专利名称：一种风扇工作状况的检测方法和检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机的风冷散热技术，特别是涉及一种风扇工作状况的检 测方法和检测装置。
技术背景随着计算机技术日新月异的发展，用户对计算机性能的要求也越来越高， 尤其是一些特殊的用户，如游戏发烧友、小型工作站用户等，大型服务器用 户对于性能的要求更是不必再说。为此，计算机生产厂商一直在不断的推出 速度更快、性能更强的机型以满足用户日益高涨的需求。性能的提升带来了功耗的增加，因此要保证计算机正常工作，对散热性 能的要求也就越来越高了 。而整个系统的散热状况会直接影响到计算机的性能和稳定性，根据统计，8%的计算机故障是由散热不足引起的。目前绝大部分计算机采用的都是风冷(即风扇散热)的散热方式，因此， 为了提高散热性能，许多生产商采用了多系统风扇同时工作，来增加散热效 果。同时为了防止因风扇故障而导致系统散热不良进而危害到系统安全，很 多生产商采用了增加冗余风扇的方式，即增加一个备用系统风扇。备用风扇 平时是不工作的，只有在系统风扇发生故障时，才启动备用风扇，暂时替代 系统风扇，并启动报警，提醒用户更换风扇。这样，即使用户因某些原因来 不及马上更换系统风扇，系统的散热效果也不会下降。这可以说是比较安全 的一种设计，但是随之而来的还有以下几个问题备用风扇平时是不工作的，如果备用风扇因某些原因出现故障(非工作 期间)，系统是无法得知的。在这种情况下， 一旦系统风扇出现问题，备用风 扇也无法被启动，系统的散热效果便会下降。而且，如果系统风扇得不到及 时更换，有可能因系统的散热效果下降而导致系统工作不稳定。某些特殊的机箱设计无法提供备用风扇的安装位置， 一旦有系统风扇出 现故障，除非用户马上更换故障风扇，否则极有可能出现因系统的散热效果 下降而导致系统工作不稳定的情况。为了保证系统的散热效果，现有技术会对风扇进行检测，其一般方法是: 直接测量工作中的风扇转速，并判断风扇是否出现故障，如果判断结果为风 扇故障则启动报警或是使故障风扇的冷却对象上的其它风扇全速运行。具体 流程可以归纳为检测风扇速度…判断风扇出现故障----然后报警(或者同时 启动其他风扇全速运行)。然而，在实际使用过程中，系统风扇故障的绝大部分是因为风扇磁芯老化 或积尘造成的，这使风扇无法达到最大转速，而且提速慢，当磁芯老化或积 尘到一定程度，风扇在正常工作电压下转动很慢甚至根本不转。这样的话， 即使控制芯片已经给风扇发出全速运行的命令，风扇也无法达到其最大的散 热效果。从而导致系统散热效率低下，容易因散热不良而产生其他稳定性问 题。而且,如果风扇仍在转动，有转速输出，传统的检测方法根本无法判断系统 风扇是否故障(传统的检测方法一般只有在风扇停转的时候才认为是风扇故 障)。因此现有技术的检测只是简单的获取风扇转速，仅能检测到已经出现故 障的风扇，不能预知有故障风险的风扇，而等检测到故障发生时如果没有备 用风扇的话，会直接影响到系统性能，即使立即更换风扇，也会对正在进行 的工作带来影响。发明内容本发明的目的在于提供一种风扇工作状况的检测方法和检测装置，解决 现有技术不能在风扇发生故障前检测到有故障风险的风扇，不能对风扇故障 进行预警的技术问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种风扇工作状况的检测方法，其中， 包括如下步骤步骤一，控制风扇由最低转速跳变到最高转速，获取风扇的最高转速以 及跳变所需的最小缓冲时间；步骤二，将所述最高转速和最小缓冲时间分别与预设的转速门限和时间 门限进行比较，从而确定风扇是否能够继续保持正常工作，并对不能够保持 正常工作的风扇发出预警。
上述的方法，其中，所述步骤一包括步骤a，将系统对风扇的脉冲调制输出持续控制为低电平，使风扇达到最 低转速；步骤b，将系统对风扇的脉冲调制输出持续控制为高电平，使风扇达到最高转速；步骤c，将风扇由最低转速达到最高转速所需的时间作为最小缓冲时间，记录所述最小缓冲时间和风扇的最高转速。上述的方法，其中，所述步骤二包括步骤A，判断所述最高转速是否小于预设的转速门限，是则执行步骤C，否则执行步骤B;步骤B，判断所述最小缓冲时间是否大于预设的时间门限，是则执行步 骤C，否则结束本次检测；步骤c，确定风扇己不能够继续保持正常工作，有发生故障的风险，发出警报提醒用户及时更换风扇。上述的方法，其中，在所述步骤一之前，还包括设定每次检测的时间间 隔，以及设定所述转速门限和时间门限的步骤。为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种风扇工作状况的检测装置，其中，包括参数获取模块，用于控制风扇由最低转速跳变到最高转速， 获取风扇的最高转速以及跳变所需的最小缓冲时间；报警模块，用于将所述最高转速和最小缓冲时间分别与预设的转速门限和时间门限进行比较，从 而确定风扇是否能够继续保持正常工作，并对不能够保持正常工作的风扇发 出预警。上述的装置，其中，所述参数获取模块通过控制对风扇的脉冲调制输出， 来使风扇达到所述最低转速和所述最高转速。上述的装置，其中，所述参数获取模块通过检测风扇转速输出的引脚来 获取风扇的转速信息。上述的装置，其中，还包括参数设定模块，用于设定每次检测的时间间 隔，以及设定所述转速门限和所述时间门限。本发明的优点在于
