风扇控制方法和装置.pdf

本发明揭示了一种风扇控制方法和装置，用于包括至少两风扇的电子设备，上述方法包括步骤：根据所述电子设备的发热状况，分别设置所述风扇的转速控制数据；根据所述风扇的转速控制数据，调整所述风扇的转速。所述根据风扇的转速控制数据，调整风扇的转速具体包括：将所述风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；输出所述脉宽调制信号至所述风扇，调整所述风扇的转速。本发明提出的风扇控制方法和装置，根据电子设备内组件数量、类型、组合状况以及电子设备内、外部环境温度，分别调整风扇的转速，实现电子设备的节能。

1.  一种风扇控制方法，用于包括至少两风扇的电子设备，其特征在于，包括步骤：
根据所述电子设备的发热状况，分别设置所述风扇的转速控制数据；
根据所述风扇的转速控制数据，调整所述风扇的转速。

2.  如权利要求1所述的风扇控制方法，其特征在于，所述根据风扇的转速控制数据，调整风扇的转速具体包括：
将所述风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；
输出所述脉宽调制信号至所述风扇，调整所述风扇的转速。

3.  如权利要求1或2所述的风扇控制方法，其特征在于，所述根据电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据具体包括：
根据子卡类型分别设置所述风扇的转速、根据光口线卡和电口线卡的不同组合分别设置所述风扇的转速、根据线卡和电源的不同组合分别设置所述风扇的转速和/或根据环境温度分别设置所述风扇的转速。

4.  如权利要求3所述的风扇控制方法，其特征在于，根据所述电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据进一步包括：
当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。

5.  如权利要求1或2所述的风扇控制方法，其特征在于，所述根据电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据之前，还包括步骤：
当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。

6.  一种风扇控制装置，用于包括至少两风扇的电子设备，所述风扇控制装置与所述风扇连接，其特征在于，包括CPU和逻辑控制电路，
所述CPU，用于根据所述电子设备的发热状况，分别设置所述风扇的转速控制数据；
所述逻辑控制电路，用于根据所述风扇的转速控制数据，调整所述风扇的转速。

7.  如权利要求6所述的风扇控制装置，其特征在于，所述逻辑控制电路包括：控制信号模块，用于将所述风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；调速模块，用于输出所述脉宽调制信号至所述风扇，调整所述风扇的转速。

8.  如权利要求6或7所述的风扇控制装置，其特征在于，所述CPU包括：
子卡模块，用于根据子卡类型分别设置所述风扇的转速；和/或，
线卡模块，用于根据光口线卡和电口线卡的不同组合分别设置所述风扇的转速；和/或，
组件模块，用于根据线卡和电源的不同组合分别设置所述风扇的转速；和/或，
温度模块，用于根据环境温度分别设置所述风扇的转速。

9.  如权利要求8所述的风扇控制装置，其特征在于，所述CPU还包括检测模块，用于当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。

10.  如权利要求6或7所述的风扇控制装置，其特征在于，所述CPU还包括初始化模块，用于当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。

