CN115151022B - 一种固态硬盘功耗测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种固态硬盘功耗测试装置，包括功耗测试PCB、设置于所述功耗测试PCB表面的若干组电热部件，各组所述电热部件沿冷风流道方向分布为多层，且相邻两层所述电热部件呈交错分布；所述功耗测试PCB的内部设置有多片分别用于对各组所述电热部件进行散热的散热导体层，且各片所述散热导体层存在重叠区域，所述功耗测试PCB的表面上与所述重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件。本发明公开的固态硬盘功耗测试装置，能够避免热量在固态硬盘功耗板上局部聚集，降低供电散热铜皮的热负荷，防止出现烧板现象。
Description
技术领域
本发明涉及硬盘技术领域，特别涉及一种固态硬盘功耗测试装置。
背景技术
随着中国电子技术的发展，越来越多的电子设备已得到广泛使用。
服务器是电子设备中的重要组成部分，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器、网页服务器等。服务器的主要构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，与通用的计算机架构类似。
在大数据时代，大量的IT(Information Technology，信息技术)设备会集中放置在数据中心。这些数据中心包含各类型的服务器、存储、交换机及大量的机柜及其它基础设施。每种IT设备都是有各种硬件板卡组成，如计算模块、存储模块、机箱、风扇模块等。
存储模块的种类很多，主要分为两类，一类以传统的HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)为主，另一类以SSD(Solid State Disk，固态硬盘)为主。其中，固态硬盘的存储速度更快，且存储容量也越来越大，目前已成为主流。
固态硬盘的性能越强，其功耗越大，为配合服务器产品的整机功耗测试，通常需要特意制作固态硬盘功耗板PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)去模拟实际的固态硬盘功耗，达到整机功耗测试的目的。
目前，传统的固态硬盘功耗板，普遍采用多个发热电阻来模拟固态硬盘上的不同芯片的运作，实现对固态硬盘的不同工况的模拟和功耗测试。然而，此类固态硬盘功耗板，通常将多个发热电阻集中放置在一块，并使用一张铜皮将各个发热电阻实现电连接，设计上实现简单，好操作，且占地面积较小。然而，多个发热电阻集成安装在局部区域，容易造成固态硬盘功耗板的局部区域出现温度急剧升高的情况，且各个发热电阻均通过同一张铜皮进行供电和散热，铜皮的热负荷较大，实测温度很容易超过PCB板材的耐热温度。
因此，如何避免热量在固态硬盘功耗板上局部聚集，降低供电散热铜皮的热负荷，防止出现烧板现象，是本领域技术人员面临的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种固态硬盘功耗测试装置，能够避免热量在固态硬盘功耗板上局部聚集，降低供电散热铜皮的热负荷，防止出现烧板现象。
为解决上述技术问题，本发明提供一种固态硬盘功耗测试装置，包括功耗测试PCB、设置于所述功耗测试PCB表面的若干组电热部件，各组所述电热部件沿冷风流道方向分布为多层，且相邻两层所述电热部件呈交错分布；所述功耗测试PCB的内部设置有多片分别用于对各组所述电热部件进行散热的散热导体层，且各片所述散热导体层存在重叠区域，所述功耗测试PCB的表面上与所述重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件。
优选地，各所述电热部件均通过增高导体杆与所述功耗测试PCB电连接，以使所述电热部件与所述功耗测试PCB互相间隔。
优选地，所述功耗测试PCB的表面上与各组所述电热部件的对应位置设置有供电导体层，且所述供电导体层包括若干个分别对同组的各所述电热部件进行单独供电的子导体层。
优选地，各所述子导体层上均开设有导热孔，以将所述电热部件的热量传递至对应的所述散热导体层上。
优选地，各所述子导体层上均设置有焊盘，且所述导热孔开设于所述焊盘上。
优选地，所述导热孔还开设于所述子导体层上位于所述焊盘外的区域内。
优选地，还包括覆盖于各所述电热部件的顶部表面上的导热板，用于吸收各所述电热部件的热量。
优选地，所述导热板的形状与各所述电热部件在所述功耗测试PCB上的分布区域轮廓相同。
优选地，所述导热板通过导热胶黏剂与各所述电热部件的顶部表面粘连。
优选地，所述电热部件为电阻件。
