CN108834365A - 一种散热系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种散热系统及其控制方法。包括机壳和上盖，机壳上部设有散热部；上盖与散热部套接，且上盖与散热部相对滑动连接，散热部或上盖侧壁设有第一散热孔。在将该系统应用于电子元件的散热时，能够有效控制电子元件的散热；在散热时候具有安全性，由于能够根据风扇转速以及电子元件的温度实时调节第一散热孔露出的数量的，从而可以避免灰尘进入到机壳内对电子元件造成不利影响；能够有效控制风扇噪音，提高舒适性；结构合理，加工组装方便。

Description

一种散热系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种散热系统及其控制方法。

背景技术

随着微电子技术、高密度三维组装技术的迅速发展，功率元件的应用越来越多，电子器件的封装形式及性能也不断提升。电子产品的功率上升化、设备小巧化、环境多样化的“三化”发展趋势使得设备内部电子元件整体功耗及热量增加，电子元件及产品系统内部的温度上升。为了保证该高功耗集成电路封装的正常散热，在将集成电路封装件安装在印刷电路板上时应用散热器。

当自然对流散热不能满足要求时，一般地，内装风扇的散热器已作为具有受迫空气冷却装置的散热器得到广泛使用。然而使用散热风扇时，需要配合机壳上的散热孔才能降低系统阻抗，将散热风扇的散热能力发挥到机制，但是散热孔的出现往往会给电子设备内部带入污染物，如灰尘等，这都严重影响电子设备的正常使用，降低工作效率，甚至对个人健康造成潜在隐患，另外，大量的散热孔也影响电子产品的美观。

寻求一种结构简单、成本低廉，并可调节散热孔数量的散热系统已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

随着航天事业的发展，模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。至2012年的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等，其中电磁悬浮技术比较成熟。磁悬浮一般习惯叫electromagneticsuspension(EMS)。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属的悬浮。将一个金属样品放置在通有高频电流的线圈上时，高频电磁场会在金属材料表面产生一高频涡流，这一高频涡流与外磁场相互作用，使金属样品受到一个洛沦兹力的作用。在合适的空间配制下，可使洛沦兹力的方向与重力方向相反，通过改变高频源的功率使电磁力与重力相等，即可实现电磁悬浮。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种散热系统及其控制方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种散热系统，包括机壳和上盖，机壳上部设有散热部；上盖与散热部套接，并且上盖与散热部相对滑动，散热部或上盖侧壁设有第一散热孔。

一种方式是散热部套设与上盖内，一种是散热部套设于上盖外。

优选的，散热部设有永磁体，永磁体环绕连接部设置；上盖设有电磁感应线圈，电磁感应线圈和永磁体相配。

优选的，上盖套设于散热部外，散热部上设有若干滑道，上盖内壁设有与滑道相配的滑块。

优选的，散热部内设有散热风扇。

优选的，散热部内壁设有第一台阶，散热风扇位于第一台阶上。

优选的，散热部内壁设有第二台阶，永磁体设于第二台阶上。

优选的，机壳底部设有第二散热孔。

优选的，还包括若干温度监测器，温度监测器位于机壳或其他元器件上。其他元器件如需要散热的电子元件以及其他元件。

优选的，所述上盖上设有位置传感器。

一种散热系统的控制方法，包括以下步骤：

启动散热系统；

检测各温度监测器的温度；

判断温度是否高于预设值，如果高于预设值，启动风扇或根据需要调节风扇的运行转速；如果低于预设值，减小上盖与散热部的相对距离，以闭合部分或全部的第一散热孔，并等待下次指令；

判断风扇转速或噪音是否大于预设值，如果是，增大上盖与散热部的相对距离，从而扩大第一散热孔的露出数量；如果否，继续检测各温度监测器的温度。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

(1)在将该系统应用于电子元件的散热时，能够有效控制电子元件的散热；

(2)在散热时候具有安全性，由于能够根据风扇转速以及电子元件的温度实时调节第一散热孔露出的数量的，从而可以避免灰尘进入到机壳内对电子元件造成不利影响；

(3)能够有效控制风扇噪音，提高舒适性；

(4)结构合理，加工组装方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的爆炸图；

图3是本发明的连接部的一种结构示意图；

图4是本发明的连接部设置散热风扇后的一种结构示意图；

图5是本发明的上盖的结构示意图；

图6是本发明的电磁感应线圈的安装原理图；

图7是本发明的上盖的一种结构示意图；

图8是是本发明的上盖与连接部连接后的内部结构示意图；

图9是本发明的控制方法流程图。

图中：1机壳，2上盖，3散热部，4第一散热孔，5永磁体，6电磁感应线圈，7滑道，8滑块，9散热风扇，10第一台阶，11第二台阶，12第二散热孔，13位置传感器，14位置安装槽，15感应线圈支架。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

