风扇控速装置 【技术领域】
本发明涉及一种风扇控速装置，特别是涉及一种可节省能耗的风扇控速装置。
背景技术
在现代，一般人习惯利用计算机做为日常办公、沟通联系、信息浏览、娱乐休闲，甚至财务管理的工具，使得计算机成为现代人不可或缺的家电。因为计算机使用层面越来越广，使得计算机的处理速度必须不断的提升，以提升计算机的处理效率及功能，来符合多层次的需求。而速度增加的结果会造成计算机运转时的温度增加，甚而使计算机过热而造成当机。为了使计算机的速度增加且可正常运作，于是在计算机中加入风扇控速装置，以使计算机不会因为温度过高而产生当机，其中风扇控速装置包括风扇模块与风扇模块控制器。
在计算机装置中，风扇模块与风扇模块控制器的数目会由于平台、机构及风扇模块控制器的考虑因素不同而有所差异，但所有计算机装置中风扇控速装置的基本结构会类似。图1为传统风扇控速装置的系统方块示意图。请参照图1，一般而言，风扇模块120所使用工作电压VDD的电力可以为12V，且风扇模块控制器110会透过调整脉宽调制信号SPWM的占空比来控制风扇模块120的转速，而风扇模块120会透过转速信号STACH将实际的转速告知风扇模块控制器110。以风扇模块控制器110而言，其会根据计算机系统所提供的温度信息或来自传感器的温度信息，得知计算机装置中各区域的温度，再透过控速表所找寻温度所对应的风扇模块120转速，来调整脉宽调制信号SPWM的占空比以控制风扇模块转速。因此，当计算机装置中的温度较低时，风扇模块会以低转速运转。
以现况而言，由于现今计算机的运算功能相较以往已非常强大，致使计算机运转时的温度会很高，所以计算机装置通常会配置多个风扇模块120，以加强计算机装置的散热能力。如上所述，在计算机装置处于开机的状态下，风扇模块120能够以低转速运转，但决不会停止运转。假使计算机装置在某些运作的条件下(例如为低运算负载)，使计算机装置的温度处于较低的状态，致使在计算机装置中的部份风扇模块120可以停止运转，而不会使计算机装置过热而当机。此时，由于计算机装置仍处于开机状态中，所以计算机装置中所有的风扇模块120最多只能以最低转速运转，而无法在计算机装置于特定的运作条件下让其部份的风扇模块120停止运转，来降低计算机装置的功耗。
【发明内容】
本发明提供一种风扇控速装置，可以控制风扇模块的转速及运转与否。
本发明提出一种风扇控速装置，其包括风扇模块、基板管理控制器及切换单元。基板管理控制器电性相连风扇模块以控制风扇模块的转速，且基板管理控制器依据检测到的温度输出控制信号。切换单元耦接于风扇模块及基板管理控制器之间，且连接一工作电压。切换单元接受基板管理控制器输出的控制信号，当控制信号为使能时，提供工作电压至风扇模块，当控制信号为失能时，切断工作电压以关闭风扇模块。
在本发明的一实施例中，此切换单元包括第一晶体管及第二晶体管。第一晶体管的栅极耦接基板管理控制器，以接收控制信号，以及其源极接收接地电压。第二晶体管的栅极耦接第一晶体管的漏极，其漏极耦接工作电压，以及其源极耦接风扇模块，以提供工作电压。
在本发明的一实施例中，此第一晶体管及第二晶体管分别为NMOS晶体管及PMOS晶体管。
在本发明的一实施例中，此控制信号使能时为高电平，失能时为低电平。
在本发明的一实施例中，此基板管理控制器透过调整脉宽调制信号的占空比控制风扇模块的转速，并且基板管理控制器透过集成电路互连(inter-integratedcircuit，IIC)接口耦接服务器装置。
综合以上所述，本发明的风扇控速装置，其控制单元依据服务器装置中的温度，来决定控制信号的使能与否，而切换单元在控制信号为使能时提供工作电压到风扇模块；反之，则切断工作电压的以关闭风扇模块。藉此，服务器装置中的温度温度较低时，可关闭风扇模块的运作，以降低风扇控速装置所造成的功耗。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明地较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
