CN101158879B - 电子设备及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子设备及其冷却方法。一种电子设备包括：具有开/关数据处理部件、硬盘驱动器、供电部件和电子设备的第一电源开关的第一单元；与第一单元分离的由第一单元内的供电部件供电的第二单元，具有可拆卸记录媒体的驱动器和功能与第一电源开关相同的第二电源开关；以及在第一单元与第二单元之间传送数据和将电力从第一单元的供电部件提供给第二单元的电缆。

Description

电子设备及其冷却方法

技术领域

本发明涉及以例如PC机(个人计算机)为代表的具有数据处理部件和数据记录部件的电子设备及其内部的冷却方法。

背景技术

虽然硬盘驱动器已主要用作PC机存储数据的装置，但近些年来，诸如光盘(CD)、数字视盘(DVD)和便携式闪速存储卡之类的可拆卸记录媒体也已得到广泛的应用。

通常，为了使可拆卸记录媒体可用，PC机内往往设置有相应媒体的驱动器。特别是，新近的PC机都装有两个光驱动器，而且还可能装有支持各种类型的便携式闪速存储卡的驱动器。

当上述多个驱动器在各单元的尺寸的某些限制下被装入PC机时，PC机内部是集成的，因此很难自由设计PC机内部空间，这对这些器件的配置有相当大的限制。

另一方面，随着PC机的处理速度变高，发热量也变得非常大，因此需要进行高效的冷却。然而，上述对器件在PC机内的配置的限制使得设计高效冷却非常困难。

结果，可以想象的是例如使用所谓的外部驱动器，外接到PC机上。这可以减少PC机内部的驱动器数量，以允许在PC机内较为自由地配置器件，从而可以设计出高效的冷却(例如参见日本专利申请公开No.JP 2003-029885(图1至3)，专利文献1)。

然而，在有多个驱动器外接的情况下，就出现这样一个问题：PC机与各个驱动器之间的接线和用来为各个驱动器供电的接线会变得非常复杂。

此外，PC机单元往往放置在离用户较远的位置，例如放置在桌下，这是因为在所谓的台式PC机中用户触及PC机单元的频率比用户触及各个驱动器的频率低，而且PC机单元的机箱通常是比较大的。这些便产生触及PC机单元不方便和开、关PC机的电源开关非常不便的问题。

发明内容

考虑到上述情况，所希望的是提供一种电子设备及其冷却方法，这种电子设备允许其中较自由地配置器件，以执行高效冷却、容易对设备的电源开关进行开/关操作，而且接线简单。

按照本发明一个实施例的电子设备包括：具有开/关数据处理部分、硬盘驱动器、供电部件和电子设备的第一电源开关的第一单元；与第一单元分离的、由第一单元内的供电部件供电的第二单元，具有可拆卸记录媒体的驱动器和功能与第一电源开关相同的第二电源开关；以及在第一单元与第二单元之间传送数据和将电力从第一单元的供电部件提供给第二单元的电缆。

按照本发明的这个实施例，电子设备分离成第一单元和第二单元。在第一单元内，配置具有高发热量而用户不大触及的器件，而在第二单元内配置具有低发热量而用户经常触及的可拆卸记录媒体的驱动器。此外，在第一和第二单元内都配置了电源开关。因此，可以较自由地配置设备内的器件，以允许进行高效冷却和容易对设备的电源开关进行开/关操作。此外，第二单元由第一单元的供电部件供电。例如，第一单元与第二单元之间的数据通信和第一单元内的供电部件向第二单元的供电是用一根电缆实现的，因此接线可以简化。

