CN217955055U - 一种散热系统及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种散热系统及计算机设备，其中，散热系统包括：被散热装置；对所述被散热装置进行散热的散热装置；设置于所述被散热装置，用于感应所述被散热装置的实时温度的温度感应装置；设置于所述散热装置，用于监测所述散热装置的实时工况的工况监测装置；与所述温度感应装置和所述工况监测装置相连接的控制器；所述控制器输出用于调整所述散热装置的工况的控制信号。本实用新型通过在散热系统中，引入工况监测装置和温度感应装置均与控制器相连接的结构，对散热系统的结构进行了优化，为提升散热系统的散热性能提供了结构基础。

Description

一种散热系统及计算机设备

技术领域

本实用新型实施例涉及计算机技术领域，具体涉及一种散热系统及计算机设备。

背景技术

在计算机设备运行过程中，计算机设备内部的电子元件会产生大量热量，如果没有有效的散热措施，将导致计算机设备内部的热量聚集，使计算机设备温度过高，严重影响计算机设备的运算能力、可靠性与稳定性，甚至导致计算机设备内部的电子元件烧毁。

目前主要是通过部署散热系统，来对计算机设备进行散热，因此如何对散热系统的结构进行优化，以提升散热性能，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种散热系统及计算机设备，以对散热系统的结构进行优化，为提升散热系统的散热性能提供结构基础。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案。

第一方面，本实用新型实施例提供一种散热系统，包括：

被散热装置；

对所述被散热装置进行散热的散热装置；

设置于所述被散热装置，用于感应所述被散热装置的实时温度的温度感应装置；

设置于所述散热装置，用于监测所述散热装置的实时工况的工况监测装置；

与所述温度感应装置和所述工况监测装置相连接的控制器，所述控制器输出用于调整所述散热装置的工况的控制信号。

第二方面，本实用新型实施例提供一种计算机设备，包括如上述所述的散热系统。

本实用新型中的散热系统设置有监测散热装置的实时工况的工况监测装置，以及感应被散热装置的实时温度的温度感应装置，并且工况监测装置和温度感应装置与控制器相连接，从而通过在散热系统中部署工况监测装置、温度感应装置，并使得工况监测装置和温度感应装置均与控制器存在连接关系，则控制器可获取到更为全面的用于调整控制信号的信息，有利于控制器产生更为精准的控制信号，提升散热系统的散热性能。可见，本实用新型通过在散热系统中，引入工况监测装置和温度感应装置均与控制器相连接的结构，对散热系统的结构进行了优化，为提升散热系统的散热性能提供了结构基础。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是散热系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的散热系统结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的工况监测装置的内部结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的风扇散热系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示例性的示出了散热系统100的结构示意图。如图1所示，该散热系统100可以包括：被散热装置110，温度感应装置120、控制器130、工况调整装置140和散热装置150。

被散热装置110可以是计算机设备(例如电脑、服务器等)中的电子元件，也可以是计算机设备本身。在计算机设备的运行过程中，被散热装置会产生热量，发生温度变化。

温度感应装置120可以设置于被散热装置110，用于感应被散热装置110的实时温度。作为一种可选实现，温度感应装置120可以是温度传感器。

控制器130为具有数据处理和运算能力的元器件，例如处理器、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)、PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制器等。温度感应装置120感应的被散热装置110的实时温度可传输给控制器130。

工况调整装置140为对散热装置150进行工况调整的电子器件。散热装置150为对被散热装置110进行散热的电子器件。基于计算机设备的散热方式的不同，工况调整装置140和散热装置150可以具有不同的形式。例如计算机设备以风冷方式进行散热时，散热装置150可以是风扇，工况调整装置140可以是能够控制风扇转速的电子装置(比如PWM调速装置)；又如，计算机设备以液冷方式进行散热时，散热装置150可以是水泵，用于控制冷却液在计算机设备内部的流速，此时工况调整装置140可以是能够控制水泵转速的电子装置(比如PWM调速装置)。

在图1所示散热系统中，控制器130可确定控制信号的信号值并输出控制信号，控制器130输出的控制信号可用于调整散热装置150的工况。例如，控制器130输出的控制信号可传输给工况调整装置140，从而工况调整装置140基于控制器130生成的控制信号进行电压调制，生成调整散热装置150工况的等效电压；进而散热装置150基于工况调整装置140生成的等效电压，进行工况调整，以实现散热装置150受控制信号的控制进行工况调整。

可见，控制器130可通过生成不同信号值的控制信号，控制散热装置150处于不同的工况。在计算机设备的散热场景下，控制器130生成控制信号的一种方式是：基于温度感应装置120感应的被散热装置110的实时温度，确定控制信号。也就是说，控制器130是基于被散热装置110的实时温度，来生成适应的控制信号；例如，被散热装置110的实时温度过高，则生成提高散热装置150的工况的控制信号。

