CN1256614A - 电子装置的安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提高电子装置的供电电压的均匀性和冷却效率,该电子装置具有搭载有多个逻辑单元2及电源单元3的靠背板6和框架1。为此,在框架1中央的靠背板6的两侧的表面上交错配置逻辑单元2和电源单元3,使安装于靠背板6的一侧表面上的电源单元3向安装于另一侧表面上的最靠近的逻辑单元2供电。另外,通过形成流过上述逻辑单元2及电源单元3的空气流路,并由送风机单元5送风而对上述各单元进行高效率的冷却。

Description

电子装置的安装结构

本发明涉及其中安装有逻辑单元和电源单元的电子装置的安装结构。特别涉及具有可实现高效供电及冷却的供电方法、和单元配置的电子装置的安装结构。

图7示出根据现有技术的搭载于多数印刷基板上的电子装置。如图7所示，比如，主机等的逻辑单元22及电源单元23等安装于箱形的机架中。这种计算机具有靠背板(或叫挡板)25，在靠背板25一侧表面和另一侧表面上通常安装不同的单元23。在图7中，在靠背板25一侧表面上由机架21及导轨24引导安装其上搭载有多个半导体元件等(LSI)的逻辑单元22。这样，在此靠背板25的另一侧表面上，由机架21及导轨24引导安装用来向逻辑单元22供电的多个电源单元23。在框体的下方配置送风机单元26，用来向上方的逻辑单元22及电源单元23供给冷却风。上述逻辑单元22及电源单元23由此冷却风冷却。另外，上述多个电源单元23中每一个的输出不同，比如，如图8所示，电源单元23a为1.2V、电源单元23b为3.3V、电源单元23c为5V的供电单元。在此场合，电源单元23a通过构成供电通路27a的供电总线(或母线)27和靠背板25向各个逻辑单元22提供1.2V的电压。

然而，由于在现有的安装结构中，是在靠背板25的一侧表面上只安装上述逻辑单元22，而在靠背板25的另一侧表面上只安装上述电源单元23，就存在下面的问题。即，一般逻辑单元22较之电源单元23发热量更高，并且，由于在机架21内是上下两段安装，逻辑单元22的半导体元件等所发出的高热量就集中于靠背板25的一侧的表面(图7中的前面部分)。

另外，如前所述，一个电源单元23a通过构成供电通路27a的供电总线27和靠背板25对多个逻辑单元22进行1.2V的供电。因此，由于从一个电源单元23进行供电用的供电总线27是以分叉形状和靠背板25连接的，所以供电总线27的长度依电源单元23a到各逻辑单元22的距离而不同。因此，就存在连接电源单元23和逻辑单元22的最短通路和最长通路，并由于通路越长由电源单元23a供给的电压降就越大，所以就出现因为通路长度不同而使得电压降产生级差的问题。

另外，在上述的安装结构中，在逻辑单元22是分成上段和下段两个纵向重叠安装的地方，在该逻辑单元22的上下配置有导轨24。然而，在比如只在下段安装逻辑单元的地方，不需要引导上段的逻辑单元用的导轨24，就成为在框体最上面不配置导轨24的结构。此外，如图8所示，为支撑搭载半导体器件的逻辑单元22，导轨24做成为中央开口的形状，但如配置导轨24，冷却风的流路会变窄而加大对冷却风的流动的阻力。因此，在框体的最上面有的地方存在导轨24有的地方不存在导轨24的场合，由于成为冷却风流路阻力的导轨24的是否存在而产生冷却逻辑单元22的冷却风量的级差。

此外，如图9所示，在上述安装结构中，在上述逻辑单元22中搭载多个LSI(大规模集成电路)29，在靠背板25中搭载LSI 28，结果逻辑单元22通过导轨30搭载于靠背板25。这种安装结构的冷却是依靠从图9中的下方送风的冷却风进行。然而，因为会出现LSI 28受到由于LSI 29的发热而使其温度上升的冷却风的影响的现象，所以冷却结构的设计困难。

如前所述，在现有技术的电子装置的安装结构中，高热量集中于靠背板25一侧的表面侧。另外，因导轨24的有无而产生冷却逻辑单元22的冷却风量上的级差。另外，存在逻辑单元22的LSI 29的发热影响搭载于靠背板上的LSI 28的问题。因此，就出现框体内的热分布不均匀、冷却效率低的缺点。

