CN108153638A - 热模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境。所述热模拟系统包括通讯元件、可控负载元件、多个连接器以及控制器。通讯元件用以接收来自外部电子装置的加热控制信号、风扇控制信号以及负载控制信号的至少其中之一。可控负载元件用以提供负载。多个连接器用以连接加热元件以及风扇。控制器用以根据加热控制信号控制加热元件产生的热能，根据风扇控制信号控制风扇的转速，以及根据负载控制信号控制可控负载元件所提供的负载的负载值。

Description

热模拟系统

技术领域

本发明涉及一种测试工具，尤其涉及一种可用于测试装置散热能力的热模拟系统。

背景技术

近年来，随着科技产业日益发达，电子装置例如个人电脑(Personal Computer，PC)、笔记本电脑(Notebook，NB)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)与智能手机(Smart Phone)等产品已频繁地出现在日常生活中。这些电子装置在运作的过程中通常会产生热能，而影响电子装置的运作效能。因此，电子装置内部通常会配置散热模块或散热元件，例如是散热风扇，以协助将电子装置的产热散逸至电子装置的外部。

在设计这些散热模块或散热元件于电子装置时，必须经过完善的测试流程才能够确保散热的效率。目前的测试方式例如是增加电子装置中的中央处理器或显示卡的使用率，来达到热产生的效果。然而，这样的测试方式无法准确地控制所产生的热能，而导致散热的测试效率无法进一步提升。

发明内容

本发明提供一种热模拟系统，能够准确地提供测试者其所需的测试环境。

本发明实施例提出一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境。所述热模拟系统包括通讯元件、可控负载元件、多个连接器以及控制器，其中，控制器耦接于通讯元件、可控负载元件以及所述多个连接器。通讯元件用以接收来自外部电子装置的加热控制信号、风扇控制信号以及负载控制信号的至少其中之一。可控负载元件用以提供负载。多个连接器用以连接加热元件以及风扇。控制器用以根据加热控制信号来控制加热元件产生的热能，根据风扇控制信号控制风扇的转速，以及根据负载控制信号控制可控负载元件所提供的负载的负载值。

本发明实施例提出一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境。所述热模拟系统包括第一通讯元件、第一连接器以及第一控制器，其中，第一控制器耦接于第一通讯元件以及第一连接器。第一通讯元件用以接收来自外部电子装置的加热控制信号。第一连接器用以连接加热元件。第一控制器用以根据加热控制信号来控制加热元件产生的热能。

本发明实施例提出一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境。所述热模拟系统包括第一通讯元件、可控负载元件以及第一控制器，其中，第一控制器耦接于第一通讯元件以及可控负载元件。第一通讯元件用以接收来自外部电子装置的负载控制信号。可控负载元件用以提供负载。第一控制器用以根据负载控制信号来控制可控负载元件所提供的负载的负载值。

基于上述，本发明实施例所提出的热模拟系统，利用控制器来分别控制风扇、温度感测器、加热元件以及可控负载元件，能够在系统热测试时，更精准的控制风扇的转速、加热元件所产生的热能以及可控负载元件所提供的负载的负载值。据此，测试者能够更便利的创造其所需的测试环境。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的热模拟系统的概要方块图。

图2为本发明一实施例的热模拟系统的示意图。

图3为本发明一实施例的热模拟系统的示意图。

图4为本发明一实施例的风扇控制装置的示意图。

图5为本发明一实施例的加热装置的示意图。

图6为本发明一实施例的负载装置的示意图。

符号说明

100：热模拟系统；

110、111、112、113：通讯元件；

120、121、122、123：控制器；

130、140、150：连接器；

160：可控负载元件；

C1、C2、C3：PCIe接口卡；

CI：连接接口；

CNR1、CNR2、CNR3：PCIe连接器；

ED：电子装置；

EH：加热接口；

F0～F7：风扇接口；

FC：风扇控制装置；

HC：加热装置；

LC：负载装置；

PWR：电源接口；

R：电阻器；

S：感测器接口。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的热模拟系统的概要方块图。

请参照图1，本实施例的热模拟系统100包括通讯元件110、控制器120、多个连接器130、140、150以及可控负载元件160，其中，控制器120耦接于通讯元件110、多个连接器130、140、150以及可控负载元件160。在本实施例中，测试者例如将热模拟系统100设置于被测试系统(未示出)当中，用以在被测试系统中模拟出所需的测试环境。

