CN109582552A - 一种cpu散热量的模拟测试装置 - Google Patents

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李童
吴之光
沈忱
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Abstract

本发明公开提供了一种CPU散热量的模拟测试装置，通过定制规格，保证加热片和CPU外形结构一致；由于阻值固定，加热片的发热功率可以通过P=UI=I2R=U2/R简单计算得到，因此调节发热片的输出电压，即可实现CPU不同功耗发热情况的模拟。通过温度检测单元测量实际功耗和温度，通过单片机控制数码管实时显示、并控制散热风扇，便于散热方案的实施和测试。

Description

一种CPU散热量的模拟测试装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，更具体的说是涉及一种CPU散热量的模拟测试装置。
背景技术
随着计算机CPU功能不断提升，功耗也日益增加，同时CPU的集成度也越来越高，体积不断减小，一旦散热不及时，CPU的功能会受到影响甚至产生故障。CPU散热能力是决定计算机硬件***工作稳定性的重要因素之一。
但是，当前在进行CPU散热测试时，通常采用CPU安装到***进行散热测试，虽然能够准确的反映出***的真实散热状况，但是对CPU持续高压测试的时候，CPU的发热量难以精确地控制，存在CPU烧毁的风险，测试成本较高。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种CPU散热量的模拟测试装置，采用发热片模拟CPU发热进行发热量测试，以便于计算机散热技术和方案的研究。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种CPU散热量的模拟测试装置，包括：主板，发热片、单片机、拨码开关、电压传感器、电流传感器和温度检测单元；所述主板上设有CPU插槽、散热风扇和电源接口；所述发热片与CPU的外型相同，发热片通过CPU插槽固定在主板上，发热片通过拨码开关与电源接口连接；所述电压传感器与发热片连接，用于测量加热片的实际电压；所述电流传感器与发热片连接，用于测量加热片的实际电流；所述温度检测单元放置在发热片下方，用于测量CPU模拟散热的温度；所述单片机分别与散热风扇、电压传感器、电流传感器、电源接口、温度检测单元连接，单片机通过电压传感器、电流传感器实时监控发热片的输入电压和电流，手动控制拨码开关调节发热片的输入电压，从而实现不同功率档位的CPU发热情况模拟；单片机根据温度检测单元传送的温度信号控制散热风扇，对发热片进行散热。
进一步，还包括：前面板，前面板上设有用于显示发热片散热功率的功率显示区、用于显示CPU模拟散温度的温度显示区，所述功率显示区和温度显示区分别与单片机连接。
进一步，所述温度检测单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、电容C1和运放器A1；电阻R1的一端接+9V，电阻R1的另一端分别与三极管Q1的基极、三极管Q1的集电极、电容C1的一端、电阻R2的一端连接；三极管Q1的发射极、电容C1的另一端分别接地；电阻R2的另一端与运放器A1的正输入端连接；运放器A1的负输入端分别与电阻R3的一端、电阻R4的一端连接；运放器A1的输出端分别与单片机、电阻R4的另一端连接；电阻R3的另一端接地。
进一步，所述发热片采用陶瓷发热片。
进一步，所述发热片包括：发热片本体和散热栅板，散热栅板顶部设有凹槽，发热片本体通过凹槽安装在散热栅板上。
进一步，所述温度显示区和功率显示区均采用三位数码管进行显示。
进一步，所述三极管Q1采用3DG9硅三极管。
进一步，所述温度检测单元放置在主板上，用于测量CPU表面不同位置的模拟散热温度。
对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种CPU散热量的模拟测试装置，通过定制规格，保证加热片和CPU外形结构一致；由于阻值固定，加热片的发热功率可以通过P=UI=I2R=U2/R简单计算得到，因此调节发热片的输出电压，即可实现CPU不同功耗发热情况的模拟。通过温度检测单元测量实际功耗和温度，通过单片机控制数码管实时显示、并控制散热风扇，便于散热方案的实施和测试。
通过手动控制拨码开关调节反馈电阻，以调节发热片的输入电压，从而实现不同功率档位的CPU发热情况模拟。采用电流和电压传感器测量陶瓷加热片的实际电压和电流，经单片机处理后得到实际的功率值，通过三位数码管进行显示。
所述温度检测单元，可放置在散热片下方测量固定点的温度，也可通过线缆连接到主板上，可以灵活移动，用于测量CPU表面不同位置的模拟散热温度。温度信息通过三位数码管进行显示。单片机根据接收的温度信号控制散热风扇，以便于软件实现散热方案的设计。
另外，特别指出的是，本发明采用的单片机为本领域技术人员常用的单片机。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
附图1是本发明的电气框图。
附图2是温度检测单元的电路图。
附图3是发热片的结构示意图。
图中，1为发热片本体，2为散热栅板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
如图1所示的一种CPU散热量的模拟测试装置，包括：主板，发热片、单片机、拨码开关、电压传感器、电流传感器、温度检测单元和前面板；所述主板上设有CPU插槽、散热风扇和电源接口；所述发热片与CPU的外型相同，发热片通过CPU插槽固定在主板上，发热片通过拨码开关与电源接口连接；所述电压传感器与发热片连接，用于测量加热片的实际电压；所述电流传感器与发热片连接，用于测量加热片的实际电流；所述温度检测单元放置在发热片下方，用于测量CPU模拟散热的温度；前面板上设有用于显示发热片散热功率的功率显示区、用于显示CPU模拟散温度的温度显示区，温度显示区和功率显示区均采用三位数码管进行显示。所述单片机分别与散热风扇、电压传感器、电流传感器、电源接口、温度检测单元、功率显示区和温度显示区连接，单片机通过电压传感器、电流传感器实时监控发热片的输入电压和电流，手动控制拨码开关调节发热片的输入电压，从而实现不同功率档位的CPU发热情况模拟；单片机根据温度检测单元传送的温度信号控制散热风扇，对发热片进行散热。
如图2所示，所述温度检测单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、电容C1和运放器A1；电阻R1的一端接+9V，电阻R1的另一端分别与三极管Q1的基极、三极管Q1的集电极、电容C1的一端、电阻R2的一端连接；三极管Q1的发射极、电容C1的另一端分别接地；电阻R2的另一端与运放器A1的正输入端连接；运放器A1的负输入端分别与电阻R3的一端、电阻R4的一端连接；运放器A1的输出端分别与单片机、电阻R4的另一端连接；电阻R3的另一端接地。
三极管Q1作为温度检测单元的感温探头，采用一只硅三极管3DG6，把它接成二极管形式。硅晶体管发射极电压的温度系数约为-2.5mV/℃，即温度每上升一度，发射极电压会下降2.5mV。运放器A1连接成同相直流放大形式，温度越高，三极管Q1压降越小，运放器A1同相输入端的电压就越低，输出端的电压越低。其中，R1为15kΩ，R2为3.9 kΩ，R3为5.1kΩ，R4为20kΩ，C1为0.47μF。
如图3所示，发热片包括：发热片本体1和散热栅板2，散热栅板2顶部设有凹槽，发热片本体1通过凹槽安装在散热栅板2上。散热栅板2有利于发热片本体1的散热，而且通过上述结构，能够有效的避免发热片本1体温度过高导致主板或CPU插槽损坏。
另外，发热片采用陶瓷发热片。温度检测单元还可以放置在主板上，可以灵活移动，用于测量CPU表面不同位置的模拟散热温度。
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (8)

