JPH1011176A - マイクロプロセッサチップ用冷却ファンを備えたコンピュータシステム及びその冷却ファン制御方法 - Google Patents

マイクロプロセッサチップ用冷却ファンを備えたコンピュータシステム及びその冷却ファン制御方法

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JPH1011176A
JPH1011176A JP9027212A JP2721297A JPH1011176A JP H1011176 A JPH1011176 A JP H1011176A JP 9027212 A JP9027212 A JP 9027212A JP 2721297 A JP2721297 A JP 2721297A JP H1011176 A JPH1011176 A JP H1011176A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロプロセッサチップ用冷却ファンの不
要な電力消耗及び騒音発生を防止する。 【解決手段】 本発明はマイクロプロセッサチップ用冷
却ファンの制御機能を有するコンピュータシステム及び
その冷却ファン制御方法に関するものである。マイクロ
プロセッサチップが動作する間に発生する熱を放熱する
ために使用される冷却ファンの回転速度を,コンピュー
タシステムの電源管理モード(通常動作モード,スタン
バイモード,スリープモード又はサスペンドモード)に
応じて,多段階的に制御することにより,冷却ファンに
よる不要な電力消耗を防止することが可能となり,また
冷却ファンの動作による騒音を減少させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,マイクロプロセッ
サチップ用冷却ファンの回転速度を制御する機能を有す
るコンピュータシステム及びその冷却ファンの制御方法
に関するものであり,具体的にはマイクロプロセッサチ
ップの動作中に発生する熱を冷却するために使用される
冷却ファンの回転速度を電源管理モードに応じて最適に
制御することにより,冷却ファンの電力消費を減少させ
ることが可能な携帯用コンピュータシステム用冷却ファ
ン制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年,コンピュータシステムの性能は高
速の発展を重ねており,かかる発展は,コンピュータシ
ステムの中央処理装置の発展に大きく依存している。中
央処理装置として使用されるマイクロプロセッサチップ
は,8ビット,16ビット,32ビット,64ビット…
といった具合に,その単位処理ビット数を年々増加させ
ている。また,高周波数のクロックを使用することによ
って,マイクロプロセッサチップの処理速度をさらに高
速にする試みも行われている。この結果,今日では大量
のデータを高速に処理できるようになっている。
【0003】ところで,データの処理速度を増加させる
ために高周波数のクロックを使用するマイクロプロセッ
サチップは,電源が入力されて動作している間に,その
特性上高熱を発生する。マイクロプロセッサチップが過
熱すると,誤動作が生じるおそれがあり,さらにひどい
場合には,チップの内部回路が破壊されるおそれもあ
る。かかる事態を回避するために,現在のコンピュータ
システムには,動作中高熱を発生するマイクロプロセッ
サチップを冷却するための冷却ファンが設けられてい
る。
【0004】図1に,上記冷却ファンを備えた従来のコ
ンピュータシステムの概略的な構成を示す。図1に示す
ように,従来の冷却ファンを備えたコンピュータシステ
ムは,外部常用AC電源から入力された電力を所定のD
C電源に変換して供給する電源供給部10と,電源供給
部10からの電力供給を制御する電源管理部12と,デ
ータ格納用記憶装置30と,中央処理装置としてのCP
U32と,CPU32を冷却するための冷却ファン20
と,外部装置とのインタフェースのためのインタフェー
ス部36と,ビデオ出力を制御するビデオ制御部38と
から主に構成されている。さらに,インタフェース部3
6には,入力装置40と周辺装置42が接続されてお
り,ビデオ制御部38には表示装置50が接続されてい
る。
【0005】以上のように構成された従来のコンピュー
タシステムでは,システムへの電源入力とともに冷却フ
