一種機框風扇的控制方法及裝置的製作方法
2023-07-26 06:31:46
專利名稱：一種機框風扇的控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及散熱技術，特別涉及一種機框風扇的控制方法及裝置。
背景技術：
當前的電子、計算機、通信和電氣領域中，設備工作頻率越來越高，特別是電信級數通設備，與此同時設備功耗和發熱也越來越大。設備中的電子元器件，特別是晶片對溫度有嚴格的要求，溫度過高會導致業務異常、降低設備壽命、甚至直接損害設備。熱設計時，為了達到系統的散熱降溫要求，提高可靠性，往往會在配置多個大功率風扇，如今很多系統都配有十幾個，甚至幾十個風扇。多風扇的使用在解決系統散熱問題的同時，也帶來了新的問題。首先是增加了風扇本身的功耗，自身的發熱增加，增加了整個系統的發熱量；其次風扇在高速轉動時噪音太大。解決風扇功耗和噪聲問題的方法主要是對風扇的轉速進行控制，目前的研究還集中在對單個風扇的控制和風扇控制電路的設計上，對系統中多個風扇的控制目前還是採用統一的調速的方法。問題是，系統內各位置的功耗和散熱條件都不一樣且是動態變化的，現有的風扇控制方案以系統中溫度最高的點作為參考來調整風扇轉速，所有的風扇工作在同一轉速，一些風扇工作在不必要的高速狀態，增加了系統功耗和噪音，對風扇壽命也有不利影響。
發明內容
本發明的目的在於提供一種機框風扇的控制方法及裝置，能更好地降低風扇的功耗和噪聲，並且準確的顯示各個風扇的轉速。根據本發明的一個方面，提供了一種機框風扇的控制方法，包括以下步驟通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道；在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組；將風扇組劃分成分別對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風；實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速；根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。優選地，所述實時檢測各單板溫度包括利用溫度傳感器分別測量各單板的測溫點的溫度；利用所述各測溫點的溫度與預存的各測溫點的參考溫度，計算出各測溫點溫度相對值；通過比較所述各測溫點溫度相對值，得到最大的測溫點溫度相對值。優選地，所述根據檢測結果調整所述風扇區轉速包括
當所述最大測溫點溫度相對值大於第一閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇上調一級轉速，且增加後的轉速不超過風扇最大轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值小於第二閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇下調一級轉速，且減少後的轉速不低於風扇最小轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值介於第二閾值和第一閾值之間時，所述風扇區風扇的轉速保持不變。優選地，為所述風扇組的各個風扇的轉速檢測信號分別賦予不同編號，並使各轉速檢測信號的編號與風扇控制板上的各轉速檢測插槽的編號相一致；將所述風扇組的各個風扇的控制信號分別賦予不同編號，並使各控制信號的編號與風扇控制板上的各控制插槽的編號相一致。優選地，所述風扇組的風扇按照矩陣的方式排列，並將風扇控制線的控制插槽和轉速檢測線的轉速檢測插槽分離安裝，同一行風扇的控制插槽安裝在一起，同一列風扇的轉速檢測插槽安裝在一起，通過矩陣掃描探測的方法來確定各風扇在風扇組中的位置。優選地，所述通過矩陣掃描探測的方法來確定各風扇在風扇組中的位置包括以下步驟對於被探測風扇，在其控制插槽上施加與其他風扇不同的控制信號,使其轉速與其他風扇轉速不同；通過對所有的轉速檢測信號進行逐個探測，找到其轉速不同於其他轉速的獨特轉速檢測信號，並記錄其轉速檢測信號的編號；根據施加控制信號的控制插槽的編號和所述獨特轉速檢測信號的編號，確定所述被探測風扇的位置。優選地，所述風扇區與所述散熱風道之間保持一定間隙，使每個風扇區的散熱風扇將少量風量送入鄰近的散熱風道。