专利名称：：一种温度调节装置及其温度调节方法
技术领域：
：本发明涉及一种温度调节装置及其温度调节方法。技术背景早期的数据通信等电子设备由于体积较大，处理器等发热量较高的部件主频相对较低，同时，厂商和用户对节能和设备噪音等问题不够重视，因此较少在设备中使用温度检测功能，而采用直流风扇对设备进行降温。通常做法是设备上电后风扇即全速运行，不检测温度，也不对风扇的转速进行控制。这种设备降温方式实现简单，但是系统噪音较大，浪费能源且无法监测当前系统温度。随着数据通信等数字设备的处理器主频不断加大，发热量也随之增大，因此降温风扇的转速也需相应增大，噪音和能耗已经不再是一个可以忽略的小问题。在这种情况下，通常采用CPU(Centralprocessingunit,中央处理器)或MCU(MicroControlUnit,微控制器)对可控变压器的电压进行控制，改变风扇驱动电源的电压以控制风扇的转速。但是，这种做法需要占用大量CPU资源，将导致系统整体性能下降，并且通过改变风扇的驱动电压对风扇转速进行控制的效率较低，电源消耗较大。
发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中温度调节装置及其温度调节方法的不足，提出一种使用可编程逻辑实现温度数据采集和风扇转速控制的温度调节装置及其温度调节方法。为了解决上述技术问题，本发明提供一种温度调节装置，包含温度检测单元、风扇以及用于驱动风扇的电源，其特征在于，该装置还包含系统时钟单元、可编程逻辑单元、MOS管；其中所述系统时钟单元用于生成系统时钟信号；所述可编程逻辑单元用于从所述温度检测单元读取温度值，从所述系统时钟单元获取系统时钟信号，并生成固定调制频率的驱动脉冲信号；其中驱动脉沖信号的驱动信号占空比与温度值相关联；所述MOS管的栅极接收上述驱动脉冲信号，源级和漏级连接在风扇及电源之间，用于在驱动脉沖信号的控制下周期性地导通或截止风扇和电源之间的电气连接。此外，该装置还包含电压转换单元，用于将所述可编程逻辑单元输出的驱动脉沖信号的电压转换为可驱动所述MOS管的栅极的导通或截止的工作电压。此外，所述电压转换单元为光电隔离单元。此外，所述驱动脉沖信号的调制频率在8至12赫兹之间。此外，所述MOS管为P沟道MOS管或N沟道MOS管；当使用P沟道MOS管时，对于较高的温度值，驱动信号占空比较低；当使用N沟道MOS管时，对于较高的温度值，驱动信号占空比较高。此外，所述MOS管的源级与所述电源相连，漏级与所述风扇相连。本发明还提供一种温度调节方法，应用于包含与MOS管的源级和漏级相连的电源和风扇的系统中，该方法包含如下步骤a)釆集温度数据；b)根据采集到的温度数据确定所对应的驱动脉冲信号的占空比P;c)生成固定调制频率且占空比为P的驱动脉沖信号至所述MOS管的栅极，控制所述电源和风扇之间电气连接的导通和截止。此外，所述MOS管为P沟道MOS管或N沟道MOS管；若采用P沟道MOS管，则在所述步骤b)中，对于较高的温度数据，采用较低的P值；若采用N沟道MOS管，则在所述步骤b)中，对于较高的温度数据，采用较高的P值。此外，在所述步骤a)之前还包含以下步骤采用统计方法确定所述驱动脉冲信号占空比的与温度或温度范围之间的对应关系表；并且在所述步骤b)中采用上述对应关系表确定P值。此外，该方法还包含步骤获取系统时钟信息；所述驱动脉冲信号的调制频率在8至12赫兹之间。由于本发明的温度调节方法使用可编程逻辑进行温度数据采集和风扇转速控制，实现了自动进行温度调节的功能，并节省了CPU及系统总线资源，节约了能源，降低了系统噪声。附困说明图l是本发明的温度调节装置的系统结构示意图；图2是本发明的温度调节方法的流程图。具体实施方式为了不占用过多的CPU及系统总线资源，本发明采用可编程逻辑，如CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice,复杂可编程逻辑器件)，FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)等电子器件实现温度数据采集和风扇转速控制等温度调节功能。