一种硬盘自动加热控制系统和方法与流程

本发明涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种硬盘自动加热控制系统和方法。

背景技术：

对于计算机来说，硬盘是其重要的组成部分。硬盘在正常工作时需要电机带动盘片高速旋转，再通过磁头臂的摆动来读取硬盘中的数据。对于普通的机械硬盘，其正常工作的温度范围为0-55摄氏度。当环境中的温度低于其正常工作温度时，硬盘转动轴中的润滑剂将处于凝固状态，此时硬盘转动的阻力将会大大增加。因此，在低温环境中强行地启动计算机轻则无法正常开机，硬盘数据丢失，重则直接损害硬盘。然而，在工控领域，计算机常常会工作在0度以下的环境中，所以，如何在低温环境中提升硬盘的温度并且正常的启动计算机是一个亟待解决的问题。

在以往的技术方案中，有的方案是通过在硬盘外面裹一层加热膜来实现硬盘加热；另外也有方案是通过开机后判断硬盘周围的温度来决定是否给硬盘供电，如果温度低的话，bios将不会启动硬盘中的引导程序。

对于现有的硬盘加热装置，如果用加热膜来裹紧硬盘加热，那么在硬盘周围温度升高后散热就成了很大的问题；而通过bios来引导硬盘启动这种方案也存在着隐患，首先不管硬盘周围的温度是否满足工作条件，主板都必须得先 开机，另外在硬盘周围温度降下去后二次加热时会直接导致计算机重启或者死机。

技术实现要素：

本发明提供一种硬盘自动加热控制系统和方法，在硬盘温度低于正常工作温度时自动给硬盘加热，加热至正常工作温度后主板自动开机。

为解决本发明的技术问题，采取以下技术方案：

第一方面，一种硬盘自动加热控制系统，包括温度检测电路、温度判断电路、硬盘加热电路、以及开机控制电路，其中：

所述温度检测电路，用于检测硬盘的当前温度；

所述温度判断电路，用于判断所述当前温度是否小于正常工作温度；

所述硬盘加热电路，用于在硬盘的当前温度小于正常工作温度时，对所述硬盘进行加热，否则停止对硬盘的加热；

所述开机控制电路，用于在硬盘的当前温度大于或等于正常工作温度且主板处于非运行状态时，向主板输出开机信号。

其中，所述系统还包括重启预防电路，用于在主板处于运行状态时，使开机控制电路不向主板输出开机信号。

其中，所述温度检测电路包括热敏元件rt1，所述温度判断电路包括比较器u1；所述温度检测电路在所述热敏元件rt1测得的当前温度小于硬盘的正常工作温度时使所述比较器u1输出第一状态信号、在所述热敏元件rt1测得的当前温度大于或等于硬盘的正常工作温度时使所述比较器u1输出第二状态信号。

其中，所述硬盘加热电路包括加热控制模块和加热模块；

所述加热模块包括用于对所述硬盘加热的加热片rs1；所述加热控制模块在温度判断电路输出第一状态信号时使加热片rs1对硬盘加热，并在温度判断电路输出第二状态信号时使加热片rs1不对硬盘加热。

其中，所述温度检测电路还包括第一电阻r1、第二电阻r2和第五电阻r5；

所述第一电阻r1和第五电阻r5串联连接在电源与参考地之间，所述第二电阻r2和热敏元件rt1串联连接在电源与参考地之间，所述第二电阻r2与热敏元件rt1的连接点与所述比较器u1的第一输入端连接，所述第一电阻r1和第五电阻r5的连接点与所述比较器u1的第二输入端连接。

其中，所述加热控制模块包括第一开关管q1，所述第一开关管q1的控制端与所述比较器u1的输出端连接，所述第一开关管q1的控制端接收到第一状态信号时导通，使加热片rs1对硬盘加热。

其中，所述开机控制电路包括充电电路和第三开关管q3，所述充电电路连接到第三开关管q3的控制端，并在第一开关管q1关断瞬间使所述第三开关管q3导通，所述第三开关管q3导通时向主板输出开机信号。

其中，所述重启预防电路包括第二开关管q2，所述第二开关管q2的控制端连接主板电源，且所述第二开关管q2的控制端接收到高电平信号时导通，使所述开机控制电路不输出开机信号。

第二方面，一种硬盘自动加热控制方法，包括以下步骤：

检测硬盘的当前温度，并判断所述当前温度是否小于正常工作温度；

若当前温度小于正常工作温度，对所述硬盘进行加热；

若当前温度大于或等于正常工作温度，且主板处于非运行状态，向主板输出开机信号。

其中，所述硬盘自动加热控制方法还包括，若主板处于运行状态，则不向主板输出开机信号。

本发明提供的一种硬盘自动加热控制系统和方法，在硬盘温度低于正常工作温度时会自动给硬盘加热，加热至正常工作温度后主板自动开机，并且主板在工作过程中一旦硬盘温度再次低于正常工作温度不会死机，不需要重新开机启动。

