CN102510707A - 散热系统及具有该散热系统的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子设备散热技术领域，公开了一种散热系统及具有该散热系统的电子设备。上述散热系统，用于对正交架构的电路板组件进行散热，所述电路板组件设置于机柜内，上述散热系统包括可使气流从对应于电路板组件区域前方流入机柜并流经电路板组件前部之后分流至电路板组件两侧再排出机柜的第一散热风道和可使气流从对应于电路板组件的一端的前方处流入机柜并穿过电路板组件后部再排出机柜的第二散热风道。所述电子设备具有上述的散热系统。本发明提供的一种散热系统及具有该散热系统的电子设备，其散热风道之间不会窜风，设备的散热效率高、功耗小，从而提高了设备的可靠性并延长了设备的使用寿命。

Description

散热系统及具有该散热系统的电子设备

技术领域

本发明属于电子设备散热技术领域，尤其涉及一种散热效果好的散热系统及具有该散热系统的电子设备。

背景技术

目前的电子设备，如通信设备，随着更高速率的以太网标准化，以太网端口速率从GE(Gigabit Ethernet，千兆比特以太网)演进到10GE、40GE和100GE，因此由此带来对以太网交换设备提出了更高的带宽和密度要求，要求以太网交换设备支持更高速率的serdes(并串行与串并行转换器)链路。

传统的以太网交换设备一般基于3.125Gbps/6.25Gbps速率的串行器/解串器(serdes)搭建系统，支持千兆以太网(Gigabit Ethernet，GE)。新型的10GE、40GE和100GE以太网标准发布后，为了提升物理链路的利用率，serdes速率都演进到10.3Gbps，因此要求以太网设备能基于10.3Gbps的链路来构建系统。

在支持10.3Gbps的链路时，对系统的端到端的走线长度是有严格要求的，否则整个链路的工作是不稳定的，因此传统的大型以太网设备在支持高速链路时，由于在背板上的走线太长，导致端到端的serdes链路太长，差损太大，链路无法正常的工作，特别是在高温环境下，太长的链路工作时的状态是非常不稳定的。

基于这种现状，为了更好的支持高速链路，以太网设备逐渐的采用了一种正交架构，所谓正交架构就是采用一种正交连接器，在背板的两面分别直接互联以太网线卡和交换线卡，使得背板上的高速链路走线减小到零，这样端到端的高速链路最短，差损最小，整个系统的高速链路工作稳定。

对于正交架构，虽然减小了链路的走线长度，提升了系统的带宽，但同时也带来负面的影响，最大的影响是系统的散热风道设计非常困难。特别是在特定情况下的散热风道，如在严格要求前进风、后出风的散热风道约束下。

传统技术中的散热方案，均为左进风、右出风或右进风、左出风结合上进风、下出风或下进风、下出风，采用相互垂直的散热风道，这种不统一的散热风道会带来散热风道窜风的现象，严重影响了设备散热的效率，导致设备功耗增加，设备可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种散热系统及具有该散热系统的电子设备，其散热风道之间不会窜风，设备的散热效率高、功耗小，从而提高了设备的可靠性并延长了设备的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种散热系统，用于对正交架构的电路板组件进行散热，所述电路板组件设置于机柜内，上述散热系统包括可使气流从对应于电路板组件区域前方流入机柜并流经电路板组件前部之后分流至电路板组件两侧再排出机柜的第一散热风道和可使气流从对应于电路板组件的一端的前方处流入机柜并穿过电路板组件后部再排出机柜的第二散热风道。

本发明还提供了一种电子设备，包括机柜和设置于所述机柜内的正交架构的电路板组件，所述电子设备具有上述的散热系统。

本发明提供的一种散热系统及具有该散热系统的电子设备，其通过设置第一散热风道和第二散热风道，使第一散热风道从机柜正面对应于电路板组件中央区域处进风，流经电路板组件的前部之后分流至电路板组件的两侧再排出机柜；第二散热风道从机柜正面对应于电路板组件下端区域处进风，气流由下向上纵向流经电路板组件的后半部分。第一散热风道和第二散热风道之间不会窜风，设备的散热效率高、功耗小，有利于提高设备的可靠性及延长设备的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种散热系统的去除机柜顶面后的俯视平面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种散热系统的去除机柜侧面后的右视图；