在本实施例中，通讯元件110例如但不限于是有线的通用串行总线(USB)、无线的蓝牙(Bluetooth)、红外线(RF)、或无线保真网路(Wireless Fidelity，Wi-Fi)等通讯模块的其中之一或其组合，用以有线或无线地与外部电子装置进行通讯。

在本实施例中，控制器120例如但不限于是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程序化逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。

在本实施例中，连接器130例如用以连接至少一个风扇；连接器140例如用以连接至少一个温度感测器；连接器150例如用以连接至少一个加热元件。举例来说，测试者可依据其测试上的需求，将连接器130所连接的风扇分别地设置于被测试系统中的任意位置以对其进行散热，将连接器140所连接的温度感测器分别地设置于被测试系统中的任意位置以测试温度感测器所在位置的温度，以及将连接器150所连接的加热元件分别地设置于被测试系统中的任意位置以使加热元件所在的位置升温。

在本实施例中，可控负载元件160例如是由一或多个电阻器所组成，用以提供负载。

特别是，控制器120可通过连接器130来直接控制其所连接的各风扇的转速；通过连接器140来直接控制其所连接的各加热元件产生的热能；以及通过连接器150来读取各温度感测器的读值。此外，控制器120能针对可控负载元件160所提供的负载直接调整负载值。如此一来，本发明实施例所提出的热模拟系统100能够在被测试系统中精准的创造出所需的测试环境。

在一些实施例中，被测试系统例如必须进入真空腔体来进行测试。通过图1实施例所介绍的热模拟系统100，测试者只要预先设置好风扇、温度感测器以及加热元件的位置，便可以利用电子装置来无线地连接至通讯元件110，进而控制控制器120来方便地建立所需的测试环境，以及读取温度感测器的读值。

图2为本发明一实施例的热模拟系统的示意图。

请参照图2，本实施例示范性的介绍图1实施例中热模拟系统100的一种实作方式。与前述实施例相同的标号用以表示相同或相似的元件，在此不再次说明。

在本实施例中，热模拟系统100包括风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC，分别由控制器121、控制器122以及控制器123来进行控制，且控制器121、控制器122以及控制器123之间通过连接接口CI相互耦接并进行沟通。在本实施例中，控制器121、122与123例如是类似于图1实施例中的控制器120，而连接接口CI例如是集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，I²C)、串行高技术配置总线(Serial Advanced TechnologyAttachment，SATA)或平行高技术配置总线(Parallel Advanced Technology Attachment，PATA)等，本发明并不在此限制。

在本实施例中，风扇控制装置FC包括通讯元件110、控制器121、连接器130、连接器140以及连接接口CI，其中，控制器121耦接于通讯元件110、连接器130、连接器140以及连接接口CI。

在一实施例中，风扇控制装置FC例如是以PCIe接口卡的型式来实作，以便于设置在被测试系统的主机板上。详细来说，通讯元件110、控制器121、连接器130、连接器140以及连接接口CI皆设置于PCIe接口卡上，且PCIe接口卡可通过其PCIe连接器插设于主机板上。据此，若被测试系统中有电源供应器可提供主机板电源，则风扇控制装置FC也可以通过PCIe连接器来获得电力。在一实施例中，PCIe接口卡上可还包括电源接口，用以连接外部电源。如此一来，PCIe接口卡上的各元件也可以通过此电源接口来从外部电源获取所需的电力。然而，本发明并不在此限制风扇控制装置FC的实作型式。