附图说明

图1是本发明实施例的一种硬盘自动加热控制系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的一种硬盘自动加热控制系统的一种优选方式的结构示意图。

图3是本发明实施例的一种硬盘自动加热控制系统的电路图。

图4是本发明实施例的一种硬盘自动加热控制方法的方法流程图。

图5是本发明实施例的一种硬盘自动加热控制方法的一种优选方式的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一方面，一种硬盘自动加热控制系统，如图1所示，包括温度检测电路1、温度判断电路2、硬盘加热电路3、以及开机控制电路4。

其中：所述温度检测电路1，用于检测硬盘的当前温度，所述温度判断电路2，用于判断所述当前温度是否小于正常工作温度；所述硬盘加热电路3，用 于在硬盘的当前温度小于正常工作温度时，对所述硬盘进行加热，否则停止对硬盘的加热；所述开机控制电路4，用于在硬盘的当前温度大于或等于正常工作温度，且主板处于非运行状态时，向主板输出开机信号。

硬盘的开机温度，即正常工作温度，为-5℃时，计算机才能按正常程序启动。需要开启计算机时，按下电源，首先温度检测电路1检测硬盘的温度，温度判断电路2判断所述当前温度是否达到正常工作温度的需求，如果硬盘的当前温度没有达到正常工作温度的需求，则需要给硬盘加热升温，待硬盘的温度达到正常工作温度的要求后再按正常程序开机，因保证了开机前硬盘的温度达到正常工作温度的要求，所以能够避免导致计算机开机后直接重启或死机的问题。

可选的，如图2所示，所述系统还包括重启预防电路5，用于在在主板处于运行状态时，使开机控制电路4不向主板输出开机信号。

主板处于运行状态时，即计算机正常运行时，硬盘的温度可能会发生改变，如果硬盘的温度降低到正常工作温度以下，硬盘加热电路3会及时给硬盘加热，因此在这一过程中计算机不会自动关机或死机，且待硬盘的温度达到正常工作温度的要求后，因为重启预防电路5的作用，开机控制电路4也不会向主板重新发出开机信号，因此也不会导致算机自动关机或死机。

可选的，所述温度检测电路1包括热敏元件rt1，所述温度判断电路2包括比较器u1；所述温度检测电路1在所述热敏元件rt1测得的当前温度小于硬盘的正常工作温度时使所述比较器u1输出第一状态信号，在所述热敏元件rt1测得的当前温度大于或等于硬盘的正常工作温度时使所述比较器u1输出第二状态信号。

第一状态信号为高电平信号，第二状态信号为低电平信号。

可选的，所述硬盘加热电路3包括加热控制模块和加热模块。

所述加热模块包括用于对所述硬盘加热的加热片rs1；所述加热控制模块在温度判断电路2输出第一状态信号时使加热片rs1对硬盘加热，并在温度判断电路2输出第二状态信号时使加热片rs1不对硬盘加热。

可选的，所述温度检测电路1还包括第一电阻r1、第二电阻r2和第五电阻r5。

所述第一电阻r1和第五电阻r5串联连接在电源与参考地之间，所述第二电阻r2和热敏元件rt1串联连接在电源与参考地之间，所述第二电阻r2与热敏元件rt1的连接点与所述比较器u1的第一输入端连接，所述第一电阻r1和第五电阻r5的连接点与所述比较器u1的第二输入端连接。

所述加热控制模块包括第一开关管q1，所述第一开关管q1的控制端与所述比较器u1的输出端连接，所述第一开关管q1的控制端接收到第一状态信号时导通，使加热片rs1对硬盘加热。

可选的，所述开机控制电路4包括充电电路和第三开关管q3，所述充电电路连接到第三开关管q3的控制端，并在第一开关管q1关断瞬间使所述第三开关管q3导通，所述第三开关管q3导通时向主板输出开机信号。

可选的，所述重启预防电路5包括第二开关管q2，所述第二开关管q2的控制端连接主板电源，且所述第二开关管q2的控制端接收到高电平信号时导通，使所述开机控制电路4不输出开机信号。

图3为本发明实施例的硬盘自动加热控制系统的一种优选方式的电路图，如图2所示，所述温度检测电路1包括第一电阻r1、第二电阻r2、第五电阻r5、热敏元件rt1；所述温度判断电路2包括比较器u1和第三电容c3；所述加热控制模块包括第一开关管q1和第三电阻r3，所述加热模块包括加热片rs1和第 一电容c1；所述开机控制电路4包括第二电容c2、第四电容c4、第四电阻r4、第六电阻r6、第七电阻r7、第三开关管q3、二极管d1和插针j，二极管d1的型号为bat54c，第二电容c2、第四电阻r4和第六电阻r6组成充电电路；所述重启预防电路5包括第二开关管q2和第五电容c5。