下面将结合附图对本发明进行详细描述。图l是本发明的温度调节装置的系统结构示意图。如图l所示，本发明的温度调节装置包含温度检测单元、可编程逻辑单元、系统时钟单元、光电隔离单元、MOS(Metal-Oxide-Semiconductor,金属氧化物半导体)管、电源和风扇。其中温度检测单元，用于对设备温度进行测量。系统时钟单元，用于生成系统时钟信号。可编程逻辑单元，用于以一定的周期从温度检测单元读取设备温度值，根据温度值计算驱动信号占空比，并获取系统时钟，通过可编程逻辑单元的IO输出管脚输出特定调制频率和驱动信号占空比的驱动脉冲信号。该驱动脉冲信号为矩形方波。可编程逻辑单元与温度检测单元之间可采用一线总线相连。其中，可编程逻辑单元作为主设备，其I/O(Input/Output)接口连接在一线总线上。光电隔离单元，用于将可编程逻辑单元的输出电压与MOS管的驱动电压相匹配，同时将可编程逻辑单元与外部大电流或高电压相隔离，以保护可编程逻辑单元。若不考虑对可编程逻辑单元的保护作用，可使用电压转换单元代替光电隔离单元。由于可编程逻辑单元的IO管脚输出电压通常为1.8V或3.3V,无法直接驱动MOS管，因此需要经光电隔离将其转化为5V的驱动电压。此外，光电隔离单元通常通过在输入端配置发光二极管作发光源，在输出端配置光敏三极管作受光器，工作时以光作为媒介来传递信息，因而输入和输出在电气上是完全隔离的，这样可避免瞬间大电流或高电压对可编程逻辑器件造成损坏。MOS管，用于根据栅极的驱动电压使源级和漏级处于截止或导通状态。MOS管的栅极与光电隔离单元相连，接收光电隔离单元发送的驱动脉沖信号，MOS管的源级与风扇电源相连，漏级与风扇相连。若使用P沟道MOS管时，当栅极的驱动脉冲信号为低电平时，MOS管为导通状态，风扇电源驱动风扇转动；当栅极的驱动脉冲信号为高电平时，MOS管为截止状态。若使用N沟道MOS管，当栅极的驱动脉冲信号为高电平时，MOS管为导通状态，风扇电源驱动风扇转动；当栅极的驱动脉沖信号为低电平时，MOS管为截止状态。风扇用于对设备温度进行调节。电源用于对风扇提供驱动电源。在MOS管栅极驱动脉沖信号的控制下，风扇的驱动电源被调制成特定频率和电源占空比的矩形方波。若使用P沟道MOS管，逻辑高电平驱动信号占空比=1-电源占空比；若^f吏用N沟道MOS管，逻辑高电平电源占空比=电源占空比。此外，大量实验数据表明，当风扇的驱动电压的脉沖波形频率为8至12赫兹时，同一电源占空比下驱动风扇的降温效率最高。因此，上述可编程逻辑单元输出的驱动脉冲信号的调制频率也为8至12赫兹。图2是本发明的温度调节方法的流程图。如图2所示，本发明的温度调节方法包含以下步骤101:温度检测单元测量设备温度；102:可编程逻辑单元采集设备温度数据；若可编程逻辑单元与温度斥企测单元之间采用一线总线相连，可编程逻辑单元模拟一线总线时序来实现对温度检测单元的读写操作，从而实现对当前温度数据的采集。103:可编程逻辑单元根据采集的温度数据确定所需驱动脉沖信号的占空比(即驱动信号占空比)；驱动信号占空比的确定可通过查表的方式确定，例如，通过以下温度-占空比表确定温度或温度范围所对应的占空比，该表列出了在不同温度下，采用P沟道MOS管(PMOS)和N沟道MOS管(NMOS)对应的驱动信号占空比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上述温度-占空比表通常通过统计方式获得，其中每个温度或温度范围所对应的占空比值可以是固定的，也可以根据设备的外部环境或其它因素的变化动态调整。例如，当设备的通风条件发生变化时，可通过人工等方式动态调整表中的占空比值。