根據本發明的另一方面，提供了一種機框風扇的控制裝置，包括獲取散熱風道單元，用於通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道；獲取風扇組單元，用於在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組；劃分風扇區單元，用於將風扇組劃分成分別對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風；檢測單板溫度和風扇區轉速單元，用於實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速；調整風扇區轉速單元，用於根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。優選地，所述檢測單板溫度和風扇區轉速單元包括檢測單板溫度模塊和獲取轉速模塊，其中所述檢測單板溫度模塊包括利用溫度傳感器分別測量各單板的測溫點的溫度；利用所述各測溫點的溫度與預存的各測溫點的參考溫度，計算出各測溫點溫度相對值；通過比較所述各測溫點溫度相對值，得到最大的測溫點溫度相對值。
優選地，所述調整風扇區轉速單元包括當所述最大測溫點溫度相對值大於第一閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇上調一級轉速，且增加後的轉速不超過風扇最大轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值小於第二閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇下調一級轉速，且減少後的轉速不低於風扇最小轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值介於第二閾值和第一閾值之間時，所述風扇區風扇的轉速保持不變。與現有技術相比較，本發明的有益效果在於本發明可以在保證系統散熱的基礎上有效的降低風扇的功耗和噪音，並且準確的顯示各個風扇的轉速。
圖1是本發明一種類型機框的整體結構圖；圖2是本發明實施例提供的一種機框風扇的控制方法的流程圖；圖3是本發明實施例提供的一種機框風扇的控制裝置的示意圖；圖4是本發明風扇組整體裝配框圖；圖5是本發明溫度採集和風扇控制的整體框圖；圖6是本發明風扇調速軟體流程圖；圖7是本發明風扇探測軟體流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明主要針對一種類型的機框，這種類型的機框有多塊單板(單板上面有CPU、FPGA和網絡處理器等多個對溫度敏感的電子晶片)，放置在不同槽位，形成多條散熱風道，風扇組將氣流從一側吹入，經過溫度的電子晶片散熱片，從另外一側流出。本發明的風扇控制方法及裝置是通過矩陣掃描，準確的確定每個風扇的控制線插槽號和風扇轉速檢測線插槽號，從而提供一種可靠地風扇分區控制方法和準確的顯示各個風扇的轉速。圖2顯示了本發明實施例提供的一種機框風扇的控制方法的流程圖，如圖2所示，包括以下步驟步驟S201 :通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道；步驟S202 :在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組；步驟S203 :將風扇組劃分成分別對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風；步驟S204 :實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速；步驟S205 :根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。
本發明所述實時檢測各單板溫度包括利用溫度傳感器分別測量各單板的測溫點的溫度；利用所述各測溫點的溫度與預存的各測溫點的參考溫度，計算出各測溫點溫度相對值；通過比較所述各測溫點溫度相對值，得到最大的測溫點溫度相對值。本發明所述根據檢測結果調整所述風扇區轉速包括當所述最大測溫點溫度相對值大於第一閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇上調一級轉速，且增加後的轉速不超過風扇最大轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值小於第二閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇下調一級轉速，且減少後的轉速不低於風扇最小轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值介於第二閾值和第一閾值之間時，所述風扇區風扇的轉速保持不變。其中，為所述風扇組的各個風扇的轉速檢測信號分別賦予不同編號，並使各轉速檢測信號的編號與風扇控制板上的各轉速檢測插槽的編號相一致；將所述風扇組的各個風扇的控制信號分別賦予不同編號，並使各控制信號的編號與風扇控制板上的各控制插槽的編號相一致。