图3是本发明实施例提供的一种散热系统中正交架构的电路板组件的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的一种散热系统的中机柜的主视图；

图5是本发明实施例提供的一种散热系统的中机柜的后视图。

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。

如图1所示，本发明实施例提供的一种散热系统去除机柜顶面后的俯视平面示意图，该散热系统用于对正交架构的电路板组件100进行散热，所述电路板组件100设置于机柜200内。上述散热系统包括可使气流从对应于电路板组件100区域前方流入机柜200并流经电路板组件100前部之后分流至电路板组件100两侧再排出机柜200的第一散热风道和可使气流从对应于电路板组件100的一端的前方处流入机柜200并穿过电路板组件100后部再排出机柜200的第二散热风道。第一散热风道可以将气流从机柜200正面对应于电路板组件100中央区域处吸入，使气流流经电路板组件100的前半部分后分流至电路板组件100的两侧并从机柜200的侧面或背面排出机柜200外部，以对电路板组件100的前部进行冷却。本实施例中，第一散热风道的热风从机柜200的背面排出，图1中，虚线箭头所示即为第一散热风道中气流的流向。

具体地，所述机柜200包括正面、与所述正面相对的背面、二个相对的侧面、顶面以及与所述顶面相对的底面，所述正面、背面、二个侧面、顶面和底面合围形成可用于容置电路板组件100的机柜200。

本实施例中，所述电路板组件100的上端与机柜200的顶面相接，所述电路板组件100的下端与机柜200的底面相距设置，电路板组件100的两侧与机柜200的两侧相距设置。通过这样的布置，形成了第一散热风道和第二散热风道。

如图2所示，是本发明实施例提供的一种散热系统的去除机柜侧面后的右视图。第二散热风道的气流从电路板组件100的下端前方区域处进入机柜200，并直接流到电路板组件100后部的下端，然后向上纵向流经电路板组件100的后部，再从机柜200的背面排出，以对电路板组件100的后部进行冷却。图2中，虚线箭头所示即为第二散热风道中气流的流向。本发明依据发热元件的发热区域设置散热风道，有利于提高散热效果，且第一散热风道和第二散热风道互不干涉，避免不同散热风道之间窜风的不良现象，有利于提高散热效率，降低设备的散热功耗，而且电路板组件100的前部和后部均可分别由从机柜200外直接抽入气流进行散热，电路板组件100的前部和后部均可获得均匀、良好的散热效果，使电路板组件100工作时所产生的热量可及时由第一散热风道和第二散热风道排出机柜200，利于设备的稳定运行，设备的可靠性高；而且风道的距离短，散热效率高，有利于降低设备的功耗。

本发明实施例提供的一种散热系统，即使在严格要求前进风、后出风的条件下，也可以对正交架构的电路板组件100进行可靠地散热。如图3所示，所述正交架构的电路板组件100包括位于所述电路板组件100中部的背板120、位于所述电路板组件100前部的前单板110和位于电路板组件200后部的后单板130，所述前单板110插接于所述背板120的一侧板面上，所述后单板130插接于所述背板120的另一侧板面上，所述后单板130与前单板110之间相互垂直。本实施例中，前单板110通过连接器水平横向连接于背板120的前端面，后单板130通过连接器纵向连接于背板120的后端面，前单板110和后单板130均可设置有一块或多块。前单板110形成了电路板组件100的前部，后单板130形成了电路板组件100的后部。具体地，电路板组件100可通过支撑条固定于机柜200内，其背板120面向机柜200的前方设置，前单板110水平设置，后单板130直立设置。

前单板110、后单板130、背板120均可为PCB板(Printed Circuit Board，印刷电路板)。另外地，电路板组件100也可以为其它合适形式。例如，也可以将前单板110相对背板120竖直设置，将后单板130相对背板120水平设置。具体应用中，前单板110、后单板130的数量、方位均可依实际情况而定，均属于本发明的保护范围。本实施例中，前单板110水平设置并且与机柜200的顶面、底面平行，后单板130纵向设置并且与机柜200的二个侧面平行，背板120与机柜200的正面、背面平行。

