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一种具有可编程出口的风扇

阅读:189发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种具有可编程出口的风扇专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 电子 芯片 散热 技术领域,本发明针对计算机执行不同任务时各部件的不同状态,调整 风 扇的出风口的方向和数量,提出了一种具有可编程出风口的风扇,特别是一种通过多层同心挡风圆筒之间的相对转动实现对出风口的方向和数量进行快速改变的风扇,包括:包括风扇控制 电路 接口 ,风扇控制电路,主 电机 ,风扇, 主板 信息接口,辅助电机控制电路,辅助电机,转动挡风圆筒, 轴承 ,固定挡风圆筒和固定夹具,本发明具有如下优点,解决了 水 冷 散热器 无法兼顾处理器周边部件散热这一问题,实现了风扇出风口的方向和数量可编程改变,提高了风压,降低了对风扇性能的要求,降低了风扇的转速和噪声。,下面是一种具有可编程出口的风扇专利的具体信息内容。

1.一种具有可编程出口的风扇,其特征在于:它包括风扇控制电路接口,风扇控制电路,主电机,风扇,主板信息接口,辅助电机控制电路,辅助电机,转动挡风圆筒,轴承,固定挡风圆筒和固定夹具,风扇控制电路接口的输出端与风扇控制电路的输入端连接,风扇控制电路的输出端与主电机的一个输入端连接,固定夹具的一个输出端与主电机的另一个输入端相连,主电机的一个输出端与风扇的输入端相连,主板信息接口的输出端与辅助电机控制电路的输入端相连,辅助电机控制电路的输出端与辅助电机的一个输入端相连,辅助电机的输出端与转动挡风圆筒的输入端相连,转动挡风圆筒的输出端与轴承的输入端相连,轴承的输出端与固定挡风圆筒的一个输入端相连,固定夹具的另一个输出端与固定挡风圆筒的另一个输入端相连,风扇控制电路通过风扇控制电路接口接收计算机处理器内温度传感器提供的处理器温度信息,控制主电机的转速,主电机带动风扇转动,风扇固定于处理器的上方,使气流呈平或斜下方吹向计算机主板的VRM 供电模组和M.2设备,主板信息接口接收计算机的运行状态信息和主板上各种传感器提供的信息,并传送给辅助电机控制电路,辅助电机控制电路根据以上信息生成控制辅助电机的驱动信号,辅助电机带动转动挡风圆筒从而控制出风口的方向和数量,主电机和固定挡风圆筒均通过固定夹具固定在计算机主板上;
所述的风扇控制电路接口用于在计算机主板或处理器的温度传感器和风扇控制电路之间建立电气连接,将计算机主板的温度传感器提供的信息提供给风扇控制电路,并侦测风扇的转速信息;
所述的风扇控制电路为数字脉冲宽度调制控制芯片,用于根据计算机主板或处理器的温度传感器提供的处理器温度信息对风扇的转速进行控制;
所述的主板信息接口为主板上常见的USB总线接口或华硕主板特有的NODE接口,用来向辅助电机控制电路传输计算机各个硬件状态;
所述的辅助电机控制电路内部包含微控制器和电机驱动芯片,用于将计算机各个硬件状态信息按照用户定义的策略和工作优先级生成电机驱动信号;
所述的辅助电机用于驱动转动挡风圆筒进行转动;
所述的转动挡风圆筒的筒壁的不同位置上具有挡住离心气流的挡板,其他位置可以使离心气流通过,工作时转动挡风圆筒与固定挡风圆筒进行同轴相对转动,转动挡风圆筒的通风位置与固定挡风圆筒的通风位置进行组合实现出风口的方向和数量的改变;
所述的轴承用于连接固定挡风圆筒和转动挡风圆筒,使两者能够平滑地相对转动;
所述的固定挡风圆筒的筒壁的不同位置上具有挡住离心气流的挡板,其他位置可以使离心气流通过,固定挡风圆筒的位置与计算机处理器固定;
所述的固定夹具使主电机和固定挡风圆筒固定在计算机主板上。