另外，在现有技术的电子装置的安装结构中，存在因电源单元23到逻辑单元22的供电通路长度的不同而使得电压降产生级差，从而导致供给逻辑单元22的供电电压不均匀的缺点。

本发明的目的在于提供一种可消除上述现有技术的缺点，使框体内的热分布均匀、冷却效率提高并对逻辑单元的供电电压均匀的电子装置的安装结构。

具体说来，本发明的目的在于提供如下的安装结构，即，可防止从逻辑单元和电源单元产生的热量集中并使其分散的安装结构；在搭载逻辑单元和电源单元的靠背板分为上下两段安装的情况下，为使从各单元产生的热量分散均匀化而使通过发热量高的单元的风量增加的安装结构；搭载于靠背板上的LSI不受因逻辑单元和电源单元发热而使空气温度上升的影响的安装结构；以最短通路连接逻辑单元及对该逻辑单元进行供电的电源单元的安装结构；及逻辑单元和电源单元一一对应的安装结构。

为达到上述目的，本发明的特征在于：是在靠背板上安装有多个逻辑单元22及对该逻辑单元进行供电的电源单元、具有向上述逻辑单元和电源单元供给冷却风的送风机单元的电子装置的安装结构，在上述靠背板的一侧表面上交错配置电源单元和逻辑单元、并且在上述靠背板的另一侧表面上也交错配置电源单元和逻辑单元、在与上述靠背板的逻辑单元配置位置的相反侧的位置上安装电源单元，并且电源单元的连接方式使得其为邻近的逻辑单元供给电力。

另外，本发明的第二特征在于：以靠背板为界连接的多个电源单元和逻辑单元之间的距离分别相同。另外，本发明的第三特征在于：逻辑单元和电源单元以及靠背板分别形成独立的空气流路、送风机单元对上述各个空气流路供给冷却风。另外，电源单元形成的空气流路的构成使其与逻辑单元形成的空气流路相比，空气流通的阻力更大。

另外，本发明的第五特征在于：至少在靠背板的一侧的表面上交错配置逻辑单元和电源单元、在上段的上述逻辑单元的下方配置电源单元、并且在上段的上述电源单元的下方配置逻辑单元、并且送风机单元向上述逻辑单元和电源单元供给冷却风。

图1为用于说明根据本发明的一实施例的电子装置的安装结构的装置正面斜视图。送风机单元5安装于框体的底部。

图2为用于说明根据本实施方案的电子装置的安装结构的装置的里面斜视图。

图3示出逻辑单元和电源单元的安装位置关系的图2的纵向剖视图(沿A-A′线的剖视图)。电源单元、逻辑单元、靠背板分别独立形成冷却风的流路。

图4为图1的最上面的靠背板的近景扩大上视图。

图5为图1的顶部扩大斜视图。

图6为图2的顶部扩大斜视图。

图7为用于说明现有技术的电子装置的安装结构图。逻辑单元22由导轨24引导安装。

图8为用于说明现有技术的电子装置的安装及供电结构图。在靠背板25的一侧表面上只安装电源单元，而在另一侧的表面上安装逻辑单元。

图9为用于说明根据现有技术的靠背板25上搭载的LSI28的冷却方法的斜视图。

下面参考附图详细说明根据本发明的一个实施方案的电子装置的安装结构。图1示出根据本实施方案的电子装置的正面，并且图2为根据本实施方案的电子装置的的背面斜视图。

根据本实施方案的电子装置包括：构成作为计算机外壳框体的框架1；搭载多个半导体器件等的多个逻辑单元2；向该逻辑单元2供电用的多个电源单元3；通过导轨8搭载上述逻辑单元2及电源单元3的靠背板6；用于固定该靠背板6的靠背板框架7；包含用于冷却上述逻辑单元2及上述电源单元3的离心式送风机5a的送风机单元5；以及用于容纳此送风机单元5的送风机机箱4。另外，上述电源单元3与在现有技术中所说明的电源单元不同，多个电源单元3每一个本身都可以提供1.2V/3.3V/5V多种电压。

