一种优化风扇转速监控精度的方法与流程

本发明涉及服务器管理技术领域，特别涉及一种优化风扇转速监控精度的方法。

背景技术：

随着大数据时代的到来，互联网业务量出现猛烈增长，计算量及计算频率随之增大。在服务器系统中，业务计算量的增加，使得服务器核心部件如CPU（中央处理器：Central Processing Unit）、内存、硬盘等发热量变大，机器内部温度升高。由于核心部件所能承受的温度是有一定限制的，如果机器内部温度达到承受点，性能就会迅速降低，甚至会导致服务器不能使用，所以需要将这些热量排出。

服务器系统中，用于排热和散热的部件为风扇。风扇的转速是可以调控的，主板上的温度传感器通过监测主板上核心器件的温度，来控制风扇的转速，风扇转速的控制通过频率一定的PWM（脉冲宽度调制：Pulse Width Modulation）信号实现。PWM信号占空比（高电平在一个周期之内所占的时间比率）越高，风扇转速越大。当温度偏高时，会将PWM信号占空比调高并输出给风扇；当温度偏低时，会将PWM信号占空比调低并输出给风扇，这样就可以实现风扇转速的管控。但是，通常由于PWM信号的上升沿不是很完美，导致风扇转速调控不准确。

基于此，本发明提出了一种优化风扇转速监控精度的方法。旨在通过调整PWM控制信号的上升沿，使得风扇转速能够按照实际需求被精确的调控。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的优化风扇转速监控精度的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种优化风扇转速监控精度的方法，其特征在于：两个风扇的PWM控制信号PWM1和PWM2经过脉宽调制比较器，然后输出一个两者之间占空比相对较高的控制信号PWM12，随后控制信号PWM12经过两级级联的三极管放大之后输出控制信号PWM12_OUT至风扇，在控制信号PWM12_OUT输入至风扇之前，对控制信号PWM12_OUT的上升沿时间进行优化，风扇根据接收到的控制信号PWM12_OUT来调整风扇转速；

所述风扇的内部线路通过MOS管控制，控制信号PWM12_OUT通过MOS管接入风扇；所述MOS管对控制信号PWM12_OUT的高低电平进行识别与判断，计算高电平的持续时间，从而计算占空比，实现风扇转速的精确控制。

对所述控制信号PWM12_OUT的上升沿时间进行优化是通过调整进入风扇之前三极管集电极的上拉电阻阻值实现的；通过调整进入风扇之前三极管集电极的上拉电阻阻值，进而调整RC充电线路的时间，使RC充电常数变小，充电时间变短，上升沿变陡，从而提高PWM信号占空比的准确度，实现风扇转速的精确控制。

所述进入风扇之前三极管集电极的上拉电阻阻值缩小20倍，即可保证输出的控制信号PWM12_OUT的占空比与输入的PWM12的占空比保持一致，进而使风扇转速能够精确调控。

本发明的有益效果是：该优化风扇转速监控精度的方法，使进入风扇之前的风扇控制信号的占空比能够不失真的被风扇识别，进而精确的调整风扇转速，提高了产品的安全可靠性。

附图说明

附图1为本发明优化风扇转速监控精度的方法示意图。

附图2为大阻值下输出的风扇控制信号波形示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

该优化风扇转速监控精度的方法，两个风扇的PWM控制信号PWM1和PWM2经过脉宽调制比较器，然后输出一个两者之间占空比相对较高的控制信号PWM12，随后控制信号PWM12经过两级级联的三极管放大之后输出控制信号PWM12_OUT至风扇，在控制信号PWM12_OUT输入至风扇之前，对控制信号PWM12_OUT的上升沿时间进行优化，风扇根据接收到的控制信号PWM12_OUT来调整风扇转速；

所述风扇的内部线路通过MOS管控制，控制信号PWM12_OUT通过MOS管接入风扇；所述MOS管对控制信号PWM12_OUT的高低电平进行识别与判断，计算高电平的持续时间，从而计算占空比，实现风扇转速的精确控制。

对所述控制信号PWM12_OUT的上升沿时间进行优化是通过调整进入风扇之前三极管集电极的上拉电阻阻值实现的；通过调整进入风扇之前三极管集电极的上拉电阻阻值，进而调整RC充电线路的时间，使RC充电常数变小，充电时间变短，上升沿变陡，从而提高PWM信号占空比的准确度，实现风扇转速的精确控制。

当进入风扇之前三极管集电极的上拉电阻阻值较大时，即附图1中的电阻R4=10KΩ，附图2为大阻值下输出的风扇控制信号波形图。附图中，控制信号PWM12为脉宽调制比较器输出的控制信号波形，占空比为50%；控制信号PWM12_OUT为经过三极管放大之后输出的控制信号波形。

但是由于电阻R4的阻值较大，导致由电阻R4和MOS管组成的RC充电线路的充电时间常数较大，使得控制信号PWM12_OUT的上升时间变长；对于风扇来讲，首先会去识别前方输入的控制信号PWM12_OUT的高电平V_IH及低电平V_IL，然后计算出真实的占空比，进行风扇转速的调节。从附图2可以看出，风扇识别到的高电平V_IH及低电平V_IL如虚线部分所示，这就使得风扇实际识别到的占空比仅为40%，明显小于控制信号PWM12为50%的占空比。而此时风扇会按照40%的占空比去调节转速，进而使风扇转速要比实际需要的低。

为此，需要把RC充电线路的充电常数减小，才能使PWM12_OUT的上升沿时间变短。RC充电线路上MOS管相当于一个电容，可以改变的是电阻R4。将R4的阻值缩小20倍至470Ω，这样就可以保证输出的PWM12_OUT的占空比和输入的PWM12的占空比保持一致，风扇转速可以精确的调控。