ァン20に電源が供給されて冷却動作を開始する。ま
た,同時に,CPU32,すなわちマイクロプロセッサ
チップも動作を開始し,発熱し始め,かかる発熱が冷却
ファン20によって冷却されていく。
【0006】かかる冷却ファン20の詳細な構造が図2
に示されている。図示のように,CPUとして使用され
るマイクロプロセッサチップ32の上部に,発熱板を有
するヒートシンク22が装着され,その上にさらに冷却
ファン20が装着されている。マイクロプロセッサチッ
プ32が発熱すると,ヒートシンク22にその熱が伝達
され,さらに冷却ファン20によってその熱が大気中へ
放熱される。
【0007】一方,最近のコンピュータシステムは,不
必要な電力消費を減少させるために,電源管理(パワー
マネージメント)機能を備えている。かかる電源管理機
能は,図3に示すように,通常5段階の電源管理モード
で区分されている。
【0008】図3に示すように,通常動作モードは,電
源管理のための装置及びすべてのサブシステム,例えば
ハードディスクドライブ,モニタなどに電力が供給され
ている状態である。そして,かかる通常動作モード時に
は,マイクロプロセッサチップは通常の高周波数のクロ
ックで動作する。かかる通常動作モードは,コンピュー
タシステムの通常使用時に実行され,その間,電源管理
機能はディスエーブル状態である。スタンバイモード
は,一定期間の間,コンピュータシステムが使用されな
い場合に実行されるモードで,例えば,一定期間の間,
キー入力が発生しない場合,マイクロプロセッサチップ
の動作周波数を所定値以下の低周波数に切り替えて,サ
ブシステムの電力消費を最大限抑えて電力消費を最大に
減少させるモードである。スリープモードは,マイクロ
プロセッサチップに電力は供給するが,動作周波数を遮
断し,通常動作モードに復帰するために必要なサブシス
テム以外のサブシステムへの電力供給をすべて遮断する
モードである。サスペンドモードは,マイクロプロセッ
サに供給される電力を遮断するとともに,通常動作モー
ドに復帰するために必要なサブシステム以外のサブシス
テムへの電力供給をすべて遮断するモードである。そし
て電力オフモードは,コンピュータシステムの電力供給
をすべて遮断するモードである。
【0009】このように,最近のコンピュータシステム
は,電源管理機能により,その動作状態に応じた電力制
御を行うことにより,不必要な電力消費を最大限に抑制
するような省電力設計がなされている。
【0010】再び,図1を参照すると,電源供給部10
は,外部から入力された常用AC電源を各種電圧レベル
(例えば,±5V,±12V,…)のDC電圧に変換し
て,コンピュータシステムの各部分へ供給する。その際
に,電源管理部12は,上述した電源管理機能により,
コンピュータシステムの動作モードに応じて,電源供給
部10からの電力の供給/遮断を制御する。
【0011】そして,コンピュータシステムの中央処理
装置であるマイクロプロセッサチップは,上述した電源
管理モードに応じて,高周波数のクロック,低周波数の
クロック,又は電源供給が遮断される多段階の動作状態
を持つようになる。
【0012】ここで,マイクロプロセッサチップは,通
常動作モードで動作する場合だけに,高周波数のクロッ
クで動作するので高熱が発生し,スタンバイモードの場
合には,低周波数のクロックに動作するので相対的に低
い熱が発生する。さらに,スリープモードやサスペンド
モードでは,ほとんど発熱しない。
【0013】しかし,図1を参照すれば明らかなよう
に,従来のコンピュータシステムでは,冷却ファン20
は,上述した電源管理モードとは関係なしに動作するよ
うに構成されている。すなわち,従来のコンピュータシ
ステムの冷却ファン20は,電源供給部10から直接電
源が供給されているので,電源供給部(10)のオン/
オフに連動してオン/オフされるに過ぎない。
【0014】従って,電源管理モードに応じてマイクロ
プロセッサチップの動作状態が変更され,発熱状態が低
くなっても,冷却ファン20は同一動作を継続すること
になる。その結果,従来のコンピュータシステムでは,
冷却ファンによって不必要な電力消費が行われ,その上
冷却ファンの動作による騒音が継続的に発生するという
問題点があった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,従来のコン
