TW202340694A - 電子裝置散熱測試系統 - Google Patents
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Abstract
一種電子裝置散熱測試系統包含一裝置殼體、至少一發熱模組、一電源供應模組、一功率調控模組以及至少一溫度感測器。發熱模組設置於裝置殼體內，並熱連結於一冷板型散熱模組，用以提供一模擬熱能。電源供應模組電性連結於發熱模組，用以供電至發熱模組。功率調控模組電性連結於發熱模組與電源供應模組，用以受操作而調控發熱模組之運作功率，藉以將模擬熱能調控為與一電子元件運作時所產生之一工作熱能相同。溫度感測器用以偵測發熱模組之溫度，據以研判冷板型散熱模組之散熱效能。
Description
本發明係關於一種散熱測試系統，尤其是指一種電子裝置散熱測試系統。
近年來由於科技技術發展日新月異，有很多新的電子裝置或軟體程式被研發出來，而這些電子裝置或軟體程式也需要功能更加強大的處理器（即晶片）來支援，因此在晶片的設計與製程上也更加精進。
然而，在晶片功能更加強大與完善的同時，也意味著晶片運作時所產生的熱能也越來越多，因此對於晶片的散熱設計也需要更加嚴謹。
請參閱第一圖至第三圖，第一圖係顯示先前技術將晶片設置於散熱裝置之立體示意圖；第二圖係顯示先前技術將晶片設置於散熱裝置另一視角之立體示意圖；第三圖係為先前技術之散熱裝置與晶片之剖面示意圖。如第一圖至第三圖所示，一般來說，有些伺服器需要安裝多個圖形處理器PA100（圖中僅標示一個），因此這些伺服器的散熱裝置PA200通常也設計成可以同時對多個圖形處理器PA100進行散熱的構造，因此為了確保散熱裝置PA200在實際運作時可以確實的對這些圖形處理器PA100進行散熱，通常需要準備多個圖形處理器PA100來與散熱裝置PA200配合測試。
然而，由於圖形處理器PA100的成本較高，且生產週期長，因此當散熱裝置PA200需要進行散熱測試時，導致現有的散熱測試執行起來不僅成本較高，且製造所耗費的時間也比較長，非常不便利。此外，當所需測試之晶片的規格不同時，也需要另外拆裝，很容易導致晶片毀損。
有鑒於在先前技術中，由於大部分的伺服器配置有多個處理器，因此所需的散熱裝置也需要同時對多個處理器進行散熱，而為了確保散熱裝置的散熱效果，通常需要準備多個處理器來進行實測，然而這些處理器的成本較高，且製造所耗費的時間也比較長，導致散熱裝置進行散熱測試的整體成本也相對的提高；緣此，本發明的主要目的在於提供一種電子裝置散熱測試系統，可以模擬處理器運作時所產生的熱能來有效的對散熱裝置進行散熱測試，藉以降低成本並提升測試效率。
本發明為解決先前技術之問題，所採用的必要技術手段是提供一種電子裝置散熱測試系統，係用以測試一冷板型散熱模組之散熱效能，冷板型散熱模組係用以熱連結於至少一電子元件，以在運作時逸散電子元件運作時所產生之至少一工作熱能，包含一裝置殼體、至少一發熱模組、一電源供應模組、一功率調控模組以及至少一溫度感測器。
裝置殼體係具有一容置空間。發熱模組係設置於容置空間內，熱連結於冷板型散熱模組，用以提供至少一與工作熱能相同之模擬熱能。電源供應模組係電性連結於發熱模組，用以供電至發熱模組。
功率調控模組係設置於裝置殼體，並電性連結於發熱模組與電源供應模組，用以受操作而調控發熱模組之運作功率，藉以將模擬熱能調控為與工作熱能相同。溫度感測器係熱連結於發熱模組，用以偵測發熱模組之溫度，據以研判冷板型散熱模組之散熱效能。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，發熱模組更包含一絕緣基座以及一發熱組件。絕緣基座係設置於容置空間。發熱組件包含一下導熱板、至少一發熱片以及一上導熱板。下導熱板係設置於絕緣基座。發熱片係設置於於下導熱板上。上導熱板係設置於下導熱板上，並覆蓋住發熱片。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，功率調控模組更包含至少一轉換器以及至少一功率調節旋鈕。轉換器係電性連結於電源供應模組與發熱模組。功率調節旋鈕係電性連結於轉換器，用以調控發熱模組之運作功率。較佳者，功率調控模組更包含至少一功率計以及至少一功率顯示器。功率計係電性連結於轉換器，用以偵測發熱模組之運作功率。功率顯示器係電性連結於功率計，用以顯示發熱模組之運作功率。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，電源供應模組更包含至少一電源接口與至少一電源開關，電源接口係用以插接一外部電源，電源開關係對應地電性連結於電源接口，用以控制電源接口之啟閉。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，裝置殼體包含一底板、二側板、一前擋板與一後擋板，二側板係分別一體成型地連結於底板之兩側，前擋板係固接於底板以及二側板之一端，後擋板係固接於底板以及二側板相對於前擋板之另一端，藉以圍構出容置空間。較佳者，二側板其中之一者更具有一冷卻管支架，冷卻管支架係用以支撐冷板型散熱模組之一冷卻管。此外，後擋板更開設有一鄰近於冷卻管支架之管路設置口，冷卻管係穿設於管路設置口。