这个实施例的电子设备可以修改成将第一单元分隔成装有数据处理部件的第一区域和装有硬盘驱动器和供电部件的第二区域。

在本发明的这个实施例中，将第一单元隔成第一区域和第二区域，从而可以分别对每个区域进行冷却控制，以允许更为高效的冷却。

按照本发明的这个实施例，第一电源开关设置在第一单元的第一表面上，而硬盘驱动器可以从第一表面侧装上和卸下。

在本发明的这个实施例中，用户可以方便地通过他最常触及的表面，亦即装有开关的表面，装上和卸下硬盘驱动器。

按照本发明的这个实施例，第二区域可以具有带有可从第一表面侧卸下的盖的容纳多个硬盘驱动器的盒和配置在盒和与第一单元的第一表面相对的第二表面之间的供电部件。第一区域与第二区域由盒的在与第一区域交界处的构件和配置在供电部件和第一区域之间的屏蔽件屏蔽。

在本发明的这个实施例中，由于第一区域与第二区域由屏蔽件屏蔽，第一区域与第二区域相互之间的热影响就较小，因此可以在各个区域内执行更为细致的温度控制或冷却控制。

按照本发明的这个实施例，在第一区域内，在第一表面侧配置有至少一个第一冷却风扇，排气孔开在第二表面侧。在第二区域内，在供电部件内配置有第二冷却风扇，以从第二表面侧排出空气或气体而从盒的第一表面侧吸入空气。

在本发明的这个实施例中，第一区域和第二区域分别由不同的风扇冷却，以执行更为细致的温度控制。特别是，在第二区域内，由于第二冷却风扇配置在发热量高的供电部件内，因此可以执行效率较高的冷却。

按照本发明的这个实施例的电子设备可以还包括检测第一区域的温度的第一温度检测装置、检测第二区域的温度的第二温度检测装置和根据第一和第二温度检测装置的检测结果控制第一和第二风扇的转数的控制装置。

在本发明的这个实施例中，分别检测各个区域内的温度，根据检测结果控制各个区域内的风扇的转数，因此可以执行更为高效和细致的冷却控制。

在本发明的这个实施例中，扩展板可以配置在第一区域内的与供电部件邻接的第三区域内，屏蔽件上开有多个孔，使得第一风扇吸入的气体可以通过第三区域而由配置在第二区域的供电部件内的第二风扇排出。

在本发明的一个实施例中，由于使冷却气体流过扩展板侧，因此扩展板也能得到效率较高的冷却。

按照本发明的这个实施例，第一风扇具有主要向数据处理部件送冷却气体的风扇和主要向第三区域送冷却气体的风扇。

在本发明的这个实施例中，由于在配置了扩展板的第三区域内独立地装有附加风扇，因此扩展板能得到效率较高的冷却，而且就总体来看，能执行更为细致的冷却控制。

在本发明的一个实施例中，在第二单元的第三表面上，配置有供放入和取出驱动器的记录媒体的接口部件和第二电源开关。

在本发明的这个实施例中，由于装/卸记录媒体和开/关电源能通过第二单元的同一个表面实现，因此可操作性很高。

按照本发明的另一个实施例的电子设备包括装有数据处理部件的第一区域、装有硬盘驱动器和供电部件的第二区域、将第一区域与第二区域分隔的屏蔽件、冷却第一区域的第一冷却装置和冷却第二区域的第二冷却装置。

在本发明的这个实施例中，用屏蔽件分隔成两个独立冷却的区域可以更为高效和精确地执行冷却控制。

按照本发明这个实施例的电子设备可以还包括检测第一区域的温度的第一温度检测装置、检测第二区域的温度的第二温度检测装置和根据第一和第二温度检测装置的检测结果控制第一和第二冷却装置的冷却能力的控制装置。

在本发明的一个实施例中，由于各个区域内的温度分别检测，而根据这些检测结果控制对相应区域的冷却能力，因此可以执行更为高效和细致的冷却控制。

按照本发明的又一个实施例的电子设备的冷却方法包括下列步骤：将电子设备分离成具有数据处理部件、硬盘驱动器和供电部件的第一单元和具有可拆卸记录媒体的驱动器的第二单元；将第一单元分隔成装有数据处理部件的第一区域和装有硬盘驱动器和供电部件的第二区域；以及分别控制对第一区域和第二区域的冷却。