所述第一电阻r1和第五电阻r5串联连接在电源与参考地之间，所述第二电阻r2和热敏元件rt1串联连接在电源与参考地之间，所述第二电阻r2与热敏元件rt1的连接点与所述比较器u1的第一输入端(正相输入端)连接，所述第一电阻r1和第五电阻r5的连接点与所述比较器u1的第二输入端(反相输入端)连接，所述第三电容c3和所述比较器u1的电源输入端的连接点与电源连接，所述第一开关管q1的控制端与所述比较器u1的输出端的连接点通过第三电阻r3连接电源，第一开关管q1的输出端与所述电热片rs1的一端连接，所述电热片rs的另一端及所述第一电容c1的一端连接电源，第一电容c1的另一端连接参考地，第二电容c2的一端连接第一开关管q1的输出端与所述电热片rs1的连接点，第二电容c2的另一端与所述第四电阻r4的一端及二极管d1的3端子连接，所述第一电阻r4的另一端与所述第六电阻r6的一端、所述第四电容c4的一端、所述第二开关管q2的输出端以及所述第三开关管q3的控制端连接，所述第二开关管q2的控制端与所述第五电容c5的连接点与电源连接，所述第二开关管q2的输出端、所述第五电容c5的另一端、所述第六电阻r6的另一端以及所述第四电容c4的另一端连接参考地，所述第七电阻r7的一端与所述插针j的一端连接，所述r7的另一端与所述插针j的另一端连接。

加热片rs1和热敏元件rt1均置于硬盘的附近。

按下计算机的电源开关后，整个硬盘加热装置开始工作。热敏元件rt1在检测到硬盘温度后其阻值会发生变化，比较器u1将其阻值与开机温度(正常工 作温度-5℃)的电阻值进行比较，根据比较结果输出“1”或“0”两个状态信号，即第一状态信号或第二状态信号给第一开关管q1，其中信号“1”表示硬盘周围的温度低于预设的开机温度，而信号“0”表示此时硬盘周围的温度大于或等于开机温度。

对于第一种情况，第一开关管q1的控制端接收到高电平信号，q1导通，电热片rs1对硬盘进行加热，当硬盘加热完成后，热敏电阻的阻值会减小，比较器输出信号“0”，第一开关管q1截止，输出高电平信号，对电容电路进行充电，充电的时间由第二电容c2、第四电阻r4和第六电阻r6的大小决定。在刚充电时，第三开关管q3的控制端接收到高电平信号，q3导通，信号fppwrbtn_n(接主板3.3v高电平)瞬间被拉低，当充电完成后，q3的控制端接收到低电平信号，q3截止，信号fppwrbtn_n恢复为高电平，即整个充电过程中，系统给主板输出了一个低脉冲信号作为开机信号使主板开机。

对于第二种情况，第一开关管q1的控制端接收到低电平信号，q1截止，输出高电平信号，加热片rs1的电流非常小，不对硬盘进行加热，第三开关管q1的控制端接收到高电平信号，q3导通，信号fppwrbtn_n(接主板3.3v高电平)瞬间被拉低，即输出开机信号。

另外，按下计算机电源后，重启预防电路5与电源接通，计算机正常运行过程，当硬盘的温度降下去后，系统会再次给硬盘加热，但由于第二开关管q2的控制端与电源连接，q2一直处于导通状态，输出低电平信号，即第三开关管q3的控制端为低电平，q3处于截止状态，输出高电平信号，因此无法向主板输出开机信号。因此，计算机在运行过程中不会因为硬盘温度的降低而发生关机重启或死机的情况，保证了计算机的正常运行。

该系统经过验证测试，可实现在-25℃～-30℃的低温环境中工作，加热片 rs1对硬盘的整个加热过程只需要5min-8min。

可选的，所述硬盘自动加热控制系统还包括硬盘加热指示灯，所述硬盘加热指示灯串联于比较器u1与第一开关管q1之间，用于提示硬盘的加热状态，以便用户可以及时了解硬盘的加热状态。硬盘加热时硬盘加热指示灯发红光，加热完成后硬盘加热指示灯发绿光。

第二方面，如图4所示，一种硬盘自动加热控制方法，包括以下步骤：

s1、检测硬盘的当前温度，并判断所述当前温度是否小于正常工作温度；

s2、若当前温度小于正常工作温度，对所述硬盘进行加热；

s3、若当前温度大于或等于正常工作温度，且主板处于非运行状态，向主板输出开机信号。

可选的，如图5所示，还包括步骤s4：若主板处于运行状态，则不向主板输出开机信号。开机后，计算机正常运行，当硬盘的温度达不到正常工作温度的要求时，系统会给硬盘加热，但不会重新输出开机信号。这可保证计算机在运行过程中不会因为硬盘的温度的降低而发生关机重启或死机的情况，保证了计算机的正常运行。

本发明提供了一种硬盘自动加热控制系统和方法，在硬盘温度低于正常工作温度时会自动给硬盘加热，加热至正常工作温度后主板自动开机，并且主板在工作过程中一旦硬盘温度再次低于正常工作温度不会死机，不需要重新开机启动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。