專利名稱：一種散熱測試單板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，特別是涉及散熱測試單板。
背景技術：
在電子領域中，器件的溫度直接影響著器件能否正常運行和使用壽命，因此器件 的散熱情況一直受到關注。隨著高速、高功率損耗器件的大規模應用，高功耗單板的散熱設 計變得越來越重要。現有技術主要有三種散熱測試方式，第一種是直接對實際的單板進行散熱測試。 如果測試結果不理想，需要重新設計和生產單板，然后再進行測試，使得測試周期過長，并 且浪費單板等器件資源。第二種是采用專用熱負荷測試板來代替實際的單板，在專用熱負荷測試板上會安 裝與實際的單板相同的器件，以及安裝位置也相同。只是專用熱負荷測試板上的芯片不需 要實現實際的功能，能夠支持散熱測試即可。與第一種方式類似，如果測試結果不理想，需 要重新設計和生產專用熱負荷測試板，然后再進行測試，使得測試周期過長，并且浪費單板 等器件資源。第三種是采用熱仿真軟件建立熱仿真模型，預估單板上的散熱情況。該方式對模 型的準確度要求較高，并且單板的實際散熱情況受多方面因素影響，因此軟件仿真結果通 常與單板的實際散熱情況存在偏差。綜上，現有技術在測試單板的散熱程度時，存在測試不準確或測試周期長，實現過 程繁瑣等問題。
實用新型內容本實用新型實施例提供一種散熱測試單板，用于實現對單板的散熱測試，并且在 改變測試方案時不需要重新制作單板。一種散熱測試單板，包括控制模塊、與控制模塊連接的功率模塊、和熱負荷模塊； 熱負荷模塊包括控制開關單元、功率器件和溫度傳感器；控制開關單元與功率模塊連接，溫 度傳感器的溫度輸出端與控制模塊連接，功率器件的一端接地，另一端連接控制開關單元； 其中控制模塊，用于向功率模塊發送通訊控制信號，以通知功率模塊需要輸出的功率 控制信號；功率模塊，用于根據通訊控制信號向控制開關單元發送功率控制信號，以控制熱 負荷模塊上的功率；熱負荷模塊中的控制開關單元根據功率控制信號控制功率器件的功率；熱負荷模塊中的溫度傳感器檢測熱負荷模塊的溫度，并將溫度信號發送給控制模 塊。熱負荷模塊包括多個功率器件。[0014]控制模塊還與控制開關單元連接，并向控制開關單元發送通斷控制信號，以控制 功率器件與控制開關單元的導通或斷開。控制模塊與散熱測試單板外的測試平臺連接，接收測試平臺發送的通訊信號，以 控制需要輸出的通訊控制信號。熱負荷模塊為多個。一種散熱測試單板，包括控制模塊、功率模塊和熱負荷模塊；熱負荷模塊包括控 制開關單元、溫度傳感器和多個功率器件；控制開關單元與控制模塊和功率模塊連接，溫度 傳感器的溫度輸出端與控制模 塊連接，功率器件的一端接地，另一端連接控制開關單元；其 中控制模塊，用于向控制開關單元發送通斷控制信號，以控制功率器件與控制開關 單元的導通或斷開；功率模塊，用于向控制開關單元發送功率控制信號，以控制熱負荷模塊上的功 率；熱負荷模塊中的控制開關單元根據功率控制信號控制功率器件的功率；熱負荷模塊中的溫度傳感器檢測熱負荷模塊的溫度，并將溫度信號發送給控制模 塊。控制模塊還用于向功率模塊發送通訊控制信號，以通知功率模塊需要輸出的功率 控制信號。控制模塊與散熱測試單板外的測試平臺連接，接收測試平臺發送的通訊信號，以 控制需要輸出的通訊控制信號。熱負荷模塊為多個。本實用新型實施例在散熱測試單板上增加控制模塊和功率模塊，功率模塊向熱負 荷模塊發送不同的功率控制信號，以控制熱負荷模塊的功率，進而檢測熱負荷模塊在不同 的功率下的散熱程度，控制模塊通過通訊控制信號來控制功率模塊發送功率控制信號。和 /或，本實用新型實施例在散熱測試單板上增加控制模塊和功率模塊，以及在熱負荷模塊中 設置多個功率器件。功率模塊向熱負荷模塊發送功率控制信號。控制模塊向熱負荷模塊發 送通斷控制信號，以控制多個功率器件的導通或斷開，進而控制熱負荷模塊的阻值、尺寸和 位置，從而檢測熱負荷模塊在不同阻值(相當于不同功率)、尺寸和位置下的散熱程度。
圖1為本實用新型實施例中控制模塊和功率模塊之間有連接關系時散熱測試單 板的結構圖；圖2為本實用新型實施例中控制模塊和功率模塊之間無連接關系時散熱測試單 板的結構圖；圖3為本實用新型實施例中散熱測試單板的詳細結構圖；圖4為本實用新型實施例中控制開關單元的結構圖。
