CN114625228A - 主机设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种主机设备，包括壳体、第一发热系统、第二发热系统以及风机，壳体内形成第一风道和第二风道，壳体开设有相对的进风口和出风口，进风口包括第一进风口和第二进风口，第一风道连通出风口以及第一进风口，第二风道连通出风口以及第二进风口，第一风道连通第二风道。第一发热系统设置于第一风道内，第二发热系统设置于第二风道内。风机设置于第一风道，用于经第一进风口向第一风道内送入气流，当风机开启时，气流从第一进风口进入第一风道并部分从出风口逸出，其余气流变向后进入第二风道，并从第二进风口逸出。本申请实施例提供的主机设备，只需使用小尺寸的风机，进而降低风机带来的噪音，并且可以实现良好的散热效果。

Description

主机设备

技术领域

本申请涉及散热技术领域，具体涉及一种主机设备。

背景技术

5G通信时代的来临，电子设备的功耗密度迅速增长(如CPE、路由器、PC、边缘计算终端等电子产品)，导致相关电子器件的工作温度面临严峻的超温风险。据统计发现，电子产品的失效50％以上来源于过温。因此，采用高效的散热方式将电子器件维持在一定的工作温度范围内，对产品可靠性和用户体验的提升具有重要的意义。当系统功耗体积密度超过一定值后，在有限体积范围内，仅靠自然对流已经难以满足系统的散热需要。此时，往往需采用强迫风冷(风机驱动对流)的方式对设备进行冷却。

但相关技术中，采用强迫风冷方式对设备进行冷却时，存在散热效果不佳的问题，且强迫风冷方式需要设置风机，风机带来较大的噪音。

发明内容

本申请的目的在于提供一种主机设备，以至少部分地解决上述技术问题。

本申请实施例提供了一种主机设备，包括壳体、第一发热系统、第二发热系统以及风机，壳体内形成第一风道和第二风道，壳体开设有相对的进风口和出风口，进风口包括第一进风口和第二进风口，第一风道连通出风口以及第一进风口，第二风道连通出风口以及第二进风口，第一风道连通第二风道。第一发热系统设置于第一风道内，第二发热系统设置于第二风道内。风机设置于第一风道，用于经第一进风口向第一风道内送入气流，当风机开启时，气流从第一进风口进入第一风道并部分从出风口逸出，其余气流变向后进入第二风道，并从第二进风口逸出。

本申请实施例提供的主机设备，只需使用小尺寸的风机，进而降低风机带来的噪音；同时，将风机设置在第一风道内，在风机工作时，将外部的冷气流送入第一风道内，冷气流先与第一发热系统进行热交换，与第一发热系统进行热交换后的气流在到达出风口时，部分的气流直接从出风口逸出，剩余气流变向朝第二风道流动，并与第二风道内的第二发热系统再次进行热交换，然后从第二进风口流出，由于气流进入第一风道后，还循环至第二风道进行流动，进而可以提高冷气流的热交换效率，提高散热效果。

此外，在风机因故障不工作时，由于进风口和出风口处于相对的位置，此时壳体外的冷空气也能从第一进风口和第二进风口进入，并分别经过第一风道和第二风道，与第一发热系统和第二发热系统进行热交换后，从出风口流出，也能实现较好的散热效果。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提出的一种主机设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提出的一种主机设备的剖面结构示意图。

图3是本申请实施例提出的一种主机设备中第一发热系统的结构示意图。

图4是图2示出的一种主机设备在风机不工作时的气流流向图。

图5是本申请实施例提出的另一种主机设备的剖面结构示意图。

图6是图5示出的一种主机设备在风机不工作时的气流流向图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

随着毫米波技术的逐渐成熟和规模化商用，5G CPE、边缘计算等产品的系统功耗显著增加，单纯通过自然散热的方法很难满足产品的小型化、轻量化、低温升的要求，需通过风机解决散热问题。对毫米波CPE产品，最常见的方案是在系统中增加一个电驱动风扇，驱动内部气流对散热器进行冷却，但目前的冷却方式通常是在设备底部设置一个大型风机，这种设置方式存在噪音大，且风机占用的空间大的问题，不利于主机设备的设置。

基于此，本申请的发明人提出了本申请实施例的主机设备，以期至少部分地盖上上述问题。

请一并参阅图1和图2，本实施例提供一种主机设备10，包括壳体100、第一发热系统200、第二发热系统300以及风机400，其中第一发热系统200、第二发热系统300以及风机400均设置于壳体100的内部。