风扇控制方法和装置
技术领域
本发明涉及到电子设备，特别涉及到一种风扇控制方法和装置。
背景技术
电子设备在机壳内部高密度地安装有例如主控卡、线卡和电源等组件，这些组件随着电子设备工作而发热，且随着互联网技术的高速发展，网络中业务流量越来越大，这些组件的发热量也越来越大。同时，由于电子设备是长期不间断运行的电子设备，电子设备的发热量必须及时排出到电子设备机壳外部，以免积累在电子设备机壳内部，影响电子设备的工作性能，甚至于对电子设备造成损坏。
安装在电子设备机壳内部的风扇承担着散热和保护电子设备的重要责任，通过将外部冷空气吸入机壳内部，经过机壳内的风道带走热量，将热空气排出机壳外部来实现散热。
风扇相关指标及其关系：
风扇转速：通常风扇转速越大则风力越强，对电子设备的散热性能越好，但同时风扇也会发热，风扇转速越大则自身发热量越大。
风扇功率：通常风扇转速越大则功率越大，用电损耗越大，降低风扇的转速能够降低用电损耗，实现节能。
风扇噪声：通常风扇转速越大则噪声越大，降低风扇的转速能够降低噪声，改善工作环境。
参照图1，现有技术的电子设备中风扇控制装置的CPU20通过逻辑控制电路10控制风扇组30，风扇组30内所有的风扇以相同的转速工作，当电子设备内、外部环境温度或关键组件变化时，所有风扇也是同时升高或同时降低到一个转速，这种风扇控制方法存在一个缺陷，因为电子设备内部不同位置和组件，其发热情况是不同的，第一风扇301、第二风扇302、第三风扇303和第N风扇304所处位置的热量不同，对于所有风扇无差别的控制，使得有些风扇必然要以过高的转速工作，就会产生额外的功耗和噪音。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种风扇控制方法和装置，可分别调整所述风扇的转速，实现电子设备的节能。
本发明提出一种风扇控制方法，用于包括至少两风扇的电子设备，包括步骤：
根据所述电子设备的发热状况，分别设置所述风扇的转速控制数据；
根据所述风扇的转速控制数据，调整所述风扇的转速。
优选地，所述根据风扇的转速控制数据，调整风扇的转速具体包括：
将所述风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；
输出所述脉宽调制信号至所述风扇，调整所述风扇的转速。
优选地，所述根据电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据具体包括：
根据子卡类型分别设置所述风扇的转速、根据光口线卡和电口线卡的不同组合分别设置所述风扇的转速、根据线卡和电源的不同组合分别设置所述风扇的转速和/或根据环境温度分别设置所述风扇的转速。
优选地，根据所述电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据进一步包括：
当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。
优选地，所述根据电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据之前，还包括步骤：
当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。
本发明还提出一种风扇控制装置，用于包括至少两风扇的电子设备，所述风扇控制装置与所述风扇连接，包括CPU和逻辑控制电路，
所述CPU，用于根据所述电子设备的发热状况，分别设置所述风扇的转速控制数据；
所述逻辑控制电路，用于根据所述风扇的转速控制数据，调整所述风扇的转速。
优选地，所述逻辑控制电路包括：控制信号模块，用于将所述风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；调速模块，用于输出所述脉宽调制信号至所述风扇，调整所述风扇的转速。
优选地，所述CPU包括：
子卡模块，用于根据子卡类型分别设置所述风扇的转速；和/或，
线卡模块，用于根据光口线卡和电口线卡的不同组合分别设置所述风扇的转速；和/或，
组件模块，用于根据线卡和电源的不同组合分别设置所述风扇的转速；和/或，
温度模块，用于根据环境温度分别设置所述风扇的转速。
优选地，所述CPU还包括检测模块，用于当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。
优选地，所述CPU还包括初始化模块，用于当所述电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，所述组件包括主控卡、线卡和电源。
本发明提出的风扇控制方法和装置，根据电子设备内组件数量、类型、组合状况以及电子设备内、外部环境温度，分别调整风扇的转速，实现电子设备的节能。
附图说明
图1为现有技术散热系统的结构示意图；
图2为本发明的风扇控制方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明的风扇控制方法又一实施例的流程示意图；
图4为本发明基于的电子设备的主视图；
图5为本发明基于的电子设备安装有线卡时的俯视图；
图6为本发明基于的电子设备安装有主控卡时的俯视图；
图7为本发明的风扇控制装置一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明提出的风扇控制方法和装置，根据电子设备内组件数量、类型、组合状况以及电子设备内、外部环境温度，分别调整风扇的转速，实现电子设备的节能。
参照图2，提出本发明风扇控制方法的一实施例，用于包括至少两风扇的电子设备，包括：
步骤101，根据电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据；
具体包括：
根据子卡类型分别设置风扇的转速、根据光口线卡和电口线卡的不同组合分别设置风扇的转速、根据线卡和电源的不同组合分别设置风扇的转速和/或根据环境温度分别设置风扇的转速。
步骤102，根据风扇的转速控制数据，调整风扇的转速。
具体包括：
将风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；
输出脉宽调制信号至所述风扇，调整风扇的转速。
参照图3，提出本发明风扇控制方法的又一实施例，在上述实施例中，步骤101还包括：
当电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速，上述组件包括主控卡、线卡和电源，主控卡可包括子卡。
步骤101之前还包括：
步骤100，当电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，上述组件包括主控卡、线卡和电源，主控卡可包括子卡。
下面详细说明本发明风扇控制方法实施例的工作原理。
图4为电子设备的主视图，通常包括数个风扇组成的风扇组12和数个设备的组件，组件包括电源13、主控卡和线卡等，主控卡可以包括子卡，组件放置于卡槽中。其中，1个电源的发热量约为1个线卡的4倍，根据线卡和电源的不同组合分别设置各风扇的转速如表1所示：

表1
将上述表格中的风扇转速档位乘以每个风扇当前的转速，得到电子设备中每个风扇应调整的转速，每个风扇的当前的转速可能相同也可能不相同。
图5为电子设备的安装线卡时的俯视图，电子设备机壳内部的两个卡槽A141和卡槽B142可以安装光口线卡或电口线卡，光口线卡的主发热器件在线卡前部，以电子设备包括3个风扇为例，风扇组中位于前部的风扇C123是其散热主风扇，电口线卡的主发热器件在线卡中后部，风扇组中位于中后部的风扇A121和风扇B122是其散热主风扇。根据光口线卡和电器线卡的不同组合分别设置各风扇的转速如表2所示：