在本实施例中，加热装置HC包括控制器122、连接器150以及连接接口CI，其中，控制器122耦接于连接器150以及连接接口CI。

在一实施例中，加热装置HC例如是以PCIe接口卡的型式来实作，以便于设置在被测试系统的主机板上。详细来说，控制器122、连接器150以及连接接口CI皆设置于PCIe接口卡上，且PCIe接口卡可通过其PCIe连接器插设于主机板上。据此，若被测试系统中有电源供应器可提供主机板电源，则加热装置HC也可以通过PCIe连接器来获得电力。在一实施例中，PCIe接口卡上可还包括电源接口，用以连接外部电源。如此一来，PCIe接口卡上的各元件也可以通过此电源接口来从外部电源获取所需的电力。然而，本发明并不在此限制加热装置HC的实作型式。

在本实施例中，负载装置LC包括控制器123、可控负载元件160以及连接接口CI，其中，控制器123耦接于可控负载元件160以及连接接口CI。

在一实施例中，负载装置LC例如是以PCIe接口卡的型式来实作，以便于设置在被测试系统的主机板上。详细来说，控制器123、可控负载元件160以及连接接口CI皆设置于PCIe接口卡上，且PCIe接口卡可通过其PCIe连接器插设于主机板上。据此，若被测试系统中有电源供应器可提供主机板电源，则负载装置LC也可以通过PCIe连接器来获得电力。在一实施例中，PCIe接口卡上可还包括电源接口，用以连接外部电源。如此一来，PCIe接口卡上的各元件也可以通过此电源接口来从外部电源获取所需的电力。然而，本发明并不在此限制负载装置LC的实作型式。

特别是，在本实施例中，以风扇控制装置FC作为主卡，控制器121会先通过通讯元件110有线或无线地与外部的电子装置ED进行通讯，再通过连接接口CI与控制器122以及控制器123通讯。

举例来说，电子装置ED例如发送风扇控制信号、加热控制信号或负载控制信号至通讯元件110。当控制器121判断通讯元件110所接收到的是风扇控制信号时，会直接通过连接器130对其所连接的风扇进行控制；当控制器121判断通讯元件110所接收到的是加热控制信号时，会通过连接接口CI将加热控制信号传送至控制器122；当控制器121判断通讯元件110所接收到的是负载控制信号时，会通过连接接口CI将负载控制信号传送至控制器123。另一方面，当控制器122与控制器123要传递信息至电子装置ED时，也会先通过连接接口CI将信息传递至控制器121，再转传至电子装置ED。

值得一提的是，本实施例中是以风扇控制装置FC作为主卡来进行说明，但本发明并不限于此。在其他实施例中，通讯元件110也可例如是设置于加热装置HC并以加热装置HC作为主卡，或例如是设置于负载装置LC并以负载装置LC作为主卡。

图3为本发明一实施例的热模拟系统的示意图。

请参照图3，本实施例示范性的介绍图1实施例中热模拟系统100的另一种实作方式。与前述实施例相同的标号用以表示相同或相似的元件，在此不再次说明。

类似于图2实施例，本实施例的热模拟系统100也是包括风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC，分别由控制器121、控制器122以及控制器123来进行控制。其差别在于，本实施例在风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC上分别设置有通讯元件111、通讯元件112与通讯元件113，因此风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC可各自独立运作，并没有主卡或非主卡的分别。在本实施例中，通讯元件111、112、113皆类似于图1与图2实施例的通讯元件110，在此不再赘述。

举例而言，当电子装置ED无线地发送风扇控制信号时，控制器121会通过通讯元件111接收风扇控制信号，并且根据风扇控制信号来控制连接器130所连接的风扇的转速。当电子装置ED无线地发送加热控制信号时，控制器122会通过通讯元件112接收加热控制信号，并且根据加热控制信号来控制连接器150所连接的加热元件所产生的热能。当电子装置ED无线地发送负载控制信号时，控制器123会通过通讯元件113接收负载控制信号，并且根据负载控制信号来控制可控负载元件160所提供的负载的负载值。以下将搭配附图分别详述本实施例的风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC。

