CN102628877B - 一种集成电路测试仪散热系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于温度控制领域，提供了一种集成电路测试仪散热系统及方法。在本发明中，集成电路测试仪散热系统以FPGA主控芯片为核心，利用温度传感单元对集成电路测试仪的机箱温度进行感应，通过FPGA主控芯片判断感应到的温度是否高于前一次所得的机箱温度，并调整自身输出的低频脉宽调制信号，从而实现对冷却风扇转速的控制，达到降低功耗和噪声的目的，解决了现有集成电路测试仪散热系统存在的功率损耗大且噪声污染严重的问题。

Description

一种集成电路测试仪散热系统及其控制方法

技术领域

本发明属于温度控制领域，尤其涉及一种集成电路测试仪散热系统及方法。

背景技术

目前，在集成电路生产线上所使用的测试仪，由于持续工作而导致测试仪机箱温度上升，当温度过高时，测试仪自身的各部件容易出现过热故障或损坏。于是，现有的散热系统是在集成电路测试仪的外部设置一个冷却风扇，通过控制冷却风扇在维持一定转速的情况下持续运行，从而达到为集成电路测试仪散热的目的。

然而，在现有的散热系统中，只是采用让冷却风扇以恒定转速持续运行的方式达到为集成电路测试仪散热的目的，此种散热方式需要以额外功率消耗为代价。因为在冷却风扇持续运行的过程中，集成电路测试仪机箱温度会持续降低，只要温度降低到集成电路测试仪能够正常工作，则冷却风扇并不需要继续维持原来的转速，否则会造成不必要的功率消耗；此外，冷却风扇以恒定转速持续运行的过程中会产生噪声污染，使整个集成电路生产线的环境噪声过大。因此，现有的集成电路测试仪散热系统存在功率损耗大且噪声污染严重的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成电路测试仪散热系统，旨在解决现有集成电路测试仪散热系统存在的功率损耗大且噪声污染严重的问题。

本发明是这样实现的，一种集成电路测试仪散热系统，与集成电路测试仪的机箱电源连接，包括计算机、接口板、PCI（Peripheral Component Interconnect，外设互联）通信卡及冷却风扇，所述集成电路测试仪散热系统还包括：

FPGA主控芯片，与所述机箱电源及所述接口板连接，用于根据所述计算机的控制指令对外围设备单元进行相应的控制；

温度传感单元，设置于所述集成电路测试仪的机箱外部，与所述FPGA主控芯片相连接，用于对所述集成电路测试仪的机箱温度进行感应，并向所述FPGA主控芯片输出温度信息；

转速调节单元，与所述FPGA主控芯片及所述冷却风扇连接，用于根据所述FPGA主控芯片发出的低频脉宽调制信号对所述冷却风扇进行转速调节；所述低频脉宽调制信号的频率为30KHz；

开关电源，与所述FPGA主控芯片、所述接口板及所述冷却风扇连接，用于为所述冷却风扇提供12V工作电压，以及在所述机箱电源被切断后为所述接口板提供5V工作电压。

本发明的另一目的还在于提供一种集成电路测试仪散热系统控制方法，所述集成电路测试仪散热系统控制方法包括：

输出低频脉宽调制信号，控制冷却风扇工作；

启动机箱电源；

启动温度传感单元；

判断温度值是否高于预设的最高温度值；

当所述温度值高于预设的最高温度值时，所述机箱电源停止工作，延时5秒后，开关电源向接口板输出5V工作电压，调整脉冲调制信号的占空比，执行所述启动所述温度传感单元；

当所述温度值低于预设的最高温度值时，判断所述机箱电源是否处于工作状态，是，则比较所述温度值与前一次所得的温度值，调整脉冲调制信号的占空比，并执行所述启动所述温度传感单元，否，则所述开关电源停止输出5V工作电压，并执行所述启动所述机箱电源。

