專利名稱：：一種實(shí)現(xiàn)atca子框熱模擬及控制的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通信設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的說是一種實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：針對(duì)機(jī)柜散熱等問題，目前業(yè)界并未有一個(gè)明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，正是這種各行其是的現(xiàn)狀催生了通訊機(jī)柜最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)=PICMG3.0R2.OAdvancedTCA(以下簡(jiǎn)稱ATCA)，其中要求每槽位200W的散熱能力。雖然ATCA是被業(yè)界統(tǒng)一接受的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并成立了業(yè)界比較公認(rèn)的ATCA檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)會(huì)CP-TA，但是ATCA中只規(guī)定了散熱等的具體參數(shù)要求，但并沒有明確如何去實(shí)現(xiàn)及檢測(cè)。因此，如何測(cè)試、驗(yàn)證通訊機(jī)柜的實(shí)際散熱能力，逐漸成為子框、子架或機(jī)箱系統(tǒng)開發(fā)的一個(gè)難點(diǎn)。以往在機(jī)柜散熱設(shè)計(jì)中只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在單盤機(jī)框都做好后通過簡(jiǎn)單的測(cè)試進(jìn)出口溫差來判斷散熱能力是否合格，而一旦不合格可能需要全部單盤和整個(gè)機(jī)框都重新設(shè)計(jì)，并且沒有具體可行的改進(jìn)方案。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，給出一種解決ATCA子框槽位單盤熱模擬驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)的方案，可在系統(tǒng)單盤開發(fā)之前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱模擬測(cè)試、驗(yàn)證、評(píng)估系統(tǒng)實(shí)際散熱能力，從而大大降低了系統(tǒng)散熱部分(如風(fēng)扇單盤等)設(shè)計(jì)開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠指導(dǎo)研發(fā)工程師對(duì)散熱器件的選型及選材、能夠指導(dǎo)結(jié)構(gòu)工程師對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，包括MCU單片機(jī)，為MCU單片機(jī)供電的DC/DC電源模塊和背板3V5/5V電源，其特征在于MCU單片機(jī)與用于同PC上位機(jī)通訊的232芯片直接連接，MCU單片機(jī)與用于同管理盤通訊的I2C通訊芯片直接連接，MCU單片機(jī)與溫度傳感器直接連接，MCU單片機(jī)與發(fā)熱模塊直接連接，MCU單片機(jī)與設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板直接連接。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述DC/DC電源模塊為輸入為48V直流電源、輸出單路5V/5W電源、紋波小于的LDP3-48S5W隔離型DC/DC電源模塊。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述DC/DC電源模塊設(shè)有用于5V輸出的單向隔離的二極管D6，用于當(dāng)發(fā)生短路等故障時(shí)起限流作用的熔絲FU13，電源模塊ICP2的型號(hào)為L(zhǎng)DP3-48S5W，電源模塊ICP2的VINNl引腳經(jīng)熔絲FU13連接到_48V\G電源負(fù)輸入端，VINP2引腳直接連接到0V\G電源正輸入端，在熔絲FU13的輸出引腳和VINP2引腳間并聯(lián)有電容C66、C67，VINNl引腳還和VINN2引腳連接，VINP2引腳還和VINPl引腳連接；電源模塊ICP2的VOl引腳和GND/C0M引腳間并聯(lián)有電容C68、C69、C70,電容C70和VOl引腳連接的一端與二極管D6的正極連接，二極管D6的負(fù)極與VCC引腳連接，電容C70和GND/COM引腳連接的一端與GND\G引腳連接。