与现有技术中的在靠背板的一侧表面上搭载逻辑单元，而在另一侧表面上搭载电源单元不同，根据本实施方案的逻辑单元及电源单元的安装结构，是在靠背板6的两面上交错配置逻辑单元和电源单元。另外，在一侧表面上的上下两段安装的逻辑单元和电源单元又分为，上下由同种类的单元构成和上下由不同种类单元构成两种情况。图1示出本实施方案的一实施例。比如，如图1所示，在固定在框架1上的靠背板6的前面(图1的靠前方向)的上，段上在横向上交错配置逻辑单元2和电源单元3；在下段上也在横向上交错配置逻辑单元2和电源单元3，不过在上段配置逻辑单元2的场合，下段上配置电源单元3，而在上段配置电源单元3的场合，在下段配置逻辑单元2。在图1中，图示出上段和下段所安装的单元种类不同的情况，但也有上段和下段所安装的单元种类相同的安装方法。即也有在安装于上段的逻辑单元2的下段安装逻辑单元2，在安装于上段的电源单元3的下段安装电源单元3的情况。

如图2所示，在靠背板6的背面(图2的靠前方向)也以同样方式配置各单元。在图2的示例中，在以靠背板6为界安装单元的场合，在安装在靠背板6的正面上的单元为逻辑单元2的场合，在与其相对应的靠背板6的背面的位置上安装电源单元3；而在安装在靠背板6的正面上的单元为电源单元3的场合，在与其相对应的靠背板6的背面的位置上安装逻辑单元2。将如此交错配置各单元的图1及图2的电子装置的上部扩大示出，则如图5及图6所示。参考这些附图可知，本安装结构，从装置的正面及里面观察，其安装方式的构成是逻辑单元2和电源单元3是在靠背板6的两面交错配置，而上下单元是同样的单元。

当然，虽然在图2中示出的是在靠背板6的正面和背面安装的单元是种类不同的单元，但也可安装同样种类的单元。

另外，根据本实施方案的逻辑单元2及电源单元3分别形成空气可在框架1的上下方向上流通的箱形的隧道结构。另外，本安装结构中在为支撑单元而在框架1上配置的隔板11(图3)以及在装置的靠背板6上配置的隔板9(图5及图6)上，沿着空气流路设置有通风孔(如图5中的标号50)。另外，在支撑靠背板6的靠背板框架7的一部分上设置有沿着空气流路的切口(如图5中的标号71)。

根据本实施方案是从配置于框体下方的送风机单元5向上方输送冷却风。上述冷却风，如图3所示，使安装于靠背板6的一侧表面上的逻辑单元2的半导体器件(LSI)冷却；另外，也使安装于靠背板6的另一侧表面上的逻辑单元2的半导体器件(LSI)冷却。冷却逻辑单元2的冷却风通过包含搭载逻辑单元2的表面空间的箱形筒(隧道)从框体的上部排出；冷却电源单元3的冷却风通过其它表面的搭载电源单元3的电源绕组等元件的表面空间从框体的上部排出。冷却风，如图4所示，通过以靠背板6为界交错设置的逻辑单元2及电源单元3内的箱形筒从框体上部排出。另外，图4是在靠背板6的表面和里面配置相同种类的单元时的示图。

此排出空气的流量的设定，如图5及图6所示，由于在搭载电源单元3的位置的上面配置的中空的板状导轨8的流路阻力，从导轨8排出的冷却风50的流量小，而通过逻辑单元2排出的冷却风52的流量大。

另外，由于上述逻辑单元2及电源单元3分别在框架1的上下方向上形成空气流通的箱形筒，在靠背板6的附近也形成独立的空气流通路。因此，由于从送风机单元5向上方输送的冷却风只从搭载于靠背板6上的LSI(大规模集成电路)13附近通过作为冷却风51而排出，所以可防止吸收从LSI(大规模集成电路)13产生的热量的冷却风与冷却逻辑单元2的半导体器件(LSI)的冷却风混合。

特别是，在本实施方案中，由于成为空气流路的阻力的逻辑单元2使用的导轨8从装置上表面观察是交错(具体说来是逻辑单元和电源单元交错)并且在靠背板6的两面上配置，从图5及图6所示的装置的上部整个表面排出冷却风，所以可使热在装置全部表面上均匀分布并可提高冷却效率。

