一种风扇预警装置以及电子设备的制作方法

1.本说明书涉及通信技术领域，尤其涉及一种风扇预警装置以及电子设备。


背景技术：

2.随着电子技术领域的发展，可靠性被视为电子设备的重要指标之一。在电子设备工作过程中，电器元件产生热量，随着热能的积累，会导致电子设备的温度上升。在电子设备中，通常通过内部部署的风扇进行散热，因此，如何预测风扇的使用寿命，并在风扇寿命将至的情况下，以新的风扇替代原有风扇，避免风扇因寿命到期而停止工作带来的散热效率的下降，将直接影响电子设备的可靠性。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种风扇预警装置以及电子设备。
4.结合本说明书实施方式的第一方面，本技术提供了一种风扇预警装置，包括：采样电阻以及监控单元；
5.采样电阻和电子设备中的风扇串联在供电端和接地端之间；
6.监控单元与采样电阻并联，并与风扇的转速反馈线相连，监控单元用以对采样电阻两端的电流和电压进行采集；
7.在监控单元中预先存储有风扇转速和采样功率之间的比值范围，在通过转速反馈线采集到的风扇转速与根据采集到的电流和电压所确定的采样功率之间的比值超出比值范围时，输出告警信号。
8.可选的，监控单元，包括：
9.采集电路，用于对采样电阻两端的电流和电压进行采集；
10.运算模块，用于接收风扇的转速反馈线发送的风扇转速，并计算风扇转速与采样功率之间的比值；
11.存储器，用于预先存储风扇转速与采样功率之间的比值范围；
12.比较器，用于在采集的风扇转速和采样功率的比值超出比值范围时，输出告警信号。
13.可选的，监控单元，还包括计时器；
14.在计时器接收到告警信号超出预设的计时时间时，对外输出告警信号。
15.可选的，监控单元，还包括告警模块；
16.告警模块在接收到告警信号时，进行告警。
17.可选的，告警模块包括：蜂鸣器和指示灯中的至少一者。
18.结合本说明书实施方式的第二方面，本技术提供了一种电子设备，包括至少一个风扇以及上述任一项的风扇预警装置。
19.本说明书的实施方式提供的技术方案可以包括以下有益效果：
20.本说明书实施方式中，在风扇或风扇组外设置采样电阻，通过监控单元对采样电阻的电路参数进行采集，从而确定风扇的采样功率，并接收风扇所发送的风扇转速，在监控单元中预先存储风扇转速和采样功率之间的比值范围，在根据采集到的风扇转速和采样功率确定风扇工作时的工作比值超出预先存储的比值范围时，进行告警，以使工作人员能够准确地得知风扇寿命将至的时间，从而避免风扇寿命到期停止工作所带来的电子设备故障，提升了电子设备的可靠性。
21.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
22.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施方式，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
23.图1是本技术所涉及的一种风扇预警装置的结构示意图；
24.图2是本技术的实施方式所涉及的监控单元的结构示意图；
25.图3是本技术的另一实施方式所涉及的监控单元的结构示意图。
具体实施方式
26.这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。
27.本技术提供了一种风扇预警装置，如图1所示，包括：采样电阻r以及监控单元。在设置有风扇的电子设备中，包含有供电端vcc和接地端gnd，风扇的一端，通过采样电阻r连接到供电端vcc和接地端gnd中的一者，另一端直接连接到供电端vcc和接地端gnd中的另一者。也就是说，采样电阻r和电子设备中的风扇串联在供电端vcc和接地端gnd之间。需要说明的是，风扇并不限于单体的一个风扇，也包含串联或并联设置的、由多个单体的风扇组成的风扇组，在如图1所示的结构中，仅以一个风扇的形式对外展示。
28.监控单元与采样电阻r并联，并与风扇的转速反馈线s相连，监控单元用以对采样电阻r两端的电流和电压进行采集。通过对电流和电压的采集，监控单元可以计算出流过采样电阻r的功率，该功率后续称为采样功率。基于该采样功率可以反映出风扇的功率所产生的变化。
29.该监控单元，可以包含一体式的芯片，来实现采样、运算和比较等功能，也可以通过多个器件搭建来实现上述功能，比如，包含有采样电路、运算模块、存储器、比较器和计数器等等，具体的设置方式不做限制。
30.在监控单元中预先存储有风扇转速和采样功率之间的比值范围，在通过转速反馈线s采集到的风扇转速与根据采集到的电流和电压所确定的采样功率之间的比值超出比值范围时，输出告警信号。
31.在电子设备运行时，可以通过监控单元对风扇不同转速下的采样功率进行采集，并以表格等形式记录在监控单元中。具体实现可以是先控制电子设备启动，并完成初始化等过程，使其置于正常工作的状态下，此时，风扇处于稳定的工作状态；此后，通过监控单元