请一并参阅图4和图5，第一散热风道包括第一进风口211、第一出风口212以及连通于第一进风口211和第一出风口212之间的第一通道，所述第一进风口211开设于机柜200的正面且对应于所述前单板110区域处，所述第一出风口212开设于所述机柜200的背面且对应于所述电路板组件100两侧的区域处。第一通道由第一进风口211向背板120处延伸，并由背板120的两侧处延伸至机柜200背面的第一出风口212处。散热系统工作时，从机柜200前方吸入第一通道的气流首先流入各前单板110之间的空隙内，气流可以直接吹向前单板110，以对前单板110及背板120的一侧板面进行散热，在背板120的阻挡及分流作用下，前单板110空隙内的气流向两侧分流，并从机柜200背面的第一出风口212排出。

具体地，所述第二散热风道包括第二进风口221、第二出风口222以及连通于第二进风口221和第二出风口222之间的第二通道，所述第二进风口221开设于所述机柜200正面且对应于所述前单板110下方的区域处，所述第二出风口222开设于所述机柜200背面且对应于所述后单板130上方的区域处。本实施例中，所述第一出风口212开设有两组，二组第一出风口212均开设于机柜200的背面并且分别对应于所述电路板组件100两侧的区域处。第二通道由第二进风口221沿电路板组件100下端向机柜200的背面延伸，并沿机柜200的背面向上延伸至第二出风口222处。从机柜200前方吸入第二通道的气流首先流经前单板110的下方并流至后单板130的下端处，第二出风口222开设于机柜200的背面并且对应于后单板130的上端的区域处，故该气流将从后单板130的下端向上流动，该气流穿过各后单板130之间的空隙并从机柜200上的第二出风口222排出，从而完成对后单板130及背板120另一侧板面的散热。散热风道设计巧妙，利于散热。而且热气流密度较小，容易向机柜200的顶部流动，将第二出风口222开设机柜200背面且对应于后单板130的上方处，利于将热风排出机柜200，以提高散热效率。本发明所提供的散热系统，可对正交架构的电路板组件100进行良好的散热，第一散热风道和第二散热风道之间不会窜风，散热效果佳，利于保证设备的稳定持续运行及降低设备的功耗，可延长设备的使用寿命，产品可靠性高，而且可满足严格要求前进风、后出风的环境要求，适用于有特殊要要求的机房环境中。对于没有前进风、后出风要求的环境，第一出风口212也可以开设于机柜200的侧面等合适位置，均属于本发明的保护范围。

更具体地，如图5所示，所述第一出风口212处设置有用于将气流从第一进风口211吸入并从第一出风口212排出的第一风扇组件310，以使气流可流经第一通道。第一风扇组件310可包括多个并排设置的风扇。本实施例中，第一风扇组件310设置于机柜200内且位于第一出风口212处，第一风扇组件310设置有两组，分别位于两个第一出风口212处，以将气流从第一进风口211吸入并通过第一出风口212排出。

更具体地，所述第二出风口222处设置有用于将气流从第二进风口221吸入并从第二出风口222排出的第二风扇组件320。本实施例中，第二风扇组件320设置于机柜200内且位于第二出风口222处，第二风扇组件320设置有一组，以将气流从机柜200外吸入并通过第二出风口222排出。机柜200外的冷气流流入机柜200后，可流经后单板130之间的间隙，可对后单板130进行良好的散热。而且流经前单板110和后单板130的气流均是由机柜200外直接吸入机柜200内的冷气流，进一步提高了散热效果。