ピュータシステムが有する上記問題点に鑑みて成された
ものであり,その目的は,マイクロプロセッサチップの
冷却ファンの回転速度を電源管理モードに応じて制御す
ることが可能な新規かつ改良されたコンピュータシステ
ム及び冷却ファンの制御方法を提供することである。
【0016】本発明のさらに別の目的は,冷却ファンに
よる不必要な電力消費及び騒音発生を防止することが可
能な新規かつ改良されたコンピュータシステム及び冷却
ファンの制御方法を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,本発明の第1の観点によれば,マイクロプロセッサ
チップ及びそのマイクロプロセッサチップを冷却する冷
却ファンを備えるとともに,その動作状態に応じて,少
なくとも通常動作モード,スタンバイモード,スリープ
モード及びサスペンドモードの中から選択された電源管
理モードで駆動される低消費電力型のコンピュータシス
テムが提供される。そして,このコンピュータシステム
は,請求項1に記載のように,AC電圧を複数の電圧レ
ベルのDC電圧に変換して出力する電源供給部と,コン
ピュータシステムの動作モードを検出してその動作モー
ドに応じて相互に周波数の異なる第1駆動信号及び/又
は第2の駆動信号を出力する電源管理モード検出部と,
入力された第2駆動信号を所定期間の間遅延させる遅延
回路と,入力された第1駆動信号又は第2駆動信号に応
じて冷却ファンに電源管理モードに応じた冷却ファン駆
動電圧を供給して冷却ファンの回転速度を制御する冷却
ファン駆動部とを備えたことを特徴としている。
【0018】さらに,請求項2によれば,上記電源管理
モード検出部60は,電源管理モードがスタンバイモー
ドの場合には,第2駆動信号fds2を出力して遅延時
間が経過した後に第1駆動信号fds1の出力を中止
し,電源管理モードがスリープモード又はサスペンドモ
ードの場合には,所定の遅延時間が経過した後に第2駆
動信号fds2の出力を中止するように構成することが
好ましい。
【0019】さらに,上記駆動部70は,例えば請求項
3に記載のように,第1駆動信号fds1及び第2駆動
信号fds2が入力される入力端に一端子が接続される
抵抗R1と,その抵抗R1の他端にベース端子が接続さ
れエミッタ端子が接地されたNPN型トランジスタQ1
と,そのNPN型トランジスタQ1のコレクタ端子に一
端が接続された抵抗R2と,その抵抗R2の他端にベー
ス端子が接続されてエミッタ端子に所定の電源電圧が印
加されるトランジスタQ2と,このトランジスタQ2の
ベース端子とエミッタ端子間に接続される抵抗R3と,
このトランジスタQ2のコレクタ端子に一端が接続され
て他端が接地された抵抗R4と,その抵抗R4に並列に
接続されたキャパシタC1とを含んで構成され,前記ト
ランジスタQ2のコレクタ端子は前記冷却ファン20に
接続されたコネクタ(CON)の一端に接続されるよう
に構成することができる。
【0020】上記課題を解決するために,本発明の第2
の観点によれば,マイクロプロセッサチップ及びそのマ
イクロプロセッサチップを冷却する冷却ファンを備える
とともに,その動作状態に応じて,少なくとも通常動作
モード,スタンバイモード,スリープモード及びサスペ
ンドモードの中から選択された電源管理モードで駆動さ
れる低消費電力型のコンピュータシステムの冷却ファン
の制御方法が提供される。そして,この冷却ファンの制
御方法は,請求項4に記載のように,コンピュータシス
テムの電源管理モードを判断し,電源管理モードが通常
動作モードの場合には,マイクロプロセッサを駆動する
相対的に高周波数のクロックに対応した通常速度で冷却
ファンを回転駆動し,これに対して,電源管理モードが
スタンバイモードの場合には,所定の遅延時間が経過し
た後にマイクロプロセッサを駆動する相対的に低周波数
のクロックに対応した低速度で冷却ファンを回転駆動
し,さらに,電源管理モードがスリープモード又はサス
ペンドモードの場合には,所定の遅延時間が経過した後
に冷却ファンの動作を停止させるように制御が行われる
ことを特徴としている。
【0021】以上のような構成によれば,通常動作モー
ドの場合にのみ,冷却ファンは通常の速度で動作し,ス
タンバイモードでは,冷却ファンは通常速度以下の低速
で動作し,さらに,スリープモード及びサスペンドモー
