JP7022915B2 - 電子負荷装置及び放熱機能を具有する負荷モジュール - Google Patents
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Description
放熱ユニットは筒状本体と複数個の放熱フィンを具有し、筒状本体の構造は、外表面と相対する内表面を具有し、前記複数個の放熱フィンを外表面に設置する。パワーコンポネントとフットスロットを接続する時、パワーコンポネントは内表面と密接に接して熱を伝導する。
図1にマザーボード10に搭載した4つの負荷モジュール12a~12dを示すが、本実施例では負荷モジュールの実際の数量には制約はない。例えば、電子負荷装置1は一つの負荷モジュール12aのみ、或いは更に多くの負荷モジュールを含むことができる。この他、負荷モジュール12a~12dには同じ或いは異なる負荷電力を設定することができる。例えば、負荷電力が同じである場合、複数個の負荷モジュール同士は、外観或いはサイズ的にもほぼ同じにすることができる。また、電子負荷装置1は一つの外ケース(図に未掲載)を備えることもでき、マザーボード10、複数個の負荷モジュール12a~12d及びファンユニット14は全て外ケースの中に設置することができる。
以下にそれぞれ電子負荷装置1の各部の部品について説明を行う。
図2は本発明の一つの実施例に基づくマザーボードの立体略図である。図に示すように、マザーボード10はプレート100、プレート100に設置する複数個の第一接続ポート102a~102g及び外部接続ポート104を具有する。プレート100は一種のプリント基板であって、また内部にレイアウトサーキット(Layout circuit)を設ける。
前記のレイアウトサーキットを用いて第一接続ポート102a~102g及び外部接続ポート104を電気接続する。ここにおいて、第一接続ポート102a~102gは相対応する数の負荷モジュール12a~12dと電気接続できるだけの数があればよい。また、外部接続ポート104は外部の電源端子或いは制御端子と電気的に接続して、電流或いは制御シグナルが供給される。到来技術分野では、通常の知識を持つ者であれば、自由に第一接続ポート102a~102g及び外部接続ポート104の規格を選択することができる。
また、本実施例では、第一接続ポート102a~102g及び外部接続ポート104をプレート上に設置する位置に格別の制約はない。例えば、第一接続ポート102a~102gは一つの方向(即ち第三方向に沿って)において、等間隔にプレート100の上に配列することができ、外部接続ポート104はプレート100の縁に位置することができる。
仮にそれぞれの負荷モジュールを100ワットの負荷電力として積算すると、マザーボード10は7つの第一接続ポート102a~102gを具有するため、マザーボード10は100ワットから700ワットの間の負荷電力に対応できるといえる。また、図1の本実施例に示す電子負荷装置1のマザーボード10は、4つの負荷モジュール12a~12dと接続するため、負荷電力が400ワットの規格の型番号に対応することができる。
もちろん、異なる負荷電力の規格の型番号もまた、異なるマザーボードに使用することができる。例えば400ワットの規格の型番号にもちょうど4つの第一接続ポートのみを具有することができるが、本実施例ではこれらの数量の制約はない。
また、他の例として電子負荷装置1の負荷電力は更に、全ての負荷モジュールのパワーコンポーネントの規格とも関連し、例えばパワーコンポーネントの負荷電力が高いほど、電子負荷装置1は同じ数の負荷モジュールと接続しても更に高い負荷電力を提供することができる。
以上の説明の趣旨は、本実施例ではこれらの第一接続ポートと負荷電力容量と関係で組み合わせの可能性を示したのみであり、電子負荷装置1が使用できる負荷電力の範囲を制約するものであると解すべきでない。
図3は本発明の一実施例の負荷モジュールの立体略図である。図4は本発明の一実施例の負荷モジュールのスレーブボードとパワーコンポネントの立体略図である。図5は本発明の一実施例の負荷モジュールの放熱ユニットの立体略図である。
図に示すように、図3から図5は負荷モジュール12a~12dの中の一つを選択して示す。負荷モジュール12aを例に挙げると、負荷モジュール12aはスレーブボード120と放熱ユニット122を含み、スレーブボード120は第二接続ポート1200とフットスロット1202を具有する。
例えば、第二接続ポート1200は、図2に示す第一接続ポート102aのように前記複数個の第一接続ポート102a~102gの中の一つと挿し抜きできるよう接続する。第一接続ポート102a~102gは同じ規格を具有することにより、負荷モジュール12aもまた、その他の第一接続ポートと接続することが可能である。一つの例において、スレーブボード120はプレート100と同じく一種のプリント基板であって、内部にレイアウトサーキットを設けたものとすることができる。前記のレイアウトサーキットは第二接続ポート1200とフットスロット1202とを電気接続する。ここにおいて、フットスロット1202は更にパワーコンポネント1204を接続する。外部の電源端子から供給される電流は、外部接続ポート104、プレート100を経て第一接続ポート102aまで、更に第二接続ポート1200からスレーブボード120、フットスロット1202を経て、パワーコンポネント1204まで流れる。
