一种基于PCB绕线加热硬盘的方法技术

本发明专利技术提供一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，根据硬盘的尺寸计算PCB绕线装置所需的绕线线宽、阻抗；在PCB的上表面进行绕线，绕线分为A组绕线组和B组绕线组，将A组电源输出口、B组电源输出口与DC

【技术实现步骤摘要】
一种基于PCB绕线加热硬盘的方法


[0001]本专利技术涉及基本电气
，具体涉及一种基于PCB绕线加热硬盘的方法。

技术介绍

[0002]传统机械硬盘的轴承马达内，使用了液态润滑剂，在低温下(例如0℃以下)粘稠度较高，硬盘盘片旋转不畅甚至无法开始旋转。同样由于半凝固的润滑剂，可能会造成盘片微小的振动，从而损坏硬盘。另一种固态硬盘的工作温度一般是0℃～70℃，能工作在0℃以下(例如
‑
20℃或
‑
40℃)的固态硬盘价格贵、货源少。这时就需要使用加热方案使硬盘能正常工作。
[0003]市场现有的硬盘温度加热技术采用的是加热膜方式和发热电阻的方式：
[0004](1)采用加热膜方式
[0005]使用加热膜方式，需要将其包紧硬盘，组装繁琐，而且在高温环境工作时影响硬盘的散热。
[0006](2)发热电阻的方式
[0007]使用发热电阻的方式,因其发热面积远远小于硬盘表面积,受导热介质的影响会产生加热不均匀的现象。