在本发明中，集成电路测试仪散热系统以所述FPGA主控芯片为核心，利用所述温度传感单元对所述集成电路测试仪的机箱温度进行感应，通过所述FPGA主控芯片判断感应到的温度是否高于前一次所得的机箱温度，并调整自身输出的低频脉宽调制信号，从而实现对所述冷却风扇转速的控制，实现了降低功耗和噪声的目的，解决了现有集成电路测试仪散热系统存在的功率损耗大且噪声污染严重的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的集成电路测试仪散热系统的示例电路结构图；

图2是本发明第二实施例提供的集成电路测试仪散热控制方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，集成电路测试仪散热系统以FPGA主控芯片为核心，利用温度传感单元对集成电路测试仪的机箱温度进行感应，通过FPGA主控芯片判断感应到的温度是否高于前一次所得的机箱温度，并调整自身输出的低频脉宽调制信号，从而实现对冷却风扇转速的控制，达到降低功耗和噪声的目的，解决了现有集成电路测试仪散热系统存在的功率损耗大且噪声污染严重的问题。

以下结合实施例对本发明的具体实现进行详细叙述：

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的集成电路测试仪散热系统的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明第一实施例相关的部分，详述如下：

一种集成电路测试仪散热系统，与集成电路测试仪的机箱电源100连接，包括计算机200、PCI通信卡300、接口板400及冷却风扇500，集成电路测试仪散热系统还包括：

FPGA主控芯片600，与机箱电源100及接口板400连接，用于根据计算机200的控制指令对外围设备单元进行相应的控制；

温度传感单元700，设置于集成电路测试仪的机箱外部，与FPGA主控芯片600相连接，用于对集成电路测试仪的机箱温度进行感应，并向FPGA主控芯片600输出温度信息；

转速调节单元800，与FPGA主控芯片600及冷却风扇500连接，用于根据FPGA主控芯片600发出的低频脉宽调制信号对冷却风扇500进行转速调节；

开关电源900，与FPGA主控芯片600、接口板400及冷却风扇500连接，用于为冷却风扇500提供12V工作电压，以及在机箱电源100被切断后为接口板400提供5V工作电压。

作为本发明一实施例，温度传感单元700包括电阻R1和传感器S1，电阻R1的第一端和传感器S1的电源端同时接开关电源900的第一5V电压输出端5V1，传感器S1的通讯端同时与电阻R1的第二端及FPGA主控芯片600的温度信息输入端T。

作为本发明一实施例，转速调节单元800包括光电耦合器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、MOS管Q1及电阻R6，光电耦合器U1中发光二极管的阴极接FPGA主控芯片600的脉宽调制信号输出端PWM，光电耦合器U1中发光二极管的阳极接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端接入3.3V电源，光电耦合器U1中光敏三极管的集电极同时与电阻R3的第一端及电阻R4的第一端，光电耦合器U1中光敏三极管的发射极接地，电阻R3的第二端接入3.3V电源，电阻R4的第二端同时与电阻R5的第一端及MOS管Q1的栅极连接，电阻R5的第二端同时与MOS管Q1的漏极及冷却风扇500的第二端2连接，电阻R6连接于MOS管Q1的源极和地之间。