本发明所提供的固态硬盘功耗测试装置，主要包括功耗测试PCB、电热部件和散热导体层。其中，功耗测试PCB为本测试装置的主体部件，主要用于模拟实际固态硬盘的PCB。电热部件设置在功耗测试PCB的表面上，同时设置有多个，且按照预设规则划分为多组。各组电热部件均沿着冷风流道的方向形成多层分布，且相邻的两层电热部件呈互相交错分布。散热导体层设置在功耗测试PCB的内部，且同时设置有多片，各片散热导体层分别用于对各组电热部件进行散热，且各片散热导体层存在重叠区域，而在功耗测试PCB的表面上，与该重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件。如此，本发明所提供的固态硬盘功耗测试装置，由于各组电热部件均沿着冷风流道的方向形成多层分布，且相邻的两层电热部件呈互相交错分布，使得在后一层的各个电热部件位于在先一层的各个电热部件的间隙中，因此，当冷风气流沿着冷风流道流动时，气流能够逐层从各层电热部件的间隙处往后流动，并对所有电热部件均进行散热，防止局部热量蓄积；同时，各组电热部件分别通过对应的散热导体层进行散热，由于功耗测试PCB的表面上与重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件，因此，当其中一个电热部件处于运行状态时，另一个其余组的电热部件暂未处于运行状态，从而能够以此降低各片散热导体层的热负荷。综上所述，本发明所提供的固态硬盘功耗测试装置，能够避免热量在固态硬盘功耗板上局部聚集，降低供电散热铜皮的热负荷，防止出现烧板现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
图2为电热部件在功耗测试PCB上的分布形式示意图。
其中，图1—图2中：
功耗测试PCB—1，电热部件—2，散热导体层—3，增高导体杆—4，供电导体层—5，导热孔—6，焊盘—7，导热板—8；
子导体层—51。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
在本发明所提供的一种具体实施方式中，固态硬盘功耗测试装置主要包括功耗测试PCB1、电热部件2和散热导体层3。
其中，功耗测试PCB1为本测试装置的主体部件，主要用于模拟实际固态硬盘的PCB。
电热部件2设置在功耗测试PCB1的表面上，同时设置有多个，且按照预设规则划分为多组。各组电热部件2均沿着冷风流道的方向形成多层分布，且相邻的两层电热部件2呈互相交错分布。
散热导体层3设置在功耗测试PCB1的内部，且同时设置有多片，各片散热导体层3分别用于对各组电热部件2进行散热，且各片散热导体层3存在重叠区域，而在功耗测试PCB1的表面上，与该重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件2。
如此，本实施例所提供的固态硬盘功耗测试装置，由于各组电热部件2均沿着冷风流道的方向形成多层分布，且相邻的两层电热部件2呈互相交错分布，使得在后一层的各个电热部件2位于在先一层的各个电热部件2的间隙中，因此，当冷风气流沿着冷风流道流动时，气流能够逐层从各层电热部件2的间隙处往后流动，并对所有电热部件2均进行散热，防止局部热量蓄积。
同时，各组电热部件2分别通过对应的散热导体层3进行散热，由于功耗测试PCB1的表面上与重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件2，因此，当其中一个电热部件2处于运行状态时，另一个其余组的电热部件2暂未处于运行状态，从而能够以此降低各片散热导体层3的热负荷。
综上所述，本实施例所提供的固态硬盘功耗测试装置，能够避免热量在固态硬盘功耗板上局部聚集，降低供电散热铜皮的热负荷，防止出现烧板现象。
在关于电热部件2的一种可选实施例中，该电热部件2具体为电阻件，能够在通过电流时发光发热，从而产生热量，具有一定功耗，能够比较方便地模拟固态硬盘的实际功耗。当然，电热部件2并不仅限于电阻件，其余比如铁铬铝电热合金、电热丝等也同样可以采用。
如图2所示，图2为电热部件2在功耗测试PCB1上的分布形式示意图。
在关于电热部件2在功耗测试PCB1上的分布形式的一种可选实施例中，该电热部件2在功耗测试PCB1的表面上共分布有4组，且每组均包括4个电热部件2。4组电热部件2在功耗测试PCB1的表面上，沿着冷风流道的方向分布为4层，相邻两层电热部件2互相错开。同时，同一组的4个电热部件2并非在冷风流道的方向上连续分布，而是与其余组的电热部件2形成间隔分布。比如，其中2个电热部件2分布在接近冷风流道入口的第一层，则另外2个电热部件2并不分布在冷风流道方向上的第二层，而是分布在冷风流道方向上的第三层。若每层具有4个电热部件2，则其中一组电热部件2中的2个可分布在同一层的一侧，而另外一组电热部件2的2个可分布在同一层的另一侧。