經(jīng)過D6隔離降壓后輸出3.3V直流電壓VCC\G供所有電路VCC使用。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，溫度傳感器包括兩片型號(hào)為L(zhǎng)M75BIM-3的溫度芯片IC7和IC8，用于采集環(huán)境溫度值，SDA_L1/SCL_L1和SDA_L2/SCL_L2是連接MCU單片機(jī)的I2C總線，I2C總線通過跳線選擇連接IPMB總線或直接掛到MCU單片機(jī)上，R28R30用于溫度芯片IC7的地址選擇，R31R33用于溫度芯片IC8的地址選擇，且兩片溫度芯片配置為不同的地址。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，發(fā)熱模塊包括一型號(hào)為HllGl的、用于風(fēng)扇電壓和控制電壓的隔離的高壓光耦0C2，用于驅(qū)動(dòng)后級(jí)的發(fā)熱模塊的大功率三極管T2，當(dāng)發(fā)熱模塊異?；蚨搪窌r(shí)起保護(hù)作用的熔絲FU2和FU4；通過MCU單片機(jī)控制PWM_A\G輸出一定占空比頻率的信號(hào)，來控制光耦0C2的導(dǎo)通與否，光耦0C2的第四、第五引腳分別連接一電阻R58和R57，通過電阻R57和R58分壓后來控制三極管T2的導(dǎo)通時(shí)間。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板上設(shè)有4種不同顏色的發(fā)光二極管及開關(guān)K2，綠色的LEDl為工作指示燈，紅色的LED2為告警指示燈，黃色的LED3為通訊指示燈，藍(lán)色的LED4為熱插拔指示燈，所述開關(guān)K2的型號(hào)為PS22F03。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，I2C通訊芯片采用型號(hào)為L(zhǎng)TC4300A-3CMS8的I2C熱插拔芯片，其IPMB_A1_SCL及IPMB_A1_SDA引腳連接到管理盤I2C總線上，其SCLl及SDAl弓丨腳連接MCU單片機(jī)，IPMB_EN引腳作為I2C通訊芯片的使能引腳，當(dāng)使能引腳為高電平時(shí)I2C總線使能，當(dāng)使能引腳為低電平時(shí)I2C總線為高阻態(tài)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，I2C通訊電路基于MAX3232CUE232串口通訊芯片為核心，232_TXD及232_RXD通過普通串口交叉線直接和PC相連，TXD及RXD連接MCU，TXD為MCU的發(fā)送線，232_RXD為PC的接收線；232_TXD為PC的發(fā)送線，RXD為MCU的接收線。本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，可在系統(tǒng)單盤開發(fā)之前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱模擬測(cè)試、驗(yàn)證、評(píng)估系統(tǒng)實(shí)際散熱能力，從而大大降低了系統(tǒng)散熱部分(如風(fēng)扇單盤等)設(shè)計(jì)開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠指導(dǎo)研發(fā)工程師對(duì)散熱器件的選型及選材、能夠指導(dǎo)結(jié)構(gòu)工程師對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)的開發(fā)在改善系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)、指導(dǎo)設(shè)計(jì)開發(fā)、保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要的作用和意義。