方式有著如下的缺點： 電腦關閉中央處理單元同時亦關閉風扇，導致關 機前中央處理單元、電源供應器及各零主件所產生 的熱量無法立即散逸，造成系統處於高溫狀態甚或 溢度持續上升’而影響中央處理單元及各零主件之 壽命，其中尤以影響中央處理單元為甚。 對風扇本身而言，由正常運轉之高電壓（+12V) 瞬間切斷電源至〇伏，電流消耗從約1 〇〇mA驟降為 零’此種電壓電流的急劇變化，容易造成風扇馬達 的損耗’減少風扇的使用壽命。 ---Ί--：----:1 装------訂--------線 - / (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貰)

、發明説明（厶） 赛於則述現行控制電腦風 各項缺點，本發明人欲提供_種1關方法所衍生之 風扇持續運轉一段時了於電腦關機後讓 的熱量之設計。 u，利排出關機前所產生 亦即，本發明之主要目的 後延遲散熱風扇關閉的控制裝置’、一種於電腦關機 後處於高溫或持續升溫狀態，、以油，免系統於關機 及各零主件之耗損，增長系統之壽二中央處理單元 本發明之另一目的在提供— 電源方法’使風扇的運轉以漸近方進式之關閉風扇 頁 避免現行驟然切斷電源對風;:二此可 以增長風扇之壽命。 斤k成之磨損， 為進-步說明本發明之架構、特徵及其他目的， β附以圖式詳細說明如后： 訂 圖式部份： 第 第 第 圖 圖 圖 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 係現行之電腦風扇開關控制圖。 係本發明之電路方塊圖。 係本發明之第一實施例電路詳圓 係本發明之第二實施例電路詳圖 圖號部份： (101)風扇開關控制訊號 (1 〇 2)風扇電源輸出 (201 )瞬間啟動及延遲關閉控制訊號 (301)電晶體Q2射極電壓 (3 0 2 )電晶體Q1閘極電壓 第四圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）

經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 A7 B7 五、發明説明（Λ) ' 一'—— (401 )臨界低溫通知訊號 由第二圖可去口，本發明與習知系统第一圖之 處在於： 本發明將南橋晶片送出之風扇開關控制訊號 〇〇"經由控制電路（Β3)後再送入風扇電源切 換及開關電路（Β4) ’其目的在於開機時，高電位 之風扇開關控制訊號（1〇1 )經瞬間導通產生啟動 訊號（201 )送入風扇電源切換及開關電路Β4，打 開風扇電源輸出102 ’使風扇立即啟動運轉。而於 關機時，則南橋晶片發出之低電位風扇開關控制訊 號.（101 )經過控制電路33後，使關閉訊號（2〇1 ) 延遲奴時間產生再送入風扇電源切換及開關電路 (Β4 )，以切斷風扇電源，使風扇停止運轉。

風扇電源切換與開關控制電路（Β4)與第一圖 風扇電源開關控制電路（Β2 )主要差異在於前者多 了風扇電源切換部份。此部份的用途在於因現存電 源供應器於暫時中斷（Suspend)及軟體關機（Soft 〇f f)時，都是立即切斷電源（包括+5V、_5V、+12V 及—12V)，僅餘+5V 預備電源（Standby Power--+ 5 VSB )仍正常供應，然現有風扇均仰賴+丨2V供電， 因此即使前述第一項風扇關閉控制訊號（20 1 )於 關機時經延遲一段時間始送達風扇電源開關控制電 路（B4) ’但因供應風扇電源之+ 〗2V早已隨電源供 應器關閉而消失’所以風扇依舊是隨著關機而立即 停止運轉，故必須在電腦關機電源供應器停止供應 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} •製. -訂-

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ + 12V的同時提供另一電源^予風扇，此時唯一可用電 源即是+ 5 V S B。因此，風扇電源切換電路部份即是在 處理電腦經暫時中斷（Suspend)或軟體關機（s〇ft 0 f f)的操作下關機時’立即切換+ 5VSB電源予風扇， 使風扇不致因+1 2 V消失而斷電，如此即可使風扇於 關機後仍持續運轉一段時間，以有效排除關機前所 產生之熱量。 關於本發明之實施例’請參閱第三圖、第四圖之 實施例電路詳圖’在第三圖中，風扇電源切換電路 B4是由兩個二極體（D2，D3 )來達成，亦即風扇 電源切換電路包含一電源電路，其因應一控制信 號’選擇性地輸出該預備電源（+ 5 V s b)及預定電源 (+1 2V);第一個二極體D2 ’供輸入該預備電源，此 第一個二極體具一第一輸出端；第二個二極體D3， 供輸入該預定電源，此第二個二極體具一第二輸出 端；一電晶體Q2 ’其具一射極與第一輸出端、第二 輸出端連結’此電晶體Q2具一集極輸出該風扇電源 102。 在正常開機時，電源供應器+丨2 v正常供應，故電 晶體Q2的射極電壓301約為11. 7V，當電腦以暫時 中斷（Suspend)或軟體關機（Soft Of f)方式關機時， + 1 2V消失’ +5VSB存在，所以此時電晶體Q2的射極 約為4· 7V，亦即經由此電路，不論電腦是正常開機 狀態或是暫時中斷（Suspend)、軟體關機（Soft Of Ο 狀態’電晶體的射極皆有電源供應。 ------------装------訂---！---„--為 - /: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貰)