当然，电热部件2在功耗测试PCB1上的分布形式并不固定，比如，电热部件2在功耗测试PCB1的表面上共分布有4组，且每组均包括4个电热部件2。4组电热部件2在功耗测试PCB1的表面上，沿着冷风流道的方向分布为8层，相邻两层电热部件2互相错开。同时，同一组的4个电热部件2并非在冷风流道的方向上连续分布，而是与其余组的电热部件2形成间隔分布。比如，其中2个电热部件2分布在接近冷风流道入口的第一层，则另外2个电热部件2并不分布在冷风流道方向上的第二层，而是分布在冷风流道方向上的第三层。若每层具有2个电热部件2，则每层可以包括同一组的两个电热部件2，也可以包括不同组的两个电热部件2。
此外，各组电热部件2包括的电热部件2的数量并不固定，比如通常可包括4个，但也可包括更少，如2～3个，或更多，如5～8个。同时，每层电热部件2包括的电热部件2的数量也并不固定，除了可以分布2个或4个，还可以分布3个或更多，比如5～6个等。
考虑到电热部件2在运行时，将产生大量的热，如果电热部件2如现有技术一样紧贴在功耗测试PCB1的表面上，则势必会将热量传递至功耗测试PCB1上，并且，电热部件2的耐温很容易高达150℃，而功耗测试PCB1一般不能超过90℃，因此，本实施例对电热部件2进行了改进。具体的，在本实施例中，各个电热部件2并不直接贴附在功耗测试PCB1的表面上，而是通过增高导体杆4与功耗测试PCB1的表面相连。该增高导体杆4具有一定高度(长度)，可将各个电热部件2远离功耗测试PCB1的表面，从而将各个电热部件2与功耗测试PCB1的表面互相间隔，进而防止各个电热部件2将热量直接传递至功耗测试PCB1的表面。如此设置，通过增高导体杆4将各个电热部件2形成站立式部件，不仅增加了与功耗测试PCB1之间的空隙，在增大散热面积的同时，避免了高温直接与功耗测试PCB1接触造成局部温度过热烧板。
在关于散热导体层3的一种可选实施例中，如图2所示，靠左侧的一块散热导体层3主要用于对第一组4个电热部件2进行散热，而靠右侧的一块散热导体层3主要用于对第二组4个电热部件2进行散热，而该两块散热导体层3具有一定重叠区域，在该重叠区域内，同时出现了第一组的电热部件2和第二组的电热部件2。如此设置，当启动第一组的电热部件2进行功耗测试时，重叠区域内的属于第二组的电热部件2并不同时工作，保证重叠区域部位不会出现多层散热导体层3的热量叠加的情况，避免出现局部温升现象，同时利用重叠区域确保降低了对功耗测试PCB1的布局面积占用。当然，在本实施例中，两块散热导体层3的重叠区域处对应分布有两个不同组的电热部件2，而在其余实施例中，重叠区域处还可以对应分布有更多个不同组的电热部件2，且该部分电热部件2了可以分属3组或更多组。
进一步的，散热导体层3在功耗测试PCB1内可同时设置多层，以提高散热面积和散热效率。具体的，散热导体层3的层数根据功耗测试PCB1的板卡层数遵循均匀分布原则，以达到利用层面散热最大化的目的，比如重叠区域内有两组发热电阻，那么散热导体层3的数量就为：板卡层数减去表层数再除以2，如8层板，即为(8-2)/2＝3，每组电热部件2对应3层散热导体层3。
为保证各个电热部件2的正常供电，本实施例在中在功耗测试PCB1的表面上设置有供电导体层5。具体的，该供电导体层5整体设置于功耗测试PCB1的表面上与各组电热部件2的设置位置相对应的位置处。考虑到在现有技术中，多个同一组电阻挨在一起，流过其电流的承载铜皮也是铺在一起给电阻供电的，这样容易导致热量聚堆，比如一个电阻附近的铜皮温度可能为70°，那么共用同一块铜皮的方法，在发热电阻启动的瞬间温度很有可能达到峰值280°，而普通PCB板材的融化温度大约100度就开始融化。针对此，本实施例中，同时，供电导体层5为分体式结构，包括多个离散分布的子导体层51。其中，各个子导体层51分别设置于各组电热部件2中的各个电热部件2的所在位置，分别用于与各自对应的电热部件2进行单独供电。如此设置，能够在保证各个电热部件2正常运行的基础上，防止热量在启动时聚集。一般的，该子导体层51可选用铜皮、铝皮等。
进一步的，为加快各个子导体层51的散热效率，本实施例还在各个子导体呈上均开设有导热孔6。具体的，该导热孔6一直贯通至与功耗测试PCB1内的散热导体层3相连，从而能够将电热部件2的热量传递至对应的散热导体层3上，以利用散热导体层3吸收子导体层51上的热量，对子导体层51快速散热。一般的，各个导热孔6均匀分布在子导体层51上，多个导热孔6可显著提高导热效率。并且，导热孔6通常为圆孔，如果热量聚集较大，则导热孔6可使用散热力度更强的葫芦孔。
此外，为便于子导体层51与电热部件2之间的电连接，一般还在子导体层51上设置有焊盘7，而各个导热孔6优先直接设置于焊盘7上，如此能够更加接近电热部件2，以将电热部件2上的增高导体杆4与焊盘7的接触点区域的热量快速传递至功耗测试PCB1内的散热导体层3上，避免瞬间接触点部位高温烧板。
当然，各个导热孔6除了优先设置于焊盘7上，还可以同时设置在子导体层51上位于焊盘7以外的区域内，如此能够辅助加强热量传递效率。一般的，考虑到电热部件2通常呈矩形，则各个子导体层51也相应地呈矩形，且焊盘7通常也成规则的矩形形状，因此，部分导热孔6直接开设在焊盘7上，而其余导热孔6可沿着子导体层51的外缘环形区域均匀分布。