图1所示的散热系统的结构，决定了控制器只能通过温度感应装置120感应的温度来产生控制信号，这并不利于控制器产生准确的控制信号。因此需要对图1所示散热系统的结构进行改进调整，以使得控制器在改进的散热系统的结构下，能够获取到更为全面的用于调整控制信号的信息，从而利于控制器产生更为精准的控制信号，提升散热系统的散热性能。

基于此，本实用新型实施例提供改进的散热系统结构方案，在控制器生成控制信号的过程中，结合考虑被散热装置的实时温度与散热装置的实时工况，来输出调整控制信号的信号值，产生更为精准的控制信号，使得散热装置满足被散热装置的散热需求，提升散热系统的散热性能。图2示例性的示出了本实用新型实施例提供的散热系统100的结构示意图，如图2所示，该散热系统100可以包括：

被散热装置110；

对被散热装置进行散热的散热装置150；

设置于被散热装置，用于感应被散热装置的实时温度的温度感应装置120；

设置于散热装置，用于监测散热装置的实时工况的工况监测装置210；

与温度感应装置和工况监测装置相连接的控制器130，输出用于调整散热装置工况的控制信号。

被散热装置110可以是计算机设备(例如电脑、服务器等)中的电子元件，例如GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)；也可以是计算机设备本身。在计算机设备的运行过程中，被散热装置会产生热量，发生温度变化。

温度感应装置120可以与被散热装置110集成一体，也可以是设置于被散热装置110的温度传感器，本实用新型实施例的温度感应装置是用于感应所述被散热装置的实时温度，对于温度感应装置的具体位置本实用新型实施例对此并不设限。

控制器130可以为具有数据处理和运算能力的元器件，例如处理器、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)、PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制器等。

需要说明的是，温度感应装置通过I2C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)总线协议与控制器相连接，将被散热装置的温度信息输出至控制器。

工况监测装置210可以与散热装置150集成一体，也可以是设置于散热装置150的工况传感器，本实用新型实施例的工况监测装置是用于监测所述散热装置的实时工况，对于工况监测装置的具体位置本实用新型实施例对此并不设限。

需要说明的是，控制器可以是计算机设备中的电子元件，则控制器可以作为被散热装置。在控制器作为被散热装置的情况下，若工况监测装置与控制器集成一体，工况监测装置可以通过计算机的片内总线与控制器进行连接。在工况监测装置与控制器分立运行的情况下，工况监测装置可以通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出口)端口与控制器相连接。

在一些实施例中，基于散热装置用于对被散热装置进行散热，本实用新型实施例中散热装置的工况可以是散热装置运行过程中与散热相关的工作参数。散热装置的工况越高，则散热装置的散热效果越好，相应的，散热装置的能耗也越高。作为一种可选实现，如果计算机设备以风冷方式进行散热，则散热装置的工况可以是产生风力的工况，例如风扇的转速。作为另一种可选实现，如果计算机设备以液冷方式进行散热，则散热装置的工况可以影响冷却液流速的工况，例如水泵的转速。

基于本实用新型实施例在计算机设备中设置的工况监测装置，控制器可实时获取到工况监测装置监测的散热装置的实时工况。作为一种可选实现，散热装置为风冷方式使用的风扇时，工况监测装置可以是设置于风扇的监测风扇转速的速度传感器；相应的，控制器可获取到速度传感器监测的风扇的实时转速。如果散热装置为液冷方式使用的水泵时，工况监测装置可以是设置是于水泵的监测水泵流速的流速传感器；相应的，控制器可获取到流速传感器监测的水泵的实时流速。

基于本实用新型实施例在计算机设备中设置的温度感应装置，控制器可实时获取到温度感应装置感应的被散热装置的实时温度。作为一种可选实现，被散热装置正常运行时产生热量，当被散热装置为计算机中的电子元件时，温度感应装置可以是设置于电子元件的温度传感器，用于感应电子元件运行产生的温度；相应的，控制器可获取到温度传感器感应的电子元件的实时温度。当被散热装置为计算机设备本身，温度感应装置可以是设置于计算机设备，用于感应计算机设备温度的温度传感器；相应的，控制器可获取到温度传感器感应的计算机设备的实时温度。

在一些实施例中，控制器在获取到温度感应装置传输的被散热装置的实时温度后，可通过所述实时温度确定出被散热装置的目标散热需求。可选的，被散热装置的温度需要处于预设的工作温度范围内，被散热装置才能具有良好的工作表现；对计算机设备进行散热控制的目的之一是将被散热装置的温度控制在工作温度范围内，以保障计算机设备具有良好的工作性能。本实用新型实施例可定义实时温度存在对应的目标工况，当实时工况大于目标工况时，说明实时工况对应的控制信号的信号值过大，需要将控制信号的信号值进行下调，使实时工况下降；当实时工况小于目标工况时，说明实时工况对应的信号值过小，需要将控制信号的信号值进行上调，使实时工况升高。

