CN101562038A - 一种硬盘的温度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬盘的温度控制方法及装置，其中，方法包括以下步骤：a.系统上电，检测硬盘当前温度；b.如果检测到的硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，导通硬盘电源，并进入步骤d；否则，向主板发送复位信号以锁住主板，进入步骤c；c.对硬盘进行加热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，停止对硬盘加热，导通硬盘电源，解锁主板；d.启动系统。装置相应地具有检测模块、执行模块和控制模块。实施本发明的硬盘的温度控制方法及装置可以使普通硬盘(如最低工作温度0℃)可靠的工作在低温环境下(如－20℃)；而且可以灵活搭配多种主板和机箱，在多种恶劣环境下都可以稳定可靠的工作；本装置对计算机系统的电源类型没有特殊要求，无论常规的ATX电源还是工业上使用的AT电源，或者其它特殊类型的电源都可以使用。

Description

一种硬盘的温度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及温度控制方法及装置，更具体地说，涉及一种硬盘的温度控制方法及装置。

背景技术

在计算机领域中，普通硬盘需要维持在一定温度范围内才能正常工作。硬盘工作时电机带动硬盘盘片高速旋转，通过磁头臂的摆动读取盘片数据。普通硬盘由于存储材料和机械结构的限制，在低温环境下(例如0℃以下)，硬盘转动部分的润滑剂将处于半凝固状态，此时启动硬盘过程中机械动作阻力加大，相应的驱动电流也同时加大，轻则硬盘无法正常工作、丢失数据，重则损坏硬盘自身电源和机械传动机构。然而，在工控领域和军工领域，有些情况下硬盘必须在低温的环境下工作。这种情况下就需要使硬盘所处的温度环境保持在最低工作温度以上。

现有技术中，硬盘生产厂商通过在硬盘内部传动机构使用低凝节点润滑剂，同时改进材料，解决低温下硬盘工作问题，但是，其成本高，需要硬盘生产厂商通过内部改进实现，不利于大批量生产。非硬盘生产厂商(如设备厂商)无法实现这一技术，有一定的局限性。对于通过整机系统加温以解决低温下硬盘工作问题，是将计算机机箱作为一个封闭空间，在主板上增加温度探测电路，使低温下对机箱内部空间整体进行加温，从而达到硬盘工作所需的温度。需要单独开发主板和机箱，增加了开发时间和难度。由于需要使用特定的主板和机箱，可移植性差，不利于大批量生产。另外，机箱空间较大的情况下使箱内温度上升所需的热能较大，消耗电源功率较大，不利于节能环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种硬盘的温度控制方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种硬盘的温度控制方法，包括以下步骤：

a、系统上电，检测硬盘当前温度；

b、如果检测到的硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，导通硬盘电源，并进入步骤d；否则，向主板发送复位信号以锁住主板，进入步骤c；

c、对硬盘进行加热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，停止对硬盘加热，导通硬盘电源，解锁主板；

d、启动系统。

在本发明所述的硬盘的温度控制方法中，所述步骤d包括以下步骤：

d1、检测硬盘当前温度；

d2、如果检测到的硬盘当前温度低于硬盘正常工作温度范围，进入步骤d3；如果检测到的硬盘当前温度高于硬盘正常工作温度范围，进入步骤d4；

d3、对硬盘进行加热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，并进入步骤d1；

d4、对硬盘进行散热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，并进入步骤d1。

根据本发明的另一个方面，提供一种硬盘的温度控制装置，其包括：检测模块，用于检测硬盘当前温度；控制模块，用于采集和处理由检测模块发送的温度检测信号，驱动执行模块；执行模块，可根据控制模块发送的控制信号，导通或切断硬盘电源，向主板发送复位信号以锁住主板，或解锁主板，并可对硬盘进行加热或散热，调整硬盘的当前温度，使之处于硬盘正常工作温度范围内。

在本发明所述的硬盘的温度控制装置中，所述检测模块包括温度传感器；所述控制模块包括比较器I、比较器II和微控制处理器；所述执行模块包括：开关电路、驱动电路、振荡电路、加热装置、散热装置；其中，温度传感器用于采集硬盘的当前温度，并将温度检测信号发送到比较器I和比较器II；比较器I和比较器II分别用于将温度检测信号与各自的基准值比较后，将比较值信号发送到微控制处理器；微控制处理器根据比较器I和比较器II分别输出的比较值信号，分别向开关电路、振荡电路和驱动电路发送控制信号；开关电路用于导通或关断硬盘供电电源；驱动电路用于驱动加热装置对硬盘进行加热，或驱动散热装置对硬盘进行散热；振荡电路用于向主板发送复位信号，以锁住主板。