图1为传统冷却装置系统的系统方块示意图。
图2为根据本发明一实施例的计算机装置的系统方块示意图。
图3为图2实施例的冷却装置的系统方块示意图。
图4为图3实施例的电力单元的电路示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的风扇控速装置其特征及其功效，详细说明如后。
图2为根据本发明一实施例的服务器装置的系统方块示意图。请参照图2，在本实施例中，服务器装置200包括处理系统210及风扇控速装置220。处理系统210用以执行服务器装置200的处理功能，并且会依据处理的运算量的不同而产生不同的热能，使得处理系统210的温度会增加。风扇控速装置220用以侦测处理系统210的温度，并依据处理系统210温度的小大，调整其散热能力，以提供处理系统210适当的散热能力，降低处理系统210的温度。并且，风扇控速装置220会透过集成电路互连(inter-integrated circuit，IIC)接口耦接处理系统210，以藉由处理系统210上的传感器得知处理系统210的温度，或得知服务器装置200中各区域的温度，据此来调整风扇控速装置220的散热能力。藉此，处理系统210不会因为过热而当机，并且风扇控速装置220会依据服务器装置200中各区域的温度调整其散热能力，以避免不必要的功耗。
图3为图2实施例的风扇控速装置的系统方块示意图。请参照图3，风扇控速装置220包括风扇模块221、基板管理控制器222及切换单元223。基板管理控制器222耦接风扇模块221及切换单元223，切换单元223耦接工作电压VCC及风扇模块221。风扇模块221提供散热能力以降低得知处理系统210的温度。基板管理控制器222可以透过集成电路互连接口耦接处理系统210，以依据处理系统210的温度，调整脉宽调制信号SP的占空比来控制风扇模块221的转速，藉以控制风扇模块221的散热能力。并且，基板管理控制器222会透过由风扇模块221所传送的转速信号ST得知风扇模块221的转速，以确认风扇模块221所提供的散热能力是否适当。
另一方面，基板管理控制器222可以依据处理系统210的温度是否到达一默认值来决定控制信号SCOL是否为使能与。当控制信号SCOL为使能(例如为高电平)时，切换单元223才会提供工作电压VCC至散热元件221，使得风扇模块221可以正常的运作；反之，当控制信号SCOL为失能(例如为低电平)时，则切换单元223会切断工作电压VCC的提供，使得风扇模块221会关闭而无法运作。
换言之，当处理系统210的温度高于默认值时，代表处理系统210需要风扇模块221来提供散热能力，此时切换单元223会提供工作电压VCC至风扇模块221，而基板管理控制器222则依据温度调整脉宽调制信号SP的占空比来控制风扇模块221的转速，以提供适当的散热能力，其中此默认值会因为服务器装置200的设计及风扇模块221配置的位置而有所不同。当处理系统210的温度低于默认值时，代表处理系统210不需要风扇模块221来提供散热能力，而不会因为过热使得处理系统210造成当机。此时基板管理控制器222会使控制信号SCOL呈现失能状态，使得切换单元223会切断工作电压VCC的提供，以关闭风扇模块221。藉此，在处理系统210处于较低温的状态下，可以关闭风扇模块221，以节省风扇模块221运转所造成的功耗，并且不会致使处理系统210当机。