在本实施例中，冷却风扇500的第一端1接开关电源900的12V电压输出端12V，接口板400的5V电压输入端5V接开关电源900的第二5V电压输出端5V2。

在本实施例中，FPGA主控芯片所输出的低频脉宽调制信号的频率可为30KHz。

集成电路测试仪散热系统的工作原理如下：

计算机200通过PCI通信卡300和接口板400向FPGA主控芯片600发出开机指令，FPGA主控芯片600向转速调节单元800输出低频脉宽调制信号，并启动机箱电源100和温度传感器S1。温度传感器S1将采集到的集成电路测试仪的机箱温度信息反馈回FPGA主控芯片600，FPGA主控芯片600对该温度信息进行译码获得相应的温度值，随后将所获得的温度值与前一次所得的温度值进行比较，如果当前温度值高于前一次所得的温度值，FPGA主控芯片600会减小自身输出的低频脉宽调制信号的占空比，占空比减小后的低频脉宽调制信号进入光电耦合器U1中发光二极管的阴极，由于低频脉宽调制信号的占空比减小，则光电耦合器U1中光敏三极管的集电极电压减小，导致MOS管Q1的导通时间缩短，MOS管Q1的漏源极电流减小，从而使冷却风扇500的功率降低，转速减慢；反之，如果当前温度值低于前一次所得的温度值时，FPGA主控芯片600会增大自身输出的低频脉宽调制信号的占空比，占空比增大后的低频脉宽调制信号进入光电耦合器U1中发光二极管的阴极，由于低频脉宽调制信号的占空比增大，则光电耦合器U1中光敏三极管的集电极电压增大，导致MOS管Q1的导通时间延长，MOS管Q1的漏源极电流增大，从而使冷却风扇500的功率增大，转速加快。如果当前温度值高于预设的最高温度值时，FPGA主控芯片600会控制机箱电源100停止工作，并命令开关电源900从其第二5V电压输出端5V2输出5V工作电压给接口板400，从而保证FPGA主控芯片600与计算机200的连续通信，FPGA主控芯片600增大其输出的低频脉宽调制信号的占空比，提高冷却风扇500的转速。当集成电路测试仪的机身温度低于预设的最高温度值时，计算机200发出开机指令，FPGA主控芯片600启动机箱电源100，集成电路测试仪继续工作，FPGA主控芯片600继续对集成电路测试仪的机身温度，并根据实际情况调整其所输出的脉宽调制信号的占空比，以调节冷却风扇500转速，达到控制集成电路测试仪的机身温度的目的。

在本发明实施例中，集成电路测试仪散热系统以FPGA主控芯片600为核心，利用温度传感单元700对集成电路测试仪的机箱温度进行感应，通过FPGA主控芯片600判断感应到的温度是否高于前一次所得的机箱温度，并调整自身输出的低频脉宽调制信号，从而实现对冷却风扇转速的控制，达到降低功耗和噪声的目的，解决了现有集成电路测试仪散热系统存在的功率损耗大且噪声污染严重的问题。

实施例二：

在本发明实施例中，利用实施例一中的集成电路测试仪散热系统对集成电路测试仪的机箱温度进行监控，并根据机箱温度的变化输出低频脉宽调制信号以调整冷却风扇的转速，从而达到降低功耗和噪声的目的。

图2示出了本发明第二实施例提供的集成电路测试仪散热控制方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明第二实施例相关的部分，详述如下：

集成电路测试仪散热系统控制方法包括下述步骤：

步骤101，输出低频脉宽调制信号，控制冷却风扇工作；

步骤102，启动机箱电源；

步骤103，启动温度传感单元；

步骤104，判断温度值是否高于预设的最高温度值，是，则执行步骤105，否，则执行步骤106；

步骤105，机箱电源停止工作，延时5秒后，开关电源向接口板输出5V工作电压，执行步骤109；

步骤106，判断机箱电源是否处于工作状态，是，则执行步骤107，否，则执行步骤108；

步骤107，比较温度值与前一次所得的温度值，并执行步骤109；

步骤108，开关电源停止输出5V工作电压，并执行步骤102；

步骤109，调整脉冲调制信号的占空比，并执行步骤103；

根据温度值与前一次所得的温度值的比较结果调整低频脉冲调制信号的占空比具体为：

当温度值高于前一次所得的温度值时，FPGA主控芯片减小自身输出的低频脉宽调制信号的占空比；

当温度值低于前一次所得的温度值时，FPGA主控芯片增大自身输出的低频脉宽调制信号的占空比。

在本发明实施例中，冷却风扇的转速由低频脉宽调制信号决定，当低频脉宽调制信号的占空比增大时，冷却风扇转速加快，反之，则冷却风扇的转速减慢。

在本发明实施例中，集成电路测试仪散热控制方法以FPGA主控芯片为核心，利用温度传感单元对集成电路测试仪的机箱温度进行感应，通过FPGA主控芯片判断感应到的温度是否高于前一次所得的机箱温度，并调整自身输出的低频脉宽调制信号，从而实现了对冷却风扇转速的控制，达到降低功耗和噪声的目的，解决了现有集成电路测试仪散热系统存在的功率损耗大且噪声污染严重的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成电路测试仪散热系统，与集成电路测试仪的机箱电源连接，包括计算机、接口板、PCI通信卡及冷却风扇，其特征在于，所述集成电路测试仪散热系统还包括：