壳体100可以根据设计需要被配置成任意结构，作为一种实施方式，本实施例中，壳体100被配置成大致的方形结构，壳体100包括顶板120、底板110以及侧板130，顶板120与底板110相对设置，侧板130连接于顶板120和底板110之间，其中侧板130可以围成大致的矩形结构，顶板120和底板110分别连接于侧板130的两端，使得壳体100形成封闭腔体101，第一发热系统200、第二发热系统300以及风机400均位于该封闭腔体101内。

在一些应用场景下，在使用状态下，壳体100的摆放方式可以是底板110靠近地面或者底板110直接支撑于地面，且底板110和顶板120可以大致沿水平面方向布置，侧板130大致沿竖直平面设置。

壳体100开设有相对的进风口111和出风口121，进风口111和出风口121均贯穿壳体100并且与腔体101连通，并位于壳体100的相对的两侧。进风口111可以供气流流入腔体101，出风口121可以供气流流出腔体101。进风口111包括第一进风口112和第二进风口113，第一进风口112和第二进风口113可以相邻设置，例如第一进风口112和第二进风口113均设置于同一板体上。作为一种实施方式，本实施例中，第一进风口112和第二进风口113均设置于底板110，且第一进风口112和第二进风口113的轴线方向可以大致与侧板130所在平面相互平行，即第一进风口112和第二进风口113的轴线方向大致沿竖直方向设置。为了便于气流进入进风口111后，能够在无外力驱动的情况下自由的进入腔体101，并从腔体101流出。出风口121可以设置于与进风口111相对的位置，此时，出风口121可以设置于顶板120并贯穿顶板120。

进风口111和出风口121均可以设置成孔状，例如圆孔、方形孔以及其他的多边形孔等，在此不做限定。并且，进风口111和出风口121可以是孔径相同，也可以孔径不同，在此不做限定。第一进风口112和第二进风口113以及出风口121的数量均可以是一个或多个，在此不做具体限定。在一些实施方式中，当第一进风口112和第二进风口113以及出风口121的数量均为多个时，第一进风口112和第二进风口113形成的进风口111可以与出风口121一一对应设置，这种设置方式可以提高气流从出风口121逸出的速率。在另一种实施方式中，第一进风口112和第二进风口113形成的进风口111可以与出风口121相互错开设置，这种设置方式可以使得气流到达顶板120时，较多的气流会与顶板产生撞击而变向。

本实施例中，第一进风口112和第二进风口113均贯穿底板110，其可以供气流流入腔体101内的第一风道102或第二风道103，也可以供腔体101内的气流流出壳体100外，在此不做限定。

需要说明的是，在其他的一些实施方式中，进风口111和出风口121也可以同时设置于侧板130，并位于相对的位置，在此不做具体限定。

壳体100内形成第一风道102和第二风道103，第一风道102连通出风口121以及第一进风口112，第二风道103连通出风口121以及第二进风口113，第一风道102和第二风道103在靠近进风口111位置是彼此分隔的，且第一风道102和第二风道103在靠近出风口121位置是相互连通的，使得当气流进入第一风道102后，可以进入第二风道103。本实施例中，请继续参阅图2，主机设备10还包括电路板150，电路板150设置于壳体100形成的腔体101内，并分隔腔体101形成第一风道102和第二风道103，具体地，电路板150大致沿垂直于底板110和侧板130的方式设置，且电路板150的一端抵接于底板110，另一端与顶板120之间形成间隔140，电路板150的相背的两个表面与壳体100的内壁共同限定第一风道102和第二风道103，并使得第一风道102和第二风道103在靠近进风口111位置彼此分隔，第一风道102和第二风道103在靠近出风口121位置通过间隔相互连通。通过电路板150分隔腔体101形成第一风道102和第二风道103，因此，电路板150同样会暴露于第一风道102和第二风道103内，当气流流过第一风道102以及第二风道103内时，电路板150上的各种电学元件如电容器、电阻器等产生的热量也可以被一并带走，防止电路板150出现过热现象，提高散热效果。需要说明的是，在其他的一些实施方式中，第一风道102和第二风道103也可以由其他诸如隔板类的部件分隔腔体101形成，在此不做限定。

为了便于气流能够顺畅的在第一风道102以及第二风道103内流通，第一风道102和第二风道103可以设置成顺直的结构，即减少或者不设置弯折，避免气流在第一风道102和第二风道103内流动时因碰撞损失速度，提高气流在第一风道102和第二风道103内的流动速率，降低散热效率。

第一发热系统200设置于第一风道102内，并可与进入第一风道102内的冷气流进行热交换。第二发热系统300设置于第二风道103内，并可与进入第二风道103内的冷气流进行热交换。