本發明所述風扇組的風扇按照矩陣的方式排列，並將風扇控制線的控制插槽和轉速檢測線的轉速檢測插槽分離安裝，同一行風扇的控制插槽安裝在一起，同一列風扇的轉速檢測插槽安裝在一起，通過矩陣掃描探測的方法來確定各風扇在風扇組中的位置。優選地，所述通過矩陣掃描探測的方法來確定各風扇在風扇組中的位置包括以下步驟對於被探測風扇，在其控制插槽上施加與其他風扇不同的控制信號，使其轉速與其他風扇轉速不同；通過對所有的轉速檢測信號進行逐個探測，找到其轉速不同於其他轉速的獨特轉速檢測信號，並記錄其轉速檢測信號的編號；根據施加控制信號的控制插槽的編號和所述獨特轉速檢測信號的編號，確定所述被探測風扇的位置。所述風扇區與所述散熱風道之間保持一定間隙，使每個風扇區的散熱風扇將少量風量送入鄰近的散熱風道。圖3顯示了本發明實施例提供的一種機框風扇的控制裝置的示意圖，如圖3所示，包括獲取散熱風道單元301，用於通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道；獲取風扇組單元302，用於在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組；劃分風扇區單元303，用於將風扇組劃分成分別對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風；檢測單板溫度和風扇區轉速單元304，用於實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速；調整風扇區轉速單元305，用於根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。本發明所述檢測單板溫度和風扇區轉速單元304包括檢測單板溫度模塊和獲取轉速模塊，其中所述檢測單板溫度模塊包括利用溫度傳感器分別測量各單板的測溫點的溫度；利用所述各測溫點的溫度與預存的各測溫點的參考溫度，計算出各測溫點溫度相對值；通過比較所述各測溫點溫度相對值，得到最大的測溫點溫度相對值。本發明所述調整風扇區轉速單元305包括當所述最大測溫點溫度相對值大於第一閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇上調一級轉速，且增加後的轉速不超過風扇最大轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值小於第二閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇下調一級轉速，且減少後的轉速不低於風扇最小轉速；當所述最大測溫點溫度的相對值介於第二閾值和第一閾值之間時，所述風扇區風扇的轉速保持不變。
圖4顯示了本發明風扇組整體裝配框圖，如圖4所示，其中1-風扇整體金屬支架；2_風扇控制板；3_風扇控制板連接機框背板的插排；4_固定單個風扇的支架；5_風扇葉片；6_風扇轉軸；7_風扇轉速檢測線；8_風扇轉速控制線；9 -單個風扇的邊框；10 -將單個風扇固定在風扇整體金屬支架I上的螺絲；11-風扇控制板上風扇轉速控制線O號插槽；12-風扇控制板上風扇轉速控制線I號插槽；13_風扇控制板上風扇轉速控制線2號插槽；14_風扇控制板上風扇轉速控制線3號插槽；15_風扇控制板上風扇轉速控制線4號插槽；16_風扇控制板上風扇轉速控制線5號插槽；17_風扇控制板上風扇轉速檢測線O號插槽；18_風扇控制板上風扇轉速檢測線I號插槽；19_風扇控制板上風扇轉速檢測線2號插槽；20_風扇控制板上風扇轉速檢測線3號插槽；21_風扇控制板上風扇轉速檢測線4號插槽；22_風扇控制板上風扇轉速檢測線5號插槽；23 - O號和I號風扇控制線走線槽；24 - 2號和3號風扇控制線走線槽；25 - O號、2號和4號風扇檢測線走線槽。其中所述風扇組包括以下步驟A、多個散熱風扇裝配在同一個支架上，在物理上形成一組風扇；B、從風扇和散熱風道的對應關係上可以將多個風扇分為多個分區，不同的分區給不同風道散熱；C、風扇組與散熱風道之間不採用無縫連接，之間有一定的間隙(間隙的大小按照機框的特點和散熱要求確定)，一個分區的風扇主要的風量吹入對應的風道，少量的風量吹臨近的風道；D、風扇的控制線和轉速檢測線分離，同一行的風扇其控制線插槽放置在一起，同一列的風扇轉速檢測線插槽放置在一起。下面對圖4做詳細的說明說明A中的多個風扇在圖4中為風扇0、1、2、3、4和5，每個風扇通過螺絲10將每個風扇的邊框9固定在支架I上面,風扇轉軸6通過塑料4連接在風扇的邊框9上面。