CN110045804A - 一种新型计算机散热机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型计算机散热机构，本发明通过模拟CPU发热。由于陶瓷加热片阻值固定，通过调节加热片两端电压，即可得到此时加热片的发热功率，即可模拟此时CPU的发热功率。同时通过在陶瓷加热片中心安装热敏电阻，通过AD采样，利用单片机即可计算此时陶瓷加热片中心的温度。即模拟此时在某一确定发热功率下CPU的温度，实现对控制系统的配置，满足不同使用条件下对CPU散热的控制，使控制方式能够适应不同的使用环境，CPU不同的工作状态，保证系统稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及计算机散热技术领域，尤其涉及一种新型计算机散热机构。
背景技术
计算机目前得到了广泛的应用，CPU是整个计算机系统的核心，CPU出现故障将影响整个计算机系统的正常运行。近年来，随着CPU性能的提升，CPU的功耗及散热成为人们日益关注的焦点。一旦散热设计不充分，散热处理不及时，导致CPU温度急剧上升，则很有可能造成CPU工作故障，造成的后果和成本都不可估量,如何保证CPU的散热是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种新型计算机散热机构，包括：单片机，温度传感器，风扇，连接器，储存模块，陶瓷发热片，显示模块以及用于给机构内部元件供电的电源组件；
温度传感器设置在陶瓷发热片上获取陶瓷发热片的温度信息；
显示模块，温度传感器，风扇，连接器和储存模块分别与单片机连接；
单片机接收温度传感器传送的温度信息，并根据当前的温度信息，控制风扇的转速，使陶瓷发热片的温度控制在预设阈值范围内；还通过显示模块显示陶瓷发热片的温度数值。
进一步需要说明的是，还包括：液压泵和用于给陶瓷发热片降温的液压冷却装置；
液压泵与单片机连接，单片机控制液压泵运行，使液压泵驱动液压冷却装置的冷却液对陶瓷发热片进行降温冷却。
进一步需要说明的是，电源组件包括：同步降压转换器，开关电源以及直流电源。
进一步需要说明的是，显示模块包括：主板连接器，数码管插座，功率显示模块以及温度显示模块；
功率显示模块和温度显示模块设置在前面板；
数码管插座，功率显示模块以及温度显示模块分别与主板连接器连接；功率显示模块和温度显示模块通过主板连接器，数码管插座以及储存模块连接单片机。
进一步需要说明的是，陶瓷发热片通过主板连接器连接单片机；
陶瓷发热片通过开关电源供电，且单片机获取所述开关电源的电流值和电压值；当开关电源的电流值或电压值超阈值时，控制开关电源断开。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过模拟CPU发热。由于陶瓷加热片阻值固定，通过调节加热片两端电压，即可得到此时加热片的发热功率，即可模拟此时CPU的发热功率。同时通过在陶瓷加热片中心安装热敏电阻，通过AD采样，利用单片机即可计算此时陶瓷加热片中心的温度。即模拟此时在某一确定发热功率下CPU的温度，实现对控制系统的配置，满足不同使用条件下对CPU散热的控制，使控制方式能够适应不同的使用环境，CPU不同的工作状态，保证系统稳定运行。
本发明采用液冷与风冷联合散热方案，通过对温度的实时检测，利用PWM调速，对系统风扇进行实时动态控制，以控制系统的散热能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为新型计算机散热机构示意图；
图2为新型计算机散热机构示意图；
图3为驱动电路图。
具体实施方式
本发明提供一种新型计算机散热机构，如图1和图2所示，包括：单片机1，温度传感器2，风扇3，连接器5，储存模块6，陶瓷发热片16，显示模块以及用于给机构内部元件供电的电源组件；
温度传感器2设置在陶瓷发热片16上获取陶瓷发热片16的温度信息；显示模块，温度传感器2，风扇3，连接器5和储存模块6分别与单片机1连接；单片机1接收温度传感器2传送的温度信息，并根据当前的温度信息，控制风扇3的转速，使陶瓷发热片16的温度控制在预设阈值范围内；还通过显示模块显示陶瓷发热片16的温度数值。
进一步还包括：液压泵4和用于给陶瓷发热片16降温的液压冷却装置；液压泵4与单片机1连接，单片机1控制液压泵4运行，使液压泵4驱动液压冷却装置的冷却液对陶瓷发热片16进行降温冷却。
本发明利用陶瓷加热片模拟CPU发热，通过使用6U机箱设计，模拟平时所用刀片式服务器，该设计包含三块主板，一块背板，通过CPCI方式连接。模拟三片刀片组成的刀片服务器，通过风冷，水冷方式对该系统进行散热，评估CPU在不同功率下，该系统的散热能力。
使用与CPU外形尺寸相近的陶瓷加热片，模拟CPU发热。由于陶瓷加热片阻值固定，通过调节加热片两端电压，即可得到此时加热片的发热功率，即可模拟此时CPU的发热功率。同时通过在陶瓷加热片中心安装热敏电阻，通过AD采样，利用单片机即可计算此时陶瓷加热片中心的温度。即模拟此时在某一确定发热功率下CPU的温度。功率和温度通过数码管进行实时显示。
整个系统采用液冷与风冷联合散热方案，通过对温度的实时检测，利用PWM调速，对系统风扇进行实时动态控制，以控制系统的散热能力。
这样通过陶瓷发热片16模拟CPU发热，来确定当前环境下，或者预设工作环境下CPU发热量，进而实现对风扇及液压泵4散热的调节控制，保证CPU能够正常工作。
基于使用6U机箱设计，显示模块包括：主板连接器15，数码管插座7，功率显示模块13以及温度显示模块14；功率显示模块13和温度显示模块14设置在前面板12；数码管插座7，功率显示模块13以及温度显示模块14分别与主板连接器15连接；功率显示模块13和温度显示模块14通过主板连接器15，数码管插座7以及储存模块6连接单片机1。前面板12就相当于6U机箱的前挡板。通过在陶瓷加热片中心安装热敏电阻，通过AD采样，利用单片机计算此时陶瓷加热片中心的温度，通过数码管进行显示。
陶瓷发热片16通过主板连接器15连接单片机1；陶瓷发热片16通过开关电源9供电，且单片机1获取所述开关电源9的电流值和电压值；当开关电源9的电流值或电压值超阈值时，控制开关电源9断开。
这里单片机1采用8051F340单片机；储存模块6采用PCA9555；温度传感器采用W83795；主板连接器15采用主板CPCI连接器。
