具有加热元件的电路板散热器和热框结构制造技术

本发明专利技术公开了具有用于在零度以下运行的电路板的加热元件的电路板散热器和热框结构。电路板组件包括在冷开机启动时运行的加热设备，所述电路板组件包括具有计算机部件的电路板。热量传递设备被连接到所述电路板组件，当所述计算机部件运行来移除由所述计算机部件产生的热量时，所述热量传递设备起作用。加热设备运行来加热所述热量传递设备。当在所述计算机部件或热量传递设备处检测到定义冷启动状态的温度时，现场可编程门阵列运行以为所述加热设备通电。当热量传递设备被加热设备加热时，所述热量传递设备将计算机部件加热到高于冷启动状态的温度。连接到加热设备的控制设备提供加热设备的操作模式。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电路板组件和在零度环境温度以下的扩展操作和冷开机启动状态下预热电路板组件的设备。
技术介绍
本部分提供涉及本公开的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。具有传导冷却和/或对流冷却的印刷电路组件、片和/或单板计算机的计算机系统在许多实例中具有在0°c以下的环境温度下冷开机启动的限制。许多商用的处理器设计成在0 rc)温度以上启动。这些设备通常还包括散热器和/或热框结构，所述散热器和/或热框结构一般用于移除和消散正在工作的部件所产生的热量。在启动期间，尤其是低于0 rc)温度时，因为散热器和/或热框结构对流或传导地消散在中央处理器启动时系统所需的热量，所以，散热器和/或热框结构的热传递性能将进一步阻碍冷开机启动。
技术实现思路
本部分提供了本公开的概述，而不是具有本公开的全部范围或所有特征的全面公开。根据一些实施例，电路板组件包括在冷启动状态下运行的加热设备，所述电路板组件包括印刷电路板。中央处理单元(central processing unit,CPU)被安装在所述印刷电路板上。热传递设备被连接到所述印刷电路板，当CPU工作时所述热传递设备起作用以移除CPU产生的热量。加热设备运行来加热所述热量传递设备。当检测到限定CPU或所述热量传递设备的冷启动状态的温度时，所述加热设备被通电。所述加热设备将热能量输入引导到所述热量传递设备内，以将所述热量传递设备和CPU加热到高于冷启动状态的温度的温度。根据其他实施例,包括在冷开机启动时工作的加热设备的电路板组件包括具有计算机部件的电路板。当所述计算机部件工作时，连接到所述电路板的热量传递设备作用来移除由所述计算机部件产生的热量。加热设备运行来加热所述热量传递设备。当在计算机部件或所述热量传递设备处检测到限定冷启动状态的温度时，现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)使所述加热设备通电，以加热所述热量传递设备，因此将所述计算机部件加热到高于所述冷启动状态的温度的温度。连接到所述加热设备的控制设备提供所述加热设备的操作模式。根据又一个实施例，提供了一种传递热量到电路板组件的部件和从所述电路板组件的部件中传递热量的方法。所述电路板组件包括中央处理单元、印刷电路板、热量传递设备和在冷启动状态时工作的加热设备。所述方法包括将所述热量传递设备定位成接触所述印刷电路板；以及当CPU温度等于限定冷启动状态的温度时使所述加热设备通电，以加热所述热量传递设备，其后所述热量传递设备加热CPU。根据在此提供的说明，其他可应用的领域将变得明显。在本
技术实现思路
中的说明和 特定的示例仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。附图说明文中说明的附图仅是为了说明所选择的实施例而非所有的可能实现，并且并不打算限制本公开的范围。图1示出了容纳本公开的电路板组件的示例性的盒的左前透视图2示出了本公开的传导式加热/冷却的电路板组件的左上透视图3示出了图2的电路板组件的分解组装图4示出了图2的电路板组件的俯视平面图5示出了图2的电路板组件的仰视平面图6示出了本公开的加热设备的左上透视图7示出了本公开的对流式加热/冷却的电路板组件的左上透视图8示出了图7的对流式加热/冷却的电路板组件的分解图9A示出了本公开的加热器控制系统的电路图的第一部分；图9B示出了本公开的加热器控制系统的电路图的第二部分；在附图的一些视图中，相应的附图标记表不相应的部件。具体实施方式 现在将参考附图，更充分地阐述示例实施例。参考图1，电路板组件10可适于滑动地插入壳体(诸如盒12等)。电路板组件10可滑动地容纳在第一盒壁18和第二盒壁20中的每一个中所形成的第一板插槽14和第二板插槽16内。