本发明是通过特定的测试程序，使风扇完成一次由最低转速到最高转速 的的跳变(测试加速性能)。并根据读取到的风扇转速值对风扇的跳变响应速 度以及能达到的最大转速进行判断。如果所获得的值低于预设值，说明风扇 已经老化或者扇页积尘过多，不适宜继续工作(可能会出现故障)，提醒用户 及时更换风扇。这样用户可以在系统风扇发生故障之前对其进行更换，避免 因发生问题后再更换风扇对正在进行的工作所带来的影响。
图1为本发明方法的步骤流程图2为计算机系统风扇的接口图
图3为本发明提供的一个简单的风扇转速检测控制系统的示意图； 图4为本发明依据最大转速判断风扇老化程度的工作流程图。
具体实施例方式
风扇磁芯老化和积尘会使风扇无法达到最大转速，而且提速慢，而要积 累到发生故障的程度是需要一个过程的，达到一定程度以后才会出现失效， 使风扇在正常工作电压下转动很慢甚至根本不转，即风扇卡死。本发明针对 这一现象，提出了一种风扇工作状况的检测方法，图1为本发明方法的步骤 流程图，如图，本发明方法包括
步骤101，控制风扇由最低转速跳变到最高转速，获取风扇的最高转速 以及跳变所需的最小缓冲时间；
步骤102，将所述最高转速和最小缓冲时间分别与预设的转速门限和时 间门限进行比较，从而确定风扇是否能够继续保持正常工作，并对不能够保 持正常工作的风扇发出预警。
本发明通过以上步骤对风扇进行定期的检测，并且根据预先设定好的一 些参数来判断系统风扇的磁芯老化或积尘的程度，是否需要更换系统风扇等。 如果监测到系统风扇老化程度已经超过了可允许的范围，即通过声音或视觉 提示通知用户及时更换系统风扇。这样，用户就可以在风扇发生故障之前及 时釆取措施，防患于未然。相对传统的发生故障再报警的方式有了一定的进 步。
下面就以常用的4pin (引脚)系统风扇为例来说明一下本发明的具体实 现方式。图2为系统风扇的接口图，如图，风扇接口包括有四个引脚，第lpin 和第2pin分别为风扇的接地(GND)和电源输入(VCC)。第3pin为风扇转 速输出，通过这个信号，系统可以获知风扇当前的转速。第4pin为风扇转速 控制输入，系统可以通过这个pin对风扇转速进行调节和控制。 图3为一个简单的风扇转速检测控制系统的示意图，如图 当系统PWM (脉冲调制)控制输出为高电平时，风扇达到最高速度；当 系统PWM控制输出为低电平时，风扇达到系统可控的最低速度；当系统PWM 控制输出为频率一定的方波时，可以通过调节输出方波的占空比来控制风扇 的转速。一般来说，风扇由最低转速跳变到最高转速，是需要有一个缓冲时间的。 这跟风扇磁芯的机械特性，良好程度以及页片积尘厚度都有很大关系。对于一个磁芯的机械特性处于良好状态的的新风扇来说，当系统PWM 控制输出从持续的低电平变为持续的高电平后，风扇的转速可以很快的从低 转速或停止状态(部分风扇当PWM控制输出为低电平时，风扇转速为零) 达到它额定的最大转速Vmax，并以这个转速稳定的工作；而当风扇经过长时间的使用以后，磁芯老化。工作过程中，当系统PWM 控制输出从持续的低电平变为持续的高电平，风扇的反应很慢，而且无法达 到额定的最大转速Vmax。只能达到当前的最大转速vmax。因此，本发明通过测定风扇的最小缓冲时间和最大转速来获知风扇的老 化程度，并与预定值进行比较，就可以对风扇老化进行预警了。当然，对于风扇老化程度的判断，不但可以通过最小缓冲时间和最大转 速来综合评定，也可以单独依据其中一个作为判断标准。图4为本发明方法依据最大转速判断风扇老化程度的工作流程图。如果 vmax低于一定值，系统的散热效率将会变得很低，系统的稳定性也将难以得 到保障。因此，我们只要定期的检测系统风扇的vmax值，并且与我们预先 设定的门限值(比较转速Vset)进行比较，便可获知，系统风扇是否还能继 续正常工作。具体工作流程如下步骤401，启动后，设定比较转速Vset和检测间隔时间T。对于Vset和 T，系统有一个默认值。第一次启动时，如果用户没有进行设定，则会按照默