說明B中可以通過矩陣排列關係將風扇組分為三個分區，風扇編號O和I為O分區，對應矩陣的O行，主要給圖1機框的O和I槽位散熱；風扇編號2和3為I分區，對應矩陣的I行，主要給圖1機框的2和3槽位散熱；風扇編號4和5為2分區，對應矩陣的2行，主要給圖1機框的4和5槽位散熱。說明D中風扇的控制線和轉速檢測線分離。對於風扇O,控制線為8,通過O號和I號風扇控制線走線槽23插入I號控制插槽12上,也可以插在O號控制插槽11上,0號風扇和I號風扇的控制線一定要插在O號轉速控制插槽11和I號轉速控制插槽12上，次序可以調換，為了保證這種裝配的可靠性，將O號轉速控制插槽11和I號轉速控制插槽12分離出來放置在靠近風扇I的位置；類似地，2號風扇和3號風扇的轉速控制線一定要插在2號轉速控制插槽13和3號轉速控制插槽14上，將2號轉速控制插槽13和3號轉速控制插槽14分離出來放置在靠近風扇3的位置；4號風扇和5號風扇的控制線一定要插在4號轉速控制插槽15和5號轉速控制插槽16上，將4號轉速控制插槽15和5號轉速控制插槽16分離出來放置在靠近風扇5的位置。對於風扇O,轉速檢測線7通過O號、2號和4號風扇轉速檢測線走線槽25插入O號轉速檢測插槽17，也可以插入I號轉速檢測插槽18和2號轉速檢測插槽19 ；2號風扇轉速檢測線通過O號、2號和4號風扇檢測線走線槽25插入I號轉速檢測插槽18 ；4號風扇轉速檢測線通過O號、2號和4號風扇檢測線走線槽25插入2號轉速檢測插槽19。0、2和4風扇的轉速檢測線插入O號轉速檢測插槽17、I號轉速檢測插槽18和2號轉速檢測插槽19，次序可以調換，為了保證這種裝配的可靠性，O號轉速檢測插槽17、I號轉速檢測插槽18和2號轉速檢測插槽19在橫向接線板上靠近O號風扇放置；類似地，1、3和5風扇的轉速檢測線插在3號轉速檢測插槽20、4號轉速檢測插槽21和5號轉速檢測插槽22上，次序可以調換，為了保證這種裝配的可靠性，3號轉速檢測插槽20、4號轉速檢測插槽21和5號轉速檢測插槽22在橫向接線板上靠近I號風扇放置。這樣O號轉速控制插槽11和I號轉速控制插槽12可以看著這矩陣的O行；2號轉速控制插槽13和3號轉速控制插槽14可以看著這矩陣的I行；4號轉速控制插槽15和5號轉速控制插槽16可以看著這矩陣的2行。O號轉速檢測插槽17、1號轉速檢測插槽18和2號轉速檢測插槽19可以看著在矩陣的O列，3號轉速檢測插槽20、4號轉速檢測插槽21和5號轉速檢測插槽22可以看著在矩陣的I列。控制信號的編號是和控制插槽的編號一致的，為了對風扇進行差異化控制，必須準確的確定每個風扇對應的控制插槽編號；轉速檢測信號的編號是和轉速檢測插槽編號一致的，為了準確的顯示每個風扇的轉速，必須準確的確定每個風扇對應的轉速檢測插槽編號。在軟體對編號對應關係未知的情況下，必須先進行探測，確定對應關係。探測方法為對探測的控制插槽施加與其它不同的風扇轉速，在轉速檢測信號中找到與當前轉速一致的編號，這一組控制插槽編號和轉速檢測插槽編號所在的行列可以準確的確定屬於哪個風扇，逐個探測就可以確定所有的風扇對應的控制插槽編號和轉速檢測插槽編號。下面結合附圖5至附圖7對探測思路進行詳細的說明。如果所有的風扇工作正常，就可以根據各槽位的溫度對各個風扇進行差異控制，以達到在保證系統散熱的基礎上有效的降低風扇的功耗和噪音。根據風扇組和軟體的特徵，可以將風扇控制分為以下三階段軟體啟動階段、風扇探測階段和軟體控制階段。軟體啟動階段是指軟體系統還沒有進入工作狀態，此時風扇根據硬體寄存器設置的默認轉速轉動，此階段可以設置風扇的轉速為全速的75%，這樣既可以保證系統散熱，也能兼顧到風扇噪音和上電時的衝擊電流。風扇探測階段和軟體控制階段處於軟體系統工作正常後，軟體系統剛剛工作正常，或者軟體系統工作正常後發生風扇拔插，軟體系統還沒有準確的確定每個風扇的控制線插槽號和風扇轉速檢測線插槽號，進入風扇探測階段。定義變量fanmaxspeed -表示風扇的最大轉速；fanprobespeed -表示探測風扇需要設置的轉速；fanneedsetspeed -表示除探測風扇為其它風扇需要設置的轉速；fanmaxer;ro;rrange -表示檢測轉速與控制轉速的誤差的最大合理範圍；fanchangerange -表示轉速調整時一次改變的轉速值，為保證探測的可靠性，此值需要大於2倍的fanmaxerrorrange ；fancontrolline -表示風扇對應的控制線插槽號；fancollectline -表示風扇轉速檢測線插槽號；fanline -表示風扇組中風扇矩形排列的行號，也可以理解為風扇分區調速的分區號；fanrank-表示風扇組中風扇矩形排列的列號；fansubnum -每行的風扇數目。