其中，第一发热系统200和第二发热系统300包括但不限于是处理器、存储器、集成芯片、LTE、Sub6、WIFI、毫米波等通信器件或者其他的在工作过程中会产生热量的电子元件，本实施例中，仅作为一种示例，第一发热系统200和第二发热系统300均可以是5G毫米波终端设备。其中第一发热系统200和第二发热系统300可以是一个5G毫米波终端设备或者由多个5G毫米波终端设备组成的整体，在此不做限定。

具体地，请一并参阅图2和图3，第一发热系统200包括第一发热元件(未示出)和第一散热器210，第一发热元件电连接电路板150，第一散热器210与第一发热元件接触以传导第一发热元件产生的热量，第一散热器210位于第一风道102内，通过设置第一散热器210，可以快速的将第一发热元件产生的热量更大面积的传递至第一散热器210，进而扩大冷气流的散热面积，快速的与冷气流进行热交换。同样的，第二发热系统300包括第二发热元件(未示出)和第二散热器310，第二发热元件电连接电路板150，第二散热器310与第二发热元件传热接触以传导第二发热元件产生的热量，第二散热器310位于第二风道103内。通过设置第二散热器310，可以快速的将第二发热元件产生的热量更大面积的传递至第二散热器310，进而扩大冷气流的散热面积，快速的与冷气流进行热交换。

其中，为了提高第一发热元件和第一散热器210之间的热传递效率，第一发热元件和第一散热器210之间可以通过界面材料接触以填充热源器件和散热器之间的间隙并减小界面热阻，界面材料可以是硅脂、导热凝胶、导热垫、金属片等界面材料。同样的，第二发热元件和第二散热器310之间液可以通过界面材料接触以填充热源器件和散热器之间的间隙并减小界面热阻，界面材料可以是硅脂、导热凝胶、导热垫、金属片等界面材料。

第一散热器210和第二散热器310均可以具有较高的导热系数，在一些实施方式中，制备第一散热器210和第二散热器310的材料可以是金属，如铝及铝合金、铜及铜合金，可以是高导热功能材料，如高导热石墨、蒸汽腔均温板(VC)等，在此均不做具体限定。

需要说明的是，在其他的一些实施方式中，第一发热系统200也可以仅包括第一发热元件，不设置第一散热器210，第二发热系统300也可以仅包括第二发热元件，不设置第二散热器310，在此不做限定。

为了增大第一散热器210和第二散热器310的散热效率，第一散热器210可以沿第一风道102的截面方向设置，并可以占据第一风道102的截面积的3/4以上。同样的，第二散热器310可以沿第二风道103的截面方向设置，并可以占据第二风道103的截面积的3/4以上。

请再次参阅图2，风机400设置于第一风道102，用于经第一进风口112向第一风道102内送入气流，其中风机400可以是吹风形式的风机400，也可以采用吸风形式的风机400。本实施例中，为了避免吸风式风机400将壳体100外的环境中的尘埃吸入壳体100内部，造成第一风道102堵塞，影响散热，风机400采用吹风式风机400，提供冷气流的动力源。风机400可以为轴流式、离心式、混流式或其他形式的特征风机400，如压电风扇、电磁风扇等各种类型的结构，在此不做限定。

图2中的箭头示出了气流的流动方向，如图2所示，当风机400开启时，气流从第一进风口112进入第一风道102，后与第一发热系统200进行热交换，热交换之后，部分气流从出风口121直接逸出，其余气流由于受到壳体100的阻挡会发生变向后进入第二风道103，并从第二进风口113逸出。具体到本实施例中，当风机400开启时，受到电路板150的分隔，冷气流仅能从第一进风口112进入第一风道102，当冷气流进入第一风道102后，与第一发热系统200的第一散热器210进行热交换，带走热量，随后，与第一散热器210进行热交换后的气流到达顶板120，部分气流直接从出风口121逸出，其余气流受到顶板120的阻挡，在间隔140内发生变向，进而通过间隔140进入第二风道103，此时由于风机400始终为第一风道102内的气流提供动力，因此进入第二风道103内的气流会朝向第二进风口113方向流动，与第二发热系统300的第二散热器310进行热交换，带走第二发热系统300产生的热量，并从第二进风口113逸出。

图4中的箭头示出了气流的流动方向，如图4所示，当风机400因故障或者断电等其他原因无法开启，或者环境温度较低时，风机400不工作时，由于第一发热系统200和第二发热系统300产生热量，使得第一发热系统200和第二发热系统300周围的空气受热后上升朝向顶板120方向流动，并直接从出风口121逸出，此时第一风道102和第二风道103内的气压降低，壳体100外的冷气流受到第一风道102和第二风道103内的负压的作用，从底板110的第一进风口112和第二进风口113进入第一风道102和第二风道103，形成气流的自然流动散热。