この他、フットスロット1202はスレーブボード120にある一つ或いは複数個の貫通穴(via)を設けて、それを通してパワーコンポネント1204の接続ピン(pin)をフットスロット1202に挿入することができる。よってパワーコンポネント1204はスレーブボード120内部のレイアウトサーキットと電気接続することができる。この時、パワーコンポネント1204は垂直に(即ち第二方向に沿って)スレーブボード120にあるフットスロット1202に挿入する。つまり、フットスロット1202はパワーコンポネント1204を設置する部位とする。一つの例において、スレーブボード120には複数個のフットスロット1202を設置することができる。例えば図4に示すスレーブボード120には3つのフットスロット1202を設けており、且つそれぞれのフットスロット1202はいずれも一つのパワーコンポネント1204と接続する。
また、放熱するために負荷モジュール12aは更に放熱ユニット122を具有する。放熱ユニット122は筒状本体1220を具有し、筒状本体1220の構造は、外表面1222と相対する内表面1224を具有し、外形状において筒状本体1220は中空の構造であって、それにより内表面1224は収納スペースS1を形成する。図で分かるように、内表面1224は収納スペースS1を囲んで区画するが、収納スペースS1を封鎖するためのものではない。例えば収納スペースS1は筒状本体1220の両サイドを開口とすることができる。スレーブボード120と放熱ユニット122を組み立てる際、スレーブボード120は筒状本体1220の一つの側面としっかり接触し、それぞれのパワーコンポーネント1204は内表面1224と接触すると共に、スレーブボード120は収納スペースS1の一部の開口を遮蔽する。
1例を挙げると、スレーブボード120には電気接続した3つの三辺形(三角形)に配列したパワーコンポネント1204があり、筒状本体1220の内表面1224の3つの平面からなるフラットエリア1224aと対応することで、3つのパワーコンポネント1204はいずれも平坦な内表面1224と密接に接触することができる。
一つの例において、パワーコンポネント1204は、収納スペースS1中に収用してパワーコンポネント1204を内表面1224のフラットエリア1224aと接触するのみでもよく、格別にパワーコンポネント1204を内表面1224のフラットエリア1224aに粘着或いは固定しないこともできる。
実用上、角に位置する放熱フィン1226はいずれも定位部品1228を設置することができ(図5参照)、定位部品1228は複数個を具有し、且つ対称に配列することができる。もちろん本実施例においては、定位部品1228の位置に制約はなく、定位部品1228が図1にある固定棒16を掛合するのに用いることができるものであれば、本実施例にて言及する定位部品1228の範疇に入る。
実際の例を挙げて説明する。負荷モジュール12a~12dはそれぞれ第一接続ポート102a~102dと接続する際、単純に第一接続ポート102aと第二接続ポート1200が互いに接続することで負荷モジュール12a~12dを固定することは、構造上比較的弱く、且つ安定性が不足する場合がある。この時、電子負荷装置1は複数個の固定棒16を介し、負荷モジュール12a~12dの中にあるそれぞれの放熱ユニット122を一緒にロックすることで、構造上比較的強固なものとなる。もちろん、本実施例では必ずしも固定棒16が必要であるとする制約はなく、例えば電子負荷装置1の外ケースは、マザーボード10と負荷モジュール12a~12dの相対位置を固定するのに用いることも可能であり、強度上の要件を満たせば固定棒16が欠如しても、電子負荷装置1の機能に影響するほどのことはない。
また、ストッパー10a、10bには更に貫通穴(第二定位部品)を設置することができ、それにより固定棒16はストッパー部品10a、10b及び負荷モジュール12a~12dのそれぞれの放熱ユニット122を全て一緒に連結することができる。ストッパー部品10a、10bは直接プレート100の上に固定するため、第一接続ポート102aと第二接続ポート1200が互いに接続する負荷モジュール12a~12dと比較して、より頑丈にすることができる。
前述のように、本実施例では必ずしもストッパー部品10a、10bを必要とするよな制約はない。例えば電子負荷装置1の外ケースは、負荷モジュール12a~12dを挟むのに使用できるので、ストッパー部品10a、10bが欠如しても、電子負荷装置1の機能に影響するほどのことはない。