上述导轨8，由于是在电源单元3的上下部分配置，所以将低发热量的电源单元3和高发热量的逻辑单元2安装于两侧上。因此，上述导轨8对于流过电源单元3之中的冷却风而言起流路阻力的作用，可使风量减小。另外，对流过高发热量的逻辑单元2之中的冷却风不起流路阻力的作用，可使风量增加。采用这种安装方式，可通过简单的模型来考虑，现有的由于单元的发热使冷却风温度上升而对搭载于靠背板上的LSI及接插件的影响程度很难预测并且对冷却构造很难剖析的问题。

另外，根据本实施方案的安装结构，为了从在靠背板6的一侧表面上安装的电源单元3向安装于另一侧表面上的逻辑单元2供电，电源单元3和逻辑单元2的物理距离可完全相同。因此，连接各逻辑单元2和电源单元3的供电通路的长度可相同，供给逻辑单元2的电压完全相同，可防止由于供电通路长度不同而造成的电压降低。

根据图4所示的示例，可从安装在靠背板6上的电源单元3向隔着靠背板6的位置更近的逻辑单元2供电。上述供电通路使图4所示的接插件14及靠背板6内的配线最短且直接连接。与现有的从各个电压都单元化的多个电源单元供电的方式不同，采用根据本实施方案的结构可从一个电源单元3供给逻辑单元2运行所需要的多种电压。即通过采用可供给多种电压的电源单元3，逻辑单元2与电源单元3可形成一一对应的关系。因此，由于不使用与现有的供电总线配用的所有部件，可消除通过供电总线之间的电压降，在削减部件数目的图示可降低工时数，进而削减成本，并可提高组装性及进行小型化设计。

此外，也可结合实施方案如下描述本发明。

第一，在将安装逻辑单元及电源单元的靠背板和在运行中对靠背板及单元类进行冷却的送风机，安装于框体中和框架上的电子装置的安装结构中，特别是靠背板具有多个第一接插件，在逻辑单元及电源单元的端部具有与上述第一接插件结合的第二接插件。于是，如通过接插件使靠背板与逻辑单元结合时，就可以使对该逻辑单元供电的电源单元正好安装于逻辑单元的旁边，或是隔着靠背板正好处于其背面而以最短距离进行连接的位置。由于这种结构，就具有例如不需要供电总线那样的供电部件的优点。

第二，在上述靠背板上安装多个上述逻辑单元和电源单元的安装结构的场合，采用逻辑单元和对该逻辑单元进行供电的电源单元之间的距离不是取决于逻辑单元的安装位置而距离都相同的安装方式的电子部件的安装结构。在此实施方案的场合，不需要使逻辑单元和电源单元之间的距离最短，由于供电通路的长度相等可以取得电压降均匀的效果。另外，不需要所有的逻辑单元和电源单元之间的距离是等距离，只要大部分单元之间的距离相等就可以得到上述的效果。

第三，在逻辑单元和电源单元之间的发热量不同的场合，通过使高发热量的单元和低发热量的单元交错排列与靠背板连接，可防止由于只将高发热量的单元并排连接于靠背板而形成的热量集中，可使热量扩散更均匀。

第四，在将靠背板固定于框体及框架内，在该靠背板的上下两段安装单元的场合，由于在靠背板上交错并排配置的逻辑单元和电源单元的排列顺序在靠背板的上段部分和靠背板的下段部分相错一个单元，可使由于从框体及框架的下部至上部的的各单元的发热所造成的空气温度的上升均匀。另外，不仅是在一片靠背板上顺序两段安装的场合，在两片靠背板上安装的场合，通过使在框体上段配置的第一靠背板和在框体下段配置的第二靠背板上安装的单元的种类相错一个单元进行安装也可得到上述同样的效果。

第五，在将逻辑单元和电源单元交错安装于靠背板上的场合，由于各单元的发热量不同，有一种结构是将安装各单元的导轨的搭载位置置于低发热量的单元的上下部。结果，由于形成冷却风的阻力的导轨未搭载于高发热量的单元的上下部，可使流入高发热量单元的冷却风的风量增加。

第六，对在靠背板上搭载LSI时该LSI需要冷却的场合进行说明。此时电子装置的安装结构可以具有如下所述的冷却结构，即，在安装单元类的隔板里面设置通风孔，或是在隔板上不能设置通风孔的地方设置通风沟以使对靠背板上搭载的LSI进行冷却的冷却风流过的冷却结构。