ドでは,冷却ファンはその動作を停止する。このよう
に,本発明によれば,コンピュータシステムの電源管理
モードに応じて,冷却ファンの回転速度が最適に調節さ
れるので,スタンバイモードでは冷却ファンの電力消費
を減じることが可能となり,さらにスリープモードやサ
スペンドモードでは,冷却ファンへの電力供給を遮断す
るので,全体的には,冷却ファンの電力消費を減らすこ
とができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら本
発明にかかるマイクロプロセッサチップ用冷却ファンの
回転速度を制御する機能を有するコンピュータシステム
及びその冷却ファン制御方法の好適な実施形態について
詳細に説明する。
【0023】図4には,本発明の実施の一形態にかかる
冷却ファン制御装置の概略的なブロック図が示されてい
る。図4に示すように,この冷却ファン制御装置は,電
源供給部10と,電源管理モード検出部60と,冷却フ
ァン駆動部70と,遅延部80と,冷却ファン20とか
ら主に構成されている。
【0024】電源管理モード検出部60は,コンピュー
タシステムに電源が供給される状態すなわち,電源管理
モードによる電源供給部10の電源供給状態を判断し
て,冷却ファン駆動のための所定の第1及び第2駆動信
号fds1,fds2中,該当される駆動信号を出力す
る。
【0025】駆動部70は,第1及び第2駆動信号fd
s1,fds2中,該当される駆動信号を受けて,これ
に応じた駆動電源を冷却ファン20に供給する。この駆
動部70の詳細回路図が図5に示されている。
【0026】駆動部70は,第1及び第2駆動信号fd
s1,fds2が入力される入力端にその一端が接続さ
れる抵抗R1と,その他端にベース端子が接続されると
ともにエミッタ端子が接地されたNPN型トランジスタ
Q1と,そのトランジスタQ1のコレクタ端子にその一
端が接続された抵抗R2と,その抵抗R2の他端にベー
ス端子が接続されるとともにエミッタ端子に所定の電源
電圧12Vが印加されるPNP型トランジスタQ2と,
そのトランジスタQ2のベース端子とエミッタ端子間に
接続された抵抗R3と,そのトランジスタQ2のコレク
タ端子に一端が接続されて他端が接地された抵抗R4
と,その抵抗R4に並列に接続されたキャパシタC1と
から主に構成される。なお,トランジスタQ2のコレク
タ端子は冷却ファン20と接続されるコネクタ(CO
N)の一端に接続され,コネクタCONの他端は接地さ
れている。
【0027】以上のように構成された駆動部70は,電
源管理モード検出部60から第1及び第2駆動信号fd
sq,fds2のいずれか一方が入力されて動作される
が,その動作関係は次のようである。
【0028】まず,電源管理モードが通常動作モードで
ある場合には,電源管理モード検出部60から通常動作
するマイクロプロセッサチップの高速の動作周波数に対
応した第1駆動信号fds1が駆動部70へ入力され
る。ここで,第1駆動信号fds1は,マイクロプロセ
ッサチップの動作周波数に対応した高周波数のクロック
信号である。
【0029】第1駆動信号fds1が所定のハイレベル
電圧でトランジスタQ1のベース端子に印加されると,
トランジスタQ1はターンオンする。次いで,トランジ
スタQ2のベース端子にはローレベル電圧が印加され
て,トランジスタQ2がターンオンすると,コネクタC
ONを介して冷却ファン20に電源が供給され,冷却フ
ァン20が動作する。このように,通常動作モードで
は,マイクロプロセッサチップの高速の動作周波数に対
応して,冷却ファン20も高速で動作する。
【0030】一方,電源管理モードがスタンバイモード
の場合には,前記電源管理モード検出部60から第2駆
動信号fds2が遅延部80に入力される。遅延部80
は,入力された第2駆動信号fds2を所定期間の間遅
延させてから駆動部70に出力する。このとき,電源管
理モード検出部60は,第1駆動信号fds1の出力を
中止する。
【0031】第2駆動信号fds2が入力されると,駆
動部70は,上述した動作を実行して,所定の電源を冷
却ファン20に供給する。その際,マイクロプロセッサ
チップはスタンバイモードで低周数で動作しており,第
2駆動信号fds2もこれに対応した低周波数のクロッ
ク信号であるので,冷却ファン20は低速で動作する。
その結果,スタンバイモードの場合に,冷却ファン20
