[发明专利]控制电子系统中的风扇的系统和方法

说明书

背景技术

封入机箱内的电子系统生成通常由风扇耗散的热，该风扇将空气经过机箱中的通风口排出。如果散热量例如由于风扇的故障或者通风口的阻塞而减少，则可能出现对系统中的电子部件的损坏。

附图说明

可以参照以下附图更好地理解本公开内容的许多方面。附图中的部件未必按比例绘制，而是着重于清楚地图示本公开内容的原理。

图1是根据如这里公开的控制风扇的系统和方法的一个实施例的电子系统的透视直观图。

图2是描述来自图1的电子系统的气流特性的曲线图。

图3是包括来自图1的风扇和风扇监视器逻辑的框图。

图4是图示了来自图1的风扇监视器逻辑的一个实施例的操作的流程图。

图5是来自图1的电子系统的硬件框图。

具体实施方式

图1是电子系统的透视直观图。电子系统100包括机箱110、风扇120和一个或者多个电子部件130。风扇120包含于机箱110内并且设置成沿着路径140生成气流，从而空气流过风扇120、流经部件130并且流出一个或者多个槽150或者孔160。因此，部件130中积累的热被耗散。

特定电子系统100的设计作为部件130、槽150和孔160在机箱110内的放置的结果而产生对气流的一定量的阻力（称为反压力或者阻抗）。风扇120必须克服这一反压力以便移动空气经过电子系统100。当灰尘和污垢聚集于电子系统100内时或者当电子系统100放置于阻止空气进入或者退出槽150和孔160的位置（例如靠近墙壁放置）时反压力增加。反压力的增加意味着风扇120在相同速度下移动更少的空气，或者（换而言之）必须旋转得更快以移动相同量的空气。

电子系统100也包括风扇监视器逻辑170，其监视反压力的增加并且如果反压力达到阈值则产生报警。（虽然逻辑170在图1中驻留于风扇120上，但是这仅是出于图示的目的，并且逻辑170可以在物理上位于系统100内的任何地方。）风扇监视器逻辑170不直接测量反压力，而是结合关于电子系统100的特性尤其是关于经过电子系统100的期望气流的先验知识使用风扇120的当前状态来间接确定反压力。

图2是描述电子系统100的气流特性的曲线图。水平轴代表气流速率（立方英尺每分钟），而垂直轴代表电子系统100内的反压力。针对特定输入电压的风扇曲线210绘制在不同反压力下由风扇产生的气流。在反压力为零时产生最大气流（曲线的右侧），并且气流随着反压力的增加而减少，其中气流在反压力为某一量时为零（曲线的左侧）。风扇曲线210A描述特定风扇在4.2伏特的行为，以及风扇曲线210B描述相同风扇在4.8伏特的行为。

目标气流区220指示适合于电子系统100的冷却需要的经过电子系统100的气流的范围。通常，系统设计者基于由电子系统100产生的热计算适当的气流范围。另外，由于可以根据风扇速度计算风扇气流，所以也可以按照风扇速度T_min至T_max而不是按照气流来限定目标气流区220。在图2中所示示例中，目标气流区220A在3700与4300之间（对于向风扇输入4.2V）。

比在风扇速度T_min产生的气流更少的气流可以指示系统反压力高于希望的或者风扇本身磨损，任一情况都造成温度增加和部件故障的概率增加。因此，风扇监视器逻辑170检测风扇速度何时低于T_min并且生成报警。

风扇监视器逻辑170的一些实施例在表或者其它数据结构中存储风扇速度阈值T_min和/或T_max。如上所述，每个风扇速度阈值与风扇控制输入值（例如电压）相关联。在一些实施例中，使用多个表，每个风扇控制输入值有一个表（例如3.5V表、4.0V表、4.2V表、5.0V表等）。在其它实施例中，用于多个风扇控制输入值的风扇速度阈值全都存储于相同表中，其中该表的具体部分与每个风扇控制输入值关联（例如，第一条目指示用于3.5V的阈值、第二条目指示用于4.0V的阈值等）。本领域普通技术人员应当理解，风扇速度阈值可以存储于任何形式的非易失性储存器（包括诸如硬盘等的辅助存储机构）中。

可以用各种方式填充风扇速度阈值表。在电子系统100的一些实施例中，（例如在制造之后）测试具体样式（make）/型号的电子系统100以针对电子系统100的冷却需要确定适当的风扇速度阈值，然后用这些阈值填充该样式/型号的每个实例。也就是说，阈值是产品特有的、而不是个体系统所特有的。