本实用新型中的散热系统设置有监测散热装置的实时工况的工况监测装置，以及感应被散热装置的实时温度的温度感应装置，并且工况监测装置和温度感应装置与控制器相连接，从而通过在散热系统中部署工况监测装置、温度感应装置，并使得工况监测装置和温度感应装置均与控制器存在连接关系，则控制器可获取到更为全面的用于调整控制信号的信息，有利于控制器产生更为精准的控制信号，提升散热系统的散热性能。可见，本实用新型通过在散热系统中，引入工况监测装置和温度感应装置均与控制器相连接的结构，对散热系统的结构进行了优化，为提升散热系统的散热性能提供了结构基础。

参照图3所示，本实用新型实施例提供的工况监测装置的内部结构示意图，如图3所示，工况监测装置可以包括：

存储器300，用于存储散热装置在一个散热周期内产生的标记信号的目标数量；

标记信号计数器310，用于对散热装置散热产生的标记信号进行记录；

计时器320，用于对散热装置的散热周期进行记录；

逻辑控制器330，用于根据散热装置散热产生的标记信号控制计时器计时；

比较器340，用于将标记信号计数器记录的标记信号数量与存储器存储的目标数量进行比较。

需要说明的是，工况监测装置的存储器300存储的散热装置在每个散热周期内产生的标记信号的目标数量，可以由控制器根据散热装置的类型进行设置，从而工况监测装置可以对多种散热装置的散热工况进行监测。

在一些实施例中，结合图3所示，存储器与比较器连接；标记信号计数器与逻辑控制器，以及比较器连接；计时器与逻辑控制器连接。

在一些实施例中，工况监测装置可以应用控制器的时钟，与控制器同步运行。作为一种可选实现，工况监测装置中的标记信号计数器、计时器、逻辑控制器以及比较器的信号输入端与控制器的时钟信号输出端以及复位信号输出端相连，从而工况监测装置能够与控制器同步运行，无需做异步时钟处理，并且以控制器的时钟信号对散热装置的散热工况值进行计数，能够实现对散热装置实时工况的准确监测。

散热装置散热产生标记信号，标记信号计数器接收到散热装置的标记信号开始计数；在标记信号计数器接收到首个标记信号时，逻辑控制器置1，向计时器发送使能信号；计时器的输入端连接控制器的时钟信号输出端，并且在接收到逻辑控制器的使能信号时，计时器加1。

作为一种可选实现，在标记信号计数器再次接收到一个标记信号时，标记信号计数器加1，当比较器经过比较得出标记信号计数器计数的标记信号数量与存储器存储的目标标记信号数量相等，表示散热装置经过了一个散热周期，从而比较器输出工况有效的信号。

作为另一种可选实现，计时器在接收到逻辑控制器的使能信号时，进行计时，并且，计时器的输入端连接控制器的工作时钟信号输出端，从而计时器的计时精度能够与控制器同步，在比较器比较得到散热装置经过一个散热周期时，计时器的输出端同时输出散热装置的工况值。

可见，本实用新型实施例中，通过控制器与工况监测装置相连接，基于工况监测装置内部的比较器输出的工况有效信号以及计时器输出的工况值，控制器能够获取散热装置的实时工况。通过控制器与温度感应装置相连接，能够获取被散热器件的实时温度。进而根据被散热器件的实时温度以及散热装置的实时工况，能够实现对散热装置散热所需的控制信号进行调整，从而产生更为精准的控制信号，有效提升散热系统的散热性能。

在一些实施例中，结合图2所示，本实用新型实施例的散热系统100还可以包括与散热装置和控制器相连接的工况调整装置140；工况调整装置，用于基于控制器输出的控制信号，调整散热装置的工况。

作为一种可选实现，工况调整装置140可以为对散热装置150进行工况调整的电子器件，则散热装置150为对散热装置110进行散热的电子器件。基于计算机设备的散热方式的不同，工况调整装置140和散热装置150可以具有不同的形式。例如计算机设备以风冷方式进行散热时，散热装置150可以是风扇，工况调整装置140可以是能够控制风扇转速的电子装置(比如PWM调速装置)；又如，计算机设备以液冷方式进行散热时，散热装置150可以是水泵，用于控制冷却液在计算机设备内部的流速，此时工况调整装置140可以是能够控制水泵转速的电子装置(比如PWM调速装置)。

继续参考图2，在一些实施例中，散热系统还可以包括与控制器相连接的警报装置220，用于在接收控制器输出的警报信号时，进行警报。作为一种可选实现，控制器与警报装置可以通过GPIO端口相连接，控制器将输出的警报信号通过GPIO端口发送至警报装置。