一例として、ファンユニット14の送風方向は、スレーブボード120に向って、或いは第一接続ポート102a~12gの配列方向と同じである。筒状本体1220の片側の開口がスレーブボード120によって遮蔽されているため、収納スペースS1には比較的少ない気流が入り、多くの気流は放熱フィン1226を通る。
図1に示すように、ファンユニット14をストッパー部品10bの上方に設置するが、実用上ファンユニット14は別側のストッパー部品10aの上方に設置することもできる。同様にして、ファンユニット14もまた貫通穴を設けて、それにより固定棒16はストッパー部品10a、10b、負荷モジュール12a~12dのそれぞれの放熱ユニット122及びファンユニット14を全て一体に連結することができる。一例として、ストッパー部品10a、10bが無くてもファンユニット14もまた固定棒16を直接負荷モジュール12a~12dに連結することができる。ファンユニット14を電子負荷装置1の外ケースに固定することも可能であり、本実施例ではこれらの構造に格別の制約はない。
10 マザーボード
10a、10b ストッパー部品
100 プレート
102a~102g 第一接続ポート
104 外部接続ポート
12a~12d 負荷モジュール
120 スレーブボード
1200 第二接続ポート
1202 フットスロット
1204 パワーコンポネント
122 放熱ユニット
1220 筒状本体
1222 外表面
1224 内表面
1224a フラットエリア
1226 放熱フィン
1228 定位部品
14 ファンユニット
16 固定棒
S1 収納スペース
Claims (10)
- マザーボード、負荷モジュールを含み、
上記マザーボードは、複数の第一接続ポートを具有し、
上記負荷モジュールは、スレーブボードと放熱ユニットを含み、
上記スレーブボードは、第二接続ポートとパワーコンポーネントを接続するフットスロットを具有し、
該スレーブボードの上記第二接続ポートは、上記マザーボードの上記複数の第一接続ポートの中の一つと挿し抜き可能に接続され、
上記放熱ユニットは、筒状本体と複数の放熱フィンを具有し、
該筒状本体の構造は、該筒状本体の外表面に複数の上記放熱フィンを設けると共に、その内表面に上記フットスロットを接続した上記パワーコンポーネントが接して熱伝導する、
ことを特徴とする電子負荷装置の構造。 - 更に、ファンユニットを備え、該ファンユニットは前記放熱ユニットの筒状本体に相対して放熱フィンに送風するように配置し、負荷モジュールに対して着脱可能とした
ことを特徴とする請求項1記載の電子負荷装置の構造。 - 更に、固定棒とストッパー部品を含み、
複数の前記放熱フィンに該固定棒を挿通して固定する第一定位部品を設け、
該ストッパー部品を前記マザーボード上に設置すると共に、上記固定棒を挿通する第二定位部品を設け、
該固定棒を該第一定位部品と該第二定位部品に通して連結することにより固定することを特徴とする請求項1記載の電子負荷装置の構造。 - 前記スレーブボードの前記第二接続ポートは、前記マザーボードのプレート面に垂直な第一方向に沿って挿し抜きできるように複数の前記第一接続ポートのうちの一つと接続し、
且つ前記フットスロットは、前記スレーブボードの面に垂直な第二方向に沿って前記パワーコンポーネントと接続し、該第一方向は該第二方向と相互に垂直であることを特徴とする請求項1記載の電子負荷装置の構造。 - 複数の前記第一接続ポートは、前記第一方向と垂直な第三方向に沿って、等間隔に前記マザーボードの表面に配列してなる、
ことを特徴とする請求項4記載の電子負荷装置の構造。 - 前記筒状本体の前記内表面は収納スペースを形成し、前記スレーブボードは前記第三方向にて、該収納スペースの少なくとも一部の開口を遮蔽することを特徴とする請求項5記載の電子負荷装置の構造。
- 複数の前記放熱フィンは放熱ユニット外表面から延伸して形成され、且つスパイラル状に配列することを特徴とする請求項1記載の電子負荷装置の構造。
- 放熱ユニット及びスレーブボードを含み、
上記放熱ユニットは、筒状本体と複数の放熱フィンを具有し、
該筒状本体の構造は、該筒状本体の外表面に複数の上記放熱フィンを設けると共に、その内表面はパワーコンポーネントを収納する収納スペースを囲んで形成し、
上記スレーブボードは、複数のパワーコンポーネントを固定すると共に複数の該パワーコンポーネントは上記収納スペースの中に位置してその内表面に接して熱伝導し、
上記筒状本体はその収納スペースの一方の開口の一部を上記スレーブボードが遮蔽すること、
を特徴とする放熱機能を具有する負荷モジュールの構造。 - 複数の前記放熱フィンは放熱ユニットの前記外表面から延伸して形成され、且つスパイラル状に配列することを特徴とする請求項8記載の放熱機能を具有する負荷モジュールの構造。
- 放熱ユニットの前記内表面は複数の前記パワーコンポーネントに対応した複数のフラットエリアを具有し、該各フラットエリアは該各パワーコンポーネントにそれぞれ接して接続される、ことを特徴とする請求項8記載の放熱機能を具有する負荷モジュールの構造。
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