具體實施方式
本實用新型實施例在散熱測試單板上增加控制模塊和功率模塊，功率模塊向熱負荷模塊發送不同的功率控制信號，以控制熱負荷模塊的功率，進而檢測熱負荷模塊在不同 的功率下的散熱程度，控制模塊通過通訊控制信號來控制功率模塊發送功率控制信號。和 /或，本實用新型實施例在散熱測試單板上增加控制模塊和功率模塊，以及在熱負荷模塊中 設置多個功率器件。功率模塊向熱負荷模塊發送功率控制信號。控制模塊向熱負荷模塊發 送通斷控制信號，以控制多個功率器件的導通或斷開，進而控制熱負荷模塊的阻值、尺寸和 位置，從而檢測熱負荷模塊在不同阻值(相當于不同功率)、尺寸和位置下的散熱程度。 參見圖1，本實施例中控制模塊和功率模塊之間有連接關系時散熱測試單板包括 控制模塊101、功率模塊102和熱負荷模塊103。控制模塊101，如MCU等可執行器件，其與功率模塊102連接，用于向功率模塊102 發送通訊控制信號Sig2，以通知功率模塊需要輸出的功率控制信號，即控制功率模塊102 發送功率控制信號。不同的通訊控制信號可以對應不同的功率控制信號。功率模塊102，與控制模塊101和熱負荷模塊103連接，接收控制模塊101發送的 通訊控制信號，并向熱負荷模塊103發送與通訊控制信號對應的功率控制信號。功率控制 信號可具體為脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation, PWM)信號。功率模塊102通過不 同的PWM信號來控制熱負荷模塊103的功率，如改變PWM信號的占空比來調整熱負荷模塊 103的電壓，或者改變PWM信號的頻率來調整熱負荷模塊103的電流，均可進而改變熱負荷 模塊103的功率。熱負荷模塊103包括控制開關單元1031、功率器件1032和溫度傳感器1033。功率器件1032的一端接地，另一端連接控制開關單元1031。功率器件1032可以 是電阻(尤其是功率電阻)等具有一定阻值的器件。控制開關單元1031與功率模塊102連接，根據功率模塊102發送的功率控制信號 控制功率器件1032的功率，如根據功率控制信號調整輸出到功率器件1032的電壓或電流， 進而改變功率器件1032的功率。溫度傳感器1033的溫度輸出端與控制模塊101連接，用于檢測熱負荷模塊103的 溫度，并將溫度信號發送給控制模塊101。其中，功率器件I032與單板設計(包括對單板的設計圖形或結構等，不需要實際 生產出單板)中的器件的阻值相同，熱負荷模塊103在散熱測試單板上的位置與該器件在 單板設計中的位置相同，熱負荷模塊103的尺寸與單板設計中該器件的尺寸相同。熱負荷 模塊103可以有多個，以模擬單板設計中不同位置的芯片或其它器件。例如有m個熱負荷 模塊103，則m個控制開關單元1032分別接收功率控制信號PWML··· PWMm，m個溫度傳感器 1033分別將溫度信號ΤΡ··Τπι發送給控制模塊101。當進行第一次散熱測試時，控制模塊101向功率模塊102發送第一通訊控制信號。 功率模塊102根據第一通訊控制信號向控制開關單元1031發送第一功率控制信號。控制 開關單元1031根據第一功率控制信號為功率器件1032提供第一電壓值的電壓。溫度傳感 器檢測當前熱負荷模塊103的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊101。該檢測過程可持續 一段時間，控制模塊101可周期性的對溫度信號進行采樣，通過溫度信號獲得溫度值，以獲 知熱負荷模塊的散熱程度。控制模塊101還用于判斷溫度信號對應的溫度值是否在預設的范圍內，若是，則 確定測試通過，否則調整通訊控制信號并輸出，以進行下次測試。[0041]當進行第二次散熱測試時，控制模塊101向功率模塊102發送與第一通訊控制信號不同的第二通訊控制信號。功率模塊102根據第二通訊控制信號向控制開關單元1031 發送第二功率控制信號。第二功率控制信號與第一功率控制信號的占空比不同。控制開關 單元1031根據第二功率控制信號為功率器件1032提供第二電壓值的電壓。溫度傳感器檢 測當前熱負荷模塊103的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊101。