对采样电阻r的电流和电阻进行采样，获取采样功率，并基于从风扇的转速反馈线s所获取到的风扇转速建立与采样功率之间的对应关系，该对应关系可以记录到监控单元中，或存储器中；之后，电子设备可以按照一定的间隔调整风扇转速，并逐一获取风扇转速和采样功率之间的对应关系进行记录。通过风扇转速和采样功率之间的对应关系，可以计算出二者的比值。在监控单元中，可以设置一个预设的系数，基于该系数和比值可以计算出一个比值范围，比如系数设置为0.8，即在比值和系数的乘积范围内，都可以认定该风扇寿命尚足以使用，而如果超出该乘积范围则认为风扇寿命将至，需要进行更换，后续将该乘积范围称为比值范围。系数设置可以根据比值的规则而设置，比如比值定为风扇转速/采样功率，则比值设置为小于1的值，而如果比值定为采样功率/风扇转速，则比值设置为大于1的值，对此不做限制。
32.在监控单元通过采集采样电阻r的电流和电压并计算出采样功率后，基于转速反馈线s接收到的转速可以计算出二者的比值，并通过该比值与监控单元中预先存储的比值范围进行比较，可以确定是否风扇是否已经出现了严重的老化，寿命将至的问题。如果已经达到，则可以输出告警信号，以提示工作人员进行风扇的更换，避免由于寿命到期风扇停止工作，从而导致电子设备散热效果下降引起电子设备故障的问题。
33.该告警信号可以输出到电子设备之外，也可以是输出到电子设备中的其他单元或模块，以实现对于工作人员的通知。比如，在电子设备中的处理器接收到告警信号后，可以通过电子设备中运行的管理软件进行通知，也可以通过在监控单元中单独设置的告警模块实现告警，对此不做限制。
34.可选的，该监控单元，如图2所示，可以包括：
35.采集电路，用于对采样电阻两端的电流和电压进行采集，可以选用电流和电压采集芯片等方式实现。
36.运算模块，用于接收风扇的转速反馈线s发送的风扇转速，并计算风扇转速与采样功率之间的比值，该运算模块需要和采集电路的输出端相连接，并与风扇的转速反馈线s连接。运算模块可以选用成熟的运算芯片实现，其包含多个输入端，分别连接采集电路的输出端以及转速反馈线s。在运算模块接收到风扇转速以及采集功率后，可以计算出二者的比值。
37.存储器，用于预先存储风扇转速与采样功率之间的比值范围，该比值范围可以来源于电子设备启动初期采样计算所获取，也可以是根据以往的测试数据导入，对此不做限制。该存储器需要具备一定的查找能力，可以与运算模块或转速反馈线s相连，以获取到风扇转速，基于该风扇转速进行查找，以确定与风扇转速相近的比值范围。比如在存储器中可以以表格的形式记录一个风扇转速与对应的采样功率，在存储器接收到一个风扇转速时，可以以该风扇转速作为键值进行查表，以在表中获取风扇转速与采样功率进行输出，该存储器中还可以存储对应的系数，该系数可以一并输出到运算模块。
38.比较器，用于在采集的风扇转速和采样功率的比值超出比值范围时，输出告警信号。比较器分别连接到存储器和运算模块的输出端，接收运算输出的比值以及存储器所存储的对应的比值范围。
39.最终，在比较器比较了比值范围以及实际运算得到的比值后，确定该比值是否超出了比值范围。如果超出，则比较器输出告警信号以提示工作人员风扇寿命下降已经很严
重，需要更换，如果未超出，则无需进行处理，等待下一次判断即可。以此，实现对于风扇寿命的提前预警。
40.可选的，监控单元，还包括计时器，该计时器可以连接到监控单元的输出端，比如，可以是比较器的输出端，该输出端用以输出告警信号，当然，如果监控单元为一体化的芯片，则可以直接连接到监控单元的输出端，对此不做限制。
41.在计时器中可以预设一个计时时间，比如5秒。在计时器接收到告警信号时，启动计时，在这一过程中，该告警信号不会输出到实现告警的器件。这是由于在一些情况下，可能误触发告警信号，直接输出进行告警可能会出现误诊断的情形。在计时器接收到告警信号超出预设的计时时间时，对外输出告警信号。由于告警信号已经维持了一段时间(5秒，即计时时间)，那么可以确定该告警信号并非是误触发而产生的，需要进行告警。
42.可选的，如图3所示，监控单元，还包括告警模块。也就是说，监控单元中可以直接设置有告警模块，比如，比较器的输出端可以直接连接到该告警模块中实现告警，从该输出端接收告警信号。
43.告警模块在接收到告警信号时，进行告警，以使工作人员能够确认风扇寿命即将到期。
44.可选的，告警模块包括：蜂鸣器和指示灯中的至少一者。除此之外，告警模块还可以是其他实现告知功能的器件或电路等。
45.相对应的，本技术提供了一种电子设备，包括至少一个风扇或风扇组以及上述任一项的风扇预警装置。
46.该电子设备可以为个人电脑、交换设备、路由设备、防火墙设备以及服务器等，对此不做限制。
47.本说明书的实施方式提供的技术方案可以包括以下有益效果：
48.本说明书实施方式中，在风扇或风扇组外设置采样电阻，通过监控单元对采样电阻的电路参数进行采集，从而确定风扇的采样功率，并接收风扇所发送的风扇转速，在监控单元中预先存储风扇转速和采样功率之间的比值范围，在根据采集到的风扇转速和采样功率确定风扇工作时的工作比值超出预先存储的比值范围时，进行告警，以使工作人员能够准确地得知风扇寿命将至的时间，从而避免风扇寿命到期停止工作所带来的电子设备故障，提升了电子设备的可靠性。
49.应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
50.以上所述仅为本说明书的较佳实施方式而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