为了减小风机400占用第一风道102内的过多空间，以使得第一风道102内的有限空间可以设置更大的第一散热器210。作为一种实施方式，请再次参阅图2和图3，第一散热器210包括基底211和多个散热鳍片214，基底211与第一发热元件直接接触传热，基底211也可以被配置成鳍片结构，在此不做限定。基底211包括相邻接的第一区域212和第二区域213，第二区域213位于基底211的靠近第一进风口112的一端，多个散热鳍片214设置于第二区域213，风机400设置于第一区域212，且多个散热鳍片214位于风机400的远离第一进风口112的一侧。其中，第一区域212可以位于第二区域213的远离第一进风口112的一侧，第一区域212也可以环设于第二区域213的边缘，在此不做限定。第一区域212的面积越大，则可以供设置更多的散热鳍片214，因而可以提高散热效果。

多个散热鳍片214并排间隔设置，相邻的散热鳍片214之间形成供气流通过的通道301，当气流通过通道301时，与散热鳍片214进行热交换，实现热量传导。为了避免散热鳍片214对进入第一风道102的气流形成阻挡，散热鳍片214所在平面可以大致平行于第一进风口112的轴线方向设置，这样冷气流在进入通道301时，不会正面与散热鳍片214相撞击，保证冷气流具有较高的流动速率。

相邻的散热鳍片214之间的间距和散热鳍片214的数量决定着冷气流与散热鳍片214之间进行热交换时的效率。散热鳍片214的数量越多，能够好的将第一发热元件产生的热量传导至散热鳍片214上，但散热鳍片214的数量越多，相邻的散热鳍片214之间的间距越小，则不利于冷气流在第一风道102内的流动。因此散热鳍片214之间的间距和散热鳍片214的数量可以根据散热需求进行合理的调配。作为一种实施方式，本实施例中，第一散热器210中的相邻的散热鳍片214之间的间距为2-6mm，在该间距下，第一散热器210不仅仅有很好的传导第一发热元件产生的热量的效果，也能保证进入第一风道102内的气流的流动速率。

而对于第二散热器310而言，由于第二风道103内未设置风机400，而气流在从第一风道102进入第二风道103时，动力减弱，因此第二散热器310的散热鳍片214的间距不宜过小，避免气流不能从第二进风口113逸出。做为一种实施方式，第一散热器210中的相邻的散热鳍片214之间的间距小于第二散热器310中的相邻的散热鳍片214之间的间距。特别的，第二散热器310中的相邻的散热鳍片214之间的间距为8-12mm。在该间距下，第二散热器310不仅仅有很好的传导第二发热元件产生的热量的效果，也能保证进入第二风道103内的气流可以有较高的流动速率，并从第二进风口113逸出。

本实施例提供的主机设备10，只需将风机400设置于第一风道102内，利用风机400将外部冷气流带入第一风道102并与第一发热系统200进行热交换，当热交换后的气流到达出风口121处时，部分气流直接从出风口121逸出，部分气流变向进入第二风道103内并与第二发热系统300进行热交换，然后从第二进风口113逸出，这种方式，提高了冷气流在流通于第一风道102以及第二风道103的过程中进行热交换时的交换效率，保证散热效果。并且，由于不需要设置大型风机400，进而减小了风机400带来的噪音。

在一些实施方式中，参阅图5，主机设备10还可以包括第三发热系统500，第三发热系统500设置于壳体100内，并邻近于出风口121设置。具体地，第三发热系统500设置于顶板120与电路板150之间形成的间隔140内，当进入第一风道102内的气流流向出风口121时，与第三发热系统500进行热交换，而后部分气流逸出出风口121，部分气流在与第三发热系统500发生碰撞后变向进入第二风道103内。这种设置方式，可以更合理的理由壳体100内的腔体101的空间，设置更多的发热系统，提高整个主机设备10的计算能力或通信能力，同时被风机400吹入第一风道102内的气流可以与更多的热源进行热交换，提高气流的热交换效率，提高散热效果。

请继续参阅图5，第三发热系统500包括第三发热元件510、第三散热器520以及子电路板530，第三发热元件510设置于子电路板530上，第三散热器520与第三发热元件510形成热传递，并与顶板120的大致中部区域对应，第三散热器520与顶板120之间并不接触，以使顶板120上的出风口121可以露出，便于气流从顶板120的出风口121逸出。