在本发明的这个实施例中，由于电子设备分隔成两个区域，而这两个区域由屏蔽件相互屏蔽以被分别冷却，因此可以执行更为高效和精确的冷却控制。

附图说明

图1为示出按照本发明的一个实施例的PC机的配置的框图。

图2为示出图1中所示的主单元的内部配置的平面图。

图3为图1中所示的主单元的正视图。

图4为示出图2和3中所示的第二区域的配置的示意性透视图。

图5为示出图1中所示的主单元的外观的示意性透视图。

图6为示出图1中所示的接入单元的内部配置的平面图。

图7为图1中所示的接入单元的正视图。

图8为说明图1中所示的主单元内冷却气流的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图对本发明的实施例进行说明。

图1为示出按照本发明的一个实施例的PC机的配置的框图。

如图1所示，PC机100具有作为第一单元的主单元200、作为第二单元的接入单元300和连接主单元200和接入单元300的电缆400。在PC机100内，主单元200和接入单元300是物理上分离的，由电缆400将它们电连接在一起。

主单元200具有作为数据处理部件的装有CPU等的母板210、硬盘驱动器221至224(主要有四个，尽管未分别示出)、为形成PC机100的各个部件供电的供电部件230和使PC机100进入开/关/待机模式的第一电源开关240。

母板210具有使第一电源开关240和在接入单元300(将在稍后说明)侧的第二电源开关起相同作用的系统供电控制电路211，它使第二电源开关也起着用来使PC机100进入开/关/待机模式的电源开关的作用。

供电部件230不仅为主单元200的各个部件供电，而且也通过电缆400为接入单元300的各个部件供电。

接入单元300具有作为可装入/卸下诸如CD和DVD之类的光记录媒体以从光记录媒体读取数据和将数据写入光记录媒体的驱动器的光盘驱动器311、312(两个驱动器，尽管未分别示出)、IEEE 1394端口320、USB端口331至334(四个端口，尽管未分别示出)、从各种便携式闪速存储卡读取数据和将数据写入闪速存储卡的多卡读取器340(驱动器之一)、从PCMCIA卡读取数据和将数据写入PCMCIA卡的PCMCIA卡总线350(驱动器之一)、话筒端子361和头戴耳机端子362、以及使PC机100进入开/关/待机模式的第二电源开关370。

光盘驱动器311和312、IEEE 1394端口320、USB端口331至334和多卡读取器340、PCMCIA卡总线350分别通过SATA/PATA控制器313、1394控制器321、USB控制器325、PCMCIA卡总线控制器351接到主单元200的母板210上。

监视器501和扬声器502接到主单元200上，键盘503和鼠标504可以通过USB端口331至334接到主单元200和接入单元300中任一个上。

图2为示出图1中所示的主单元200的内部配置的平面图，而图3为主单元200的正视图。

如图2所示，主单元200从正面看来分成左、右两个区域。在这种情况下，从主单元200的正面看来的左侧区域为第一区域251，而从主单元200的正面看来的右侧区域为第二区域252。

在第一区域251内，母板210配置在它的底部，在邻近第二区域252内的供电部件230的区域253内可以配置多达四个扩展板254。这些扩展板254被插入母板210上的扩展板槽内，以被配置成从母板210上竖立。在主单元200的背面侧露出扩展板与外面的接口面。

在第一区域251的正面侧配置有两个冷却风扇255、256。风扇255为主要冷却母板210的风扇，而风扇256为主要冷却扩展板254的风扇。在这个实施例中，风扇255比风扇256大，因此，对装有产生较多热量的CPU的母板210的冷却能力就较强。第一区域251的背面侧由开有多个孔的金属板(没有示出)制成，这些孔基本上起着第一区域251的排气孔的作用。

