CN104105377B - 用于容纳电子插板的机架 - Google Patents

Abstract

一种用于容纳电子插板的机架（1），包括：在前侧的板笼（4）；在后侧上的板笼（5）；至少一个竖直背板(6)，其布置于前侧上的板笼（4）与后侧上的板笼（5）之间。机架（1）还包括安装空间（8），其设置于板笼(4,5)下方或上方并且风扇模块(10,14)可从前侧（2）水平地插入于安装空间（8）内。带有电子单元（20）的电源模块（19）向背板（6）供电。用于风扇模块（10,14）的安装空间（8）持续地延伸直到后侧上的板笼（5）的区域。电源模块（19）的电子单元（20）布置于机架（1）的后侧（3）区域中在后侧上的板笼（5）下方或上方并且限定朝向后方的安装空间（8）。电子单元（19）由多个刚性电导体（21）连接到背板（6），其中导体（21）在后侧上的板笼（4）与用于风扇模块（10,14）的安装空间（8）之间彼此平行并且离一定距离水平延伸。

Description

用于容纳电子插板的机架

技术领域

本发明有关于一种用于容纳电子插板的机架，具有：在前侧上的板笼；在后侧上的板笼；至少一个竖直背板，其布置于前侧上的板笼与后侧上的所述板笼之间；安装空间，其设置于前侧上的板笼下方并且至少一个风扇模块可以从前侧水平地插入于该安装空间内；以及，具有电子单元的电源模块，其向背板供电。

背景技术

这样的机架例如用于电信行业的模块化计算机系统中。在此情况下，在后侧上的板笼被实现为比在前侧上的板笼显著更短。个别插板插入于在两个板笼之间布置的背板内。机架封闭在前侧上的板笼和在后侧上的板笼，以及位于下方、用于风扇的安装空间。

由于板笼的不同大小，在后侧上的板笼可仅容纳比前侧上的板笼显著更短的插板。因此，较小插板的功率需求也低于较大插板的功率需求。

背板的、和连接到背板的插板的电源利用特殊电源模块实现。这种电源模块连接到主背板并且通常位于在后侧上的板笼下方。其常常占据在后侧上的板笼下方的整个空间或者至少此空间的较大部分。

电风扇布置于前侧上的板笼的下方或上方以便在操作期间冷却插板。这些风扇生成在前侧上的插板周围流动的空气流。开口常常设置于背板中以便也冷却在后侧上的板笼中的插板。冷却空气通过这些开口且流动到后板笼内，经过电源模块。到达后侧上的板笼中的插板的空气流因此比在前侧上的笼中显著更弱。

模块化计算机系统的新标准，例如高级TCA扩展限定了具有机架的模块化构造系统，在后侧上的其板笼与在前侧上的其板笼具有相同大小。迄今为止，仅安装于前侧上的板笼中的插板也应以相同大小用于后侧上的板笼中。这增加在后侧上的插板的功率需求高达500瓦。后插板的冷却需求相应地增加。利用现有冷却构思，不再能确保在后侧上的板笼所需的冷却。

鉴于上文所描述的问题，本发明的目的在于提供一种改进的机架，其满足了新标准的要求并且能充分地冷却两个板笼的插板。

发明内容

利用具有权利要求1的特点、用来容纳电子插板的机架来实现本发明的目的。

根据本发明，用于风扇模块的安装空间持续地延伸直到后侧上的板笼的区域，其中安装空间可被选择性地布置于板笼下方或上方。以此方式，能将风扇模块插入于机架内前侧上使得其分别在前侧上的板笼下方或上方延伸，以及在后侧上的板笼下方或上方延伸。风扇模块的电风扇可从周围环境吸入空气并且传送（“推送”）这些空气通过板笼或者从板笼抽吸（“拉吸”）经加热的排气。

电源模块的电子单元布置于后侧上的板笼下方或上方，在机架后侧的区域中并且限定朝向后方的安装空间。电子单元优选地从后侧插入于机架内并且也只可从机架后侧接近。电子单元因此可常规地以线电压供电。在有缺陷的情况下，电子单元可容易地并且快速地交换。

电子单元由多个刚性电导体连接到背板，其中导体在后侧上的板笼与用于风扇模块的安装空间之间彼此平行并且相距一定距离而水平地延伸。生成用来冷却在后侧上的板笼中的插板的冷却空气流的风扇模块也定位于安装空间中。冷却空气通过在电导体之间的空隙流入到后侧上的板笼中的插板。电源模块的平行并且间隔开的电导体也生成很小的流动阻力。因此冷却空气能流入到后侧上的板笼内，或者当使用进气风扇时，以几乎畅通的方式从板笼出来并进入安装空间内。