表2
根据上述表格中电口线卡和光口线卡的不同组合，将风扇A121、风扇B122和风扇C123当前的转速分别乘以相应的百分比，得到应调整的各个风扇的转速。
图6所示为电子设备当安装有主控卡时的俯视图，电子设备内的主控卡和子卡可以选择安装不同型号的组件，安装不同型号的组件时，其包含的CPU、交换芯片、物理层芯片等型号不同，发热量也不同。例如子卡位置可以选择安装千兆光口子卡、千兆电口子卡或万兆光口子卡等不同的组件，千兆光口子卡不带物理层芯片，千兆电口子卡和万兆光口子卡带有物理层芯片，万兆光口子卡的物理层芯片发热量高于千兆电口子卡的物理层芯片发热量。根据子卡类型分别设置各风扇的转速如表3所示：

表3
根据位置关系，子卡类型主要影响风扇C123转速，根据子卡类型情况可只调整风扇C123的转速，根据电子设备内安装的风扇数量，风扇C123的位置上可以安装一个或多个风扇，根据位置关系，这些风扇的转速都会受到子卡类型的影响。
需要注意的是表1至表3所述的风扇转速档位在电子设备初始化时进行设置，并可根据不同实际需要进行调整。
在电子设备入风口和出风口可安装温度传感器，通过I2C总线连接到风扇控制装置，由风扇控制装置定时读取入风口的空气温度作为电子设备外部环境温度，定时读取出风口的空气温度作为电子设备内部环境温度。当检测外部环境温度高于65℃时，强制所有风扇在各自原有转速基础上提高各个风扇最大物理转速的20％，当检测外部环境温度高于50℃时，强制所有风扇在原有转速基础上提高各个风扇最大物理转速的10％。当检测内部环境温度高于65℃时，强制所有风扇在各自原有转速基础上提高各个风扇最大物理转速的10％。需要注意的是，上述所涉及的“65℃”和“50℃”温度参数可以由电子设备的用户进行配置，以适应不同国家和地区的用户的需求。
电子设备定时检测电子设备内的组件状况及温度传感器发回的数据，根据以上四个因素综合调整风扇的转速。
上述所有风扇转速的调整均基于风扇控制方法实现的，对于风扇组内的每一个风扇，在逻辑控制电路中为其分配一组寄存器，每组寄存器只负责设置这一个风扇的转速，CPU通过控制逻辑控制电路的这一组寄存器，触发逻辑控制电路的逻辑处理，单独调整这一个风扇的转速。
首先，CPU分别设置各个风扇的转速控制数据，并将上述数据输出至逻辑控制电路的对应各个风扇的寄存器中，其次，逻辑控制电路将转速控制数据转化为脉宽调制信号，将脉宽调制信号输出至各个风扇，达到调整风扇转速的目的。
在电子设备启动时，如检测电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，而在电子设备运行过程中定时检测电子设备，当电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速。
上述风扇控制方法可单独控制一个或数个风扇，也可对所有风扇同时进行控制，可按不同转速差别控制各个风扇，大大降低了电子设备的功耗。
本发明提出的风扇控制方法，根据电子设备内组件数量、类型、组合状况以及电子设备内、外部环境温度，分别调整风扇的转速，实现电子设备的节能。
参照图7，提出本发明风扇控制装置60的一实施例，用于包括至少两风扇的电子设备，风扇控制装置60与风扇连接，包括CPU21和逻辑控制电路11，
其中，CPU21用于根据电子设备的发热状况，分别设置风扇的转速控制数据；
逻辑控制电路11用于根据风扇的转速控制数据，调整风扇的转速。
上述CPU21包括：
子卡模块212，用于根据子卡类型分别设置风扇的转速；和/或，
线卡模块213，用于根据光口线卡和电口线卡的不同组合分别设置风扇的转速；和/或，
组件模块214，用于根据线卡和电源的不同组合分别设置风扇的转速；和/或，
温度模块215，用于根据环境温度分别设置风扇的转速。
上述逻辑控制电路11包括：
控制信号模块111，用于将风扇的转速控制数据转化为脉宽调制信号；
调速模块112，用于输出脉宽调制信号至风扇，调整风扇的转速。
本发明还提出风扇控制装置60的又一实施例，在图7所示实施例中，CPU21还包括：
检测模块211，用于当电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速，上述组件包括主控卡、线卡和电源，主控卡可包括子卡。
初始化模块210，用于当电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，上述组件包括主控卡、线卡和电源，主控卡可包括子卡。
下面详细说明本发明风扇控制装置60的工作原理。
图4为电子设备的主视图，通常包括数个风扇组成的风扇组12和数个设备的组件，组件包括电源13、主控卡和线卡等，主控卡可以包括子卡，组件放置于卡槽中。其中，1个电源的发热量约为1个线卡的4倍，风扇控制装置60中的组件模块214根据线卡和电源的不同组合分别设置各风扇的转速如表1所示：