在第一区域251背面侧的左上角部，可以安装两个硬盘驱动器257，使它们从上侧悬挂并相互叠在一起。

在第二区域252内，在其正面侧配置有容纳硬盘驱动器221至224的盒260，而在第二区域252的背面侧配置有供电部件230。

盒260具有：盒体261，它的左、右和上、下侧被开有多个孔的金属板包围，而它的前面侧和后面侧可以是敞开的；以及由开有多个孔(基本上为第二区域252内的吸气口)的金属板制成的盖262，可拆卸地设置在盒体261的正面侧的开口内。硬盘驱动器221至224被滑动并竖立地安置在盒260内，由线束(未示出)连接。因此，在PC机100内，硬盘驱动器221至224可以从主单元200的正面侧装上和卸下。

冷却风扇263被设置在配置在第二区域252的背面侧的供电部件230上方。冷却风扇263将气体吸入供电部件230。吸入供电部件230的气体从主单元200的背面侧排出。

配置供电部件230的空间被由例如PET制成的屏蔽件264覆盖。屏蔽件264为分隔第一区域251和供电部件230以上的空间的构件。屏蔽件264在第一区域251侧的上部与第一区域251侧的扩展板254相应的位置处开有多个孔265。这些孔265供冷却风扇263从第一区域251侧吸入气体。这允许扩展板254得到辅助冷却。此外，在屏蔽件264下部的预定位置处开有让来自第一区域251侧的线束(未示出)通过的孔或切口266。

第一区域251与第二区域252由以上所说明的盒260在第一区域251侧的壁和屏蔽件264在第一区域251侧的壁相互屏蔽。这使得可以分别对第一区域251和第二区域252进行冷却控制。也就是说，可以执行更为细致的冷却控制来提高冷却效率和降低风扇噪音。

如图3所示，在主单元200的正面的第一区域251侧的下部，沿水平方向依次排列有IEEE 1394端口271、四个USB端口272至275、RCA端子276至278和S-VIDEO端子279，而在中部的左端侧(第二区域252的对侧)设置有第一电源开关240。

如图5所示，在主单元200的正面的与第一区域251相应的位置，配置有开有多个将冷却气体沿垂直方向引入内部的竖孔281的塑料罩280。在主单元200的正面的与第二区域252相应的部分，可拆卸地配置有塑料罩282。

罩282例如通过将设置在罩282的背面右端(第一区域251的对侧)的上、下部中的凸出部(未示出)与设置在主单元200的相应位置处的孔(未示出)接合并使设置在罩280的邻近罩282处的拨动开关(未示出)伸向罩282侧，被固定到主单元200上。通过卸下罩282并卸下盖262，如图4所示，就可以将硬盘驱动器221至224从主单元200的正面装入和取出。

在主单元200的正面，可拆卸地配置有覆盖整个正面的罩283。罩283通过将设置在罩283的背面的左、右侧上、下部中的凸出部与设置在主单元200的相应位置处的孔接合，被固定到主单元200上。

罩283在它的上、下部具有斜面284、285，而在斜面284、285上分别开有三个开口286、287，以便可触及IEEE 1394端口271、USB端口272至275、RCA端子276至278和S-VIDEO端子279，并可使气体流通。

在罩283的与第一电源开关240相应的位置，设置了电源开关288。电源开关288在罩283的背面上有一个邻接第一电源开关240的凸出部(未示出)，通过按压电源开关288，该凸出部就顶压第一电源开关240。

图6为示出图1中所示的接入单元300的内部配置的平面图，而图7为接入单元300的正视图。

如图6和7所示，在接入单元300内并列配置有两个光盘驱动器311、312，使得记录媒体可以从接入单元300的正面侧装入和取出。显然，也可以配置硬盘驱动器来代替光盘驱动器311、312。

从接入单元300的正面下部的左侧依次排列有IEEE 1394端口320、两个USB端口331和332、话筒端子361、头戴耳机端子362。这些端口和端子的上方配置了第二电源开关370，该开关上方设置了多卡读取器340的插卡槽。PCMCIA卡总线350的插卡槽和剩下两个USB端口333、334配置在接入单元300的背面。冷却风扇380配置在接入单元300内的背面侧，处在光盘驱动器311、312后的位置。

