CN217902730U - 硬盘加热装置、车载硬盘及车载电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种硬盘加热装置、车载硬盘及车载电子设备，加热装置用于对硬盘进行加热处理，包括：固定支架，固定支架围合形成卡槽，卡槽与硬盘的规格对应设置，卡槽用于容纳硬盘；加热模块，加热模块设置在固定支架一侧，加热模块对硬盘进行加热处理；加热模块包括PTC加热器。本申请提供的加热装置，通过设置PTC加热器对硬盘进行加热处理，即使在车辆处于低温环境下也能保证硬盘处于正常工作下的温度区间内，从而使得硬盘可以正常工作，不会造成由于低温环境下硬盘无法正常工作的问题。

Description

硬盘加热装置、车载硬盘及车载电子设备

技术领域

本申请属于加热装置设计技术领域，更具体地说，是涉及一种硬盘加热装置、车载硬盘及车载电子设备。

背景技术

硬盘(大容量存储设备)作为一种存储设备，或存储了重要的数据，或存储了操作系统，在各领域均有应用。

现有的在汽车领域中，许多车载电子设备需要用到硬盘，如车载录像机、车载数据终端、车载服务器等，这些设备都需要大容量的硬盘。作为储存了各种运行数据的载体，如果硬盘不能正常工作，则整个系统也无法正常运行。

但是，现有的硬盘受温度影响较大，在低温情况下硬盘无法正常工作。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种硬盘加热装置、车载硬盘及车载电子设备，以解决现有技术中存在的现有的硬盘受温度影响较大，在低温情况下硬盘无法正常工作的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种硬盘加热装置，用于对硬盘进行加热处理，包括：

固定支架，用于固定所述硬盘；

加热模块，所述加热模块设置在所述固定支架的至少一侧，所述加热模块对所述硬盘进行加热处理；

所述加热模块包括PTC加热器。

可选地，所述加热模块还包括控制器和测温件，所述测温件检测所述硬盘的环境温度，所述控制器分别与所述PTC加热器和所述测温件连接，所述控制器根据所述测温件的检测数据对所述PTC加热器进行控制。

可选地，所述测温件包括至少一个温度传感器，所述温度传感器与所述硬盘的至少一个侧面直接或间接接触。

可选地，所述PTC加热器包裹所述硬盘的周侧设置。

可选地，所述固定支架包括底板和侧板，所述侧板设置在所述底板周侧，所述侧板和所述底板形成容纳固定所述硬盘的腔体。

可选地，所述固定支架还包括减震装置，所述减震装置设置在所述侧板的内侧，所述减震装置用于与所述硬盘的侧边相抵。

可选地，还包括：

盖体，所述盖体与所述固定支架配合对所述硬盘进行固定。

可选地，所述PTC加热器设置在所述盖体上背离所述固定支架的一侧。

本申请还提供一种车载硬盘，包括硬盘和上述的硬盘加热装置，所述硬盘设置在所述硬盘加热装置的固定支架内，所述硬盘加热装置对所述硬盘进行加热处理。

本申请还提供一种车载电子设备，包括主板和上述的车载硬盘，所述车载硬盘设置在主板上，且所述车载硬盘的硬盘和硬盘加热装置均与所述主板电连接。

本申请提供的硬盘加热装置的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的硬盘加热装置通过设置PTC加热器对硬盘进行加热处理，即使在车辆处于低温环境下也能保证硬盘处于正常工作下的温度区间内，从而使得硬盘可以正常工作，不会造成由于低温环境下硬盘无法正常工作的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种硬盘加热装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中加热模块的电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中控制器的电路结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中测温件的电路结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中控制器的电路结构示意图二。

其中，图中各附图标记：

1-硬盘加热装置；2-硬盘；10-固定支架；11-底板；12-侧板；13-挡板； 14-减震装置；15-盖体；20-加热模块；21-控制器；22-PTC加热器；23-测温件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1-图6，现对本申请实施例提供的加热装置进行说明。本申请实施例提供一种硬盘加热装置1，用于对硬盘2进行加热处理，硬盘加热装置1包括固定支架10和加热模块20，其中固定支架10用于容纳硬盘2。加热模块20设置在固定支架10的至少一侧，且加热模块20用于对硬盘2进行加热处理。

