[发明专利]一种风扇型温控方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种强迫风冷的热设计方案，尤其涉及一种风扇温控方法及装置。

背景技术

随着系统的集成度越来越高，大功耗器件的广泛使用，产品体积的小型化要求，使用环境的更加广泛，系统工作速度的不断提升，热管理设计成为提高系统可靠性不可缺少的手段。

热设计中，考虑设备的热流密度、体积功率密度及温升，常用的冷却方式有自然散热和强迫风冷。当电子设备的热流密度超过0.08w/cm2，体积功率密度超过0.18w/cm3时，单靠自然冷却不能完全解决它的冷却问题，很多系统要求额外增加动力以保持足够的空气流动，进行强迫空气冷却或其它冷却方法，以风扇为主要组成部件的强迫风冷方式得到广泛应用。

常用的风扇温度控制方案有：PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)智能温控风扇、风扇电路串联热敏电阻、电压比较输出调整风扇转速等。PWM风扇调节根据不同的温度，温控风扇会有不同的转速调节与之对应，由于是脉宽信号的实时调节，风扇转速的变化非常灵敏，转速和温度的变化几乎是同步的。风扇电路串联热敏电阻主要原理是当电源开始工作时，风扇供电电压若为7V，随着电源内温度升高，热敏电阻阻值逐步减小，于是风扇的电压逐渐增加，风扇转速也提高。这样在负载很轻的情况下，能够实现静音效果，负载很大时，能保证散热。电压比较输出调整风扇转速是通过检测温度并根据温度生成控制电信号，将测温电路的输出端连接到比较电路的第一输入端，比较电路的第二输入端输入参考电信号，比较电路比较该控制电信号和参考电信号，并产生输出到转速控制电路的输出电信号调整风扇的转速。

当要求简单、快速、低成本实现风扇分档调速时，上述方法就显得纷繁复杂同时存在一些不足。PWM温控电路以单片机为核心，需要通过硬件与软件的密切配合才能实现风扇的智能控制，相对而言，成本比较高，实现复杂，一般应用于对风扇转速有精确控制要求的场景。风扇电路串联热敏电阻方法的弊端在于NTC热敏电阻的低温范围很宽，所以存在温度适宜时只能调整风扇的转速快慢，而非控制风扇停转，因此不满足节能要求。电压比较输出调整风扇转速方案需要设计专门的测温电路、比较电路以及转速控制电路，电路设计比较复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简单有效的风扇型温控方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明风扇型温控方法包括如下步骤：

低温处理步骤，该步骤用于：当待冷却设备的温度t低于预设的第一温度t1时，使所有风扇的电路均保持断开状态，即所有的风扇均停转；

中温处理步骤，该步骤用于：当待冷却设备的温度t高于所述预设的第一温度t1同时低于预设的第二温度t2时，向所有的风扇均施加低于温控装置电源电压的电压，此时所有的风扇均以低于最高转速的速度运转；

高温处理步骤，该步骤用于：当待冷却设备的温度t高于预设的第三温度t3时，向所有的风扇均施加温控装置的电源电压，此时所有的风扇均以最高转速运转，即均处于全速转动状态；

其中，t1＜t2≤t3。

进一步地，所述中温处理步骤还用于：当t2＜t3，且当待冷却设备的温度t高于所述预设的第二温度t2，同时低于所述预设的第三温度t3时，向其中的部分风扇施加温控装置电源电压，同时断开另一部分风扇的电路，则此时部分风扇全速转动，而另一部分风扇停转。

进一步地，所述中温处理步骤中，所述低于温控装置电源电压的电压为所述温控装置电源电压的一半。

为解决上述技术问题，本发明风扇型温控装置包括风扇单元、电源和风扇控制单元；

其中，所述风扇单元包括若干个风扇，用于对待冷却设备进行散热；

所述电源用于为所述风扇单元中的风扇运转提供电能；

所述风扇控制单元用于按照如下方案对所述风扇单元中的风扇进行控制：

a)当待冷却设备的温度t低于预设的第一温度t1时，使所有风扇的电路均保持断开状态，即所有的风扇均停转；

b)当待冷却设备的温度t高于所述预设的第一温度t1同时低于预设的第二温度t2时，向所有的风扇均施加低于电源电压的电压，此时所有的风扇均以低于最高转速的速度运转；

c)当待冷却设备的温度t高于预设的第三温度t3时，向所有的风扇均施加所述电源电压，此时所有的风扇均以最高转速运转，即均处于全速转动状态；

其中，t1＜t2≤t3。

进一步地，所述风扇控制单元对所述风扇单元中的风扇进行控制采用的所述方案还包括：