认值来进行比较和检测。用户进行设定后，所设定得值会保存在非易失性寄 存器中，除非寄存器掉电或者用户进行重新设定，下一次启动调入上一次设 定的值。步骤402，系统风扇控制PWM输出持续为低； 步骤403，经过一个延时，是风扇转速达到最低； 步骤404，系统风扇控制PWM输出持续为高；步骤405，经过一定的延时(系统风扇达到最高转速需要一定的时间)； 步骤406，系统读取风扇的当前最高转速vmax 。并将读取到的vmax值 与用户设定的门限值Vset比较。如果系统风扇当前最高转速vmax〉Vset，说 明风扇的磁芯老化程度还可以接受，风扇可以继续工作，转步骤408。如果 系统风扇当前最高转速vmax《Vset，说明风扇的磁芯老化程度比较严重， 可能会影响系统散热，转步骤407。步骤407，系统向用户发出报警信号，提醒用户及时更换风扇。 步骤40S，根据设定的检测间隔时间T，等待时间T后返回步骤402。 当然，对图4中的参数稍作变化，就可以以最小缓冲时间作为判断标准 评定风扇老化程度，或者以最小缓冲时间和最大转速来综合评定，在此不再 赘述。由上可知，本发明是通过特定的测试程序，使风扇完成一次由最低转速 到最高转速的的跳变(测试加速性能)。并根据读取到的风扇转速值对风扇的 跳变响应速度以及能达到的最大转速进行判断。如果所获得的值低于预设值， 说明风扇已经老化或者扇页积尘过多，不适宜继续工作(可能会出现故障)， 提醒用户及时更换风扇。这样用户可以在系统风扇发生故障之前对其进行更 换，避免因发生问题后再更换风扇对正在进行的工作所带来的影响。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种风扇工作状况的检测方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一，控制风扇由最低转速跳变到最高转速，获取风扇的最高转速以及跳变所需的最小缓冲时间；步骤二，将所述最高转速和最小缓冲时间分别与预设的转速门限和时间门限进行比较，从而确定风扇是否能够继续保持正常工作，并对不能够保持正常工作的风扇发出预警。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一包括 步骤a，将系统对风扇的脉冲调制输出持续控制为低电平，使风扇达到最低转速；步骤b，将系统对风扇的脉冲调制输出持续控制为高电平，使风扇达到 最高转速；步骤c，将风扇由最低转速达到最高转速所需的时间作为最小缓冲时间， 记录所述最小缓冲时间和风扇的最高转速。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括 步骤A，判断所述最高转速是否小于预设的转速门限，是则执行步骤C，否则执行步骤B;步骤B，判断所述最小缓冲时间是否大于预设的时间门限，是则执行步 骤C，否则结束本次检测；步骤C，确定风扇已不能够继续保持正常工作，有发生故障的风险，发 出警报提醒用户及时更换风扇。
4. 根据权利要求1、 2或3所述的方法，其特征在于，在所述步骤一之 前，还包括设定每次检测的时间间隔，以及设定所述转速门限和时间门限的
5. —种风扇工作状况的检测装置，其特征在于，包括 参数获取模块，用于控制风扇由最低转速跳变到最高转速，获取风扇的最高转速以及跳变所需的最小缓冲时间；报警模块，用于将所述最高转速和最小缓冲时间分别与预设的转速门限和时间门限进行比较，从而确定风扇是否能够继续保持正常工作，并对不 能够保持正常工作的风扇发出预警。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述参数获取模块通过控制对风扇的脉冲调制输出，来使风扇达到所述最低转速和所述最高转速。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参数获取模块通过检测风扇转速输出的引脚来获取风扇的转速信息。
8. 根据权利要求5、 6或7所述的装置，其特征在于，还包括参数设定 模块，用于设定每次检测的时间间隔，以及设定所述转速门限和所述时间门 限。
全文摘要
本发明公开了一种风扇工作状况的检测方法和检测装置，方法包括步骤一，控制风扇由最低转速跳变到最高转速，获取风扇的最高转速以及跳变所需的最小缓冲时间；步骤二，将所述最高转速和最小缓冲时间分别与预设的转速门限和时间门限进行比较，从而确定风扇是否能够继续保持正常工作，并对不能够保持正常工作的风扇发出预警。本发明是通过使风扇完成一次由最低转速到最高转速的跳变来测试风扇的加速性能和最大转速，可以在系统风扇发生故障之前对其进行预警，避免因发生问题后再更换风扇对正在进行的工作所带来的影响。
文档编号G06F11/30GK101211304SQ20061017156
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年12月30日
发明者彦 何, 岩 安 申请人:联想(北京)有限公司