图4为本发明一实施例的风扇控制装置的示意图。

请参照图4，本实施例的风扇控制装置FC是以PCIe接口卡的型式来实作，因此包括PCIe接口卡C1，而风扇控制装置FC的电源接口PWR、通讯元件111、控制器121、连接器130以及连接器140皆是设置于PCIe接口卡C1上。其中，如图3所示，本实施例的通讯元件111可用以与外部的电子装置ED进行通讯。

在本实施例中，连接器130中包括多个(例如，8个)风扇接口F0至F7，分别是用以连接一个风扇。当通讯元件111接收到来自电子装置ED的风扇控制信号时，控制器121会根据风扇控制信号来分别控制风扇的转速。在一实施例中，风扇控制信号例如是直接指定各风扇的开关与转速。据此，风扇控制装置FC能够精准的控制各风扇的转速。所属领域技术人员当可理解控制器控制风扇转速的实作方式，在此不再赘述。另一方面，控制器121也可通过连接器130来读取各风扇的转速，并视需求通过通讯元件111传递至电子装置ED。

在本实施例中，连接器140中包括多个感测器接口S，分别用以连接温度感测器。在一实施例中，温度感测器例如是以热电偶来实作，但本发明并不限于此。控制器121例如能够即时将各个温度感测器所感测到的温度通过通讯元件111传递至电子装置ED。

在本实施例中，PCIe接口卡C1包括有PCIe连接器CNR1，可用以连接至被测试系统的主机板上的PCIe插槽。据此，当被测试系统中有电源供应器可提供主机板电源时，风扇控制装置FC上的各元件以及其所连接的风扇都能够通过PCIe连接器CNR1来获得电力。

值得一提的是，本实施例的风扇控制装置FC上还包括电源接口PWR，设置于PCIe接口卡C1_-上并用以连接外部电源。据此，风扇控制装置FC上的各元件及其所连接的风扇能够通过电源接口PWR来从外部电源获得电力。

图5为本发明一实施例的加热装置的示意图。

请参照图5，本实施例的加热装置HC是以PCIe接口卡的型式来实作，因此包括PCIe接口卡C2，而加热装置HC的电源接口PWR、通讯元件112、控制器122以及连接器150皆是设置于PCIe接口卡C2上。其中，如图3所示，本实施例的通讯元件112可用以与外部的电子装置ED进行通讯。

在本实施例中，连接器150中包括多个加热接口EH，分别是用以连接加热元件。在一实施例中，加热元件例如但不限于是以电热片来实作，通过调整施加于电热片上的电压便能够调整其所产生的热能。因此，当通讯元件112接收到来自电子装置ED的加热控制信号时，控制器122会根据加热控制信号，通过连接器150中的多个加热接口EH来分别设定施加于各个电热片的电压，以控制加热元件所产生的热能。在一实施例中，加热控制信号例如是直接指定施加于各电热片的电压的电压值。据此，加热装置HC能够精准的控制加热元件(或电热片)所产生的热能。

在本实施例中，PCIe接口卡C2包括有PCIe连接器CNR2，可用以连接至被测试系统的主机板上的PCIe插槽。据此，当被测试系统中有电源供应器可提供主机板电源时，加热装置HC上的各元件以及其所连接的加热元件都能够通过PCIe连接器CNR2来获得电力。

值得一提的是，本实施例的加热装置HC上还包括电源接口PWR，设置于PCIe接口卡C2_-上并用以连接外部电源。据此，加热装置HC上的各元件及其所连接的加热元件能够通过电源接口PWR来从外部电源获得电力。

图6为本发明一实施例的负载装置的示意图。

请参照图6，本实施例的负载装置LC是以PCIe接口卡的型式来实作，因此包括PCIe接口卡C3，而负载装置LC的电源接口PWR、通讯元件113、控制器123以及可控负载元件160皆是设置于PCIe接口卡C3上。其中，如图3所示，本实施例的通讯元件113可用以与外部的电子装置ED进行通讯。