电导体优选地包括分别具有矩形截面的多个母线（buscar）。可以借助于这样的母线向背板供应很高电流。母线的矩形截面分别具有两个相对着的长侧和两个短侧。由于截面的长侧基本上竖直地延伸，使母线的流动阻力最小。电导体也可以包括其它导体，诸如，信号导体。信号导体优选地被实现为呈薄印刷板或扁平导体的形式，其也竖直对准以便尽可能少地阻挡冷却空气流。

根据本发明的另一可选特点，母线的长侧可形成用于冷却空气的空气挡板。因此，流过母线的冷却空气可以借助于空气挡板被有目的地引导。以此方式，可减少空气湍流使得均匀的冷却空气流经过插板流动。这再次改进了插板的冷却。

有利地实现具有L形截面的电源模块，其中电子单元形成短L形分支并且母线形成长L形分支。由于L形截面，紧凑的电子单元可布置于机架后侧上，而窄母线在后侧上的板笼与用于风扇模块的安装空间之间水平地延伸。母线桥接着在电子单元与背板之间的距离。

母线优选地由矩形U形底盘包围，其中U形分支平行于母线延伸并且U形横档（crosspiece）横向于背板并且平行于背板延伸。例如，U形底盘包括彼此平行布置并且由U形横档彼此连接的两个U形分支。U形横档横向于两个U形分支延伸。借助于U形底盘来使母线机械地稳定。例如，U形底盘连接到电子单元并且母线固定于U形底盘上。U形底盘，电流导体和电子单元形成稳定的防扭单元。可能作用于电源模块上的力主要由U形底盘吸收使得母线受到保护避免破坏性力效果。以此方式，防止损坏母线，特别是在将电源模块插入于机架内期间。

如果形成U形横档的底盘的部段携载有插塞型连接器用于产生与背板的连接，则将是有利的。这些插塞型连接器优选地布置于电源模块的插入方向，电源模块沿着该方向插入于机架内。以此方式，电源模块可以容易地连接到背板。为此目的，电源模块从机架后侧在背板的方向上插入于机架内，其中插塞型连接器在背板上的相对应的配合件上被推动。

安装空间有利地具有竖直地一个位于另一个顶部上的两个安装层次，其中第一安装层次能容纳延伸直到后侧上的板笼的区域的第一风扇模块，并且第二安装层次能容纳仅延伸直到前侧上的板笼的端部的第二风扇模块。较短的第二安装层次直接邻接着在前侧上的板笼。

特别地冷却在后侧上的板笼中的插板的风扇优选地布置于第一安装层次上。主要向前侧上的板笼中的插板供应冷却空气的其它风扇可以布置于第二安装层次上。因此，可以确保两个板笼的充分和均匀的冷却。而且，两个板笼的冷却可以彼此独立地发生。用于第一安装层次和第二安装层次的风扇模块可单独地实现或者实现为呈可插入于前侧上安装空间内的组合组件的形式。不言而喻，安装空间有利地配备用于滑入风扇模块的侧向引导件。

根据本发明的另一可选的特点，背板可以利用一端突伸到安装空间内特定距离并且因此限定朝向后方的相邻第二安装层次。例如，用于风扇模块的止挡件可以借助于突伸部段实现于第二安装层次上。还将会可设想到在突伸到安装空间内的背板的部段上设置电源端子，利用电源端子向风扇模块供电。

在一特别优选的实施例中，背板在其后侧上携载有特殊插塞型连接器，用于在其突伸到安装空间内的端部区域中连接到电源模块。在此情况下，优选地，电源模块的电导体分别在后侧上的板笼下方或上方在安装空间的第二安装层次的高度处延伸。如果背板因此以插塞型连接器突伸到安装空间内特定距离，电源模块可易于通过水平插入于机架内而连接到背板上。在此情况下，在背板上的插塞型连接器被布置成使得它们参考电源模块的插入方向对应于在电源模块的U形底盘上的插塞型连接器。

本发明的另一方面有关于一种用于安装到本发明的机架内的特殊电源模块，其中所述电源模块包括电子单元和电导体，电子单元生成用于背板的供电电压，电导体将电子单元连接到背板。根据本发明，电导体包括母线，母线具有矩形截面，分别具有相对的长侧和短侧。母线基本上彼此平行地布置并且沿着长侧彼此间隔开。母线的长侧形成空气挡板。母线的平行和间隔开的布置导致最大可能的空隙，冷却空气可通过该空隙自由流动。具有其矩形截面的母线特别地生成很少的空气阻力。而且，通过空隙流动的空气可借助于空气挡板被有目的被引导使得能减少在经过的空气流中的湍流。

电源模块优选地被实现为具有L形截面，其中电子单元形成短L形分支并且母线形成长L形分支。L形截面使得能将电子单元布置于本发明机架的后侧上而母线在背板的方向上延伸，背板布置于机架中的中央并且将电子单元连接到背板。