在本发明所述的硬盘的温度控制装置中，所述执行模块还包括电子继电器，其用于将振荡电路发送的复位信号转换成无极性的开关信号再发送给主板。

在本发明所述的硬盘的温度控制装置中，所述执行模块还包括加热指示灯，其用于根据振荡电路的频率进行闪烁指示。

在本发明所述的硬盘的温度控制装置中，所述加热装置设置在硬盘的上表面，其包括从上至下依次设置的保温层、加热层和导热层；所述散热装置是散热风扇或散热器。

在本发明所述的硬盘的温度控制装置中，所述保温层由保温材料制成，加热层是加热膜，导热层是导热铜片，温度传感器是薄膜热敏电阻。

优选的，所述振荡电路包括第一振荡电路和第二振荡电路，其中，第一振荡电路用于控制复位信号的发送，第二振荡电路用于控制加热指示灯，第一振荡电路的频率是6～10Hz，第二振荡电路的频率是1.5Hz。

实施本发明的硬盘的温度控制方法及装置，具有以下有益效果：可以使普通硬盘(如最低工作温度0℃)可靠的工作在低温环境下(如-20℃)；而且可以灵活搭配多种主板和机箱，在多种恶劣环境下都可以稳定可靠的工作；本装置对计算机系统的电源类型没有特殊要求，无论常规的ATX电源还是工业上使用的AT电源，或者其它特殊类型的电源都可以使用。通过使用本发明的硬盘的温度控制方法及装置，生产商避免了使用高成本的宽温硬盘，不需要对硬盘内部作特殊处理，原材料容易获得，适合批量生产。本发明温度控制装置可用于标准的5”硬盘盒，不需要配合特殊的主板和机箱，搭配常规主板和机箱就可以使用，适合在多种样式的机箱和多种功能的主板上使用。而且本发明单独针对硬盘进行加温，加温效率高，节能环保。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明硬盘的温度控制装置一实施例的电路框图。

具体实施方式

本发明的技术方案实现了一种低成本的硬盘温度控制装置和实现方法。在温度过低的情况下，按下计算机电源按钮后，对硬盘预先加温，探测到硬盘当前温度满足要求后再给硬盘加载电源，同时启动计算机系统并停止加温。进入系统后实时探测硬盘温度，温度过低则再次进行加温，温度过高则启动风扇进行散热。

在本发明的硬盘的温度控制方法中，其包括以下步骤：a、按下计算机系统电源按钮后，系统上电，这时电源给计算机供电的同时也开始对硬盘盒内的温度控制模块供电，当位于硬盘电机位置的检测模块检测到硬盘温度正常时则通过控制电路立即给硬盘供电，计算机正常启动；在实施中，特别使用温度探头检测硬盘当前温度；b、如果检测到的硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，硬盘温度控制装置将导通硬盘电源，并进入步骤d；否则，将不导通硬盘电源，保护硬盘的安全，向主板发送复位信号以锁住主板，进入步骤c；c、对硬盘进行加热，随着加温过程的延续，硬盘盘体温度将逐步上升，当检测模块检测到硬盘当前温度达到硬盘正常工作温度范围后，温度控制装置将自动停止对硬盘加热，导通对硬盘电源的供电，同时释放主板的复位信号以解锁主板；d、计算机正常启动。

计算机启动后，温度控制装置仍然对硬盘实时监控，一旦发现硬盘温度低于硬盘正常工作温度范围，则温度控制装置将在计算机正常工作工程中启动对硬盘的加热，直至温度再次恢复正常。这个过程不影响计算机的工作。当检测模块检测到硬盘温度偏高，即温度探头检测到硬盘温度约20摄氏度时，则温度控制装置将启动风扇进行散热。此过程不影响计算机工作。即在计算机正常启动后，步骤d包括以下步骤：d1、检测硬盘当前温度；d2、如果检测到的硬盘当前温度低于硬盘正常工作温度范围，进入步骤d3；如果检测到的硬盘当前温度高于硬盘正常工作温度范围，进入步骤d4；d3、对硬盘进行加热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，并进入步骤d1；d4、对硬盘进行散热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，并进入步骤d1。