技术实现思路

[0008]本专利技术是为了解决低温下硬盘不能正常工作、现有硬盘加热不均匀、组装繁琐的问题，利用精确计算的PCB(印刷电路板)绕线来实现对硬盘的加热，无需发热丝和发热元件、容易组装、加热均匀，高温环境工作时有利于硬盘的散热。
[0009]本专利技术提供一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，包括如下步骤：
[0010]S1、绕线设计：根据硬盘的尺寸计算位于PCB上的绕线组所需的绕线线宽、阻抗；<br/>[0011]S2、绕线：在PCB的上表面进行绕线，绕线组分为A组绕线组和B组绕线组，将A组电源输出口、B组电源输出口与DC
‑
DC电源转换电路相连，将DC
‑
DC电源转换电路与MCU控制芯片电连接；
[0012]S3、加热控制：将PCB放置在硬盘下方，根据环境温度和硬盘的工作温度差异，通过MCU控制芯片控制A组绕线组、B组绕线组上电以加热硬盘或者断电停止加热硬盘。
[0013]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，步骤S3中硬盘加热模式包括以下三种：
[0014]加热控制A1：MCU控制芯片向DC
‑
DC电源转换电路发出A组绕线加热信号使A组绕线组上电以加热硬盘；
[0015]加热控制A2：MCU控制芯片向DC
‑
DC电源转换电路发出B组绕线加热信号使B组绕线组上电以加热硬盘；
[0016]快速加热控制：在环境温度较低时MCU控制芯片向DC
‑
DC电源转换电路发出A组B组绕线共同加热信号使A组绕线组和B组绕线组均上电以加热硬盘。
[0017]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，步骤S2中，A组绕线组和B组绕线组均采用蛇形紧密布线，B组绕线组包绕在A组绕线组外侧。
[0018]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，步骤S3中，硬盘的温度由粘贴在PCB背面的数字温度传感器测量并传输至MCU控制芯片，MCU控制芯片使用PID算法实时控制加热模式，同时硬盘的温度通过与MCU控制芯片连接的串口显示屏实时显示，串口显示屏还可显示时间。
[0019]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，步骤S3中，PCB集成在硬盘的某一区块，或者放置在硬盘的托盘上，或者放置在移动硬盘盒内，或者放置在作为计算机储存部件的硬盘的下部。
[0020]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，线宽的计算公式为：
[0021]I＝KT
0.44
A
0.75
，
[0022]其中，K为修正系数，A组绕线组取0.024，B组绕线组取0.048；T为最大温升，单位为摄氏度；A为绕线截面积，单位为平方MIL；I为绕线容许最大电流，单位为安培；I与A的比值为15～24安培/平方毫米。
[0023]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，步骤S1中，阻抗计算公式为：
[0024]R＝ρL/S，
[0025]其中，R为阻抗，ρ为电阻率，L为示绕线的长度；S为绕线的横截面积。
[0026]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，ρ为1.75
×
10
‑8；L为绕线的长度；S为1oz或者2oz。
[0027]本专利技术所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，作为优选方式，步骤S2中，DC
‑
DC电源转换电路和MCU控制芯片均由系统电源供电，DC
‑
DC电源转换电路、MCU控制芯片、系统电源均设置在PCB上；
[0028]绕线组还包括与A组绕线组连接的A组绕线接地端和与B组绕线组连接的B组绕线接地端；
[0029]绕线的数量为2组以上。
[0030]本专利技术在PCB上设计两组绕线(A组和B组)。两组绕线一端接地，另一端分别接不同的电源输出。电源的输出由MCU控制芯片控制，可以通过MCU控制芯片单独控制A组开启常规加热模式，也可以同时控制A组和B组开启快速加热模式。加热模式开启后，PCB绕线发热将热量传导给紧紧安装其上的硬盘，实现加热。硬盘的温度由MCU控制芯片通过数字温度传感器实时读取，采用控制精度高的PID算法，响应速度块，加热曲线平稳。当温度达到硬盘正常工作条件时，自动停止加热。
[0031]PID即：Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写。顾名思义，PID控制算法是结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法，它是连续系统中技术最为成熟、应用最为广泛的一种控制算法。
[0032]本专利技术具有以下优点：
[0033](1)、PCB绕线式硬盘加热设计解决了组装繁琐的问题，相比于加热膜方式，即便在高温环境工作时也利于硬盘的散热；
[0034](2)、PCB绕线式硬盘加热设计解决了加热不均匀的现象；
[0035](3)、PCB绕线式硬盘加热设计实用性强，可以设计在整个系统的某一区块；也可以安装在硬盘托盘上；还可以做在移动硬盘盒内。
[0036](4)、PCB绕线式硬盘加热设计可扩展性强，可应用于NAS、服务器工作站、工控设备、车船等极端低温环境领域。甚至可以应用在其他需要加热的系统或者模块上。
[0037](5)、通过PCB绕线发热，无需发热元件，不增加系统面积、元件少、成本低。
附图说明
[0038]图1为一种基于PCB绕线加热硬盘的方法流程图；
[0039]图2为一种基于PCB绕线加热硬盘的方法实施例2
‑
3结构示意图；
[0040]图3为一种基于PCB绕线加热硬盘的方法实施例2
‑
3绕线示意图；
[0041]图4为一种基于PCB绕线加热硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、绕线设计：根据硬盘的尺寸计算位于PCB(1)上的绕线组(2)所需的绕线线宽、阻抗；S2、绕线：在PCB(1)的上表面进行绕线，所述绕线组(2)分为A组绕线组(21)和B组绕线组(22)，将A组电源输出口(23)、B组电源输出口(24)与DC
‑
DC电源转换电路(3)相连，将所述DC
‑
DC电源转换电路(3)与MCU控制芯片(4)电连接；S3、加热控制：将所述PCB(1)放置在所述硬盘的下方，根据环境温度和所述硬盘的工作温度差异，通过所述MCU控制芯片(4)控制所述A组绕线组(21)、所述B组绕线组(22)上电以加热硬盘或者断电停止加热硬盘。2.根据权利要求1所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，其特征在于：步骤S3中硬盘加热模式包括以下三种：加热控制A1：所述MCU控制芯片(4)向所述DC
‑
DC电源转换电路(3)发出A组绕线加热信号使所述A组绕线组(21)上电以加热所述硬盘；加热控制A2：所述MCU控制芯片(4)向所述DC
‑
DC电源转换电路(3)发出B组绕线加热信号使所述B组绕线组(22)上电以加热所述硬盘；快速加热控制：在环境温度较低时所述MCU控制芯片(4)向所述DC
‑
DC电源转换电路(3)发出A组B组绕线共同加热信号使所述A组绕线组(21)和所述B组绕线组(22)均上电以加热硬盘。3.根据权利要求1所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，其特征在于：步骤S2中，所述A组绕线组(21)和所述B组绕线组(22)均采用蛇形紧密布线，所述B组绕线组(22)包绕在所述A组绕线组(21)外侧。4.根据权利要求1所述的一种基于PCB绕线加热硬盘的方法，其特征在于：步骤S3中，所述硬盘的温度由粘贴在所述PCB(1)背面的数字温度传感器(5)测量并传输至所述MCU...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：北京兴汉网际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：