本發(fā)明有如下附圖圖1熱模擬測(cè)試單元系統(tǒng)模塊框圖，圖2MCU單片機(jī)的電路原理圖，圖3I2C通訊的電路原理圖，圖4DC/DC電源模塊的電路原理圖，圖5232通訊的電路原理圖，圖6發(fā)熱模塊的電路原理圖，圖7面板燈及開關(guān)的電路原理圖，圖8溫度傳感器的電路原理圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明給出了一種實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，通過PWM(調(diào)節(jié)信號(hào)占空比)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了單盤發(fā)熱量無極性可調(diào)，配合不同的風(fēng)扇，不同的轉(zhuǎn)速，不同的散熱片，不同的結(jié)構(gòu)條件，從而能夠全方位、多環(huán)境的測(cè)試通訊機(jī)柜的實(shí)際散熱能力，通過一系列可靠、有效測(cè)試數(shù)據(jù)來驗(yàn)證通訊機(jī)柜的實(shí)際散熱能力，從而能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就對(duì)系統(tǒng)的散熱能力做一個(gè)可靠性評(píng)估；能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中指導(dǎo)器件的選型，如風(fēng)扇型號(hào)、散熱片型號(hào)尺寸、單盤發(fā)熱器件的布局等等；能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后驗(yàn)證整機(jī)系統(tǒng)的散熱能力；能夠在散熱能力不合格的情況下，提出可靠的改進(jìn)方案。圖1為本發(fā)明的模塊框圖，包括MCU單片機(jī)，MCU單片機(jī)使用PWM(輸出占空比可變的頻率信號(hào))技術(shù)，通過調(diào)整輸出PWM信號(hào)的占空比來控制發(fā)熱模塊的實(shí)時(shí)發(fā)熱功率，使其能夠滿足050W無極調(diào)整，為MCU單片機(jī)供電的DC/DC電源模塊和背板3V5/5V電源，如圖所示MCU單片機(jī)與用于同PC上位機(jī)通訊的232芯片直接連接，MCU單片機(jī)與用于同管理盤通訊的I2C通訊芯片直接連接，MCU單片機(jī)與溫度傳感器直接連接，溫度傳感器可用于檢測(cè)盤上待測(cè)區(qū)域、典型區(qū)域或關(guān)注區(qū)域的溫度，測(cè)得的溫度可以經(jīng)過I2C通訊芯片上報(bào)給管理盤，MCU單片機(jī)與發(fā)熱模塊直接連接，發(fā)熱模塊至少為一個(gè)，可同時(shí)設(shè)置多個(gè)相同的發(fā)熱模塊，將多個(gè)相同的發(fā)熱模塊平均分布于熱模擬盤上，安裝發(fā)熱模塊的數(shù)量及位置等均可調(diào)整，同時(shí)盤上還可安裝用于散熱測(cè)試時(shí)檢測(cè)空氣流速用的流阻板，MCU單片機(jī)可改變發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率，以模擬不同區(qū)域的不同發(fā)熱情況，發(fā)熱模塊上可安裝的散熱片；MCU單片機(jī)改變發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率可通過232串口芯片處理相應(yīng)指令；MCU單片機(jī)與設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板直接連接。圖28是圖1中不同功能模塊的具體電路原理圖，本發(fā)明需要把這幾個(gè)不同的功能模塊加到一起，做成一個(gè)實(shí)物熱模擬測(cè)試單盤(即本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng))，來實(shí)現(xiàn)熱模擬及控制。本發(fā)明以型號(hào)為C8051F310的8位MCU單片機(jī)為核心，亦可用現(xiàn)有的其他型號(hào)的MCU單片機(jī)作為核心，但應(yīng)確保其他型號(hào)的MCU單片機(jī)亦具備下述各項(xiàng)功能，例如，可以由以下型號(hào)的MCU單片機(jī)替換AT89C51、MCS-51，MCU單片機(jī)IC3及其外圍接口電路如圖2所示，包括外接VREF基準(zhǔn)電壓輸入口，VREF可由穩(wěn)壓二極管(圖1并沒有標(biāo)出此二極管及外圍電路，此部分為典型電路，本文不再重復(fù))，如ZR4040-2.5提供；兩路I2C通訊接口，分別為SDAl/SCLl(P0.2和P0.3口)和SDA2/SCL2(P1.6禾口Pl.7口)，互為備份，此口連接到圖3部分；232串口通訊接口TXD/RXD(P0.4和P0.5口)，此口連接到圖5部分；PWM輸出接口PWM_A\G(P1.0口)，此口連接到圖6部分；C20-C22為電源濾波電容，Kl(復(fù)位開關(guān))及周邊R7、R13、C6、ClO構(gòu)成單片機(jī)復(fù)位電路，此部分VCC由圖4輸出提供；XPlO為單片機(jī)程序下載口，此電路工作于24.5M頻率(內(nèi)部振蕩器)，程序通過XPlO口燒寫及更新。