FPGA主控芯片，与所述机箱电源及所述接口板连接，用于根据所述计算机的控制指令对外围设备单元进行相应的控制；

温度传感单元，设置于所述集成电路测试仪的机箱外部，与所述FPGA主控芯片相连接，用于对所述集成电路测试仪的机箱温度进行感应，并向所述FPGA主控芯片输出温度信息；

转速调节单元，与所述FPGA主控芯片及所述冷却风扇连接，用于根据所述FPGA主控芯片发出的低频脉宽调制信号对所述冷却风扇进行转速调节；所述低频脉宽调制信号的频率为30KHz；

开关电源，与所述FPGA主控芯片、所述接口板及所述冷却风扇连接，用于为所述冷却风扇提供12V工作电压，以及在所述机箱电源被切断后为所述接口板提供5V工作电压；

所述转速调节单元包括光电耦合器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、MOS管Q1及电阻R6，所述光电耦合器U1中发光二极管的阴极接所述FPGA主控芯片的脉宽调制信号输出端，所述光电耦合器U1中发光二极管的阳极接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第二端接入3.3V电源，所述光电耦合器U1中光敏三极管的集电极同时与所述电阻R3的第一端及所述电阻R4的第一端连接，所述光电耦合器U1中光敏三极管的发射极接地，所述电阻R3的第二端接入3.3V电源，所述电阻R4的第二端同时与所述电阻R5的第一端及所述MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R5的第二端同时与所述MOS管Q1的漏极及所述冷却风扇的第二端连接，所述电阻R6连接于所述MOS管Q1的源极和地之间。

2.如权利要求1所述的集成电路测试仪散热系统，其特征在于，所述温度传感单元包括电阻R1和传感器S1，所述电阻R1的第一端和所述传感器S1的电源端同时接所述开关电源的第一5V电压输出端，所述传感器S1的通讯端同时与所述电阻R1的第二端及所述FPGA主控芯片的温度信息输入端连接。

3.如权利要求1所述的集成电路测试仪散热系统，其特征在于，所述冷却风扇的第一端接所述开关电源的12V电压输出端，所述接口板的5V电压输入端接所述开关电源的第二5V电压输出端。

4.一种集成电路测试仪散热系统控制方法，其特征在于，所述集成电路测试仪散热系统控制方法包括以下步骤：

输出低频脉宽调制信号，控制冷却风扇工作；

启动机箱电源；

启动温度传感单元；

判断温度值是否高于预设的最高温度值；

当所述温度值高于预设的最高温度值时，所述机箱电源停止工作，延时5秒后，开关电源向接口板输出5V工作电压，调整脉冲调制信号的占空比，执行所述启动所述温度传感单元；

当所述温度值低于预设的最高温度值时，判断所述机箱电源是否处于工作状态，是，则比较所述温度值与前一次所得的温度值，调整脉冲调制信号的占空比，并执行所述启动所述温度传感单元，否，则所述开关电源停止输出5V工作电压，并执行所述启动所述机箱电源。

5.如权利要求4所述的集成电路测试仪散热系统控制方法，其特征在于，根据温度值与前一次所得的温度值的比较结果调整低频脉冲调制信号的占空比具体为：

当温度值高于前一次所得的温度值时，FPGA主控芯片减小自身输出的低频脉宽调制信号的占空比；

当温度值低于前一次所得的温度值时，所述FPGA主控芯片增大自身输出的低频脉宽调制信号的占空比。