根据本发明的另一可选的特点，母线可由U形底盘包围，其中U形分支平行于母线延伸并且U形横档横向于母线延伸。U形底盘连接到电子单元，其加强电源模块的区域，母线位于电源模块的该区域中。U形底盘使得能传输机械负荷并且因此防止破坏性力作用于母线上。例如，U形分支直接连接到电子单元。U形横档位于背向电子单元的U形底盘的侧部上。

如果形成U形横档的底盘的部段携载有插塞型电的连接器用于产生与背板的电连接，则是有利的。电源模块可容易地借助于这些插塞型连接器连接到相对应的背板。插塞型连接器优选地沿着长L形分支的纵向方向（即，将电源模块插入于机架内的方向）布置。

附图说明

在下文中参考附图描述本发明的示例性实施例，在这些附图中：

图1示出了呈简化竖直截面形式的具有电源模块的机架；以及

图2示出了呈透视图形式的图1的电源模块。

附图标记列表

1 机架

2 前侧

3 后侧

4 在前侧上的板笼

5 在后侧上的板笼

6 第一背板

7 第二背板

8 安装空间

9 下安装层次

10 第一风扇模块

11 风扇

12 方向箭头

13 上安装层次

14 第二风扇模块

15 方向箭头

16 下端（背板）

17 后侧

18 插塞型连接器（背板）

19 电源模块

20 电子单元（电源模块）

21 电导体

22 母线

23 信号导体

24 长侧

25 短侧

26 空气挡板

27 第一印刷板

28 第二印刷板

29 U形底盘

30 U形分支

31 U形横档

32 插塞型连接器

33 短L形分支

34 长L形分支。

具体实施方式

图1示出了机架1，机架1具有前侧2和后侧3并且用于容纳电子插板。机架1包括在前侧上的板笼4和在后侧上的板笼5。第一背板，以及平行于第一背板延伸、用于后板笼5的第二背板7竖直地布置于在前侧上的板笼4与在后侧上的板笼5之间。

安装空间8布置于两个板笼4、5下方。安装空间8从机架1的前侧2持续地延伸直到后侧上的板笼5区域。

安装空间8具有第一下安装层次9，第一风扇模块10定位于第一下安装层次9上。第一风扇模块10在水平方向上延伸直到后侧上的板笼5区域。其包括风扇11，风扇11在机架1的前侧2的区域中吸入空气并且将这些空气沿着方向箭头12在后侧上的板笼5的方向上传送。

安装空间8还包括第二上安装层次13，第二风扇模块14布置于第二上安装层次13上。第二风扇模块14更短并且仅延伸直到前侧上的板笼4的端部，其包括风扇11。借助于第二风扇模块14的风扇11从机架1的前侧2吸入空气并且沿着方向箭头15在前侧上的板笼4的方向上传送。

不言而喻，风扇模块10的风扇也可吸入在相反方向，即从后侧上的插板向风扇模块10流动的空气。在此情况下，被加热的冷却空气从板笼4、5流入到布置于板笼4、5上方的（未图示）的排气空间内。也将会可设想到推拉风扇的组合。

不言而喻第一风扇模块10和第二风扇模块14可以实现为插入于前侧上的机架1内侧一个组件的形式。安装空间8具备侧向引导件，风扇模块10、14在侧向引导件上滑动。

第一背板6以其下端16突伸到安装空间8内特定距离。以此方式，第一背板6限定了在机架1的后侧3的方向上的上安装层次13。第一背板6的下端16机械地并且电连接到第二风扇模块14。以此方式，风扇模块14以及风扇模块10被供电。

在其后侧17上，背板6在下端16区域中具备特殊插塞型连接器18。背板6利用这些插塞型连接器18连接到电源模块19，电源模块19向两个背板6、7供电。

电源模块19包括紧凑型电子单元20，紧凑型电子单元20布置于机架1后侧3的区域中在后侧上的板笼5下方。电子单元20限定朝向后方，即在机架1后侧3上的方向上的安装空间8。

电子单元20由多个刚性电导体21连接到背板6。电导体21在第一风扇模块10与后侧上的板笼5之间水平地延伸。

根据图2，电导体21彼此平行地并且相距一定距离布置。电导体21包括电流导体，电流导体被实现为呈母线22和至少一个信号导体23的形式。母线22具有矩形截面，具有相对的长侧24和短侧25。矩形截面的长侧24基本上竖直地延伸。

母线22的长侧24 形成空气挡板 26。这些空气挡板26在后侧上的直接相邻的板笼5（图1）的方向上在个别母线22之间竖直地传送由风扇11（图1）生成的冷却空气流。