電路正常工作時(shí)，PWM_A\G(P1.0口)輸出一定占空比的信號(hào)，送入圖6發(fā)熱模塊控制部分，通過調(diào)整不同占空比PWM信號(hào)以控制發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率，同時(shí)能夠通過I2C接口電路采集溫度傳感上的溫度，如圖8所示，通過圖5所示的232通訊部分串口與PC通訊，完成數(shù)據(jù)交換及指令的接收，系統(tǒng)工作狀態(tài)可通過圖7部分4個(gè)不同顏色的發(fā)光LED反映出來，由P3.1-P3.4口分別控制。圖2中各元器件具體型號(hào)參見表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)采用雙電源主備供電，既可通過背板3V5/5V電源上電，也可通過自身的DC/DC電源模塊上電。其中DC/DC電源模塊如圖4所示，采用LDP3-48S5W隔離型DC/DC電源模塊，輸入為48V直流電源，輸出單路5V/5W電源，紋波小于1%，保證MCU及外圍所有電路的VCC正常用電。熔絲FU13用于限流，當(dāng)發(fā)生短路等故障時(shí)，可保證元器件不被燒毀，D6用于5V輸出的單向隔離。圖4中各元器件具體型號(hào)參見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>電源模塊ICP2的型號(hào)為L(zhǎng)DP3-48S5W，為直流48V轉(zhuǎn)5V隔離型電源模塊，電源模塊ICP2的VINNl引腳經(jīng)熔絲FU13連接到_48V\G電源負(fù)輸入端，VINP2引腳直接連接到0V\G電源正輸入端，在熔絲FU13的輸出引腳和VINP2引腳間并聯(lián)有電容C66、C67，VINNl引腳還和VINN2引腳連接，VINP2引腳還和VINPl引腳連接；電源模塊ICP2的VOl引腳和GND/COM引腳間并聯(lián)有電容C68、C69、C70，電容C70和VOl引腳連接的一端與二極管D6的正極連接，二極管D6的負(fù)極與VCC引腳連接，電容C70和GND/C0M引腳連接的一端與GND\G引腳連接。經(jīng)過D6隔離降壓后輸出3.3V直流電壓VCC\G供所有電路VCC使用。本發(fā)明通過I2C(—種國(guó)際通用的兩線制通訊方式)采集分布在不同位置的溫度傳感器(參見圖8)的實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的協(xié)議，依據(jù)采集到的不同溫度值對(duì)發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率進(jìn)行設(shè)定(參見圖6)，如果采集的溫度值超過設(shè)定的報(bào)警溫度值，則面板指示燈ALM(紅色)亮(參見圖7)，同時(shí)可通過I2C總線及I2C通訊芯片(參見圖3)將此時(shí)的溫度值、發(fā)熱模塊的實(shí)際發(fā)熱功率、面板指示等信息發(fā)送給管理盤。如圖8所示，溫度傳感器包括兩片型號(hào)為L(zhǎng)M75BIM-3的溫度芯片IC7和IC8，用于采集環(huán)境溫度值，精度可達(dá)0.5°C,SDA_L1/SCL_L1和SDA_L2/SCL_L2是連接MCU的I2C總線，此線可以通過跳線選擇連接IPMB總線還是直接掛到MCU上，R28-R30用于IC7的地址選擇，R31-R33用于IC8的地址選擇，注意不同的溫度芯片需配置為不同的地址。圖8中各元器件具體型號(hào)參見表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>發(fā)熱模塊如圖6所示，其中0C2為高壓光耦，用于風(fēng)扇電壓和控制電壓的隔離；T2為大功率三極管，用于驅(qū)動(dòng)后級(jí)的發(fā)熱模塊；FU2和FU4為保險(xiǎn)管(FU2和FU4為熔絲，起限流保護(hù)作用)，當(dāng)發(fā)熱模塊異常或短路時(shí)起保護(hù)作用。發(fā)熱模塊及外圍電路采用PWM技術(shù)，通過MCU控制PWM_A\G輸出一定占空比頻率的信號(hào)，來控制光耦0C2的導(dǎo)通與否，光耦0C2的第四、第五引腳分別連接一電阻R58和R57，通過電阻R57和R58分壓后來控制T2的導(dǎo)通時(shí)間，從而使得VPOWl輸出一定電壓以供發(fā)熱模塊使用。即通過MCU即可控制發(fā)熱模塊供電電壓值，從而控制發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率。