其中，固定支架10容纳并对硬盘2进行固定，可以理解的是，固定支架 10的一面上可以开设有槽体，且槽体与硬盘2的规格对应设置，从而可以将硬盘2安装在卡槽内，并通过额外的固定件(如螺钉等)进行固定，即可完成对硬盘整体的固定；又或者，固定支架10由各种单独的部件组合而成，例如底板、侧板等，底板和侧板围合形成固定支架10，而硬盘2设置在固定支架10内，也可以完成对硬盘2的容纳固定，本实施例对此不做限制。

示例性的，在本实施例中，固定支架10包括底板11和侧板，所述侧板围合设置在所述底板11周侧，硬盘2设置在侧板围合形成的空间内。其中，侧板设置有多个，从而可以对硬盘2的多个侧边进行固定。在本实施例中，为了达到对硬盘2的固定效果，侧板包括设置在硬盘2长度方向两侧的两个侧板12 和设置在硬盘其中一个宽度方向上的板体，其中为了保证对硬盘的拆卸效果，此板体为可拆卸的挡板13，即两个侧板12在底板11的两侧竖直且相互平行排列，从而形成对硬盘2进行固定容纳的腔体，此腔体的两端均开设有开口，而挡板13可拆卸的安装在其中一个开口上，从而可以有效的防止硬盘弹出；在硬盘2安装至腔体内后，腔体上未安装挡板13的另一个开口则可以供硬盘接入各类插接件，从而完成电连接。

另外，在硬盘2放置在固定支架10内时，为了对硬盘2进行保护，在硬盘 2的周侧可以设置有减震装置，如海绵、弹簧等。在本实施例中，可选地，在侧板12的内侧设置有减震装置14，其中减震装置为橡胶缓冲垫，当硬盘2放置在固定支架10内时，减震装置14的两侧分别与侧板12和硬盘2的侧边相抵。需要注意的是，为了达到对硬盘2的减震固定效果，减震装置14可设置有多个，多个减震装置14分别设置在硬盘2的至少两个侧边上，从而达到对硬盘2的缓冲平衡效果。示例性的，在本实施例中，减震装置14设置有4个，4个减震装置14两两固定在硬盘2相对两侧的侧板12上，从而对硬盘2的两个侧边相抵并提供缓冲效果，本实施例对此不做限制。

在现有技术中的硬盘加热模块，通常是选用带有发热丝的发热膜、绝缘膜和自恢复保险丝等，但是这种发热膜结构复杂，制造工艺复杂，成本较高，可靠性较差；或是使用普通的发热电阻来实现加热处理，但是这种加热手段没有高温保护，可能会导致加热模块持续供电加热，温度一直上升，最终导致加热模块损坏或引起火灾，存在一定的安全隐患。为此，在本实施例中，加热模块 20包括PTC加热器22，PTC加热器通常采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成。该类型PTC发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患，相较于现有技术，不仅实现了恒温加热，同时安全性更高，可以达到更好的加热效果。其具体实现原理为，PTC材料具有正温度系数，其电阻随温度升高而升高，当温度升高一定值时，其电阻值最大，此时加热功率很小(供电电源电压不变)，加热膜给机械硬盘加热与机械硬盘自然散热达到热平衡，机械硬盘的温度不再升高。

在本实施例中，为了保证硬盘在低温环境下可以自动控制进行加热，提高装置的智能性，可选地，加热模块20还包括控制器21和测温件23，测温件23 与硬盘2的至少一个侧面直接或间接接触，从而对硬盘2的环境温度进行检测； PTC加热器22设置在固定支架10的至少一侧，从而根据PTC加热器22所在的位置对硬盘2进行加热处理；控制器21分别与PTC加热器22和测温件23连接，控制器21根据测温件23的检测数据对PTC加热器22进行控制。

其中，加热模块20中的PTC加热器22是设置在固定支架10的至少一侧，即PTC加热器22可以仅设置在固定支架10的一个侧面上，也可以设置在固定支架10的多个侧面上，从而达到更均匀的加热效果等；且PTC加热器22在工作时会产生热量，从而对硬盘2进行加热处理。相应的，为了达到PTC加热器 22的加热效果，PTC加热器22可以设置在固定支架10外侧从而对硬盘2进行间接加热，或PTC加热器22可以直接与硬盘2接触从而直接加热。硬盘2的正常工作温度范围通常为0℃～60℃，而一般车载电子设备低温运行的最低温度等级为-20℃，一般低温运行要求达到-40℃，如果不针对硬盘工作温度作额外的设计，硬盘在低温环境中将不能正常工作，设计出来的产品将不符合国家道路车辆标准，将不能应用在车载设备上。相应的，硬盘2的外部环境温度也会跟随位置改变从而随之改变。在环境温度处于正常工作温度范围内时，PTC加热器22此时不工作，硬盘2可以正常工作；当环境温度变化到低于正常工作温度范围时，则可以通过设置在硬盘2一侧的测温件23来对环境温度进行检测。测温件23将实时温度及时传输到控制器21，控制器21根据测温件23的温度数据对PTC加热器22的工作状态进行控制，当测温件23检测到硬盘2的外部环境温度低于正常工作温度范围时，控制器21接收到测温件23的信号，且控制器21控制PTC加热器22启动对硬盘2进行加热处理，使得硬盘2始终处于正常工作温度范围内。