風扇探測階段，非探測風扇涉及到整體調速，如圖5所示，下面介紹下根據各個測溫點的溫度信息進行整體調速的方法。步驟A，所的單板L-CPU通過IIC總線每隔30s訪問本地所有的溫度傳感器，採集溫度敏感區域的溫度信息，將當前的溫度以及每個測溫點參考溫度通過控制面通信上送給主板的R-CPU，R-CPU保存這些信息，同時，主控板的R-CPU也每隔30s採集主板的溫度敏感區域的溫度信息。溫度傳感器可以位於系統內對溫度最敏感的一些部位，比如CPU晶片邊上，可以是特別安放的溫度傳感器，也可以是晶片本身自帶的溫度傳感器。步驟B，見圖6，採集到風扇組所有風扇的當前轉速，主控R-CPU計算各測溫點的溫度的相對值K (為該測溫點的溫度佔該測溫點參考溫度的百分比)，查找當中的最大值，按照此最大值給整個風扇組調速。如果最大溫度的相對值K大於98%，風扇轉速上調一級(轉速增加一個fanchangerange),增加後的值不超過最大轉速；如果最大溫度的相對值K小於85%,風扇轉速下調一級(轉速減少一個fanchangerange),減少後的值不低於一個fanchangerange ;其它，轉速保持不變。為了說明方便，以圖4的風扇組結構為例，介紹風扇探測階段軟體流程。圖4風扇組中風扇矩形排列的行號可以理解為風扇分區控制的分區號，風扇編號O和I同在O行，即O分區；風扇編號2和3同在I行，即I分區；風扇編號4和5同在2行，即2分區。圖4風扇組中風扇矩形排列中，風扇編號0、2和4在風扇矩陣排列的同一列，編號為O列,對應檢測插槽編號為0、1和2 ;風扇編號1、3和5在風扇矩陣排列的同一列,編號為I列，對應檢測插槽3、4和5。進入風扇探測階段，除探測風扇外，其餘採用整體調速的方法。步驟C，按照步驟B中方法生成非探測風扇的待設定風速，該非探測風扇的待設定風速最小值為最大風速的75%。圖7為風扇探測階段軟體流程圖，按照控制插槽號遍歷探測，開始探測的風扇控制插槽號為 0，即 fancontrolline=0。步驟D,初始化變量,開始探測，探測風速fanprobespeed設置為全速的50%,每個風扇對應的控制插槽號和檢測插槽號初始化為無效值OxfT，其餘變量清O。步驟E，設置風扇轉速，將各個風扇轉速設置為步驟C產生的非探測風扇的需要設置轉速和探測風扇的探測轉速。步驟F，風扇轉速採集，各個風扇的轉速採集在最近一次設置30s後進行。步驟G，轉速檢索，如果是一個風扇控制插槽的第一次探測，進入步驟G1，如果不是第一次探測，進入步驟G2。步驟G1，將採集到的各個風扇轉速與探測風速進行比較，記錄在探測風速上下f anmaxerrorrange範圍內的風扇檢測插槽編號。如果有滿足要求的，將探測風速fanprobespeed下調一個fanchangerange,進入步驟E ;如果沒有,說明沒有探測到,進入步驟G5。步驟G2，將採集到步驟Gl中記錄的各個風扇檢測插槽號對應轉速與探測風速進行比較，如果不在探測風速的上下fanmaxerrorrange範圍內，將對應的風扇檢測插槽號從記錄中刪除。再次檢查探測結果，如果沒有記錄，說明沒有探測到，進入步驟G5 ;如果有一條記錄，進入步驟G4 ;如果仍然有多條記錄,進入步驟G3。步驟G3,如果 fanprobespeed 大於 fanchangerange,將探測風速 fanprobespeed下調一個fanchangerange,進入步驟E,如果小於等於fanchangerange,進入步驟G5。步驟G4，如果檢測線編號為O、I和2，則對應風扇組的列號fanrank=0，如果檢測插槽編號為3、4和5，對應風扇組的列號fanrank=l，根據風扇組矩形排列行列編號可以得到當前探測成功的風扇編號為fanline*fansubnum+fanrank,並將探測到控制插槽編號和檢測插槽編號計入對應的風扇結構體中，進入步驟G5。步驟G5，如果所有的風扇探測完畢，進入步驟H ;如果沒有探測完，將探測風速fanprobespeed設置為全速的50%,將fancontrolline加I,進行下一風扇控制插槽的探測，進入步驟C。步驟H，所有風扇探測完畢，檢查探測結果，如果存在沒有探測到的風扇，說明該風扇存在故障，調整不能達到改變轉速的目的，進行故障告警，提示用戶更換風扇。通過上面的矩陣掃描，在告警時可以準確的提示用戶故障風扇的編號。風扇探測完畢，進入軟體控制階段。風扇組與各個風道連接處有一定的間隙，一個分區風扇的風量主要流入對應的風道，也有小部分會流入臨近的風道，故在存在風扇故障時，需要實行整體調速，讓風扇工作正常分區協助風扇異常的分區散熱。如果在步驟H中存在故障風扇，進入軟體控制階段後，對風扇按照步驟B的方式控制，實行整體調速。如果全部探測到，對風扇組實行分區調速，測溫點溫度收集仍按照步驟A的方式，調控流程進入步驟I。