圖6中各元器件具體型號(hào)參見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板如圖7所示，面板燈及開關(guān)電路采用4種不同顏色的發(fā)光二極管及開關(guān)K2來完成簡(jiǎn)單的輸入輸出用，其中LEDl為工作指示燈(綠色)，LED2為告警指示燈(紅色)，LED3為通訊指示燈(黃色)，LED4為熱插拔指示燈(藍(lán)色)，K2為熱插拔開關(guān)(拔出熱模擬盤前，需提前撥動(dòng)此開關(guān)，此時(shí)LED4亮，持續(xù)10秒后LED4滅，表示可以安全拔出熱模擬盤)。圖7中各元器件具體型號(hào)參見表5。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如圖3所示，I2C通訊電路采用LTC4300A-3CMS8I2C熱插拔芯片，此芯片用于遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)總線信號(hào)的放大及隔離。IPMB_A1_SCL及IPMB_A1_SDA連接到管理盤I2C總線上，SCLl及SDAl連接MCU。IPMB_EN為使能引腳，當(dāng)其為高電平時(shí)I2C總線使能，反之當(dāng)其為低電平時(shí)總線為高阻態(tài)。圖3中各元器件具體型號(hào)參見表6。表6本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)還配備了232串口芯片(參見圖5)，測(cè)試時(shí)可通過此芯片與PC上位機(jī)進(jìn)行通訊，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上報(bào)的同時(shí)也可根據(jù)測(cè)試需要進(jìn)行手動(dòng)設(shè)定發(fā)熱功率等操作。如圖5所示，I2C通訊電路基于MAX3232CUE232串口通訊芯片為核心，此芯片用于TTL電平到232電平轉(zhuǎn)換。外圍配置濾波電容。232_TXD及232_RXD可通過普通串口交叉線直接和PC相連，TXD及RXD連接MCU，TXD為MCU的發(fā)送線，232_RXD為PC的接收線；232_TXD為PC的發(fā)送線，RXD為MCU的接收線。MAX3232CUE完成232電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。各元器件具體型號(hào)參見表7。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>熱模擬測(cè)試單盤，模擬實(shí)際單盤工作時(shí)的發(fā)熱功率及發(fā)熱部位，能夠?qū)ψ疃?6個(gè)發(fā)熱模塊同時(shí)進(jìn)行PWM功率調(diào)節(jié)，并且16個(gè)發(fā)熱模塊可在單盤上根據(jù)實(shí)際需要任意改變安裝位置以達(dá)到測(cè)試不同部位發(fā)熱量的需要，前、后插盤最大發(fā)熱功率可由單片機(jī)控制，默認(rèn)為200W和40W。發(fā)熱模塊采用方形扁平設(shè)計(jì)，便于針對(duì)不同散熱要求，可安裝任意形狀之散熱片。單盤上安裝了可調(diào)發(fā)熱板流阻，可測(cè)試不同風(fēng)扇不同流阻下的散熱情況。同時(shí)單盤上8個(gè)溫度傳感器安裝于盤上8個(gè)不同的位置，可以實(shí)時(shí)采集盤上溫度情況，并通過I2C接口傳到MCU單片機(jī)上，單片機(jī)可根據(jù)溫度設(shè)置報(bào)警情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和點(diǎn)亮面板狀態(tài)。①PWM調(diào)節(jié)發(fā)熱功率如圖1，圖6單片機(jī)通過P麗輸出口P1.0輸出P麗信號(hào)，P麗信號(hào)的頻率、幅值都由單片機(jī)內(nèi)部編程實(shí)現(xiàn)，通過改變PWM信號(hào)的占空比即可調(diào)節(jié)VPOWl和-48V兩端電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)?？刂菩盘?hào)與PWM信號(hào)采用光耦0C2隔離能有效的控制信號(hào)相互干擾等問題。正是由于這種可調(diào)的PWM方式，實(shí)現(xiàn)了能同時(shí)對(duì)多個(gè)發(fā)熱模塊做理論上為任意功率的調(diào)節(jié)。②多種通訊方式如上圖1、圖3、圖5，單片機(jī)采用多種通訊方式共存，同時(shí)相互備份的冗余設(shè)計(jì)，I2C總線負(fù)責(zé)與管理盤的通訊，采用A/B雙路互為備份的通訊方式保證通訊的正常。