在本实施例中，可控负载元件160包括多个电阻器R以及对应各个电阻器R的开关，通过调整此些开关便能够对应的设定可控负载元件160所提供的负载的负载值。值得一提的是，所述的多个电阻器R可以相同或不同，并且各个电阻器R可通过水泥电阻或SWD电阻或其他类似的电阻器来实作，本发明并不加以限制。因此，当通讯元件113接收到来自电子装置ED的负载控制信号时，控制器123会根据负载控制信号来控制多个电阻器R所对应的多个开关，来设定可控负载元件160所提供的负载的负载值。在一实施例中，负载控制信号例如是直接指定负载值，而控制器123根据此负载值来判断与控制多个电阻器R所对应的多个开关。据此，负载装置LC可精准的控制可控负载元件160所提供负载的负载值。

在本实施例中，PCIe接口卡C3包括有PCIe连接器CNR3，可用以连接至被测试系统的主机板上的PCIe插槽。据此，当被测试系统中有电源供应器可提供主机板电源时，负载装置LC上的各元件都能够通过PCIe连接器CNR3来获得电力。

值得一提的是，本实施例的负载装置LC上还包括电源接口PWR，设置于PCIe接口卡C3_-上并用以连接外部电源。据此，负载装置LC上的各元件能够通过电源接口PWR来从外部电源获得电力。

由于本实施例所介绍的风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC可分开独立的运作。因此，在其他实施例中，测试者亦可任意选取风扇控制装置FC、加热装置HC以及负载装置LC三者的其中之一或其组合，来建构其所需的热模拟系统。

此外，在一实施例中，测试者可例如利用具有红外线模块(例如，RF Sub-1GHz模块)的手持式遥控器，来连接至通讯元件111、112以及113。如此一来，测试者可更方便地利用手持式遥控器来遥控热模拟系统或取得热模拟系统的各项信息。

综上所述，本发明实施例所提出的热模拟系统，利用控制器来分别控制风扇、温度感测器、加热元件以及可控负载元件，能够在系统热测试时，更精准的控制风扇的转速、加热元件所产生的热能以及可控负载元件所提供的负载的负载值。据此，测试者能够更便利的创造其所需的测试环境。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (19)

1.一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境，所述热模拟系统包括：

通讯元件，用以接收来自外部电子装置的加热控制信号、风扇控制信号以及负载控制信号的至少其中之一；

可控负载元件，用以提供负载；

多个连接器，用以连接加热元件以及风扇；以及

控制器，耦接于所述通讯元件、所述多个连接器以及所述可控负载元件，

其中所述控制器用以根据所述加热控制信号控制所述加热元件产生的热能，根据所述风扇控制信号控制所述风扇的转速，以及根据所述负载控制信号控制所述可控负载元件所提供的所述负载的负载值。

2.根据权利要求1所述的热模拟系统，还包括：

PCIe接口卡，包括PCIe连接器，其中所述通讯元件、所述可控负载元件、所述多个连接器以及所述控制器设置于所述PCIe接口卡上，并且所述通讯元件、所述可控负载元件、所述加热元件、所述风扇以及所述控制器通过所述PCIe连接器获得电力。

3.根据权利要求1所述的热模拟系统，还包括：

电源接口，耦接于所述通讯元件、所述可控负载元件、所述多个连接器以及所述控制器，用以连接外部电源，其中所述通讯元件、所述可控负载元件、所述加热元件、所述风扇以及所述控制器通过所述电源接口从所述外部电源获得电力。

4.根据权利要求1所述的热模拟系统，其中所述通讯元件包括Wi-Fi通讯模块或红外线通讯模块的至少其中之一。

5.根据权利要求1所述的热模拟系统，其中所述加热元件包括多个电热片，其中所述控制器用以根据所述加热控制信号设定分别施加于所述多个电热片的电压，以控制所述加热元件产生的所述热能。