第七，为了使对搭载于靠背板上的LSI进行冷却的冷却风不受其他电子单元的发热所造成的空气温度上升的的影响，电子装置的安装结构可做成为，特征在于具有电子单元做成箱形单元，形成为看起来隧道形状的冷却效率好的冷却结构。

根据如上所述的本发明，通过在靠背板的两侧表面上交错配置逻辑单元和电源单元，上述电源单元在以靠背板为界的表面上安装并且以对靠近的逻辑单元进行供电的方式进行连接，就可以做到框体内的发热均匀。另外，通过使上述以靠背板为界的表面上连接的多个电源单元和逻辑单元之间的距离相同，可消除供电通路长度差别造成的供电电压的级差。

另外，本发明中逻辑单元发热量高，电源单元发热量低，该逻辑单元和电源单元及靠背板形成分别独立的空气流路，上述送风机单元通过向上述各个空气流路供给冷却风可以提高冷却效率。此外，在结构中，上述电源单元形成的空气流路与逻辑单元形成的空气流路相比，由于其空气流通的阻力大，所以对发热量大的逻辑单元供给的冷却风多而可提高冷却效率。

另外，在本发明中，在逻辑单元比电源单元发热量大的场合，将逻辑单元和电源单元交错配置，在上段的逻辑单元的下方安置电源单元，或是在上段的电源单元的下方安置逻辑单元，通过从安装于框体底部的送风机单元向上述逻辑单元和电源单元供给冷却风，就可防止在框体内部发热地点的热量集中而提高冷却效率。

Claims (12)

1.一种电子装置，包括：

安装多个逻辑单元及对该逻辑单元进行供电的多个电源单元的靠背板；和向上述逻辑单元和电源单元供给冷却风的送风机单元；

在上述靠背板的两侧的表面上交错配置上述电源单元和逻辑单元。

2.一种电子装置，其特征在于：在上述靠背板的配置电源单元的相反侧的表面上配置上述逻辑单元。

3.一种电子装置，其特征在于：上述电源单元的连接方式是通过上述靠背板向安装于相反侧的表面上的上述逻辑单元供电。

4.如权利要求3中所述的电子装置，其特征在于：在以上述靠背板为界进行连接的上述多个电源单元和逻辑单元之间的距离分别相同。

5.如权利要求1中所述的电子装置，其特征在于：上述电源单元以使其向最接近的上述逻辑单元供电的方式进行连接。

6.如权利要求1中所述的电子装置，其特征在于：安装于上述靠背板的一侧表面上的上述多个逻辑单元及上述多个电源单元是分别交错配置的。

7.如权利要求6中所述的电子装置，其特征在于：在上述靠背板上，上述逻辑单元及上述电源单元分为上下两段安装，在上段及下段上同时交错配置逻辑单元和电源单元，并且上述上段的单元排列与下段的单元排列相错一个单元。

8.如权利要求6中所述的电子装置，其特征在于：在上述靠背板上，上述逻辑单元及上述电源单元分为上下两段安装，在上段及下段上同时交错配置逻辑单元和电源单元，并且在上述上段的逻辑单元的下方配置逻辑单元，在上述上段的电源单元的下方配置电源单元。

9.如权利要求1中所述的电子装置，其特征在于：上述送风机单元配置在上述逻辑单元及上述电源单元的下面。

10.如权利要求1中所述的电子装置，其特征在于：上述逻辑单元和上述电源单元及靠背板分别具有独立的空气流路，上述送风机单元向各个上述空气流路供给冷却风。

11.如权利要求8中所述的电子装置，其特征在于：构成为使上述电源单元具有的空气流路比上述逻辑单元具有的空气流路的空气流通阻力大。

12.一种电子装置，其特征在于：该电子装置是将安装逻辑单元及电源单元的靠背板、和在运行中对靠背板及单元类进行冷却的送风机安装于框体和框架上的电子装置，上述靠背板具有多个第一接插件，在逻辑单元及电源单元的端部具有与上述第一接插件结合的第二接插件，通过所述第一和第二接插件的结合使靠背板与逻辑单元结合，就可使对该逻辑单元供电的电源单元正好安装于逻辑单元的旁边，或是隔着靠背板正好处于背面的以最短距离进行连接的位置上。

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