接着，进一步对切换单元223进行说明，其电路可以如图4所示。图4为图3实施例的切换单元的电路示意图。请参照图4，切换单元223包括第一晶体管M1及第二晶体管M2，其中第一晶体管M1例如为NMOS晶体管，而第二晶体管M2例如为PMOS晶体管。第一晶体管M1的栅极耦接基板管理控制器222以接收控制信号SCOL，其源极接收接地电压，其漏极耦接第二晶体管M2的栅极。第二晶体管的漏极耦接工作电压VCC，其源极耦接风扇模块221。
当控制信号SCOL为使能时，亦即控制信号SCOL为高电平，此时第一晶体管M1会呈现导通，使得第二晶体管M2的栅极会接地，连带让第二晶体管M2也呈现导通。此时，由于第二晶体管M2呈现导通，所以风扇模块221会接收到工作电压VCC所提供的电力，使得风扇模块散热元件221可以正常的运作。当控制信号SCOL为失能时，亦即控制信号SCOL为低电平，此时第一晶体管M1会呈现不导通，使得第二晶体管M2的栅极会呈现空接而没有电流流过，致使第二晶体管M2无法导通。此时，由于第二晶体管M2呈现不导通，所以风扇模块221会无法接收到工作电压VCC，使得风扇模块221无法运作而呈现关闭。
值得一提的是，上述切换单元223的电路图为用以说明，本领域通常知识者可以透过其它电路结构来完成上述电路图的功能。换言之，只要能在控制信号SCOL为使能时使散热元件221能正常运转，而在控制信号SCOL为失能时关闭散热元件221，即可视为本发明中切换单元223的实施方式之一。并且，上述控制信号SCOL的使能与失能的电平仍用以说明相对状态的运作，而非以限制本发明的实施例。
一般而言，现在服务器装置200中处理系统210的处理能力会非常强大，致使处理系统210于全负载运行时所产生的热量会非常的高，使得服务器装置200中必须配置多个风扇模块221，才能提供足够的散热能力来降低处理系统210的温度，其中多个风扇模块221各自的配置位置可以依照设计者或使用者的需求而定。并且，处理系统210上会配置传感器，使得基板管理控制器222可以依据处理系统210各区域的温度来控制风扇模块221的转速，并且可以依据模糊控制的规则来建立风扇模块221的控速表，其中处理系统210上传感器的数量可依据使用者及本领域通常知识者而不同，其主要在透过传感器得知处理系统210上不同区域的温度来建立风扇模块221的控速表。为了方便说明，在此以5个风扇模块为例作说明，若风扇控速装置是以图1的风扇控速装置100来实现，则其控速表可以如表1所示。
表1
接着，若风扇控速装置改以图3实施例的风扇控速装置220来实现，则其控速表可以修改为如表2所示。
表2
由上述表2中可以得知，在服务器装置200的温度处于很低的状态下，本发明的实施例可以关闭部份的风扇模块，以减少风扇模块于低速运转所造成的功耗，并依据处理系统的温度提供适常的散热能力。其中温度的分类所对应实际温度的区间，以及风扇模块转速所对应的脉宽调制信号SP的占空比，皆会因为设计者及使用者的不同而有所差异，故本实施例不在作细述。
值得一提的是，由表2所示的控速表可以得知并不是所有的风扇模块都有被关闭的可能，所以在有可能被关闭的风扇模块利用风扇控速装置220来完成，而其余部份则利用风扇控速装置100，藉此可以节省切换单元件223的数量以节省成本，并且可以达到表2所欲诉求的功能。
综合以上所述，在单一风扇模块的情况下，其基板管理控制器依据服务器装置中处理系统的温度，来决定控制信号的使能与否，而切换单元在控制信号为使能时提供工作电压到风扇模块；反之，则切断工作电压的供应，以关闭风扇模块。藉此，当处理系统的温度较低时，可关闭风扇模块的运作，以降低风扇控速装置所造成的功耗。在多个风扇模块的情况下，在可能被关闭的风扇模块利用风扇控速装置220来实现，而其余风扇模块则利用风扇控速装置100来实现。藉此，可减少切换单元的数量以节省成本，同时在处理系统处于温度较低时，可降低风扇控速装置所造成的功耗。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。