による電力消費及び騒音が減少される。
【0032】これに対して,コンピュータシステムがス
リープモード(又はサスペンドモード)で動作している
場合には,電源管理モード検出部60は,所定期間の遅
延後,第2駆動信号fds2の出力を中断する。その結
果,冷却ファン20の動作が停止する。従って,スリー
プモードやサスペンドモードの場合には,冷却ファン2
0が駆動しないので,冷却ファン20による電力消費が
抑えられるとともに,騒音も発生しない。
【0033】次に,本実施の形態にかかるマイクロプロ
セッサチップの冷却ファン制御装置の制御方法につい
て,図6を参照しながら詳細に説明する。
【0034】図6に示すように,まず,工程S100
で,コンピュータシステムの電源管理モードの種類(通
常動作モード,サスペンドモード,スリープモード又は
サスペンドモードが判断される。
【0035】そして,コンピュータシステムが通常動作
モードで動作している場合には,工程S200に進み,
高周波数のクロックで動作するマイクロプロセッサチッ
プの発熱を除去するように,通常速度で冷却ファンが回
転駆動される。これに対して,コンピュータシステムが
スタンバイモードで動作している場合には,マイクロプ
ロセッサチップの発熱量は比較的小さいので,工程S3
00に進み,所定の遅延時間が経過した後に,工程S3
20に進み,比較的に低いマイクロプロセッサチップの
動作周波数に対応するように,比較的低速度で冷却ファ
ンを駆動させる。そして,コンピュータシステムがスリ
ープモード又はサスペンドモードで動作している場合に
は,マイクロプロセッサチップの発熱は無視できるの
で,工程S400に進み,所定の遅延時間が経過した後
に,さらに工程S420に進み,冷却ファンの動作を停
止させる。
【0036】本発明によれば,コンピュータシステムの
電源管理モードに応じて冷却ファンの回転速度が最適に
制御されるので,冷却ファンの不必要な電力消費及び騒
音の発生が減少し,モードによっては無くなる。
【0037】以上添付図面を参照しながら本発明の好適
な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限
定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載さ
れた技術的思想の範疇内において,各種の変更例又は修
正例に想到しうることは明らかであり,それらについて
も本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0038】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で,コンピュータシステムの電源管理モードに無関に動
作された従来のマイクロプロセッサチップの冷却ファン
とは異なり,電源管理モードに応じて異なる動作周波数
で動作するマイクロプロセッサチップの特性に従い,冷
却ファンの動作速度が多段階に制御されるので,冷却フ
ァンによって発生される不必要な電力消費及び騒音の発
生を減少あるいは遮断する優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の冷却ファンを備えたコンピュータシステ
ムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図2】従来のコンピュータシステムに実装されるマイ
クロプロセッサチップ用冷却ファンの構造を示す斜視図
である。
【図3】代表的な電源管理モードに応じたコンピュータ
システムの動作状態を示す説明図である。
【図4】本発明の好適な実施形態にかかるコンピュータ
システムのマイクロチップ用冷却ファン制御装置の概略
的なブロック図である。
【図5】図4に示す冷却ファン制御装置の詳細回路図で
ある。
【図6】本発明の好適な実施形態にかかるマクロチップ
用冷却ファンの制御方法の概略的な流れ図である。
【符号の説明】
10 電源供給部 12 電源管理部 20 冷却ファン 22 ヒートシンク 30 記憶装置 32 CPU 34 システムバス 36 インタフェース 38 ビデオ制御部 40 入力装置 42 周辺装置 50 表示装置 60 電源管理モード検出部 70 冷却ファン駆動部 80 遅延部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロプロセッサチップ及びそのマイ