如图1所示，在本发明的一实施例中，该硬盘的温度控制装置包括：检测模块，用于检测硬盘当前温度；控制模块，用于采集和处理由检测模块发送的温度检测信号，驱动执行模块；执行模块，可根据控制模块发送的控制信号，导通或切断硬盘电源，向主板发送复位信号以锁住主板，或解锁主板，并可对硬盘进行加热或散热，调整硬盘的当前温度，使之处于硬盘正常工作温度范围内。其中，硬盘电源控制逻辑的核心在于按下电源按钮后不能立即给硬盘加电，而是要预先判定硬盘温度，温度不能满足最低要求则不提供硬盘电源，但在系统运行过程中如果温度降低到最低要求以下则不能断开硬盘电源。使用复位信号控制主板的目的在于硬盘保护期间阻止主板启动，阻止在显示屏上显示出异常信息。为兼容不同类型的主板，复位信号需要使用固定频率的脉冲信号，且在保证复位信号被可靠识别的前提下间隔时间尽量短。另外，为了简化电路设计，将提供给硬盘的5V电源同时用来做复位信号的使能。也就是，不给硬盘供电的情况下就给主板发复位信号，给硬盘供电就停止向主板发复位信号。为提高本装置的可靠性，可在硬盘供电的5V电源提供后延迟一个复位信号周期再停止复位信号。

在实施中，检测模块包括温度传感器，特别以薄膜热敏电阻作为温度探头，检测硬盘的温度；控制模块包括比较器I、比较器II和微控制处理器，工作中，温度传感器采集到温度检测信号后，输入至比较器I和II的两组负相输入端，比较器I和II分别构成两个独立的滞回比较器电路，跳变点分别设置为硬盘正常工作温度范围的下限和需要启动硬盘散热系统温度的上限。比较器I的输出直接控制执行模块中的加热装置的开启与停止，实现低温下对硬盘加温的动作，比较器I和比较器II的输出分别作反相后，再控制执行模块中散热风扇的开启与停止，实现高温下开启散热风扇进行散热的动作。执行模块包括：开关电路、驱动电路、振荡电路、加热装置、散热装置；在实施中，散热装置可以是散热风扇或散热器，特别地，为了简单起见，可以将散热器实施为散热铜片；振荡电路包括第一振荡电路和第二振荡电路，其中，第一振荡电路用于控制复位信号的发送，第二振荡电路用于控制加热指示灯，第一振荡电路的频率是6～10Hz，第二振荡电路的频率是1.5Hz。

在工作中，温度传感器用于采集硬盘的当前温度，并将温度检测信号发送到比较器I和比较器II；比较器I和比较器II分别用于将温度检测信号与各自的基准值(硬盘正常工作温度范围的下限和需要启动硬盘散热系统温度的上限)比较后，将比较值信号发送到微控制处理器；微控制处理器根据比较器I和比较器II分别输出的比较值信号，分别向开关电路、振荡电路和驱动电路发送控制信号；开关电路用于导通或关断硬盘供电电源；驱动电路用于驱动加热装置对硬盘进行加热，或驱动散热风扇对硬盘进行散热；第一振荡电路用于向主板发送复位信号，以锁住主板。

优选的，执行模块还包括电子继电器，其用于将第一振荡电路发送的复位信号转换成无极性的开关信号再发送给主板。由于复位信号开启/关闭时间的随机性，避免出现复位信号的毛刺，本温度控制装置中在复位信号发生期间禁止撤销复位信号，必须在复位信号的间隔期间才允许撤销复位信号。为方便复位信号与主板的连接，达到不需要区分主板连接端正负极性的目的，复位信号通过电子继电器将电压信号转换为无极性的开关信号再发送到主板。同时，由于占用了主板复位信号排针，该温度控制装置还提供一组额外的复位信号排针，用于连接机箱的复位按钮。另外，第一振荡电路提供的复位脉冲信号，通过实际测试，其间隔时间定在为100-150ms之间较为合适，即第一振荡电路的频率是6～10Hz。太短则影响本装置的可靠性，太长则影响与部分主板的兼容性。

在实施中，执行模块还包括加热指示灯，优选为LED灯，其用于根据第二振荡电路的频率进行闪烁指示。其中，第二振荡电路控制加热指示灯的闪烁，微控制处理器还连接至第二振荡电路的复位端，在加温过程中允许第二振荡电路工作，加热指示闪烁，停止加热则加热指示灯熄灭。第二振荡电路的频率决定加热指示灯闪烁的频率，以便于人眼观察为取值依据；在具体设计中，第二振荡电路实施为振荡器，其采用的振荡频率约为1.5Hz。

另外，在实施中，微控制处理器对硬盘电源的导通或关断，可以不需要外部的开关电路进行控制，即当去除外部的开关电路时，微控制处理器可通过内部的RS触发器对硬盘电源进行导通或关断。使用该RS触发器来记忆逻辑状态。按下电源按钮后，通过微控制处理器将RS触发器置于状态0，不向硬盘供给电压，一但比较器I给出温度满足最低要求指示的跳变，RS触发器翻转到状态1，开始向硬盘供电。此后RS触发器不随比较器I的变化而变化，在电源断开前始终维持状态1。从而实现开机前如果温度低于最低要求则保护硬盘不工作，而工作过程中如果温度低于最低要求则不会影响系统工作的目的。