母线22从形成电子单元20的部分的第一印刷板27延伸到第二印刷板28。它们由矩形U形底盘29包围。U形底盘29具有平行于母线22延伸的U形分支30。U形底盘29还包括U形横档31，U形横档31将两个U形分支30连接到彼此并且横向于U形分支布置。U形横档31平行于第一背板6（图1）延伸。在U形横档的区域中，U形底盘29具备插塞型连接器32，利用插塞型连接器32可以产生在电源模块19与第一背板6（图1）之间的连接。

电源模块19被实现为具有L形截面并且具有短L形分支33和长L形分支34。电子单元22 形成短L形分支而母线22形成长L形分支 34。

Claims (12)

1.一种根据ATCA扩展标准用于容纳计算机系统的电子插板的机架，具有，

在前侧上的板笼（4）；

在后侧上的板笼（5）；

至少一个竖直背板(6, 7)，其布置于所述前侧上的所述板笼（4）与所述后侧上的所述板笼（5）之间，

安装空间（8），其设置于所述前侧上的所述板笼（4）下方或上方并且至少一个风扇模块（10）能从所述前侧（2）水平地插入于所述安装空间（8）内；以及

电源模块（19），其具有向所述背板(6, 7)供电的电子单元（20），

其特征在于，

用于所述风扇模块（10）的所述安装空间（8）持续地延伸直到所述后侧上的所述板笼（5）的区域，

所述电源模块（19）的所述电子单元（20）布置于所述机架（1）的所述后侧（3）的区域中在所述后侧上的所述板笼（5）下方或上方并且限定朝向后方的所述安装空间（8）；以及

所述电子单元（20）由多个刚性电导体（21）连接到所述背板（6），其中所述导体（21）在所述后侧上的所述板笼（5）与用于所述风扇模块（10）的所述安装空间（8）之间彼此平行并且相距一定距离而水平地延伸。

2.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述电导体（21）包括分别具有矩形截面的多个母线（22），其中所述截面的长侧（24）竖直地延伸。

3.根据权利要求2所述的机架，其特征在于，所述母线（22）的所述长侧（24）形成用于冷却空气的空气挡板（26）。

4.根据权利要求2或3所述的机架，其特征在于，所述电源模块（19）实现为具有L形截面，其中所述电子单元（20）形成短L形分支（33）并且所述母线（22）形成长L形分支（34）。

5.根据权利要求4所述的机架，其特征在于，所述母线（22）由矩形U形底盘（29）包围，其中所述U形分支（30）平行于所述母线（22）延伸并且所述U形横档（31）横向于所述母线、并且平行于所述背板(6, 7)布置。

6.根据权利要求5所述的机架，其特征在于，形成所述U形横档（31）的所述底盘（29）的部段携载有插塞型连接器（32），用于产生与所述背板（6）的连接。

7.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述安装空间（8）具有一个位于另一个顶部上的两个安装层次(9, 13)，其中第一安装层次（9）能容纳第一风扇模块（10），所述第一风扇模块（10）延伸直到所述后侧上的所述板笼（5）的区域，并且第二安装层次（13）能容纳仅延伸直到所述前侧上的所述板笼（4）的端部的第二风扇模块（14）。

8.根据权利要求7所述的机架，其特征在于，所述背板（6）以一端（16）突伸到所述安装空间（8）内并且因此限定朝向后方的第二安装层次（13）。

9.根据权利要求8所述的机架，其特征在于，所述背板（6）在其后侧（17）上携载有插塞型连接器，用于在其突伸到所述安装空间（8）内的端（16）的区域中连接所述电源模块（19）。

10.用于安装到根据前述权利要求任一项所述的机架（1）内的电源模块，包括：

电子单元（20），其生成用于所述背板(6, 7)的供电电压；以及

电导体（21），其将所述电子单元（20）连接到所述背板（6），

其中所述电导体（21）包括母线（22），所述母线（22）具有矩形截面，分别具有相对着的长侧（24）和短侧（25），

其中所述母线（22）彼此平行地布置并且沿着所述长侧（24）彼此间隔开；以及

其中所述母线（22）的所述长侧（24）形成用于冷却空气的空气挡板（26），

其特征在于

所述电源模块（19）实现为具有L形截面，其中所述电子单元（20）形成短L形分支（33）并且所述母线（22）形成长L形分支（34）。

11.根据权利要求10所述的电源模块，其特征在于，所述母线（22）由U形底盘（29）包围，其中所述U形分支（30）平行于所述母线（22）延伸并且所述U形横档（31）横向于所述母线（22）延伸。

12.根据权利要求11所述的电源模块，其特征在于，形成所述U形横档（31）的所述底盘（29）的部段携载有插塞型连接器（32），用于产生与所述背板（6）的连接。