表1
将上述表格中的风扇转速档位乘以每个风扇当前的转速，得到电子设备中每个风扇应调整的转速，每个风扇的当前的转速可能相同也可能不相同。
图5为电子设备的安装线卡时的俯视图，电子设备机壳内部的两个卡槽A141和卡槽B142可以安装光口线卡或电口线卡，光口线卡的主发热器件在线卡前部，以电子设备包括3个风扇为例，风扇组中位于前部的风扇C123是其散热主风扇，电口线卡的主发热器件在线卡中后部，风扇组中位于中后部的风扇A121和风扇B122是其散热主风扇。风扇控制装置60中的线卡模块213根据光口线卡和电器线卡的不同组合分别设置各风扇的转速如表2所示：

表2
根据上述表格中电口线卡和光口线卡的不同组合，将风扇A121、风扇B122和风扇C123当前的转速分别乘以相应的百分比，得到应调整的各个风扇的转速。
图6所示为电子设备当安装有主控卡时的俯视图，电子设备内的主控卡和子卡可以选择安装不同型号的组件，安装不同型号的组件时，其包含的CPU、交换芯片、物理层芯片等型号不同，发热量也不同。例如子卡位置可以选择安装千兆光口子卡、千兆电口子卡或万兆光口子卡等不同的组件，千兆光口子卡不带物理层芯片，千兆电口子卡和万兆光口子卡带有物理层芯片，万兆光口子卡的物理层芯片发热量高于千兆电口子卡的物理层芯片发热量。风扇控制装置60中的子卡模块212根据子卡类型分别设置各风扇的转速如表3所示：

表3
根据位置关系，子卡类型主要影响风扇C123转速，根据子卡类型情况可只调整风扇C123的转速，根据电子设备内安装的风扇数量，风扇C123的位置上可以安装一个或多个风扇，根据位置关系，这些风扇的转速都会受到子卡类型的影响。
需要注意的是表1至表3所述的风扇转速档位在电子设备初始化时进行设置，并可根据不同实际需要进行调整。
在电子设备入风口和出风口可安装温度传感器40，通过I2C总线连接到风扇控制装置60，由风扇控制装置60中的温度模块215定时读取入风口的空气温度作为电子设备外部环境温度，风扇控制装置60定时读取出风口的空气温度作为电子设备内部环境温度。当检测外部环境温度高于65℃时，强制所有风扇在各自原有转速基础上提高各个风扇最大物理转速的20％，当检测外部环境温度高于50℃时，强制所有风扇在原有转速基础上提高各个风扇最大物理转速的10％。当检测内部环境温度高于65℃时，强制所有风扇在各自原有转速基础上提高各个风扇最大物理转速的10％。需要注意的是，上述所涉及的“65℃”和“50℃”温度参数可以由电子设备的用户进行配置，以适应不同国家和地区的用户的需求。
电子设备的风扇控制装置60定时检测电子设备内的组件50状况及温度传感器40发回的数据，根据以上四个因素综合调整风扇的转速。
上述所有风扇转速的调整均基于风扇控制装置60实现的，对于风扇组内的每一个风扇，在逻辑控制电路11中为其分配一组寄存器，每组寄存器只负责设置这一个风扇的转速，CPU21通过控制逻辑控制电路11的这一组寄存器，触发逻辑控制电路11的逻辑处理，单独调整这一个风扇的转速。
首先，CPU21分别设置各个风扇的转速控制数据，并将上述数据输出至控制信号模块111的对应各个风扇的寄存器中，其次，调速模块112将转速控制数据转化为脉宽调制信号，将脉宽调制信号输出至各个风扇，达到调整风扇转速的目的。
在电子设备启动时，初始化模块210如检测电子设备没有安装组件时，停止所有风扇，否则读取电子设备内部环境温度并设置所有风扇的初始转速，而检测模块211，在电子设备运行过程中定时检测电子设备，当电子设备没有安装组件时，停止所有风扇或降低到预设转速。
风扇控制装置60可单独控制一个或数个风扇，也可对所有风扇同时进行控制，可按不同转速差别控制各个风扇，大大降低了电子设备的功耗。
本发明提出的风扇控制装置60，根据电子设备内组件数量、类型、组合状况以及电子设备内、外部环境温度，分别调整风扇的转速，实现电子设备的节能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。