连接主单元200和接入单元300的电缆400配置成接到分别设置在主单元200和接入单元300的背面的电缆连接器(未示出)上。

图8为示出主单元200的冷却控制系统的配置和冷却气流的概念性平面图。

CPU 212配置在主单元200的第一区域251内的母板210上，而在母板旁配置有风扇255。在CPU 212附近，配置有检测第一区域251的温度特别是CPU 212附近的温度的温度传感器601。在母板210上的扩展板槽附近，配置有检测第一区域251的温度特别是扩展板附近的温度的温度传感器602。在主单元200的第二区域252内的供电部件230内，配置有检测第二区域252的温度特别是供电部件230内部温度和流入气体温度的温度传感器603。

温度传感器601至603的检测结果发送给主要由CPU 212组成的控制部件604。根据这些检测结果，控制部件604控制各个风扇255、256、263的转数，使得相应区域251、252等的温度不超过预定温度。

在主单元200内，如上面所说明的那样，第一区域251和第二区域252基本上是相互屏蔽的，而且第一区域251和第二区域252用各自的风扇冷却。此外，第一区域251被分成两个分别用两个风扇255和256冷却的区域。

因此，如图8所示，在主单元200内主要产生三股冷却气流：由风扇255产生的在第一区域251内从主单元200的正面至背面流经CPU 212的冷却气流611；由风扇256产生的在第一区域251内从主单元200的正面至背面流经扩展板的冷却气流612；由风扇263产生的在第二区域252内从主单元200的正面至背面的冷却气流613。在第二区域252内，由于正面被没有供气体流通的孔的罩282覆盖，因此气体从第一区域251的正面侧流至罩282的背面(盒260的正面侧)，再流入第二区域252。

如上所述，在按照本实施例的PC机100内，具有高发热量和用户不大直接触及的器件，例如母板210和供电部件230，配置在主单元200内，而在接入单元300内配置具有低发热量和用户经常触及的可拆卸记录媒体的驱动器，诸如光盘驱动器311、312和多卡读取器340之类。此外，在主单元200和接入单元300内都配置了电源开关。因此，在PC机100内可以更为自由地配置器件，以允许高效冷却和容易对PC机100的电源进行开/关操作。特别是，由于假设接入单元300通常配置在用户近旁，因此接入单元300中设有电源开关大大地改善了可操作性。在这种情况下，在PC机100内自由配置器件意味着例如在主单元200内将母板210配置在第一区域251内而将供电部件230和硬盘驱动器221至224配置在第二区域252内，以及例如将这两个区域相互分隔。

此外，在按照本实施例的PC机100内，接入单元300由主单元200的供电部件230供电，而主单元200与接入单元300之间的数据通信和主单元200的供电部件230对接入单元300的供电用单根电缆400实现，因此接线可以简化。也就是说，在接入单元300内设置的光盘驱动器311、312和多卡读取器340作为独立器件分别接到主单元200上的情况下，就需要极多的数据线和电力线。相反，在本实施例中只需要单根电缆400。

此外，在按照本实施例的PC机100内，PC机100分成主单元200和接入单元300两个机箱。在接入单元300内，集成了假设用户经常要触及的功能，而在主单元200内，集成了假设用户不经常触及的功能。这可以实现所谓的布局自由的配置，其中接入单元300作为一个机箱可以放置在用户近旁，而主单元200作为另一个机箱可以放置在离用户较远的地方。

此外，在按照本实施例的PC机100内，通过将主单元200内的气流设计成从正面侧流向背面侧，主单元200的机箱的任何一个侧面都可以是放置面，这导致机箱可以竖放也可以横放的布局自由的配置。

要指出的是，本发明并不局限于以上所说明的实施例，而是可以在本发明的技术构思范围内以各种方式加以修改和实施。

虽然按照以上所说明的实施例，在主单元200内，盒260的在第一区域251侧的壁和屏蔽件264的在第一区域251侧的壁用来将第一区域251与第二区域252屏蔽，但显然也可以用一片屏蔽件来屏蔽这两个区域。