6.根据权利要求1所述的热模拟系统，其中所述可控负载元件包括多个电阻器以及对应所述多个电阻器的多个开关，

其中所述控制器用以根据所述负载控制信号控制所述多个开关，以设定所述可控负载元件所提供的所述负载的负载值。

7.一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境，所述热模拟系统包括：

第一通讯元件，用以接收来自外部电子装置的加热控制信号；

第一连接器，用以连接加热元件；以及

第一控制器，耦接于所述第一通讯元件以及所述第一连接器，用以根据所述加热控制信号控制所述加热元件产生的热能。

8.根据权利要求7所述的热模拟系统，还包括：

PCIe接口卡，包括PCIe连接器，其中所述第一通讯元件、所述第一连接器以及所述第一控制器设置于所述PCIe接口卡上，并且所述第一通讯元件、所述第一加热元件以及所述第一控制器通过所述PCIe连接器获得电力。

9.根据权利要求7所述的热模拟系统，还包括：

电源接口，耦接于所述第一通讯元件、所述第一连接器以及所述第一控制器，用以连接外部电源，其中所述第一通讯元件、所述加热元件以及所述控制器通过所述电源接口从所述外部电源获得电力。

10.根据权利要求7所述的热模拟系统，其中所述第一通讯元件包括Wi-Fi通讯模块或红外线通讯模块的其中之一。

11.根据权利要求7所述的热模拟系统，其中所述加热元件包括多个电热片，其中所述第一控制器用以根据所述加热控制信号设定分别施加于所述多个电热片的电压，以控制所述加热元件产生的所述热能。

12.根据权利要求7所述的热模拟系统，还包括：

第二通讯元件，用以接收来自外部电子装置的风扇控制信号；

第二连接器，用以连接风扇；以及

第二控制器，耦接于所述第二通讯元件以及所述第二连接器，用以根据所述风扇控制信号控制所述风扇的转速。

13.根据权利要求7所述的热模拟系统，还包括：

第三通讯元件，用以接收来自外部电子装置的负载控制信号；

可控负载元件，用以提供负载；以及

第三控制器，耦接于所述第三通讯元件以及所述可控负载元件，用以根据所述负载控制信号控制所述可控负载元件所提供的所述负载的负载值。

14.一种热模拟系统，适于建立热测试所需的测试环境，所述热模拟系统包括：

第一通讯元件，用以接收来自外部电子装置的负载控制信号；

可控负载元件，用以提供负载；以及

第一控制器，耦接于所述第一通讯元件以及所述可控负载元件，用以根据所述负载控制信号控制所述可控负载元件所提供的所述负载的负载值。

15.根据权利要求14所述的热模拟系统，还包括：

PCIe接口卡，包括PCIe连接器，其中所述第一通讯元件、所述可控负载元件以及所述第一控制器设置于所述PCIe接口卡上，并且所述第一通讯元件、所述可控负载元件以及所述第一控制器通过所述PCIe连接器获得电力。

16.根据权利要求14所述的热模拟系统，还包括：

电源接口，耦接于所述第一通讯元件、所述可控负载元件以及所述第一控制器，用以连接外部电源，其中所述第一通讯元件、所述可控负载元件以及所述第一控制器通过所述电源接口从所述外部电源获得电力。

17.根据权利要求14所述的热模拟系统，其中所述第一通讯元件包括Wi-Fi通讯模块或红外线通讯模块的其中之一。

18.根据权利要求14所述的热模拟系统，其中所述可控负载元件包括多个电阻器以及对应所述多个电阻器的多个开关，

其中所述第一控制器用以根据所述负载控制信号控制所述多个开关，以设定所述可控负载元件所提供的所述负载的负载值。

19.根据权利要求14所述的热模拟系统，还包括：

第二通讯元件，用以接收来自外部电子装置的风扇控制信号；

第二连接器，用以连接风扇；以及

第二控制器，耦接于所述第二通讯元件以及所述第二连接器，用以根据所述风扇控制信号控制所述风扇的转速。