盒12可包括一组第一和第二板插槽14，16以容纳单个的电路板组件，或多组第一和第二板插槽14，16以容纳多个电路板组件。盒12可用作可暴露于大气温度环境的通信设备(诸如收音机或计算机站等)的壳体。因此，盒12及其中的部件可暴露在从大约_45°C到大约35°C的范围的环境温度。参考图2，电路板组件10可以包括具有电路板的安装板/盖22 (诸如连接到安装板/盖22的印刷电路板24等)。一个或更多个计算机部件26连接到印刷电路板24，所述印刷电路板24可包括诸如中央处理单元(CPU)28、DIP开关30、多个存储器设备32以及其他部件(诸如M0SFET、电源电路和/或现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)等)等，这些部件参考图4-图5来更详尽地示出。在操作期间，例如经由可与部件外壳36形成一体的热交换片34，通过热量传递，以对流的方式部分地消散由CPU 28产生的热量。为进一步改善电路板组件10的发热部件的热量传递能力，导热传递设备38(诸如热框(heatframe)40等)可被连接到安装板/盖22。热框40位于电路板组件10的所有发热部件(包括CPU 28)附近并为所述发热部件提供另外的导热传递路径。当CPU 28作为商用级设备被提供时，CPU 28可能具有启动限制或当CPU 28和/或电路板组件10的其他部件处于从(TC到大约-45°c的范围内时可能不能够启动。对于所述操作温度范围，本文统称为冷启动状态，热量传递设备38或CPU 28的温度可分别在大约(TC到_45°C之间的范围内。由于CPU 28可能不能够在所述冷启动状态期间启动，因此，将加热设备42提供到电路板组件10，以将CPU 28预热到高于(TC。根据一些实施例，加热设备42是在5伏特和3安培的输入下额定功率为15瓦特的电阻丝元件加热器。根据一些实施例，加热设备42可以是由明尼苏达州，明尼阿波利斯市的明科公司(Minco Corporation ofMinneapolis, Minnesota)提供的可弹性变形的聚酰亚胺加热器(elastically flexiblepolyimide heater)。为了使热量传递最大化,使用固着剂46 (诸如导热的或非导热的粘合齐U)将加热设备42固定在热框插槽44中。加热设备42的加热器端子48被连接到设置有印刷电路板24的加热器控制电路50。在由电源电路(在该视图中未示出)供电的情形下，使用加热器控制电路50控制加热设备42的打开(on)和/或关闭(off)操作的时间间隔和开关循环。参考图3，电路板组件10以如下方式组装。印刷电路板24例如通过紧固而连接到安装板/盖22。在示出的实施例中，CPU 28和存储设备32离开所述安装板/盖22相向而对。热量传递设备(在实施例中示出为热框40)例如通过紧固同时被连接到印刷电路板24和安装板/盖22。加热设备42被连接到所述热框40并且电连接到所述印刷电路板24，使得当通电时来自加热设备42的热量以传导的方式分散经过所述热框40。然后第二盖板52可被连接到所述热框40。参考图4和图2，连接到印刷电路板24的上侧面/第一侧面54的部件包括CPU28、存储设备32、可被连接到所述加热器控制电路50的MOSFET 56、以及PCH 58。电路板组件10的印刷电路板24还可包括第一温度监视设备60 (诸如运行来检测所述热量传递设备38的温度Tl的入口热量传感器(inlet thermal se本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路板组件，所述电路板组件包括在冷启动状态时运行的加热设备，所述电路板组件包括：印刷电路板；中央处理单元，所述中央处理单元被安装到所述印刷电路板上；热量传递设备，所述热量传递设备被连接到所述印刷电路板上，并且在所述中央处理单元运行时起作用以移除所述中央处理单元产生的热量；以及加热设备，所述加热设备运行来对所述热量传递设备加热，当检测到限定所述中央处理单元或所述热量传递设备的冷启动状态的温度时使所述加热设备通电，所述加热设备将热量输入引导到所述热量传递设备，以将所述热量传递设备和所述中央处理单元加热到高于所述冷启动状态的温度的温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡梅洛·恩格拉西亚·巴基阿诺，卡梅洛·德洛维诺·卡亚班，保罗·弗朗西斯·布罗萨斯·蒙塔尔沃，约瑟夫·埃斯托焦·塞洛西亚，
申请(专利权)人：艾默生网络能源嵌入式计算有限公司，
类型：发明
国别省市：