在本实施例中，控制器21部分是硬盘加热电路的控制单元，它通过测温件23获取的温度数据，经一定的算法处理，判定温度达到要求的阈值时，开启电源开关，从而控制DC12V电源给PTC加热器22供电，PTC加热器22通电后给机械硬盘加热。控制器可以是MCU、ARM、DSP等。

在本实施例中，测温件23设置在硬盘一侧，且测温件23实时检测硬盘一侧的温度，可选地，测温件23包括至少一个温度传感器，温度传感器与硬盘2 的至少一个侧面直接或间接接触。其中，测温件23部分电路可以选用TI的温度传感器芯片TMP75AIDR，通信方式为I2C，I2C总线地址默认为0110111，通过温度传感器芯片即可实现对硬盘2的测温处理。需要注意的是，温度传感器可以直接设置在固定支架10内侧，并与硬盘2直接接触，从而对硬盘2的温度进行检测；温度传感器也可以设置在固定支架10的外侧，不与硬盘2直接接触，也可以对温度进行检测。另外，为了保证温度传感器的检测效果，在温度传感器和固定支架10之间设置有导热胶，从而达到更好的导热效果，温度传感器的检测效果也更好。

在本实施例中，温度传感器实时检测机械硬盘底部温度，控制器21读取温度信息，并根据条件做出判断：当温度低于一定的阈值时，控制器通过GPIO 口输出控制命令，开启电源开关给加热膜供电，加热膜通电后给机械硬盘加热，机械硬盘温度上升，当机械硬盘温度上升到一定值时，温度传感器检测温度超过设定阈值，控制器通过GPIO口输出控制命令，关断电源开关不给加热膜供电。

图5为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中控制器的电路结构示意图一；图6为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中测温件的电路结构示意图。如图5和图6所示，机械硬盘加热方案的处理器部分电路主要包括GPIO口及 I2C接口电路。温度感知部分电路选用TI的温度传感器芯片TMP75AIDR，通信方式为I2C，I2C总线地址默认为0110111。

图6为本申请实施例提供的一种硬盘加热装置中控制器的电路结构示意图二，如图6所示，另外，电源开关部分采用N沟道MOS管AO3415作为电源开关器件，由处理器的通用GPIO口(GPIO4_2)来控制。当GPIO4_2输出高电平，MOS管导通，DC12V电源给硬盘加热膜供电；GPIO4_2输出低电平，MOS管不导通，DC12V电源不给硬盘加热膜供电。

在上述实施例中，在固定支架10的一侧设置有PTC加热器22，可以理解的是，PTC加热器22可以设置在固定支架10的外侧，即PTC加热器22在加热时是先对固定支架10进行加热，通过固定支架10将热量传递到固定支架10 内的硬盘2，从而实现对硬盘2的间接加热；PTC加热器22也可以直接与硬盘2相接触，从而实现对硬盘2的直接加热，可以达到同样的加热效果。

在本申请提供的一个实施例中，可选地，在硬盘2与固定支架10的侧板 12之间可以设置有间隙，PTC加热器22设置在硬盘2和固定支架10之间。即，固定支架10的规格相较于硬盘2稍大，从而可以将PTC加热器22放置在硬盘 2与固定支架10之间，从而使得PTC加热器22直接与硬盘2相贴合，达到更直接的加热效果，但是这种贴合方式不便于后续对硬盘的维修和更换，为此， PTC加热器22可以直接与固定支架10的内壁相贴合，与硬盘2的外壁仅接触或未直接接触，也可以达到对硬盘2的加热效果。另外，若是在处于温度更低的环境下，可选地，PTC加热器22包裹设置硬盘2的周侧设置，即PTC加热器 22直接包裹设置在硬盘2周侧固定支架10的内壁上，从而可以对硬盘2的各个角度均进行加热处理，即使在低温环境下也能保证硬盘2的正常工作。