如上所述，本發明主要是利用發熱模組來提供與電子元件運作時所產生之工作熱能相同之模擬熱能，並利用冷板型散熱模組對模擬熱能之逸散來測試出散熱效能。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
請參閱第四圖至第九圖，第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之立體示意圖；第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統另一視角之立體示意圖；第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之立體分解示意圖；第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之發熱模組之立體分解示意圖；第八圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之系統方塊圖；第九圖係為本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之剖面示意圖。
如第四圖至第九圖所示，一種電子裝置散熱測試系統100包含一裝置殼體1、一電路板2、複數個發熱模組3（圖中僅標示一個）、一電源供應模組4、一功率調控模組5以及複數個溫度感測器6（圖中僅標示一個）。其中，本實施例之電子裝置散熱測試系統100是用以測試一冷板型散熱模組200之散熱效能，且冷板型散熱模組200實務上是用以熱連結於至少一電子元件（圖未示），藉以在運作時逸散電子元件運作時所產生之至少一工作熱能。
裝置殼體1包含一底板11、二側板12與13、一前擋板14、一後擋板15以及一上蓋板16。二側板12與13是分別一體成型地連結於底板11之兩側，前擋板14是固接於底板11以及二側板12與13之一端，後擋板15是固接於底板11以及二側板12與13相對於前擋板14之另一端。其中，底板11、二側板12與13、前擋板14以及後擋板15係圍構形成一容置空間S。上蓋板16是蓋合於二側板12與13、前擋板14以及後擋板15，用以封閉容置空間S。此外，側板12還具有一冷卻管支架121，而後擋板15還開設有一鄰近於冷卻管支架121之管路設置口151，冷卻管支架121是用以支撐冷板型散熱模組200之二冷卻管203與204，且二冷卻管203與204更穿設於管路設置口151。
電路板2是安裝於底板11。發熱模組3包含一絕緣基座31以及一發熱組件32。絕緣基座31係固定於電路板2上，並開設有二引線固定槽311（圖中僅標示一個）。在本實施例中，絕緣基座31是由塑膠材料所構成，例如為酚醛樹脂。
發熱組件32包含一下導熱板321、四個發熱片322（圖中僅標示一個）以及一上導熱板323。下導熱板321係固定於絕緣基座31，並開設有二發熱片設置槽3211（圖中僅標示一個），且二發熱片設置槽3211其中之一者更開設有一溫度感測器設置槽3212。
四個發熱片322是設置於二發熱片設置槽3211中；其中，每個發熱片322包含一發熱片本體3221與二發熱片引線3222，且在本實施例中，每個發熱片設置槽3211可以放置兩個發熱片本體3221，而四個發熱片322之發熱片引線3222則是分別設置於引線固定槽311。
上導熱板323是覆蓋住四個發熱片本體3221，並固接於下導熱板321，藉以與下導熱板321夾合固定住四個發熱片本體3221；其中，上導熱板323開設有一溫度感測器設置槽3231。
在本實施例中，上述之發熱片本體3221是由陶瓷所構成的電阻片，可以透過發熱片引線3222來導電發熱，而上導熱板323與下導熱板321之導熱良好之銅板，因此當四個發熱片本體3221通電時，四個發熱片本體3221所產生的熱能可以有效的傳導至上導熱板323與下導熱板321，進而使整個發熱組件32可以有效的提供一模擬熱能；其中，四個發熱片322彼此是並聯的設置。