在本发明所述的硬盘的温度控制装置中，所述加热装置设置在硬盘的上表面金属盖位置，其包括从上至下依次设置的保温层、加热层和导热层。另外，温度传感器安装于硬盘底面盘体主电机位置，其温度探头即薄膜热敏电阻一侧与盘体接触，另一侧加保温材料覆盖。在实施中，保温层由保温材料制成，加热层是加热膜，导热层是导热铜片。

在使用该硬盘的温度控制装置时，主要是使用加热膜对硬盘上表面金属壳加热，同时通过热敏电阻感知硬盘温度；在加温过程中控制主板无显示输出，加温完成后自动启动计算机系统。另外，也可通过ATX电源架构的计算机在开机前使用5V辅助电源对硬盘进行预先加温，硬盘满足工作温度要求后再给出开机信号。或者通过硬盘盘体温度和硬盘盒内的环境温度组合来判定硬盘的工作温度是否满足要求并进行控制。与本发明相比细节差别如下：增加硬盘盒内环境温度探测，当环境温度高于硬盘最低工作温度要求时，忽略硬盘盘体温度，启动计算机系统正常工作，当环境温度低于硬盘最低工作温度要求时，再探测硬盘盘体温度来判断是否需要加温。当环境温度和硬盘盘体温度都高于硬盘最低工作温度要求则启动风扇散热。

另外，在本发明的实施中，为了降低成本和简化设计，可以不使用微控制处理器，而仅仅通过组合控制逻辑进行控制实施。

本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (9)

1、一种硬盘的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、系统上电，检测硬盘当前温度；

b、如果检测到的硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，导通硬盘电源，并进入步骤d；否则，向主板发送复位信号以锁住主板，进入步骤c；

c、对硬盘进行加热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，停止对硬盘加热，导通硬盘电源，解锁主板；

d、启动系统。

2、根据权利要求1所述的硬盘的温度控制方法，其特征在于，所述步骤d包括以下步骤：

d1、检测硬盘当前温度；

d2、如果检测到的硬盘当前温度低于硬盘正常工作温度范围，进入步骤d3；如果检测到的硬盘当前温度高于硬盘正常工作温度范围，进入步骤d4；

d3、对硬盘进行加热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，并进入步骤d1；

d4、对硬盘进行散热，直到硬盘当前温度在硬盘正常工作温度范围内，并进入步骤d1。

3、一种硬盘的温度控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测硬盘当前温度；

控制模块，用于采集和处理由检测模块发送的温度检测信号，驱动执行模块；

执行模块，可根据控制模块发送的控制信号，导通或切断硬盘电源，向主板发送复位信号以锁住主板，或解锁主板，并可对硬盘进行加热或散热，调整硬盘的当前温度，使之处于硬盘正常工作温度范围内。

4、根据权利要求3所述的硬盘的温度控制装置，其特征在于，所述检测模块包括温度传感器；所述控制模块包括比较器I、比较器II和微控制处理器；所述执行模块包括：开关电路、驱动电路、振荡电路、加热装置、散热装置；

其中，温度传感器用于采集硬盘的当前温度，并将温度检测信号发送到比较器I和比较器II；

比较器I和比较器II分别用于将温度检测信号与各自的基准值比较后，将比较值信号发送到微控制处理器；

微控制处理器根据比较器I和比较器II分别输出的比较值信号，分别向开关电路、振荡电路和驱动电路发送控制信号；

开关电路用于导通或关断硬盘供电电源；

驱动电路用于驱动加热装置对硬盘进行加热，或驱动散热装置对硬盘进行散热；

振荡电路用于向主板发送复位信号，以锁住主板。

5、根据权利要求4所述的硬盘的温度控制装置，其特征在于，所述执行模块还包括电子继电器，其用于将振荡电路发送的复位信号转换成无极性的开关信号再发送给主板。

6、根据权利要求5所述的硬盘的温度控制装置，其特征在于，所述执行模块还包括加热指示灯，其用于根据振荡电路的频率进行闪烁指示。

7、根据权利要求6所述的硬盘的温度控制装置，其特征在于，所述加热装置设置在硬盘的上表面，其包括从上至下依次设置的保温层、加热层和导热层；所述散热装置是散热风扇或散热器。

8、根据权利要求7所述的硬盘的温度控制装置，其特征在于，所述保温层由保温材料制成，加热层是加热膜，导热层是导热铜片，温度传感器是薄膜热敏电阻。

9、根据权利要求6～8任一所述的硬盘的温度控制装置，其特征在于，所述振荡电路包括第一振荡电路和第二振荡电路，其中，第一振荡电路用于控制复位信号的发送，第二振荡电路用于控制加热指示灯，第一振荡电路的频率是6～10Hz，第二振荡电路的频率是1.5Hz。