232通訊方式用于單片機(jī)與外界PC的連結(jié)，也就是說可以通過普通PC的串口實(shí)現(xiàn)與模擬盤的協(xié)議通訊，實(shí)現(xiàn)報(bào)警顯示、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)置等功能。溫度傳感器也是通過另外一條I2C總線負(fù)責(zé)與單片機(jī)的實(shí)時(shí)通訊，8個(gè)溫度傳感器有8個(gè)不同的地址編碼，可以任意讀取8個(gè)溫度傳感器上的溫度。有了以上的不同通訊方式的共存，使得整個(gè)單盤系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，設(shè)置方便，通訊可靠。冗余設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)全部采用主、備的設(shè)計(jì)思想，電源采用DC/DC和背板同時(shí)供電的方式，如圖4，主備電源的存在能有效的避免任意一路意外斷電造成的影響。采用主、備單片機(jī)同時(shí)工作的模式，對(duì)主要功能如PWM信號(hào)及I2C通訊都采用雙單片機(jī)同時(shí)控制，且主備單片機(jī)互為監(jiān)督，一旦沒有數(shù)據(jù)通訊即可通過面板告警上報(bào)。本發(fā)明通過有效模擬單盤不同發(fā)熱工作狀況下的系統(tǒng)散熱情況，實(shí)時(shí)改進(jìn)系統(tǒng)及各槽位單盤的散熱設(shè)計(jì)，為系統(tǒng)單盤設(shè)計(jì)與布局提供有益指導(dǎo)，同時(shí)該方法及系統(tǒng)也可應(yīng)用于同類通信系統(tǒng)設(shè)備本發(fā)明所采用的技術(shù)方案主要特點(diǎn)如下1.MCU單片機(jī)使用PWM(輸出占空比可變的頻率信號(hào))技術(shù)，通過調(diào)整輸出PWM信號(hào)的占空比來控制發(fā)熱模塊的實(shí)時(shí)發(fā)熱功率，使其能夠滿足050W無極調(diào)整。2.采用多個(gè)相同的發(fā)熱模塊平均分布于熱模擬盤(按照?qǐng)D1制作出來的系統(tǒng)總稱)上，安裝發(fā)熱模塊的數(shù)量及位置等均可調(diào)整，同時(shí)盤上還可安裝流阻板(用于散熱測(cè)試時(shí)檢測(cè)空氣流速用)，發(fā)熱模塊上安裝的散熱片(用于功率器件的散熱用)型號(hào)也可根據(jù)實(shí)際需要來選擇。3.熱模擬盤可以通過溫度傳感器檢測(cè)盤上的溫度，同時(shí)也可以通過I2C芯片上報(bào)給管理盤，也可以通過232串口芯片接收更改配置的指令，如改變發(fā)熱模塊的發(fā)熱功率寸。權(quán)利要求一種實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，包括MCU單片機(jī)，為MCU單片機(jī)供電的DC/DC電源模塊和背板3V5/5V電源，其特征在于MCU單片機(jī)與用于同PC上位機(jī)通訊的232芯片直接連接，MCU單片機(jī)與用于同管理盤通訊的I2C通訊芯片直接連接，MCU單片機(jī)與溫度傳感器直接連接，MCU單片機(jī)與發(fā)熱模塊直接連接，MCU單片機(jī)與設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板直接連接。2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于所述DC/DC電源模塊為輸入為48V直流電源、輸出單路5V/5W電源、紋波小于的LDP3-48S5W隔離型DC/DC電源模塊。3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于所述DC/DC電源模塊設(shè)有用于5V輸出的單向隔離的二極管D6，用于當(dāng)發(fā)生短路等故障時(shí)起限流作用的熔絲FU13，電源模塊ICP2的型號(hào)為L(zhǎng)DP3-48S5W，電源模塊ICP2的VINN1引腳經(jīng)熔絲FU13連接到_48V\G電源負(fù)輸入端，VINP2引腳直接連接到0V\G電源正輸入端，在熔絲FU13的輸出引腳和VINP2引腳間并聯(lián)有電容C66、C67，VINN1引腳還和VINN2引腳連接，VINP2引腳還和VINP1引腳連接；電源模塊ICP2的V01引腳和GND/C0M引腳間并聯(lián)有電容C68、C69、C70，電容C70和V01引腳連接的一端與二極管D6的正極連接，二極管D6的負(fù)極與VCC引腳連接，電容C70和GND/C0M引腳連接的一端與GND\G引腳連接。經(jīng)過D6隔離降壓后輸出3.3V直流電壓VCC\G供所有電路VCC使用。4.