2.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的主电机为步进电机或直流电机或伺服电机
3.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的风扇为离心风扇或离心-轴流混合风扇,材料为金属或高分子聚合物纤维
4.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的转动挡风圆筒的材料为金属或高分子聚合物或碳纤维
5.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的固定挡风圆筒的材料为金属或高分子聚合物或碳纤维。
6.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的辅助电机为步进电机或直流电机或伺服电机。
7.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的转动挡风圆筒与辅助电机之间采用齿轮传动或链条传动或摩擦传动或皮带传动。
8.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的轴承为滚动轴承滑动轴承
9.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的轴承材料为金属或陶瓷或玻璃或高分子聚合物。
10.如权利要求1所述的一种具有可编程出风口的风扇,其特征在于:所述的固定夹具为金属或高分子聚合物。

说明书全文

一种具有可编程出口的风扇

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有可编程出风口的风扇,特别是一种通过多层同心挡风圆筒之间的相对转动实现对出风口的方向和数量进行快速改变的风扇。

背景技术

[0002] 用于计算机处理器散热散热器通过液体介质的循环流动和高热容提供了比风冷散热器更强的散热效果。但是水冷散热器存在着一个问题,以水冷头取代了风冷散热器,处理器周围的VRM 供电模组和M.2设备无法形成风道并充分带动机箱内空气的流动,无法得到充分散热。为了解决这个问题,台湾CRYORIG快睿科技的A系列混合水冷系统将一个直径为70mm,转速为1500-3000RPM,风量为25CFM的风扇与主板平面呈45度夹固定在水冷头上方,正对处理器一侧的供电电路进行吹风;台湾华硕电脑的RYUJIN系列一体水冷散热器的水冷头内包括一个与主板平面平行的,直径为60mm,转速为4800RPM,风量为19.41CFM的离心风扇。快睿科技的方案采用轴流风扇主要对处理器一侧的VRM 供电模组进行吹风散热,兼顾周围的器件;华硕电脑的方案可以对处理器三侧的VRM 供电模组和M.2设备进行同时吹风散热。但是由于风扇的尺寸限制,同时对三侧270度范围内进行吹风,造成散热效果不足且高转速风扇带来较高噪音。
[0003]  当计算机进行超频或计算密集型任务时,VRM 供电模组的温度较高,需要集中气流进行吹风散热;当计算机传输大量数据或执行I/O密集型任务时,M.2设备的温度较高,如不及时散热会降频使传输速率下降。如果能针对计算机执行不同任务时各部件的不同状态,调整风扇的出风口的方向和数量,可以大大降低对风扇性能和转速的要求,降低噪声。
[0004]  因此本发明提出了一种具有可编程出风口的风扇,特别是一种通过多层同心挡风圆筒之间的相对转动实现对出风口的方向和数量进行快速改变的风扇。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种具有可编程出风口的风扇,特别是一种通过多层同心挡风圆筒之间的相对转动实现对出风口的方向和数量进行快速改变的风扇。