此外，本實施例之電子裝置散熱測試系統100更包含六個發熱組件32a（圖中僅標示一個），發熱組件32a之構造與上述之發熱組件32相似，其差異僅在於發熱組件32a並未設置於絕緣基座31，而是直接安裝於電路板2上，且在本實施例中，發熱組件32所模擬之電子元件為圖形處理器（Graphics Processing Unit, GPU），而發熱組件32a所模擬之電子元件為用以連接多個GPU之NVSwitch晶片；其中，六個發熱組件32a是彼此並聯的設置，且每個發熱組件32a是由兩個發熱片（圖未示）串聯而組成。
承上所述，當冷板型散熱模組200安裝於裝置殼體1時，發熱組件32與發熱組件32a更分別熱連結於冷板型散熱模組200之冷卻板本體201與202。
電源供應模組4包含五個電源接口41（圖中僅標示一個）與五個電源開關42（圖中僅標示一個）。五個電源接口41與五個電源開關42是分別設置於後擋板15上。電源接口41是用以插接一電力供應源300，而每個電源開關42對應一個電源接口41，用以個別控制每個電源接口41之啟閉。
功率調控模組5是設置於前擋板14，並且包含五個轉換器51（圖中僅標示一個）、五個功率調節旋鈕52（圖中僅標示一個）、五個功率計53（圖中僅標示一個）以及五個功率顯示器54（圖中僅標示一個）。
轉換器51是電性連結於電源接口41與發熱模組3。在本實施例中，五個轉換器51是分別電性連結於五個電源接口41，且其中四個轉換器51是分別對應地供電至兩個發熱模組3，藉以使四個電源接口41供電至八個發熱模組3，而剩下的一個轉換器51是電性連結於上述六個發熱組件32a，使剩下的一個電源接口41供電至上述六個發熱組件32a；其中，連接同一個轉換器51的兩個發熱模組3是並聯的設置。
此外，在本實施例中，電力供應源300為一交流電源，而轉換器51是一種交流電轉換器，可以調控輸出的電流與電壓。
功率調節旋鈕52是電性連結於轉換器51，用以調節發熱模組3輸出至發熱模組3之輸出功率，進而控制發熱模組3之運作功率，藉以將發熱組件32所產生之模擬熱能調控為與所模擬之電子元件之工作熱能相同。
功率計53是電性連結於轉換器51，用以偵測發熱模組3之運作功率。功率顯示器54是電性連結於功率計53，用以顯示發熱模組3之運作功率。
複數個溫度感測器6是設置於多個發熱組件32之溫度感測器設置槽3212與溫度感測器設置槽3231，以熱連結於每個發熱組件32，用以感測每個發熱組件32之溫度；此外，發熱組件32a同樣也開設有溫度感測器設置槽（圖未標示）供溫度感測器6設置。
承上所述，上述複數個溫度感測器6更電性連結於一顯示模組400，以透過顯示模組400顯示出每個發熱組件32與32a之溫度，據以供使用者研判冷板型散熱模組200之散熱效能。
在實際運用時，使用者可以先將前擋板14上的功率調節旋鈕52調至最小值，並將後擋板15上的電源開關42全部關閉，然後將冷板型散熱模組200開啟，之後再開通電源開關42與功率調節旋鈕52，使發熱組件32或32a開始發熱，此時便可透過功率調節旋鈕52來將發熱組件32或32a控制在目標的運作功率，最後透過溫度感測器6量測溫度，即可有效的進行散熱測試。
綜上所述，相較於現有技術在對散熱裝置進行散熱測試時，需要準備多個處理器來進行實測，導致整個測試成本居高不下，本發明之電子裝置散熱測試系統主要是利用構造簡單且製造成本低廉的發熱模組來提供與電子元件運作時所產生之工作熱能相同之模擬熱能，並利用冷板型散熱模組對模擬熱能之逸散來測試出散熱效能，藉此不僅不需準備實際的電子元件，也能有效的對冷板型散熱模組進行散熱測試，進而大幅的降低散熱測試所需之成本，且還能因為不需另外生產電子元件與更換來提升測試效率。
此外，由於本發明之電子裝置散熱測試系統之電源供應模組與功率調控模組是個別供電至多組發熱模組中的其中至少一組，因此當其中一組發熱模組、電源供應模組或功率調控模組故障時，也不會影響到其他組的測試，有效的增進可靠度。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
PA100:圖形處理器
PA200:散熱裝置
100:電子裝置散熱測試系統
1:裝置殼體
11:底板
12,13:側板
121:冷卻管支架
14:前擋板
15:後擋板
16:上蓋板
151:管路設置口
2:電路板
3:發熱模組
31:絕緣基座
311:引線固定槽
32,32a:發熱組件
321:下導熱板
3211:發熱片設置槽
3212:溫度感測器設置槽
322:發熱片
3221:發熱片本體
3222:發熱片引線
323:上導熱板
3231:溫度感測器設置槽
4:電源供應模組
41:電源接口
42:電源開關
5:功率調控模組
51:轉換器
52:功率調節旋鈕
53:功率計
54:功率顯示器
6:溫度感測器
200:冷板型散熱模組
201,202:冷卻板本體
203,204:冷卻管
300:電力供應源
