[发明专利]一种温度自适应风扇控制装置

说明书

一种温度自适应风扇控制装置，可从设备上电完成开始，持续获取设备温度信息，据此自适应调整风扇转速，解决设备噪声突变的问题，优化用户体验。包括温度传感器、处理器系统、可编程逻辑器件、调速策略选择模块、上电启动温度采集模块、风扇控制模块、风扇状态模块及风扇；所述温度传感器分别与处理器系统及上电启动温度采集模块相连；所述处理器系统与可编程逻辑器件相连；所述风扇分别与风扇控制模块和风扇状态模块相连接；所述调速策略选择模块、上电启动温度采集模块、风扇控制模块、风扇状态模块均设置在可编程逻辑器件上。本发明由于从一开始就根据芯片的温度自适应确定风扇转速，芯片温升和风扇转速匹配度高，有利于节省系统能耗。

技术领域

本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种温度自适应风扇控制装置。

背景技术

在复杂通讯设备中，通常会设计风扇及其控制板，用于机框内单板散热，以保证板上芯片温度工作于安全范围内。一种常用的风扇控制电路结构如图1所示。该风扇控制系统包括：温度传感器、处理器系统、PWM调速控制系统及风扇四个部分。由于通讯设备需要在较宽的温度范围内工作，所以一般采用转速可调的风扇，并通过PWM调速控制系统产生不同占空比的PWM波，对风扇转速进行控制。通常芯片温度越高，风扇转速越高，噪声越大。

风扇调速策略的原则是在保证芯片工作在安全的温度范围内尽量降低风扇的转速，达到降低系统噪声，节约能耗，增加风扇寿命的目的。但是在设备上电启动过程中，处理器无法获取温度信息，也无法运行调速策略对风扇转速进行控制。为了尽可能保证所有芯片处于安全温度范围，通常设备上电默认设置风扇全速运行。等到处理器系统启动完毕，再由处理器对风扇进行调速。这样，设备启动时，全速运行的风扇会带来很大的噪声，并且在处理器启动完成，运行调速策略的时候，往往会发现风扇转速过高，又对风扇向下调速。对用户而言，整个设备的噪声有一个突然增大又突然下降的过程，体验较差。

发明内容

本发明提出的一种温度自适应风扇控制装置，可从设备上电完成开始，持续获取设备温度信息，据此自适应调整风扇转速，解决设备噪声突变的问题，优化用户体验。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种温度自适应风扇控制装置，包括温度传感器、处理器系统、可编程逻辑器件、调速策略选择模块、上电启动温度采集模块、风扇控制模块、风扇状态模块、风扇；

所述温度传感器分别与处理器系统及上电启动温度采集模块相连；所述处理器系统与可编程逻辑器件相连；所述风扇分别与风扇控制模块和风扇状态模块相连接；

所述调速策略选择模块、上电启动温度采集模块、风扇控制模块、风扇状态模块均设置在可编程逻辑器件上；其中，

所述调速策略选择模块主要根据CPU初始化完成信号选择调速策略；

上电启动温度采集模块主要获取温度传感器的温度信息，并反馈给调速策略选择模块；

风扇控制模块负责根据调速策略选择模块传递过来的风扇档位值产生对应占空比的PWM 信号，控制风扇转速；

风扇状态模块负责检测风扇FG信号的上升沿，并根据上升沿的个数和风扇类型计算出风扇转速。

进一步的，所述温度传感器采用带IIC/SMBUS接口的数字温度传感器。

进一步的，所述温度传感器采用MAX1617。

进一步的，所述风扇采用PWM控制的直流风机。

进一步的，所述上电启动温度采集模块内设置一个状态机，上电启动温度采集模块根据上电完成指示信号和CPU初始化未完成信号，由状态机控制产生满足IIC/SMBUS时序以及帧格式要求的信号，获取温度传感器寄存器中的温度信息。