在上述实施例中，硬盘2是固定在固定支架10内的，为了更好的安装连接硬盘2和固定支架10，硬盘2通常是由固定支架10上部的开口插入至固定支架10内后再对硬盘2进行固定。为了进一步提高硬盘2的固定效果，可选地，在固定支架10上设置有盖体15，盖体与固定支架10相互配合对硬盘2进行固定，在实际使用时，将硬盘2放入固定支架10内后再将盖体15盖合在固定支架10上侧，将硬盘2夹固在盖体和固定支架10之间，即可完成对硬盘2的固定。

在设置有盖体15时，需要将盖体15盖合在硬盘2上后，再将固定支架10 整体固定在主板上。此时固定支架10整体结构较为紧凑，若PTC加热器22设置在硬盘2和固定支架10之间，在固定固定支架10时可能会压迫到PTC加热器22，从而可能导致PTC加热器22的损坏。为此，在本申请提供的另一个实施例中，可选地，PTC加热器22设置在盖体12上背离固定支架10的一侧，即盖体15与固定支架10盖合后，PTC加热器22位于盖体12和固定支架10的外部，此时PTC加热器22工作时先对固定支架10进行加热后再传递到硬盘2，也能带来同样的加热效果，适用于温度不会过低的工作区域。

在上述实施例的基础上，本申请还提供一种车载硬盘，包括硬盘2和上述的硬盘加热装置，硬盘2设置在所述硬盘加热装置的固定支架10内，所述硬盘加热装置对所述硬盘2进行加热处理。

在本实施例中所提供的硬盘加热装置1与上述实施例中的硬盘加热装置1 相同，其达到的技术效果也相同，本实施例对此不再赘述。

在上述实施例的基础上，本申请还提供一种车载电子设备，包括主板和上述的车载硬盘，车载硬盘设置在主板上，且车载硬盘中的硬盘2和硬盘加热装置1的加热模块20均与主板电连接，从而通过主板为硬盘2和加热模块20进行供电处理。在本申请中，控制器21除了作为控制加热电源用外，还作为其它多项功能的控制单元用，即控制器21直接集成在主板上，因此本产品可选用 TI的SOC芯片DRA722，利用其ARM核的GPIO口去控制电源开关的通断。

在本实施例中所提供的硬盘加热装置1与上述实施例中的硬盘加热装置1 相同，其达到的技术效果也相同，本实施例对此不再赘述。

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

Claims (8)

1.一种硬盘加热装置，用于对硬盘进行加热处理，其特征在于，包括：

固定支架，用于固定所述硬盘，所述固定支架包括底板、侧板和减震装置，所述侧板设置在所述底板周侧，所述侧板和所述底板形成容纳固定所述硬盘的腔体，所述减震装置设置在所述侧板的内侧，所述减震装置用于与所述硬盘的侧边相抵；

加热模块，所述加热模块设置在所述固定支架的至少一侧，所述加热模块对所述硬盘进行加热处理；

所述加热模块包括PTC加热器。

2.如权利要求1所述的硬盘加热装置，其特征在于：所述加热模块还包括控制器和测温件，所述测温件检测所述硬盘的环境温度，所述控制器分别与所述PTC加热器和所述测温件连接，所述控制器根据所述测温件的检测数据对所述PTC加热器进行控制。

3.如权利要求2所述的硬盘加热装置，其特征在于：所述测温件包括至少一个温度传感器，所述温度传感器与所述硬盘的至少一个侧面直接或间接接触。

4.如权利要求3所述的硬盘加热装置，其特征在于：所述PTC加热器包裹所述硬盘的周侧设置。

5.如权利要求4所述的硬盘加热装置，其特征在于：还包括：

盖体，所述盖体与所述固定支架配合对所述硬盘进行固定。

6.如权利要求5所述的硬盘加热装置，其特征在于：所述PTC加热器设置在所述盖体上背离所述固定支架的一侧。

7.一种车载硬盘，其特征在于：包括硬盘和权利要求1-6任一项所述的硬盘加热装置，所述硬盘设置在所述硬盘加热装置的固定支架内，所述硬盘加热装置对所述硬盘进行加热处理。

8.一种车载电子设备，其特征在于：包括主板和权利要求7所述的车载硬盘，所述车载硬盘设置在主板上，且所述车载硬盘的硬盘和硬盘加热装置均与所述主板电连接。

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