[0006]  为实现上述目的,本发明采用技术方案是:它包括风扇控制电路接口,风扇控制电路,主电机,风扇,主板信息接口,辅助电机控制电路,辅助电机,转动挡风圆筒,轴承,固定挡风圆筒和固定夹具,风扇控制电路接口的输出端与风扇控制电路的输入端连接,风扇控制电路的输出端与主电机的一个输入端连接,固定夹具的一个输出端与主电机的另一个输入端相连,主电机的一个输出端与风扇的输入端相连,主板信息接口的输出端与辅助电机控制电路的输入端相连,辅助电机控制电路的输出端与辅助电机的一个输入端相连,辅助电机的输出端与转动挡风圆筒的输入端相连,转动挡风圆筒的输出端与轴承的输入端相连,轴承的输出端与固定挡风圆筒的一个输入端相连,固定夹具的另一个输出端与固定挡风圆筒的另一个输入端相连,风扇控制电路通过风扇控制电路接口接收计算机处理器内温度传感器提供的处理器温度信息,控制主电机的转速,主电机带动风扇转动,风扇固定于处理器的上方,使气流呈水平或斜下方吹向计算机主板的VRM 供电模组和M.2设备,主板信息接口接收计算机的运行状态信息和主板上各种传感器提供的信息,并传送给辅助电机控制电路,辅助电机控制电路根据以上信息生成控制辅助电机的驱动信号,辅助电机带动转动挡风圆筒从而控制出风口的方向和数量,主电机和固定挡风圆筒均通过固定夹具固定在计算机主板上。
[0007]  所述的风扇控制电路接口用于在计算机主板或处理器的温度传感器和风扇控制电路之间建立电气连接,将计算机主板的温度传感器提供的信息提供给风扇控制电路,并侦测风扇的转速信息;所述的风扇控制电路为数字脉冲宽度调制控制芯片,用于根据计算机主板或处理器的温度传感器提供的处理器温度信息对风扇的转速进行控制,由于市场上已有多种数字脉冲宽度调制控制芯片,此处工作原理不赘述;
所述的主电机为步进电机或直流电机或伺服电机
所述的风扇为离心风扇或离心-轴流混合风扇,材料为金属或高分子聚合物纤维
所述的主板信息接口为主板上常见的USB总线接口或华硕主板特有的NODE接口,用来向辅助电机控制电路传输计算机各个硬件状态,如处理器的温度,频率和使用率,显卡的温度,频率和使用率,风扇的转速,内存和硬盘状态等,此处工作原理不赘述;
所述的辅助电机控制电路内部包含微控制器和电机驱动芯片,用于将计算机各个硬件状态信息按照用户定义的策略和工作优先级生成电机驱动信号;
所述的辅助电机为步进电机或直流电机或伺服电机,此处工作原理不赘述,用于驱动转动挡风圆筒进行转动;
所述的转动挡风圆筒的筒壁的不同位置上具有挡住离心气流的挡板,其他位置可以使离心气流通过,工作时转动挡风圆筒与固定挡风圆筒进行同轴相对转动,转动挡风圆筒的通风位置与固定挡风圆筒的通风位置进行组合实现出风口的方向和数量的改变;
所述的轴承用于连接固定挡风圆筒和转动挡风圆筒,使两者能够平滑地相对转动,轴承为滚动轴承滑动轴承,材料为金属或陶瓷或玻璃或高分子聚合物;
所述的固定挡风圆筒的筒壁的不同位置上具有挡住离心气流的挡板,其他位置可以使离心气流通过,固定挡风圆筒的位置与计算机处理器固定;
所述的固定夹具为金属或高分子聚合物,使主电机和固定挡风圆筒固定在计算机主板上。
[0008]  本发明的工作原理是这样的:在使用时,主板信息接口将计算机各个硬件状态,如处理器的温度,频率和使用率,显卡的温度,频率和使用率,风扇的转速,内存和硬盘状态等传输给辅助电机控制电路,辅助电机控制电路按照用户定义的策略和工作优先级生成电机驱动信号使辅助电机驱动转动挡风圆筒进行转动,转动挡风圆筒的通风位置与固定挡风圆筒的通风位置进行组合实现出风口的方向和数量的改变,下面举例说明,例如计算机竖立时计算机主板上VRM供电模组分别位于处理器的上方和左方,M.2设备位于处理器的下方,风扇的出风口需要实现上,下,左