而且，虽然在以上所说明的实施例中，在主单元200内使用了三个风扇255、256、263，但显然风扇也可以是两个、四个或更多个。此外，作为冷却方法，显然不仅可以使用风扇而且也可以使用诸如导热管之类的其它装置。

此外，各个风扇255、256、263的转数可以根据配置在相应位置的各个温度传感器检测到的温度加以控制，显然也可以对各个温度传感器进行加权，而各个检测结果可以反映到对相应风扇255、256、263的转数的控制上。

如上所述，按照本发明的一个实施例，设备内部的器件可以更自由地配置，以允许进行高效的冷却，使对设备的电源开关的开/关操作容易和简化接线。

本技术领域的技术人员可以理解，根据设计要求及其他因素可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要这些是在所附权利要求书或其等价物的范围之内。

本申请含有2006年10月2日递交给日本专利局的日本专利申请No.2006-270254所涉及的主题，该申请的全部内容在这里列为参考予以引用。

Claims (10)

1.一种电子设备，包括：

具有用于开/关数据处理部件、硬盘驱动器、供电部件和该电子设备的第一电源开关的第一单元；

与第一单元分离的、由第一单元内的供电部件供电的第二单元，具有用于支持可拆卸记录媒体的多个驱动器以及与第一电源开关具有相同功能的第二电源开关；以及

用于在第一单元与第二单元之间传送数据和将电力从第一单元的供电部件提供给第二单元的电缆，

其中，所述第一电源开关和第二电源开关能开/关所述多个驱动器。

2.按照权利要求1所述的电子设备，其中：

所述第一单元分隔成安装数据处理部件的第一区域和安装硬盘驱动器和供电部件的第二区域。

3.按照权利要求2所述的电子设备，其中：

所述第一电源开关设置在第一单元的第一表面上；以及

所述硬盘驱动器可以从第一表面侧装上和卸下。

4.按照权利要求3所述的电子设备，其中：

在所述第二区域内，配置有具有可从第一表面侧卸下的盖的容纳多个硬盘驱动器的盒，供电部件配置在盒和与第一单元的第一表面相对的第二表面之间；以及

所述第一区域与第二区域由设置在盒和第一区域之间的构件和配置在供电部件和第一区域之间的屏蔽件相互屏蔽。

5.按照权利要求4所述的电子设备，其中：

在所述第一区域内，在第一表面侧配置有至少一个第一冷却风扇，排气孔设置在第二表面侧；以及

在所述第二区域内，在供电部件内配置有第二冷却风扇，以从第二表面侧排出气体而从第一表面侧吸入气体。

6.按照权利要求5所述的电子设备，还包括：

检测第一区域的温度的第一温度检测装置；

检测第二区域的温度的第二温度检测装置；以及

根据第一和第二温度检测装置的检测结果控制第一和第二风扇的转数的控制装置。

7.按照权利要求5所述的电子设备，其中：

在第一区域内邻近供电部件的第三区域内可以配置扩展板；以及

屏蔽件上开有多个孔，使得由第一风扇吸入的气体通过第三区域而由配置在第二区域的供电部件内的第二风扇排出。

8.按照权利要求7所述的电子设备，其中：

所述第一风扇具有主要向数据处理部件送冷却气体的风扇和主要向第三区域送冷却气体的风扇。

9.按照权利要求1所述的电子设备，其中：

在所述第二单元的第三表面上，配置有供放入和取出驱动器的记录媒体的接口部件和第二电源开关。

10.一种电子设备的冷却方法，包括下列步骤：

将电子设备分离成第一单元和第二单元，所述第一单元具有数据处理部件、硬盘驱动器、供电部件以及用于对它们进行开/关的第一电源开关，所述第二单元具有用于支持可拆卸记录媒体的多个驱动器以及与第一电源开关具有相同功能的第二电源开关，其中，所述第一电源开关和第二电源开关能开/关所述多个驱动器；

将第一单元分隔成装有数据处理部件的第一区域和装有硬盘驱动器和供电部件的第二区域；以及

分别控制对第一区域和第二区域的冷却。

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