进一步地，第一进风口211处设置有第一防尘网，第二进风口221处设置有第二防尘网，以防止灰尘进入机柜200内。

具体地，如图5所示，第一进风口211、第二进风口221、第一出风口212和第二出风口222均由多个密集排列的矩形小孔形成。另外地，第一进风口211、第二进风口221、第一出风口212和第二出风口222也可设计为其它合适的结构，如密集排列的圆孔或单独的大孔并在大孔处设置防尘网罩等，均属于本发明的保护范围。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括机柜200和设置于所述机柜200内的电路板组件100，所述电子设备具有上述的散热系统。电子设备可以为通信设备、电脑主机、服务器等，均属于本发明的保护范围。本实施例中，以通信设备为例。电路板组件100可采用正交架构，其前单板110可以为以太网线卡，后单板130可以为交换线卡。通过在背板120的两面分别直接互联以太网线卡和交换线卡，使得背板120上的高速链路走线减小到零，这样端到端的高速链路最短，差损最小，整个系统的高速链路工作稳定。电路板组件100放置于机柜200内，且前单板110朝前、后单板130朝后。本实施例中，前单板110水平设置，前单板110设置有多块且上下间隔排列且靠近于机柜200正面，机柜200的正面可以为柜门；后单板130纵向设置且靠近于机柜200的背面，后单板130设置有多块且左右间隔排列。电路板组件100的下方由支撑条承托，上方连接于机柜200的上端处，电路板组件100的两侧及下方均与机柜200内壁相距，以形成第一散热风道和第二散热风道的气流通道。第一进风口211设置于机柜200正面且正对于前单板110所在的区域，第一出风口212开设于机柜200的背面且对应于电路板组件100的两侧处的区域。气流从第一进风口211进入机柜200后直接由前单板110之间的间隙流向背板120，在背板120的阻挡下，气流向两侧分流，最终从第一出风口212排出机柜200。第二进风口221开设于机柜200正面且对应于前单板110的下方区域处，第二出风口222开设于机柜200背面且对应于后单板130的上端区域处。气流从第二进风口221进入机柜200内部内沿前单板110下方流至后单板130下端，在第二风扇组件320的作用下，气流将向第二出风口222的方向流动，这样，后单板130下端的气流向上流动，以流经各后单板130之间的空隙，对后单板130进行散热，然后从第二出风口222排出机柜200。

本发明所提供的一种散热系统及具有该散热系统的电子设备，其通过设置第一散热风道和第二散热风道，使第一散热风道从机柜200正面对应于电路板组件100中央区域处进风，气流流过电路板散热组件的前半部分后，热风向电路板组件100的两侧分流，并从机柜200的背面排出机柜200；第二散热风道从机柜200正面对应于电路板组件100下端区域处进风，气流由下向上纵向流经电路板组件100的后半部分。第一散热风道和第二散热风道之间不会窜风，设备的散热效率高、功耗小，有利于提高设备的可靠性及延长设备的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热系统，用于对正交架构的电路板组件进行散热，所述电路板组件设置于机柜内，其特征在于，上述散热系统包括可使气流从对应于电路板组件区域前方流入机柜并流经电路板组件前部之后分流至电路板组件两侧再排出机柜的第一散热风道和可使气流从对应于电路板组件的一端的前方处流入机柜并穿过电路板组件后部再排出机柜的第二散热风道。

2.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述电路板组件包括背板、位于所述电路板组件前部的前单板和位于所述电路板组件后部的后单板，所述前单板插接于所述背板的一侧板面上，所述后单板插接于所述背板的另一侧板面上，所述后单板与前单板之间相互垂直。

3.如权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述机柜包括正面、与所述正面相对的背面、二个相对的侧面、顶面以及与所述顶面相对的底面。

4.如权利要求3所述的散热系统，其特征在于，所述电路板组件的上端与机柜的顶面相接，所述电路板组件的下端与机柜的底面相距设置，所述电路板组件的两侧与所述机柜的两侧相距设置。

5.如权利要求3或4所述的散热系统，其特征在于，所述第一散热风道包括第一进风口第一出风口以及连通于所述第一进风口和第一出风口之间的第一通道，所述第一进风口开设于机柜的正面且对应于所述前单板区域处，所述第一出风口开设于所述机柜的背面且对应于所述电路板组件两侧的区域处。

6.如权利要求3-5中任意一项所述的散热系统，其特征在于，所述第二散热风道包括第二进风口、第二出风口以及连通于所述第二进风口和第二出风口之间的第二通道，所述第二进风口开设于所述机柜正面且对应于所述前单板下方的区域处，所述第二出风口开设于所述机柜背面且对应于所述后单板上方的区域处。

7.如权利要求5或6所述的散热系统，其特征在于，所述第一出风口处设置有用于将气流从第一进风口吸入并从第一出风口排出的第一风扇组件。

8.如权利要求6或7所述的散热系统，其特征在于，所述第二出风口处设置有用于将气流从第二进风口吸入并从第二出风口排出的第二风扇组件。

9.如权利要求6所述的散热系统，其特征在于，所述第一进风口处设置有第一防尘网；所述第二进风口处设置有第二防尘网。

10.一种电子设备，包括机柜和设置于所述机柜内的电路板组件，其特征在于，所述电子设备具有如权利要求1至9中任一项所述的散热系统。

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