以下实施例具体参照图1-图8。

实施例1：

目前对于小型的数通产品用得最多的是自然风冷散热，散热能力非常有限，限制了一些高功耗的元器件的选择，特别是目前家庭云存储(NAS)系统的兴起，给热设计工程师再次带来了全新的挑战。尽管少量的数通产品开始采用风冷散热，利用风扇强迫将系统中的热量排出，然而散热系统设计不合理，系统的故障点也多，缺少系统的自我监控和调控优化。

故针对现有技术存在的问题，本案发明人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是提出一种基于磁悬浮原理的电子设备散热系统。

具体的，提供的是一种散热系统，结构如下：

如图1、2所示，包括机壳1和上盖2，电子元件模块如PCB板、硬盘等安装于机壳1的内部，上盖2用于将机壳1进行盖合，而机壳1作为电子元件模块的承载体，因此需要具备相应的散热功能。为了散热，机壳1上部设置一个散热部3，该散热部3用于与外界连通进行散热，目前的常规做法应该是机壳1上部设置如散热孔之类的结构，使机壳1与外部连通，从而达到散热的目的。

关于散热部3和机壳1，二者为一体结构，或者各自独立设置。二者为一体结构是在机构1上设置一个散热部3，各自独立设置是将两个部件组合为一体。

在本发明中，将结构进行了改进。首先，一种方式是在散热部3上设置第一散热孔4，然后，将上盖2与散热部3套接，并将上盖2套接在散热部3的外部，上盖2的长度与散热部3匹配，当上盖2盖合在机壳1上时，能够覆盖全部或者大部分的第一散热孔4。将上盖2与散热部3设置为相对滑动连接，上盖2在外力的作用下，可以相对散热部3进行上下的滑动，在上盖2相对散热部3滑动的过程中，就会改变上盖2覆盖第一散热孔4的数量。通过改变露出的第一散热孔4的数量，就可以对由机壳1内部与外界连通的区域的大小。这样就间接控制了机壳1内部向外部出风量的大小。

作为另一种方式，同样的，将上盖2与散热部3套接，只是将上盖2套设在散热部3内。同理，上盖2的长度与散热部3匹配，当上盖2以插入散热部3的形式盖合在机壳1上时，能够遮住全部或者大部分的第一散热孔4。将上盖2与散热部3设置为相对滑动连接，上盖2在外力的作用下，上盖2可以相对散热部3进行上下的滑动，在上盖2相对散热部3滑动的过程中，就会改变上盖2覆盖第一散热孔4的数量。通过改变露出的第一散热孔4的数量，就可以对由机壳1内部与外界连通的区域的大小。这样就间接控制了机壳1内部向外部出风量的大小。

作为又一种方式，是将第一散热孔4设置在上盖2上，上盖2套接在散热部3的外部，设置在上盖2上的第一散热孔4在上盖2和散热部3作相对滑动时，能够连通机壳1内外的数量发生了改变。这也就是使得能够改变机壳1内外的连通区域。从而能够控制机壳内外散热的快慢。

作为又一种结构方式，是将第一散热孔4设置在上盖2上，上盖2插入在散热部3的内部，设置在上盖2上的第一散热孔4在上盖2和散热部3作相对滑动时，能够连通机壳1内外的数量发生了改变。这也就是使得能够改变机壳1内外的连通区域。从而能够控制机壳内外散热的快慢。

关于上盖2和散热部3的相对滑动，其驱动装置的设置，一种情况具体为：

在散热部3上设置有永磁体5，永磁体5环绕连接部设置；永磁体5以连续的形式(为一个整体的形式)或间断的结构(即多段结构)；上盖2上设置设有电磁感应线圈6，电磁感应线圈6设置在感应线圈支架15上，感应线圈支架15设置于上盖2的内壁。通过对电磁感应线圈6通电后，使得电磁感应线圈在永磁体5之间产生磁力，在磁力的作用下，上盖2相对散热部3向上或向下运动。

上盖2在上升的过程中，位于上盖2或散热部3上的第一散热孔4就会逐步露出或逐步覆盖。露出的第一散热孔4越多，机壳1内外的流通通道就越大，就会越有利于散热。

在散热的同时，及时地控制第一散热孔4露出的数量，使露出的第一散热孔4正好满足散热的需要，这样就可以避免灰尘进入到机壳1内，造成对电子元件模块的污染，在一定程度上提高了安全性。

在机壳1的底部还设置有第二散热孔12，位于机壳1底部的第二散热孔12和位于机壳2上部的散热部3上的或位于上盖2上的第一散热孔4形成循环通道，能够提高散热效率。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上所做的进一步改进。