1.一种CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于，包括：主板，发热片、单片机、拨码开关、电压传感器、电流传感器和温度检测单元；
所述主板上设有CPU插槽、散热风扇和电源接口；
所述发热片与CPU的外型相同，发热片通过CPU插槽固定在主板上，发热片通过拨码开关与电源接口连接；
所述电压传感器与发热片连接，用于测量加热片的实际电压；
所述电流传感器与发热片连接，用于测量加热片的实际电流；
所述温度检测单元放置在发热片下方，用于测量CPU模拟散热的温度；
所述单片机分别与散热风扇、电压传感器、电流传感器、电源接口、温度检测单元连接，单片机通过电压传感器、电流传感器实时监控发热片的输入电压和电流，手动控制拨码开关调节发热片的输入电压，从而实现不同功率档位的CPU发热情况模拟；单片机根据温度检测单元传送的温度信号控制散热风扇，对发热片进行散热。
2.根据权利要求1所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于，还包括：前面板，前面板上设有用于显示发热片散热功率的功率显示区、用于显示CPU模拟散温度的温度显示区，所述功率显示区和温度显示区分别与单片机连接。
3.根据权利要求1所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于，所述温度检测单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、电容C1和运放器A1；
电阻R1的一端接+9V，电阻R1的另一端分别与三极管Q1的基极、三极管Q1的集电极、电容C1的一端、电阻R2的一端连接；三极管Q1的发射极、电容C1的另一端分别接地；电阻R2的另一端与运放器A1的正输入端连接；运放器A1的负输入端分别与电阻R3的一端、电阻R4的一端连接；运放器A1的输出端分别与单片机、电阻R4的另一端连接；电阻R3的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于：所述发热片采用陶瓷发热片。
5.根据权利要求1所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于，所述发热片包括：发热片本体和散热栅板，散热栅板顶部设有凹槽，发热片本体通过凹槽安装在散热栅板上。
6.根据权利要求2所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于：所述温度显示区和功率显示区均采用三位数码管进行显示。
7.根据权利要求3所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于：所述三极管Q1采用3DG9硅三极管。
8.根据权利要求1所述的CPU散热量的模拟测试装置，其特征在于：所述温度检测单元放置在主板上，用于测量CPU表面不同位置的模拟散热温度。
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