104:根据确定的驱动信号占空比值生成特定调制频率的驱动脉沖信号至MOS管基极，控制电源和风扇之间电气连接的导通和截止。权利要求1、一种温度调节装置，包含温度检测单元、风扇以及用于驱动风扇的电源，其特征在于，该装置还包含系统时钟单元、可编程逻辑单元、MOS管；其中所述系统时钟单元用于生成系统时钟信号；所述可编程逻辑单元用于从所述温度^r测单元读取温度值，从所述系统时钟单元获取系统时钟信号，并生成固定调制频率的驱动脉沖信号；其中驱动脉沖信号的驱动信号占空比与温度值相关联；所述MOS管的栅极接收上述驱动脉冲信号，源级和漏级连接在风扇及电源之间，用于在驱动脉冲信号的控制下周期性地导通或截止风扇和电源之间的电气连4妻。2、如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，该装置还包含电压转换单元，用于将所述可编程逻辑单元输出的驱动脉冲信号的电压转换为可驱动所述MOS管的斥册极的导通或截止的工作电压。3、如杈利要求2所述的温度调节装置，其特征在于，所述电压转换单元为光电隔离单元。4、如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述驱动脉冲信号的调制频率在8至12赫兹之间。5、如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述MOS管为P沟道MOS管或N沟道MOS管；当^f吏用P沟道MOS管时，对于较高的温度值，驱动信号占空比较低；当使用N沟道MOS管时，对于较高的温度值，驱动信号占空比较高。6、如权利要求1所述的温度调节装置，其特征在于，所述MOS管的源级与所述电源相连，漏级与所述风扇相连。7、一种温度调节方法，应用于包含与MOS管的源级和漏级相连的电源和风扇的系统中，该方法包含如下步骤a)采集温度数据；b)根据采集到的温度数据确定所对应的驱动脉冲信号的占空比P;c)生成固定调制频率且占空比为P的驱动脉沖信号至所述MOS管的栅极，控制所述电源和风扇之间电气连接的导通和截止。8、如权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于，所述MOS管为P沟道MOS管或N沟道MOS管；若釆用P沟道MOS管，则在所述步骤b)中，对于较高的温度数据，采用较低的P值；若采用N沟道MOS管，则在所述步骤b)中，对于较高的温度数据，采用较高的P值。9、如权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于，在所述步骤a)之前还包含以下步骤采用统计方法确定所述驱动脉冲信号占空比的与温度或温度范围之间的对应关系表；并且在所述步骤b)中采用上述对应关系表确定P值。10、如权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于，该方法还包含步骤获取系统时钟信息；所述驱动脉沖信号的调制频率在8至12赫兹之间。全文摘要一种温度调节装置，包含温度检测单元、风扇以及用于驱动风扇的电源，该装置还包含系统时钟单元、可编程逻辑单元、MOS管；其中系统时钟单元用于生成系统时钟信号；可编程逻辑单元用于从所述温度检测单元读取温度值，从系统时钟单元获取系统时钟信号，并生成固定调制频率的驱动脉冲信号；驱动脉冲信号的驱动信号占空比与温度值相关联；MOS管的栅极接收上述驱动脉冲信号，源极和漏极连接在风扇及电源之间，用于在驱动脉冲信号的控制下周期性地导通或截止风扇和电源之间的电气连接。本发明的温度调节装置使用可编程逻辑进行温度数据采集和风扇转速控制，实现了自动进行温度调节的功能，节省了系统资源，节约了能源，降低了系统噪声。文档编号G05D23/19GK101145058SQ200710097950公开日2008年3月19日申请日期2007年4月23日优先权日2007年4月23日发明者王凤彬,巍石申请人:中兴通讯股份有限公司