步驟I，為了說明方便，以圖1為例，圖1表示一種類型機框的整體結構圖，每個槽位上面固定一塊單板，單板上面有CPU、FPGA和網絡處理器等電子晶片，並形成獨立的散熱風道，機框的左右兩面是通風的，通過散熱風扇組將氣流從機框的右側吹入，通過6個獨立的散熱風道，經過發熱器件的散熱片，將熱量從左側帶出，以達到散熱的目的。散熱風扇有六個，固定在風扇支架上，形成一組風扇，整體的裝配圖參照圖4，這樣的結構便於更換風扇，在安裝和拆除時候只要將整個風扇支架插入風扇槽位或者拔出，以達到安裝和更換的目的。從風扇與槽位的對應關係看，O和I風扇主要給O和I風道散熱，2和3風扇主要給2和3風道散熱，4和5風扇主要給4和5風道散熱。軟體流程參照圖6，採集到風扇組所有風扇的當前轉速，主控R-CPU計算各測溫點的溫度的相對值K (為該測溫點的溫度佔該測溫點參考溫度的百分比)。在O和I槽位所有測溫點中查最大溫度的相對值，按照此最大值給O和I號風扇調速。如果該最大溫度的相對值大於98%，給O和I號風扇轉速上調一級(轉速增加一個fanchangerange),增加後的值不超過最大轉速；如果該最大溫度的相對值小於85%,O和I號風扇轉速下調一級(轉速減少一個fanchangerange),減少後的值不低於一個fanchangerange ;其它,0和I號風扇轉速保持不變。在2和3槽位所有測溫點中查最大溫度的相對值，按照此最大值給2和3號風扇調速。如果該最大溫度的相對值大於98%，給2和3號風扇轉速上調一級(轉速增加一個fanchangerange),增加後的值不超過最大轉速；如果該最大溫度的相對值小於85%,2和3號風扇轉速下調一級(轉速減少一個fanchangerange),減少後的值不低於一個fanchangerange ;其它,2和3號風扇轉速保持不變。在4和5槽位所有測溫點中查最大溫度的相對值，按照此最大值給O和I號風扇調速。如果該最大溫度的相對值大於98%,給4和5號風扇轉速上調一級(轉速增加一個fanchangerange),增加後的值不超過最大轉速；如果該最大溫度的相對值小於85%,4和5號風扇轉速下調一級(轉速減少一個fanchangerange),減少後的值不低於一個fanchangerange ;其它,4和5號風扇轉速保持不變。測溫點的參考值取值方法不同，轉速調整時，溫度的相對值分界值也會有不同，具體按照熱試驗結果為準。本發明每30s採集一次風扇轉速，採集後按照步驟I重新設定風扇轉速，為了保證風速平衡，也可以設定每個分區的轉速差值小於一定的範圍。在每個分區獨立設定後，給轉速低的分區增加一定的值，保證分區間的轉速差值小於一定的範圍。本發明的一種類型機框風扇的控制方法及裝置，該類機框有多條散熱風道，按照散熱風道給風扇組中的風扇分為不同的區，每個區給一條或者多條散熱風道散熱。風扇組的風扇按照矩陣的方式排列，每個風扇的控制線和轉速檢測線插槽分離，通過矩陣掃描，準確的確定每個風扇的控制線插槽號和風扇轉速檢測線插槽號。本發明方法及裝置可以在保證系統散熱的基礎上有效的降低風扇的功耗和噪音，並且準確的顯示各個風扇的轉速。綜上所述，本發明的有益效果在於通過設計一種風扇組裝置，並設計一套風扇探測方法和風扇分區控制方法，在保證系統散熱的基礎上有效的降低了風扇的功耗和噪音，並且準確顯示了每個風扇的轉速。儘管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限於此，本技術領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種機框風扇的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟: 通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道； 在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組； 將風扇組劃分成分別 對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風； 實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速； 根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述實時檢測各單板溫度包括: 利用溫度傳感器分別測量各單板的測溫點的溫度； 利用所述各測溫點的溫度與預存的各測溫點的參考溫度，計算出各測溫點溫度相對值； 通過比較所述各測溫點溫度相對值，得到最大的測溫點溫度相對值。