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于溫度傳感器包括兩片型號(hào)為L(zhǎng)M75BIM-3的溫度芯片IC7和IC8，用于采集環(huán)境溫度值，SDA_L1/SCL_L1和SDA_L2/SCL_L2是連接MCU單片機(jī)的I2C總線，I2C總線通過跳線選擇連接IPMB總線或直接掛到MCU單片機(jī)上，R28R30用于溫度芯片IC7的地址選擇，R31R33用于溫度芯片IC8的地址選擇，且兩片溫度芯片配置為不同的地址。5.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于發(fā)熱模塊包括一型號(hào)為H11G1的、用于風(fēng)扇電壓和控制電壓的隔離的高壓光耦0C2，用于驅(qū)動(dòng)后級(jí)的發(fā)熱模塊的大功率三極管T2，當(dāng)發(fā)熱模塊異?；蚨搪窌r(shí)起保護(hù)作用的熔絲FU2和FU4；通過MCU單片機(jī)控制PWM_A\G輸出一定占空比頻率的信號(hào)，來控制光耦0C2的導(dǎo)通與否，光耦0C2的第四、第五引腳分別連接一電阻R58和R57，通過電阻R57和R58分壓后來控制三極管T2的導(dǎo)通時(shí)間。6.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板上設(shè)有4種不同顏色的發(fā)光二極管及開關(guān)K2，綠色的LED1為工作指示燈，紅色的LED2為告警指示燈，黃色的LED3為通訊指示燈，藍(lán)色的LED4為熱插拔指示燈，所述開關(guān)K2的型號(hào)為PS22F03。7.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于I2C通訊芯片采用型號(hào)為L(zhǎng)TC4300A-3CMS8的I2C熱插拔芯片，其IPMB_A1_SCL及IPMB_A1_SDA引腳連接到管理盤I2C總線上，其SCL1及SDA1引腳連接MCU單片機(jī)，IPMB_EN引腳作為I2C通訊芯片的使能引腳，當(dāng)使能引腳為高電平時(shí)I2C總線使能，當(dāng)使能引腳為低電平時(shí)I2C總線為高阻態(tài)。8.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，其特征在于I2C通訊電路基于MAX3232CUE232串口通訊芯片為核心，232_TXD及232_RXD通過普通串口交叉線直接和PC相連，TXD及RXD連接MCU，TXD為MCU的發(fā)送線，232_RXD為PC的接收線；232_TXD為PC的發(fā)送線，RXD為MCU的接收線。全文摘要一種實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，涉及通信設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，包括MCU單片機(jī)，為MCU單片機(jī)供電的DC/DC電源模塊和背板3V5/5V電源，MCU單片機(jī)與用于同PC上位機(jī)通訊的232芯片直接連接，MCU單片機(jī)與用于同管理盤通訊的I2C通訊芯片直接連接，MCU單片機(jī)與溫度傳感器直接連接，MCU單片機(jī)與發(fā)熱模塊直接連接，MCU單片機(jī)與設(shè)有熱插拔開關(guān)的面板直接連接。本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)ATCA子框熱模擬及控制的系統(tǒng)，可在系統(tǒng)單盤開發(fā)之前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱模擬測(cè)試、驗(yàn)證、評(píng)估系統(tǒng)實(shí)際散熱能力，從而大大降低了系統(tǒng)散熱部分(如風(fēng)扇單盤等)設(shè)計(jì)開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠指導(dǎo)研發(fā)工程師對(duì)散熱器件的選型及選材、能夠指導(dǎo)結(jié)構(gòu)工程師對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。文檔編號(hào)F04D27/00GK101833295SQ20101015349公開日2010年9月15日申請(qǐng)日期2010年4月23日優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日發(fā)明者劉江鋒,姬生欽,張群武,曹孟輝,曾祥雨,林能,游漢濤,甘曉明,鄒崇振申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司