    クロプロセッサチップを冷却する冷却ファンを備えると
    ともに,その動作状態に応じて,少なくとも通常動作モ
    ード,スタンバイモード,スリープモード及びサスペン
    ドモードの中から選択された電源管理モードで駆動され
    る低消費電力型のコンピュータシステムにおいて:AC
    電圧を複数の電圧レベルのDC電圧に変換して出力する
    電源供給部と;前記コンピュータシステムの動作モード
    を検出し,その動作モードに応じて,相互に周波数の異
    なる第1駆動信号及び/又は第2の駆動信号を出力する
    電源管理モード検出部と;入力された前記第2駆動信号
    を,所定期間の間,遅延させる遅延回路と;入力された
    前記第1駆動信号又は第2駆動信号に応じて,前記冷却
    ファンに,電源管理モードに応じた冷却ファン駆動電圧
    を供給し,前記冷却ファンの回転速度を制御する冷却フ
    ァン駆動部と;から成ることを特徴とする,マイクロプ
    ロセッサチップ用冷却ファンを備えたコンピュータシス
    テム。
  2. 【請求項2】 前記電源管理モード検出部60は,前記
    電源管理モードがスタンバイモードの場合には,前記第
    2駆動信号fds2を出力し,前記遅延時間が経過した
    後,前記第1駆動信号fds1の出力を中止し,前記電
    源管理モードがスリープモード又はサスペンドモードの
    場合には,所定の遅延時間が経過した後,前記第2駆動
    信号fds2の出力を中止することを特徴とする,請求
    項1に記載のマイクロプロセッサチップ用冷却ファンを
    備えたコンピュータシステム。
  3. 【請求項3】 前記駆動部70は,前記第1駆動信号f
    ds1及び第2駆動信号fds2が入力される入力端に
    一端子が接続される抵抗R1と,その抵抗R1の他端に
    ベース端子が接続されエミッタ端子が接地されたNPN
    型トランジスタQ1と,そのNPN型トランジスタQ1
    のコレクタ端子に一端が接続された抵抗R2と,その抵
    抗R2の他端にベース端子が接続されてエミッタ端子に
    所定の電源電圧が印加されるトランジスタQ2と,この
    トランジスタQ2のベース端子とエミッタ端子間に接続
    される抵抗R3と,このトランジスタQ2のコレクタ端
    子に一端が接続されて他端が接地された抵抗R4と,そ
    の抵抗R4に並列に接続されたキャパシタC1とを含ん
    で構成され,前記トランジスタQ2のコレクタ端子は前
    記冷却ファン20に接続されたコネクタ(CON)の一
    端に接続されるように構成されていることを特徴とす
    る,請求項1又は2に記載のマイクロプロセッサチップ
    用冷却ファンを備えたコンピュータシステム。
  4. 【請求項4】 マイクロプロセッサチップ及びそのマイ
    クロプロセッサチップを冷却する冷却ファンを備えると
    ともに,その動作状態に応じて,少なくとも通常動作モ
    ード,スタンバイモード,スリープモード及びサスペン
    ドモードの中から選択された電源管理モードで駆動され
    る低消費電力型のコンピュータシステムの冷却ファンの
    制御方法であって:前記コンピュータシステムの電源管
    理モードを判断する工程と;前記電源管理モードが通常
    動作モードの場合には,前記マイクロプロセッサを駆動
    する相対的に高周波数のクロックに対応した通常速度で
    前記冷却ファンを回転駆動する工程と;前記電源管理モ
    ードがスタンバイモードの場合には,所定の遅延時間が
    経過した後,前記マイクロプロセッサを駆動する相対的
    に低周波数のクロックに対応した低速度で前記冷却ファ
    ンを回転駆動する工程と;前記電源管理モードがスリー
    プモード又はサスペンドモードの場合には,所定の遅延
    時間が経過した後,前記冷却ファンの動作を停止させる
    工程と;から成ることを特徴とする,マイクロプロセッ
    サチップ用冷却ファンの制御方法。
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