如图6所示，当风机400因故障或者断电等其他原因无法开启，或者环境温度较低时，风机400不工作，由于第一发热系统200、第二发热系统300以及第三发热系统500均产生热量，使得第一发热系统200和第二发热系统300周围的空气受热后上升朝向顶板120方向流动，并直接从出风口121逸出，此时第一风道102和第二风道103内的气压降低，壳体100外的冷气流受到第一风道102和第二风道103内的负压的作用，从底板110的第一进风口112和第二进风口113进入第一风道102和第二风道103，形成气流的自然流动散热，进入第一风道102以及第二风道103内的气流在流动至出风口121处时，均与第三发热系统500进行热交换，而后从出风口121逸出。

其中，第三发热元件510和第三散热器520之间液可以通过界面材料接触以填充热源器件和散热器之间的间隙并减小界面热阻，界面材料可以是硅脂、导热凝胶、导热垫、金属片等界面材料。第三散热器520可以具有较高的导热系数，在一些实施方式中，制备第一散热器210和第二散热器310的材料可以是金属，如铝及铝合金、铜及铜合金，可以是高导热功能材料，如高导热石墨、蒸汽腔均温板(VC)等，在此均不做具体限定。或者，在一些实施方式中，第三散热器520也可以包括多个散热鳍片214，通过散热鳍片214的方式实现散热。

示例性的，第三散热器520也可以包括多个散热鳍片，多个散热鳍片的设置方式可以参照前述的第一散热器210或第二散热器310，在此不再赘述。特别的，第三散热器520中的相邻的散热鳍片之间的间距可以为8-12mm。在该间距下，第三散热器520不仅仅有很好的传导第三发热元件510产生的热量的效果，也能保证气流在于第三散热器520接触时，仍能保持较高的流动速率，并从出风口121逸出。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主机设备，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成第一风道和第二风道，所述壳体开设有相对的进风口和出风口，所述进风口包括第一进风口和第二进风口，所述第一风道连通所述出风口以及所述第一进风口，所述第二风道连通所述出风口以及所述第二进风口，所述第一风道连通所述第二风道；

第一发热系统，所述第一发热系统设置于所述第一风道内；

第二发热系统，所述第二发热系统设置于所述第二风道内；

风机，所述风机设置于所述第一风道，用于经所述第一进风口向所述第一风道内送入气流；

当所述风机开启时，气流从所述第一进风口进入所述第一风道并部分从所述出风口逸出，其余气流变向后进入所述第二风道，并从所述第二进风口逸出。

2.根据权利要求1所述的主机设备，其特征在于，所述主机设备还包括第三发热系统，所述第三发热系统设置于所述壳体内，并邻近于所述出风口。

3.根据权利要求1所述的主机设备，其特征在于，所述主机设备还包括电路板，所述电路板设置于所述壳体内，所述电路板与所述壳体的内壁共同限定所述第一风道以及所述第二风道，所述风机以及所述第一发热系统均与所述电路板电性连接。

4.根据权利要求1所述的主机设备，其特征在于，所述壳体包括顶板、底板以及侧板，所述顶板与所述底板相对设置，所述侧板连接于所述顶板和所述底板之间，所述进风口设置于所述底板，所述出风口设置于所述顶板。

5.根据权利要求1所述的主机设备，其特征在于，所述第一风道和所述第二风道并排设置，所述第一风道的延伸方向与所述第一进风口的轴线方向同向，所述第二风道的延伸方向与所述第二进风口的轴线方向同向。

6.根据权利要求1-5任一项所述的主机设备，其特征在于，所述第一发热系统包括第一发热元件和第一散热器，所述第一散热器与所述第一发热元件接触以传导热量，所述第一散热器位于所述第一风道内，所述第二发热系统包括第二发热元件和第二散热器，所述第二散热器与所述第二发热元件传热接触以传导热量，所述第二散热器位于所述第二风道内。

7.根据权利要求6所述的主机设备，其特征在于，所述第一散热器以及所述第二散热器均包括多个散热鳍片，多个所述散热鳍片并排间隔设置。

8.根据权利要求7所述的主机设备，其特征在于，所述第一散热器中的相邻的散热鳍片之间的间距小于所述第二散热器中的相邻的散热鳍片之间的间距。

9.根据权利要求8所述的主机设备，其特征在于，所述第一散热器中的相邻的散热鳍片之间的间距为2-6mm，第二散热器中的相邻的散热鳍片之间的间距为8-12mm。

10.根据权利要求6所述的主机设备，其特征在于，所述第一散热器包括基底和多个散热鳍片，所述基底包括相邻接的第一区域和第二区域，所述第一区域位于所述基底的靠近所述第一进风口的一端，所述风机设置于所述第一区域，所述多个散热鳍片设置于所述第二区域。

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