五、發明説明（厂） A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 控制電路B3包含·一 „ ^ ^ ^ .電日日體Q1，其具一閘極及 一汲極’此汲極輪出t始 询出切換控制信號2〇1 其具一陽極及一陰極，陽極 ® 秀極輸入風扇控制信號1 〇 1， 陰極與電晶體Q1之關搞4灿 之閘極連結；一電阻-電容電路，其 具一第一端輸八風扇控制信號101，此電阻-電容電 路具有-第二端與前述陰極、閘極連結。 當開機時’南橋晶Η择山 僻日日片送出之風扇開關控制訊號 (101 )為高電位’透過瞬間導通電路（二極體)， 電晶體Q1的閉極（3〇2 )亦為高電位故Q1導通， 其汲極為低電位，戶斤以電晶體Q2導通，風扇電源輸 出（102 )約為11. 7V，風扇立即啟動運轉。 當電腦進入中斷運作（p〇S__p〇wer 〇n Suspend ) 時，電源供應器仍正常供電，唯中央處理單元已停 止工作，故南橋晶片送出低電位之風扇開關控制訊 號（101 ) ’此時電容器C1透過電阻R1放電，電晶 體Q1的閘極電壓（302 )以衰減方式降低，但QJ 仍保持在ON的狀態，所以電晶體q2亦維持在〇N的 狀態’故風扇電源輸出（丨〇2 )仍在1丨.7v，風扇 持續運轉中。等電容C1放電至電晶體Q1的閘極電 壓小於其載止電壓時，Q1關閉，Q2亦隨之關閉， 此時風扇電源輸出（1〇2)為零，風扇方才停止運 轉。 由上可知本發明確實可於電腦關機時，延遲風扇 關機時間’使其持績運轉一段時間，待關機前產生 之熱量排除後再停止工作，其延遲時間可透過調整 電阻R1、電容C1的值來達成。同時，因為我們是 丨請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再： 奮 裝 訂 泉 本紙張尺度適财國國家標準（CNS ) ( 2iQx297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（t) 以衰減方式將Q1的閘極電壓慢慢由高電位降至零， 對Q2的基極亦復如此’所以流過Q2的電流是慢慢 減少’而非從高載驟降至零，故對風扇而言，其上 之電壓電流是逐漸變化’而非現今電腦之從正常運 轉瞬間切斷其電源’可確實達到本發明之另一目 的’減少風扇馬達耗損，增長風扇壽命的功能。 當電腦以暫時中斷（Suspend)或軟體關機（s〇ft Off)方式關機時，風扇延遲關閉的控制和前述中斷 運作（Power On Suspend)時是一樣的，差別在於此 時電源供應器的+1 2 V已消失，故經由風扇電源切換 電路提供+ 5VSB予風扇，使風扇持續運轉，達到延遲 關閉的功能。 至於第四圖則是更進一步屬智慧型的風扇延遲 關閉裝置’其特點在於非以電阻電容（RC )電路做延 遲控制’而是以溫度偵測裝置（譬如習知的LM75 ) 實際量測中央處理單元的溫度，並設定一臨界值。 風扇電源切換電路B4包含一電源電路，其因應 —控制信號’選擇性地輸出預備電源（ + 5Vsb)及預定 電源（ + 12V);—電壓轉換器，供將預備電源轉換成一 預定電壓值（ + 12Vsb)輸出；第一個二極體D2，供輸 入該預定電壓值，此第一個二極體D2具一第一輸出 端；第二個二極體D3，供輸入該預定電源，此第二 個二極體具一第二輸出端；一電晶體Q2，其具一射 極與第一輸出端、第二輸出端連結，此電晶體Q2具 一集極輸出該風扇電源丨〇2。 i張尺度適用中 J ； I,丨裝------訂-------Γ —旅 ν.ί' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 五、發明説明（ 經 濟 部 t 標 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 控制電路B3包含：_溫度镇測裝置，其 央處理早7L溫度之指示信號，而輸出致能之— 信號4〇1;-電晶體Q1，其具_閘極及一及口 極輸出切換控制信號2〇1;二極體D1，其具—陽極^ 一陰極，陽極輸入風扇控制信號1〇1，陰極與雷^ 體Q1之問極連結；一〇R邏輯M G1，其具_第二曰曰 端輸入該風扇控制信號101，此0R邏輯閉具有 一輸入端輸入該溫度偵測裝置輸出之通知信號 401此OR邏輯閘具有一輸出端與前述陰極 連結。 ^ 當電腦關機後’待中央處理單元溫度降至臨界 以下時’由溫度偵測裝置發出一低位準之低溫通 訊號（40"，此訊號與南橋晶片所發之風扇開 控制訊號（101 )經過0R邏輯閘G1來控制風扇電 1〇2 ’因此可確保中央處理單元溫度降至設定臨 後風扇始關閉，達到更精確的保護。 