具体为：

在机壳1内设置有散热风扇9，具体的，该散热风扇9设置于散热部3处，散热风扇9位于散热部3的内壁，散热风扇9的作用是加快机壳1内的散热，提高散热效率。

关于散热风扇9的设置，具体结构为：散热部3的内壁设置有第一台阶10，散热风扇设置于第一台阶10上，散热风扇9的位置要低于最下部的第一散热孔4的位置。

关于永磁体5的设置，是在散热部3内壁设置有第二台阶11，永磁体5设于第二台阶11上。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上所作的进一步的改进。

具体如下：

关于上盖2和散热部3之间的连接关系，是一种可以作相对滑动动作的连接。一种情况是第一散热孔4设置在散热部3上，这种情况下，在散热部3上还设置有若干个上下方向的滑道7，滑道7平均地设置在散热部3的外侧壁上，在滑道7之间的部位，设置的是第一散热孔4。相应地，在上盖2上设置有与滑道相配的滑块8，滑块8可以卡在滑道7内进行滑动，滑块8的长度根据实际需要以及第一散热孔4的上下宽度进行设置。

滑道7的下端和上端设置了限位，这样使得滑块8在一定范围内进行滑动，特别是在滑道7的上端设置限位，可以避免上盖2脱落。也就是说当上盖2在电磁力的作用下向上运动的时候，可以避免上盖2向上幅度过大造成脱落或掉落。

实施例4：

本实施例是在实施例1或2或3的基础上所作的进一步的改进，在上盖2上设置位置传感器13，用于感应上盖2与连接部3的相对位移距离。位置传感器13安装在设置于上盖2上的位置安装槽14上。

在上述结构的基础上，还设置控制系统，控制系统包括控制单元，设置于电子元件模块上的温度监测器，设置在散热风扇9上的噪音监测点和转速监测点；控制系统包括检测模块、控制模块、数据收集模块。控制系统用于对风扇的转速进行优化设置，为该散热系统提供最优化的散热方案。

利用上述的控制系统以及上述的散热系统的控制方法，如图9所示，包括以下步骤：

通过控制系统启动散热系统；具体是利用控制单元启动散热系统使将整个散热系统处于待命状态；

利用检测模块检测各温度监测器的温度；

数据收集模块收集相应的数据，判断各温度是否高于预设值，如果高于预设值，启动散热风扇9或根据需要调节散热风扇9的运行转速；如果低于预设值，减小上盖2与散热部3的相对距离，以闭合部分或全部的第一散热孔4，并等待下次指令；

通过检测噪音监测点和转速监测点，数据收集模块收集相应的数据，判断散热风扇9的转速或噪音是否大于预设值，如果是，增大上盖2与散热部3的相对距离，从而扩大第一散热孔4的露出数量；如果否，继续检测各温度监测器的温度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、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，其特征在于，包括机壳(1)和上盖(2)，机壳(1)上部设有散热部(3)；上盖(2)与散热部(3)套接且相对滑动，散热部(3)或上盖(2)的侧壁设有若干第一散热孔(4)。

2.根据权利要求1所述的一种散热系统，其特征在于，散热部(3)设有永磁体(5)，永磁体(5)环绕散热部(3)设置；上盖(2)设有与永磁体(5)相配的电磁感应线圈(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种散热系统，其特征在于，上盖(2)套设于散热部(3)外，散热部(3)设有若干滑道(7)，上盖(2)内壁设有与滑道(7)相配的滑块(8)。

4.根据权利要求3所述的一种散热系统，其特征在于，散热部(3)内设有散热风扇(9)。

5.根据权利要求4所述的一种散热系统，其特征在于，散热部(3)内壁设有第一台阶(10)，散热风扇(9)位于第一台阶(10)上。

6.根据权利要求2所述的一种散热系统，其特征在于，散热部(3)内壁设有第二台阶(11)，永磁体(5)设于第二台阶(11)上。

7.根据权利要求1所述的一种散热系统，其特征在于，机壳(1)底部设有第二散热孔(12)。

8.根据权利要求4所述的一种散热系统，其特征在于，还包括若干温度监测器，温度监测器位于机壳(1)上和/或机壳(1)内的被散热元件上。

9.根据权利要求8所述的一种散热系统，其特征在于，所述上盖(2)上设有位置传感器(13)。

10.一种权利要求9所述的散热系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：启动散热系统；

检测各温度监测器的温度；

判断温度是否高于预设值，如果高于预设值，启动散热风扇(9)或根据需要调节散热风扇(9)的运行转速；如果低于预设值，减小上盖(2)与散热部(3)的相对距离，以闭合部分或全部的第一散热孔(4)，并等待下次指令；

判断散热风扇(9)转速或噪音是否大于预设值，如果是，增大上盖(2)与散热部(3)的相对距离，从而扩大第一散热孔(4)的露出数量；如果否，继续检测各温度监测器的温度。