,上左,下左,上下,上下左和关闭等八个方向状态的改变,因此固定挡风圆筒将筒壁均匀分成8等份,按顺时针顺序的1,5,7扇区为通风位置,转动挡风圆筒将筒壁均匀分成8等份,按顺时针顺序的2,4,7扇区为通风位置,当转动挡风圆筒顺时针转动0度时,实现了左侧出风,当转动挡风圆筒顺时针转动45度时,实现了上下出风,当转动挡风圆筒顺时针转动90度时,实现了上侧出风,当转动挡风圆筒顺时针转动135度时,实现了下左出风,当转动挡风圆筒顺时针转动180度时,实现了关闭,当转动挡风圆筒顺时针转动225度时,实现了上下左出风,当转动挡风圆筒顺时针转动270度时,实现了下侧出风,当转动挡风圆筒顺时针转动315度时,实现了上左出风,如需要对风扇出风口实现更精细的控制,可增加筒壁的等分数量或增加更多圆筒,风扇控制电路接口将计算机主板和处理器的温度传感器的信息传输给风扇控制电路,风扇控制电路控制主电机的转速,固定夹具使主电机和固定挡风圆筒固定在计算机主板上,当计算机进行超频或计算密集型任务时,VRM 供电模组的温度较高,出风口集中气流进行吹风散热,提高计算机的稳定性;当计算机传输大量数据或执行I/O密集型任务时,M.2设备的温度较高,出风口集中气流进行吹风散热,防止M.2设备降频使传输速率下降。
[0009]  本发明由于采用了上述技术方案,具有如下优点:1、解决了水冷散热器无法兼顾处理器周边部件散热这一关键问题;
2、首次实现了风扇出风口的方向和数量可编程改变;
3、通过压缩出风口的面积,提高了风压,降低了对风扇性能的要求,降低了风扇的转速和噪声。
[0010]  附图说明图1为本发明的结构框图
图2为本发明的一种结构示意图;
图3为本发明的另一种结构示意图;
图4为本发明的工作原理示意图。
[0011]  具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:如图1-4所示,风扇控制电路接口1,风扇控制电路2,主电机3,风扇4,主板信息接口5,辅助电机控制电路6,辅助电机7,转动挡风圆筒8,轴承9,固定挡风圆筒10和固定夹具11,风扇控制电路接口1的输出端与风扇控制电路2的输入端连接,风扇控制电路2的输出端与主电机3的一个输入端连接,固定夹具11的一个输出端与主电机3的另一个输入端相连,主电机3的一个输出端与风扇4的输入端相连,主板信息接口5的输出端与辅助电机控制电路6的输入端相连,辅助电机控制电路6的输出端与辅助电机7的一个输入端相连,辅助电机7的输出端与转动挡风圆筒8的输入端相连,转动挡风圆筒8的输出端与轴承9的输入端相连,轴承9的输出端与固定挡风圆筒10的一个输入端相连,固定夹具11的另一个输出端与固定挡风圆筒10的另一个输入端相连,风扇控制电路2通过风扇控制电路接口1接收计算机处理器内温度传感器提供的处理器温度信息,控制主电机3的转速,主电机3带动风扇4转动,风扇4固定于处理器的上方,使气流呈水平或斜下方吹向计算机主板的VRM 供电模组和M.2设备,主板信息接口5接收计算机的运行状态信息和主板上各种传感器提供的信息,并传送给辅助电机控制电路6,辅助电机控制电路6根据以上信息生成控制辅助电机7的驱动信号,辅助电机7带动转动挡风圆筒8从而控制出风口的方向和数量,主电机3和固定挡风圆筒10均通过固定夹具11固定在计算机主板上。
[0012]  所述的风扇控制电路接口1用于在计算机主板或处理器的温度传感器和风扇控制电路2之间建立电气连接,将计算机主板的温度传感器提供的信息提供给风扇控制电路2,并侦测风扇4的转速信息;
所述的风扇控制电路2为数字脉冲宽度调制控制芯片,用于根据计算机主板或处理器的温度传感器提供的处理器温度信息对风扇4的转速进行控制,由于市场上已有多种数字脉冲宽度调制控制芯片,此处工作原理不赘述;