該檢測過程可持續一段 時間，控制模塊101可周期性的對溫度信號進行采樣，通過溫度信號獲得溫度值，以獲知熱 負荷模塊的散熱程度。還可以進行第三、四、五……次測試，與以上過程類似，此處不再贅述。通過以上描 述可知，本實施例可以在不改變散熱測試單板的結構的情況下，通過改變控制信號，實現對 熱負荷模塊103在不同功率下的散熱測試，減少了測試周期。由于控制模塊101可以發送不同的通訊控制信號，為了控制控制模塊101發送的 通訊控制信號，控制模塊101還可以與散熱測試單板外的測試平臺連接。測試平臺可由一 個或多個計算機設備實現。測試平臺向控制模塊101發送不同的通訊信號Sigl以控制控 制模塊101發送不同的通訊控制信號。功率模塊102發送的功率控制信號可以涵蓋所有可能，如涵蓋所有可能的占空 比，或者涵蓋可調電壓范圍內的所有可能的占空比。為了減少測試次數，可以先通過軟件方 式進行模擬，得到較佳的電壓范圍，在該范圍內嘗試發送所有可能的占空比對應的功率控 制信號。參見圖2，本實施例中控制模塊和功率模塊之間無連接關系時散熱測試單板包括 控制模塊101、功率模塊102和熱負荷模塊103。功率模塊102，與熱負荷模塊103連接，向熱負荷模塊103發送功率控制信號。功 率控制信號可具體為脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation, PWM)信號。由于沒有控制 模塊101的控制，所以功率模塊102只能發送一種功率控制信號。熱負荷模塊103包括控制開關單元1031、溫度傳感器1033和多個并聯的功率器 件1032。控制開關單元1031與控制模塊101和功率模塊102連接，溫度傳感器1033的溫 度輸出端與控制模塊101連接，每個功率器件1032的一端接地，另一端連接控制開關單元 1031。控制開關單元1031用于根據功率模塊102發送的功率控制信號控制功率器件的 功率，以及根據控制模塊101發送的通斷控制信號控制自身與一個或多個功率器件1032的 導通或斷開。溫度傳感器1033用于檢測熱負荷模塊103的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊 101。控制模塊101，用于向控制開關單元1031發送通斷控制信號，以控制功率器件 1032與控制開關單元1031的導通或斷開。當進行第一次散熱測試時，控制模塊101向控制開關單元1031發送第一通斷控制 信號。功率模塊102根據第一通斷控制信號向控制開關單元1031發送第一功率控制信號。 控制開關單元1031根據第一功率控制信號為功率器件1032提供第一電壓值的電壓，以及 根據第一通斷控制信號確定第一種與功率器件1032的連接關系，并進行與功率器件1032 的通斷操作。例如有6個功率器件1032，第一通斷控制信號為001011，則控制開關單元1031與第1、2和4功率器件1032斷開，與第3、5和6功率器件1032連通。溫度傳感器檢測當 前熱負荷模塊103的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊101。該檢測過程可持續一段時 間，控制模塊101可周期性的對溫度信號進行采樣，通過溫度信號獲得溫度值，以獲知熱負 荷模塊的散熱程度。控制模塊101還用于判斷溫度信號對應的溫度值是否在預設的范圍內，若是，則 確定測試通過，否則調整通訊控制信號并輸出，以進行下次測試。當進行第二次散熱測試時，控制模塊101向控制開關單元1031發 送第二通斷控制 信號。功率模塊102向控制開關單元1031發送第一功率控制信號。控制開關單元1031根 據第一功率控制信號為功率器件1032提供第一電壓值的電壓，以及根據第二通斷控制信 號確定第二種與功率器件1032的連接關系，并進行與功率器件1032的通斷操作。例如有 6個功率器件1032，第二通斷控制信號為101011，則控制開關單元1031與第2和4功率器 件1032斷開，與第1、3、5和6功率器件1032連通。溫度傳感器檢測當前熱負荷模塊103 的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊101。