单片机1还包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路ASICs，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。
储存模块6可以包括包装材料。数据的计算机可读介质可以包括计算机存储介质，诸如随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，非易失性随机存取存储器(NVRAM)，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，闪存，磁或光学数据存储介质，和类似物。在一些实施例中，一种制造产品可包括一个或多个计算机可读存储媒体。
上述方式所描述的技术可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
本发明的电源组件包括：同步降压转换器8，开关电源9以及直流电源11。开关电源9采用LT3845；同步降压转换器8采用TPS54620。连接器5采用CPCI连接器。通过开关电源的选择，来确定电源电路的反馈电阻，实现不同电压的输出，从而模拟CPU的不同发热功率。本发明中还预设了备用接口17以便于模拟测试需要来增加更多的功能。
在对风扇进行控制时，系统还包括：PWM调速模块和驱动电路；如图3所述，单片机1依次通过驱动电路和PWM调速模块连接风扇3，并控制风扇3运行；驱动电路包括：电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，电容C2以及运放器U1；电阻R1第一端连接驱动电路输入端，驱动电路输入端与单片机1连接；电阻R1第二端分别与电阻R2第一端和电容C1第一端连接；电容C1第二端接地；电阻R2第二端分别与电阻R3第一端和运放器U1一脚连接；运放器U1二脚通过电阻R4接地；运放器U1四脚接地，运放器U1三脚接电源；运放器U1五脚分别与电容C2第二端和驱动电路输出端连接；电容C2第一端与电阻R3第二端连接；电阻R2和电容C1实现了对单片机输出的信号进行低通滤波；运放器U1实现来的对信号进行放大。通过对温度的实时检测，利用PWM调速，对系统风扇进行实时动态控制。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种新型计算机散热机构，其特征在于，包括：单片机(1)，温度传感器(2)，风扇(3)，连接器(5)，储存模块(6)，陶瓷发热片(16)，显示模块以及用于给机构内部元件供电的电源组件；
温度传感器(2)设置在陶瓷发热片(16)上获取陶瓷发热片(16)的温度信息；
显示模块，温度传感器(2)，风扇(3)，连接器(5)和储存模块(6)分别与单片机(1)连接；
单片机(1)接收温度传感器(2)传送的温度信息，并根据当前的温度信息，控制风扇(3)的转速，使陶瓷发热片(16)的温度控制在预设阈值范围内；还通过显示模块显示陶瓷发热片(16)的温度数值。
2.根据权利要求1所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
还包括：液压泵(4)和用于给陶瓷发热片(16)降温的液压冷却装置；
液压泵(4)与单片机(1)连接，单片机(1)控制液压泵(4)运行，使液压泵(4)驱动液压冷却装置的冷却液对陶瓷发热片(16)进行降温冷却。
3.根据权利要求1所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
电源组件包括：同步降压转换器(8)，开关电源(9)以及直流电源(11)。
4.根据权利要求1所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
显示模块包括：主板连接器(15)，数码管插座(7)，功率显示模块(13)以及温度显示模块(14)；
功率显示模块(13)和温度显示模块(14)设置在前面板(12)；
数码管插座(7)，功率显示模块(13)以及温度显示模块(14)分别与主板连接器(15)连接；功率显示模块(13)和温度显示模块(14)通过主板连接器(15)，数码管插座(7)以及储存模块(6)连接单片机(1)。
5.根据权利要求4所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
单片机(1)采用8051F340单片机；
储存模块(6)采用PCA9555；
温度传感器采用W83795；
主板连接器(15)采用主板CPCI连接器。
6.根据权利要求4所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
陶瓷发热片(16)通过主板连接器(15)连接单片机(1)；
陶瓷发热片(16)通过开关电源(9)供电，且单片机(1)获取所述开关电源(9)的电流值和电压值；当开关电源(9)的电流值或电压值超阈值时，控制开关电源(9)断开。
7.根据权利要求3所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
开关电源(9)采用LT3845；
同步降压转换器(8)采用TPS54620；
连接器(5)采用CPCI连接器。
8.根据权利要求1或2所述的新型计算机散热机构，其特征在于，
还包括：PWM调速模块和驱动电路；
单片机(1)依次通过驱动电路和PWM调速模块连接风扇(3)，并控制风扇(3)运行；
驱动电路包括：电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，电容C2以及运放器U1；
电阻R1第一端连接驱动电路输入端，驱动电路输入端与单片机(1)连接；
电阻R1第二端分别与电阻R2第一端和电容C1第一端连接；电容C1第二端接地；
电阻R2第二端分别与电阻R3第一端和运放器U1一脚连接；
运放器U1二脚通过电阻R4接地；
运放器U1四脚接地，运放器U1三脚接电源；运放器U1五脚分别与电容C2第二端和驱动电路输出端连接；电容C2第一端与电阻R3第二端连接；
电阻R2和电容C1实现了对单片机输出的信号进行低通滤波；运放器U1实现来的对信号进行放大。
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