另外，为进一步提高对各个电热部件2的散热效率，本实施例中增设了导热板8。具体的，该导热板8覆盖在各个电热部件2的顶部表面上，主要用于吸收各个电热部件2的热量。该导热板8区别于传统的散热器，传统的散热器中，在导热板8上设置有多个散热翅片，但由于固态硬盘的壳体内空间狭小，没有散热翅片的放置空间，因此，导热板8具体为薄板状，其热传导效率较好，并且与各个电热部件2的顶部表面直接接触，当电热部件2产生热量时，部分热量直接被导热板8吸收，并发散到外界或传递到壳体上。
同时，该导热板8的具体形状并不固定，具体需要根据各个电热部件2在功耗测试PCB1上的分布形式而定，即导热板8的形状与各个电热部件2在功耗测试PCB1上的分布区域轮廓相同。比如，各个电热部件2在功耗测试PCB1的表面上呈“L”型分布，那么导热板8的形状即为L型板；若各个电热部件2在功耗测试PCB1的表面上呈矩形分布，则导热板8的形状即为矩形板。
进一步的，为提高导热板与各个电热部件的顶部表面的连接稳定性，保证良好的热传递，本实施例中，导热板具体通过导热胶黏剂与各个电热部件的顶部表面形成粘连。具体的，可采用抗热稳固性和导热性较好的胶黏剂，将胶黏剂涂抹在各个电热部件的顶部表面，然后将导热板通过胶黏剂粘合在各个电热部件的顶部表面上，达到固定和散热的目的。
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 (10)
1.一种固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，包括功耗测试PCB（1）、设置于所述功耗测试PCB（1）表面的若干组电热部件（2），各组所述电热部件（2）沿冷风流道方向分布为多层，且相邻两层所述电热部件（2）呈交错分布；所述功耗测试PCB（1）的内部设置有多片分别用于对各组所述电热部件（2）进行散热的散热导体层（3），且各片所述散热导体层（3）存在重叠区域，所述功耗测试PCB（1）的表面上与所述重叠区域的对应区域内分布有至少两个不同组的电热部件（2）；
各组所述电热部件（2）在所述功耗测试PCB（1）的表面上沿着冷风流道的方向分布为多层，且同一组的各个所述电热部件（2）在冷风流道的方向上与其余组的所述电热部件（2）形成隔层分布；
在后一层的各个所述电热部件（2）位于在先一层的各个所述电热部件（2）的间隙中，当冷风气流沿着冷风流道流动时，气流逐层从各层所述电热部件（2）的间隙处往后流动。
2.根据权利要求1所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，各所述电热部件（2）均通过增高导体杆（4）与所述功耗测试PCB（1）电连接，以使所述电热部件（2）与所述功耗测试PCB（1）互相间隔。
3.根据权利要求1所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，所述功耗测试PCB（1）的表面上与各组所述电热部件（2）的对应位置设置有供电导体层（5），且所述供电导体层（5）包括若干个分别对同组的各所述电热部件（2）进行单独供电的子导体层（51）。
4.根据权利要求3所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，各所述子导体层（51）上均开设有导热孔（6），以将所述电热部件（2）的热量传递至对应的所述散热导体层（3）上。
5.根据权利要求4所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，各所述子导体层（51）上均设置有焊盘（7），且所述导热孔（6）开设于所述焊盘（7）上。
6.根据权利要求5所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，所述导热孔（6）还开设于所述子导体层（51）上位于所述焊盘（7）外的区域内。
7.根据权利要求1所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，还包括覆盖于各所述电热部件（2）的顶部表面上的导热板（8），用于吸收各所述电热部件（2）的热量。
8.根据权利要求7所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，所述导热板（8）的形状与各所述电热部件（2）在所述功耗测试PCB（1）上的分布区域轮廓相同。
9.根据权利要求7所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，所述导热板（8）通过导热胶黏剂与各所述电热部件（2）的顶部表面粘连。
10.根据权利要求1所述的固态硬盘功耗测试装置，其特征在于，所述电热部件（2）为电阻件。
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