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述根據檢測結果調整所述風扇區轉速包括: 當所述最大測溫點溫度相對值大於第一閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇上調一級轉速，且增加後的轉速不超過風扇最大轉速； 當所述最大測溫點溫度的相對值小於第二閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇下調一級轉速，且減少後的轉速不低於風扇最小轉速； 當所述最大測溫點溫度的相對值介於第二閾值和第一閾值之間時，所述風扇區風扇的轉速保持不變。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，為所述風扇組的各個風扇的轉速檢測信號分別賦予不同編號，並使各轉速檢測信號的編號與風扇控制板上的各轉速檢測插槽的編號相一致；將所述風扇組的各個風扇的控制信號分別賦予不同編號，並使各控制信號的編號與風扇控制板上的各控制插槽的編號相一致。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述風扇組的風扇按照矩陣的方式排列，並將風扇控制線的控制插槽和轉速檢測線的轉速檢測插槽分離安裝，同一行風扇的控制插槽安裝在一起，同一列風扇的轉速檢測插槽安裝在一起，通過矩陣掃描探測的方法來確定各風扇在風扇組中的位置。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述通過矩陣掃描探測的方法來確定各風扇在風扇組中的位置包括以下步驟: 對於被探測風扇，在其控制插槽上施加與其他風扇不同的控制信號，使其轉速與其他風扇轉速不同； 通過對所有的轉速檢測信號進行逐個探測，找到其轉速不同於其他轉速的獨特轉速檢測信號，並記錄其轉速檢測信號的編號； 根據施加控制信號的控制插槽的編號和所述獨特轉速檢測信號的編號，確定所述被探測風扇的位置。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述風扇區與所述散熱風道之間保持一定間隙，使每個風扇區的散熱風扇將少量風量送入鄰近的散熱風道。
8.一種機框風扇的控制裝置，其特徵在於，包括: 獲取散熱風道單元，用於通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道； 獲取風扇組單元，用於在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組； 劃分風扇區單元，用於將風扇組劃分成分別對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風； 檢測單板溫度和風扇區轉速單元，用於實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速；調整風扇區轉速單元，用於根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述檢測單板溫度和風扇區轉速單元包括檢測單板溫度模塊和獲取轉速模塊，其中所述檢測單板溫度模塊包括: 利用溫度傳感器分別測量各單板的測溫點的溫度； 利用所述各測溫點的溫度與預存的各測溫點的參考溫度，計算出各測溫點溫度相對值； 通過比較所述各測溫點溫度相對值，得到最大的測溫點溫度相對值。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述調整風扇區轉速單元包括: 當所述最大測溫點溫度相對值大於第一閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇上調一級轉速，且增加後的轉速不超過風扇最大轉速； 當所述最大測溫點溫度的相對值小於第二閾值時，根據當前風扇轉速將所述風扇區風扇下調一級轉速，且減少後的轉速不低於風扇最小轉速； 當所述最大測溫點溫度的相對值介於第二閾值和第一閾值之間時，所述風扇區風扇的轉速保持不變。
全文摘要
本發明公開了一種機框風扇的控制方法及裝置，涉及散熱技術領域，其方法包括以下步驟通過將裝有大功率器件的多個單板分別安裝到機框的不同區域，形成分別對應於多個單板的多條散熱風道；在所述機框上安裝包括多個散熱風扇的風扇組；將風扇組劃分成分別對應於多條散熱風道的多個風扇區，使每個風扇區通過對應的散熱風道向對應的單板送風；實時檢測各單板溫度及對應於的風扇區轉速；根據檢測結果調整所述風扇區轉速，以便使任一風扇區轉速隨著其對應的單板溫度增減而增減。本發明可以在保證系統散熱的基礎上有效的降低風扇的功耗和噪音，並且準確的顯示了各個風扇的轉速。
文檔編號F04D27/00GK103075360SQ20131003743
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者陳進 申請人:中興通訊股份有限公司