該檢測過程可持續一段時間，控制模塊101可 周期性的對溫度信號進行采樣，通過溫度信號獲得溫度值，以獲知熱負荷模塊的散熱程度。通過改變控制開關單元1031與功率器件1032的連接關系，可以模擬單板設計中 器件的位置、尺寸和阻值(進而模擬功率)。例如，有6個功率器件1032，且阻值均相同，采 用連接關系111000與000111時，兩次連接的阻值相同，并且都是三個連續的功率器件1032 被連通，兩次連接時連通的功率器件1032的總尺寸相同，由于兩次連接的功率器件1032不 同，所以相當于位置發生了變化。或者，采用連接關系100011與000111時，兩次連接的阻值 相同，采用連接關系100011時，連通的功率器件1032的總尺寸相當于熱負荷模塊103的大 小，采用連接關系000111時，連通的功率器件1032的總尺寸相當于熱負荷模塊103的一半 的大小，即在兩次測試中改變了模擬器件的尺寸。或者，6個功率器件1032中至少部分功率 器件1032之間的阻值不同，則可以在不改變尺寸的情況下通過改變連接關系來改變阻值。通過以上描述可知，本實施例可以在不改變散熱測試單板的結構的情況下，通過 改變控制信號(如通斷控制信號)，實現對熱負荷模塊103在不同位置、尺寸和功率下的散 熱測試，減少了測試周期。由于控制模塊101可以發送不同的通斷控制信號，為了控制控制模塊101發送的 通斷控制信號，控制模塊101還可以與散熱測試單板外的測試平臺連接。測試平臺可由一 個或多個計算機設備實現。測試平臺向控制模塊101發送不同的通訊信號Sigl以控制控 制模塊101發送不同的通斷控制信號。以上兩種測試方式還可以結合，參見圖3所示，散熱測試單板包括控制模塊101、 功率模塊102和熱負荷模塊103。控制模塊101，如MCU等可執行器件，其與功率模塊102連接，用于向功率模塊102 發送通訊控制信號，以通知功率模塊需要輸出的功率控制信號，即控制功率模塊102發送 功率控制信號。不同的通訊控制信號可以對應不同的功率控制信號。控制模塊101還與控 制開關單元1031連接，用于向控制開關單元1031發送通斷控制信號，以控制功率器件1032 與控制開關單元1031的導通或斷開。不同的通斷控制信號對應不同的連接關系。功率模塊102，與控制模塊101和熱負荷模塊103連接，接收控制模塊101發送的 通訊控制信號，并向熱負荷模塊103發送與通訊控制信號對應的功率控制信號。[0060]熱負荷模塊103包括控制開關單元1031、溫度傳感器1033和多個功率器件1032。 控制開關單元1031與控制模塊101和功率模塊102連接，溫度傳感器1033的溫度輸出端 與控制模塊101連接，功率器件1032的一端接地，另一端連接控制開關單元1031。其中，熱 負荷模塊103可以有多個，以及功率器件1032也可以有多個。控制開關單元1031根據功率模塊102發送的功率控制信號控制功率器件1032 的功率，如根據功率控制信號調整輸出到功率器件1032的電壓或電流，進而改變功率器件 1032的功率。以及根據控制模塊101發送的通斷控制信號控制自身與一個或多個功率器件 1032的導通或斷開。溫度傳感器1033用于檢測熱負荷模塊103的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊 101。其中，控制開關單元1031的結構參見圖4所示。控制開關單元1031包括多通道 開關驅動器和開關(Kl··· Kn)。多通道開關驅動器收到通斷控制信號Ctrl m(向第m個熱 負荷模塊103發送的通斷控制信號)后，通過開關控制信號Out ["Out η(高電平或低電 平信號)來控制η個開關的通斷。每個開關控制一個功率器件1032與開關閉合時，功率控 制信號PWMm (向第m個熱負荷模塊10 3發送的PWM信號)為電阻(Rl-Rn)提供電壓，并通 過不同的占空比來調節平均電壓。如果沒有開關控制信號Out ["Out η，則開關始終處于 閉合狀態。本實用新型實施例在散熱測試單板上增加控制模塊和功率模塊，功率模塊向熱負 荷模塊發送不同的功率控制信號，以控制熱負荷模塊的功率，進而檢測熱負荷模塊在不同 的功率下的散熱程度，控制模塊通過通訊控制信號來控制功率模塊發送功率控制信號。