所述的主电机3为步进电机或直流电机或伺服电机;
所述的风扇4为离心风扇或离心-轴流混合风扇,材料为金属或高分子聚合物或碳纤维
所述的主板信息接口5为主板上常见的USB总线接口或华硕主板特有的NODE接口,用来向辅助电机控制电路6传输计算机各个硬件状态,如处理器的温度,频率和使用率,显卡的温度,频率和使用率,风扇的转速,内存和硬盘状态等,此处工作原理不赘述;
所述的辅助电机控制电路6内部包含微控制器和电机驱动芯片,用于将计算机各个硬件状态信息按照用户定义的策略和工作优先级生成电机驱动信号;
所述的辅助电机7为步进电机或直流电机或伺服电机,此处工作原理不赘述,用于驱动转动挡风圆筒8进行转动;
所述的转动挡风圆筒8的筒壁的不同位置上具有挡住离心气流的挡板,其他位置可以使离心气流通过,工作时转动挡风圆筒8与固定挡风圆筒10进行同轴相对转动,转动挡风圆筒8的通风位置与固定挡风圆筒10的通风位置进行组合实现出风口的方向和数量的改变;
所述的轴承9用于连接固定挡风圆筒10和转动挡风圆筒8,使两者能够平滑地相对转动,轴承9为滚动轴承或滑动轴承,材料为金属或陶瓷或玻璃或高分子聚合物;
所述的固定挡风圆筒10的筒壁的不同位置上具有挡住离心气流的挡板,其他位置可以使离心气流通过,固定挡风圆筒10的位置与计算机处理器固定;
所述的固定夹具11为金属或高分子聚合物,使主电机3和固定挡风圆筒10固定在计算机主板上。
[0013]  本发明的工作原理是这样的:在使用时,主板信息接口5将计算机各个硬件状态,如处理器的温度,频率和使用率,显卡的温度,频率和使用率,风扇的转速,内存和硬盘状态等传输给辅助电机控制电路6,辅助电机控制电路6按照用户定义的策略和工作优先级生成电机驱动信号使辅助电机7驱动转动挡风圆筒8进行转动,转动挡风圆筒8的通风位置与固定挡风圆筒10的通风位置进行组合实现出风口的方向和数量的改变,下面举例说明,例如计算机竖立时计算机主板上VRM供电模组分别位于处理器的上方和左方,M.2设备位于处理器的下方,风扇的出风口需要实现上,下,左,上左,下左,上下,上下左和关闭等八个方向状态的改变,因此固定挡风圆筒10将筒壁均匀分成8等份,按顺时针顺序的1,5,7扇区为通风位置,转动挡风圆筒8将筒壁均匀分成8等份,按顺时针顺序的2,4,7扇区为通风位置,当转动挡风圆筒8顺时针转动0度时,实现了左侧出风,当转动挡风圆筒8顺时针转动45度时,实现了上下出风,当转动挡风圆筒8顺时针转动90度时,实现了上侧出风,当转动挡风圆筒8顺时针转动135度时,实现了下左出风,当转动挡风圆筒8顺时针转动180度时,实现了关闭,当转动挡风圆筒8顺时针转动225度时,实现了上下左出风,当转动挡风圆筒8顺时针转动270度时,实现了下侧出风,当转动挡风圆筒8顺时针转动315度时,实现了上左出风,如需要对风扇出风口实现更精细的控制,可增加筒壁的等分数量或增加更多圆筒,风扇控制电路接口1将计算机主板和处理器的温度传感器的信息传输给风扇控制电路2,风扇控制电路2控制主电机3的转速,固定夹具11使主电机3和固定挡风圆筒10固定在计算机主板上,当计算机进行超频或计算密集型任务时,VRM 供电模组的温度较高,出风口集中气流进行吹风散热,提高计算机的稳定性;当计算机传输大量数据或执行I/O密集型任务时,M.2设备的温度较高,出风口集中气流进行吹风散热,防止M.2设备降频使传输速率下降。
[0014]  本发明所述的转动挡风圆筒与辅助电机之间采用齿轮传动或链条传动或摩擦传动或皮带传动。
[0015]  本发明所述的转动挡风圆筒的材料为金属或高分子聚合物或碳纤维。
[0016]  本发明所述的固定挡风圆筒的材料为金属或高分子聚合物或碳纤维。
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