此外’在風扇電源切換電路方面，對+ 5vsb 級處理’意即如圖示先將其經由電壓轉換器提I + 12VSB再與+12v作電壓切換，如此可使電晶體 的^極電壓3 〇 1於電源切換過程保持在約^ 1. 7 v 位準使風扇於延遲時間.的轉速不致下降，能 速的達到散熱的功能。 以則述對本發明之原理、架構及佐以實施例 關°兒明可知，本發明為提供一種於電腦關機後 散熱風扇關閉的控制裝置，使其持續運轉—段時間 後再漸序停止，而本發明提供的優點計有： 汲 及 入第 極 裝 值 知 關 頁 界值 訂 作 m 尚為 Q2 的 更快 之相 延遲 $張尺度適用中 A7 B7 五、發明説明（g) 可迅速排除關機前所產生的熱量，迅速降低中央 處理單元的溫度，避免中央處理單元及系統於關機 後還處於高溫甚或持續升溫狀態，以減少中央處理 單元及各零主件之耗損，增長系統之壽命。 以漸序方式關閉風扇電源，使風扇以漸減方式停 止運轉，避免現行驟然切斷電源對風扇馬達所造成 的磨損，可增長風扇之壽命。 ----------"丨裝------訂---^---^丨.,1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 392106 — 申請專利範圍 1 . 一種電腦散熱風扇延遲關閉裝置，包括： 〜控制電路，其因應一風扇控制信號，此電路延 遲一段時間後，將一切換控制信號失能； 〜風扇電源切換電路，.此電路因應該切換控制信 號，將一風扇電源由一預定電位降為零而停止風扇 之運轉。 2 .如申請專利範圍第1項所述之電腦散熱風扇 延遲關閉裝置，其中之控制電路包含： —電晶體，其具一閘極及一汲極，此汲極輪出該 切換控制信號； ^ —極體，其具一陽極及一陰極，陽極輸入該風扇 控制信號，陰極與電晶體之閘極連結； —電阻_電容電路，其具一第一端輪入該風扇控 制信號，此電阻-電容電路具有一第二端與前述陰 極、閘極連結。 ,3 ·如申清專利範圍帛！項所述之電腦散熱風扇 延遲關閉裝置，其中控制電路包含： ^ 溫度偵測裝置，其因應_中央處理單元溫度之 指不信號，而輪出致能之一通知信號； —電晶想，其具一閘極及_访极 ，， 桠及及極，此汲極輸出該 切換控制信號； 隨極輸入該風扇 控制信號’陰極與電晶體之閘極連結· - 〇R邏㈣，其具―第_輸該風扇控 制化號’此卯邏輯閑具有-第二輸入端輪入該溫度 9 392106 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 偵測裝置輸出之通知信號，& 〇R邏輯閘具有_輸出 端與前述陰極、閘極連結。 4 _如申。青專利範圍第1項所述之電腦散熱風扇 延遲關閉裝置，其中風扇電源切換電路包含 電源電路’其因應_控制信號選擇性地輸出 該預備電源及該預定電源、； 第一個一極想’供輸入該預備電源，此第一個二 極體具一第一輸出端； — 第二個二極體，供輸入該預定電源，此第二個二 極體具一第二輸出端； -電晶體’其具一射極與第一輸出端、第二南 端連結，此電晶體具一集極輸出該風扇電源。 5.如申μ專利範圍第j項所述之電腦散熱風 延遲關閉裝置，其中風扇電源切換電路包含 一電源電路，其因應—控制信號，選擇性地輸 該預備電源及該預定電源； 、一電壓轉換器，供將預備電源轉換成一預定 值輸出； 出 扇 出 壓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 第一個二極體，供輪入該預定電壓值此第 極體具一第一輸出端； 個 線· 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 第二俩二極體，供輪入該預定電源，此第二個 極體具一第二輸出端； 一電晶體，其具一射極與第一輸出端、第二輪 端連結，此電晶體具一集極輸出該風扇電源f則 6.如申請專利範圍第！項所述之電腦散熱風扇 延遲關閉裝置’其中之預備電源為+5VSB。 出 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公慶） A8 R8 392106 六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電腦散熱風扇延 遲關閉裝置，其中之預定電源為+1 2 V。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 'IT 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）