和 /或，本實用新型實施例在散熱測試單板上增加控制模塊和功率模塊，以及在熱負荷模塊中 設置多個功率器件。功率模塊向熱負荷模塊發送功率控制信號。控制模塊向熱負荷模塊發 送通斷控制信號，以控制多個功率器件的導通或斷開，進而控制熱負荷模塊的阻值、尺寸和 位置，從而檢測熱負荷模塊在不同阻值(相當于不同功率)、尺寸和位置下的散熱程度。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及 其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求一種散熱測試單板，其特征在于，包括控制模塊、與控制模塊連接的功率模塊、和熱負荷模塊；熱負荷模塊包括控制開關單元、功率器件和溫度傳感器；控制開關單元與功率模塊連接，溫度傳感器的溫度輸出端與控制模塊連接，功率器件的一端接地，另一端連接控制開關單元；其中控制模塊，用于向功率模塊發送通訊控制信號，以通知功率模塊需要輸出的功率控制信號；功率模塊，用于根據通訊控制信號向控制開關單元發送功率控制信號，以控制熱負荷模塊上的功率；熱負荷模塊中的控制開關單元根據功率控制信號控制功率器件的功率；熱負荷模塊中的溫度傳感器檢測熱負荷模塊的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊。
2.如權利要求1所述的散熱測試單板，其特征在于，熱負荷模塊包括多個功率器件。
3.如權利要求2所述的散熱測試單板，其特征在于，控制模塊還與控制開關單元連接， 并向控制開關單元發送通斷控制信號，以控制功率器件與控制開關單元的導通或斷開。
4.如權利要求1所述的散熱測試單板，其特征在于，控制模塊與散熱測試單板外的測 試平臺連接，接收測試平臺發送的通訊信號，以控制需要輸出的通訊控制信號。
5.如權利要求1至4中任一項所述的散熱測試單板，其特征在于，熱負荷模塊為多個。
6.一種散熱測試單板，其特征在于，包括控制模塊、功率模塊和熱負荷模塊；熱負荷 模塊包括控制開關單元、溫度傳感器和多個功率器件；控制開關單元與控制模塊和功率模 塊連接，溫度傳感器的溫度輸出端與控制模塊連接，功率器件的一端接地，另一端連接控制 開關單元；其中控制模塊，用于向控制開關單元發送通斷控制信號，以控制功率器件與控制開關單元 的導通或斷開；功率模塊，用于向控制開關單元發送功率控制信號，以控制熱負荷模塊上的功率；熱負荷模塊中的控制開關單元根據功率控制信號控制功率器件的功率；熱負荷模塊中的溫度傳感器檢測熱負荷模塊的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊。
7.如權利要求6所述的散熱測試單板，其特征在于，控制模塊還用于向功率模塊發送 通訊控制信號，以通知功率模塊需要輸出的功率控制信號。
8.如權利要求6所述的散熱測試單板，其特征在于，控制模塊與散熱測試單板外的測 試平臺連接，接收測試平臺發送的通訊信號，以控制需要輸出的通訊控制信號。
9.如權利要求6至8中任一項所述的散熱測試單板，其特征在于，熱負荷模塊為多個。
專利摘要本實用新型公開了一種散熱測試單板，用于實現對單板的散熱測試，并且在改變測試方案時不需要重新制作單板。所述散熱測試單板包括控制模塊、與控制模塊連接的功率模塊和熱負荷模塊；熱負荷模塊包括控制開關單元、功率器件和溫度傳感器；控制開關單元與功率模塊連接，溫度傳感器的溫度輸出端與控制模塊連接，功率器件的一端接地，另一端連接控制開關單元；其中控制模塊，用于向功率模塊發送通訊控制信號；功率模塊，用于根據通訊控制信號向控制開關單元發送功率控制信號；熱負荷模塊中的控制開關單元根據功率控制信號控制功率器件的功率；熱負荷模塊中的溫度傳感器檢測熱負荷模塊的溫度，并將溫度信號發送給控制模塊。
文檔編號G01R31/00GK201697983SQ20102022456
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月7日 優先權日2010年6月7日
發明者何宇東, 尹領, 郭玉廠 申請人:大唐移動通信設備有限公司