技术特征：
1.一种风扇预警装置，其特征在于，包括：采样电阻以及监控单元；所述采样电阻和电子设备中的风扇串联在供电端和接地端之间；所述监控单元与所述采样电阻并联，并与所述风扇的转速反馈线相连，所述监控单元用以对所述采样电阻两端的电流和电压进行采集；在所述监控单元中预先存储有风扇转速和采样功率之间的比值范围，在通过转速反馈线采集到的风扇转速与根据采集到的电流和电压所确定的采样功率之间的比值超出对应关系的范围时，输出告警信号。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监控单元，包括：采集电路，用于对所述采样电阻两端的电流和电压进行采集；运算模块，用于接收所述风扇的转速反馈线发送的风扇转速，并计算风扇转速与采样功率之间的比值；存储器，用于预先存储风扇转速与所述采样功率之间的比值范围；比较器，用于在采集的风扇转速和采样功率的比值超出比值范围时，输出告警信号。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述监控单元，还包括计时器；在所述计时器接收到所述告警信号超出预设的计时时间时，对外输出所述告警信号。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述监控单元，还包括告警模块；所述告警模块在接收到告警信号时，进行告警。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述告警模块包括：蜂鸣器和指示灯中的至少一者。6.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个风扇以及权利要求1-5任一项所述的风扇预警装置。

技术总结
本说明书提供一种风扇预警装置以及电子设备，涉及通信技术领域。一种风扇预警装置，包括：采样电阻以及监控单元；采样电阻和电子设备中的风扇串联在供电端和接地端之间；监控单元与采样电阻并联，并与风扇的转速反馈线相连，监控单元用以对采样电阻两端的电流和电压进行采集；在监控单元中预先存储有风扇转速和采样功率之间的比值范围，在通过转速反馈线采集到的风扇转速与根据采集到的电流和电压所确定的采样功率之间的比值超出比值范围时，输出告警信号。通过上述装置，能够对风扇的寿命进行前期预警，从而提升电子设备的可靠性。从而提升电子设备的可靠性。从而提升电子设备的可靠性。


技术研发人员：程振
受保护的技术使用者：新华三信息安全技术有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/5/25