400:顯示模組
S:容置空間
第一圖係顯示先前技術將晶片設置於散熱裝置之立體示意圖；
第二圖係顯示先前技術將晶片設置於散熱裝置另一視角之立體示意圖；
第三圖係為先前技術之散熱裝置與晶片之剖面示意圖；
第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之立體示意圖；
第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統另一視角之立體示意圖；
第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之立體分解示意圖；
第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之發熱模組之立體分解示意圖；
第八圖係顯示本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之系統方塊圖；以及
第九圖係為本發明較佳實施例所提供之電子裝置散熱測試系統之剖面示意圖。
11:底板
12,13:側板
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200:冷板型散熱模組
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S:容置空間
Claims (8)
- 一種電子裝置散熱測試系統，係用以測試一冷板型散熱模組之散熱效能，該冷板型散熱模組係用以熱連結於至少一電子元件，以在運作時逸散該至少一電子元件運作時所產生之至少一工作熱能，該電子裝置散熱測試系統包含： 一裝置殼體，係具有一容置空間； 至少一發熱模組，係設置於該容置空間內，熱連結於該冷板型散熱模組，用以提供至少一與該至少一工作熱能相同之模擬熱能； 一電源供應模組，係電性連結於該至少一發熱模組，用以供電至該至少一發熱模組； 一功率調控模組，係設置於該裝置殼體，並電性連結於該至少一發熱模組與該電源供應模組，用以受操作而調控該至少一發熱模組之運作功率，藉以將該模擬熱能調控為與該工作熱能相同；以及 至少一溫度感測器，係熱連結於該至少一發熱模組，用以偵測該至少一發熱模組之溫度，據以研判該冷板型散熱模組之散熱效能。
- 如請求項1所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該至少一發熱模組包含： 一絕緣基座，係設置於該容置空間；以及 一發熱組件，包含： 一下導熱板，係設置於該絕緣基座； 至少一發熱片，係設置於於該下導熱板上；以及 一上導熱板，係設置於該下導熱板上，並覆蓋住該至少一發熱片。
- 如請求項1所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該功率調控模組更包含： 至少一轉換器，係電性連結於該電源供應模組與該至少一發熱模組；以及 至少一功率調節旋鈕，係電性連結於該至少一轉換器，用以調控該至少一發熱模組之運作功率。
- 如請求項3所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該功率調控模組更包含： 至少一功率計，係電性連結於該至少一轉換器，用以偵測該至少一發熱模組之運作功率；以及 至少一功率顯示器，係電性連結於該至少一功率計，用以顯示該至少一發熱模組之運作功率。
- 如請求項1所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該電源供應模組更包含至少一電源接口與至少一電源開關，該至少一電源接口係用以插接一外部電源，該至少一電源開關係對應地電性連結於該至少一電源接口，用以控制該至少一電源接口之啟閉。
- 如請求項1所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該裝置殼體包含一底板、二側板、一前擋板與一後擋板，該二側板係分別一體成型地連結於該底板之兩側，該前擋板係固接於該底板以及該二側板之一端，該後擋板係固接於該底板以及該二側板相對於該前擋板之另一端，藉以圍構出該容置空間。
- 如請求項6所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該二側板其中之一者更具有一冷卻管支架，該冷卻管支架係用以支撐該冷板型散熱模組之一冷卻管。
- 如請求項7所述之電子裝置散熱測試系統，其中，該後擋板更開設有一鄰近於該冷卻管支架之管路設置口，該冷卻管係穿設於該管路設置口。
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