可选的，警报装置220可以为能够进行警报显示的电子器件，可以包括LED灯和蜂鸣器中的至少一种。本实用新型实施例的警报装置根据控制器输出的警报信号进行警报，对于警报装置的具体形态本实用新型实施例对此并不设限。

在一些实施例中，为便于观察散热装置的运行状态，本实用新型实施的控制器还可以连接有工况显示器件，用于对工况监测装置测得的实时工况进行显示。作为一种可选实现，工况显示器件可以是显示工况监测装置测得的实时工况与目标工况的差值占比，例如：工况显示器件为LED灯，则可将控制器与多个工况显示器件连接，以三个LED灯为工况显示器件进行举例说明，其分别用于显示实时工况与目标工况的差值占比为0％、5％、10％的运行情况，通过工况显示器件的状态变化能够方便快捷的了解散热装置的运转状态。

需要说明的是，在散热系统用于对散热装置的实时工况进行精准控制，以提升散热装置的散热性能的情况下，本实用新型实施例的工况显示器件可以根据实际需求进行设置，并且对于工况显示器件的具体数量以及具体显示形式本实用新型实施例对此也并不设限。

为便于理解本实用新型实施例提供的散热系统，下面以风扇散热系统为例进行说明。

如图4所示，风扇散热系统可以包括：被散热器件410，温度感应装置420，中央处理器430，PWM调速装置440，风扇450，转速监测装置460以及警报器470。其中，中央处理器430连接温度感应装置420与转速监测装置460，并且连接PWM调速装置440与警报器470，而且，与中央处理器430连接的PWM调速装置440还连接风扇450。

中央处理器通过温度感应装置获取被散热器件的实时温度，例如显卡、硬盘等电子元件的实时温度；通过转速监测装置获取风扇的实时转速；通过PWM调速装置对风扇的实时转速进行控制。其中，在系统正常运行之前，例如计算机的调试阶段，生产厂家能够将风扇转动所需的PWM占空比与风扇转速的函数关系、温度与风扇转速的函数关系，预先存储在中央处理器的散热管理程序中，并且可以预先设置风扇的实时转速满足散热需求的条件。

在系统开始运行后，风扇开始工作前，温度感应装置对被散热器件的实时温度进行监测，并将监测到的实时温度发送至中央处理器；中央处理器获取被散热器件的实时温度，根据散热管理系统中记录的温度与风扇转速的函数关系以及记录的PWM占空比与风扇转速的函数关系，计算得到满足散热需求的PWM占空比，并向PWM调速装置发出该PWM占空比信息，驱动风扇对被散热器件进行散热。

在风扇开始工作后，工况监测装置对风扇的实时转速进行监测，并将监测到的实时转速发送至中央处理器。中央处理器根据获取的风扇的实时转速，确定此时风扇的实时转速是否符合预先设置的满足散热需求的条件。

当中央处理器计算得到风扇的实时转速不能满足散热需求条件时，则根据获取的风扇的实时转速以及被散热器件的实时温度，对风扇散热所需的PWM占空比进行调整，并将调整后的PWM占空比信息输出至PWM调速装置，PWM调速装置根据调整后的PWM占空比控制风扇的转速，并且，转速监测装置能够再次将调整后风扇的实时转速发送至中央处理器，使得中央处理器能够获得风扇的实时转速反馈，从而产生更为精准的控制信号，使得散热装置满足被散热装置的散热需求。

当中央处理器根据获得的温度感应装置监测的实时温度以及转速监测模块监测的实时转速，确定在中央处理器输出的PWM占空比作用下，风扇的实时转速不能满足散热需求条件，且超出散热需求条件时，说明风扇存在故障或者损毁的可能，中央处理器向警报器输出警报信号，从而控制警报器发出警报，以提醒用户及时对风扇进行维护。

需要说明的是，上述应用示例仅是一种可选实现，仅作为示例内容帮助理解散热系统，其不应对本实用新型的保护范围产生限制。本实用新型实施例也可支持液冷散热等其他散热方式，只要保障控制器能够获取更为全面的用于调整控制信号的信息，产生更为精准的控制信号即可。

本实用新型中的散热系统基于设置有监测散热装置的实时工况的工况监测装置，以及感应被散热装置的实时温度的温度感应装置，并且工况监测装置和温度感应装置与控制器相连接的结构，能够使得控制器获取到更为全面的用于调整控制信号的信息，实现对散热装置信号值的调整，进而实现对散热装置实时工况的精准控制，提升散热系统的散热性能。

本实用新型实施例还提供一种计算机设备，包括上述的散热系统。

上文描述了本实用新型实施例提供的多个实施例方案，各实施例方案介绍的各可选方式可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用，从而延伸出多种可能的实施例方案，这些均可认为是本实用新型实施例披露、公开的实施例方案。

虽然本实用新型实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种散热系统，其特征在于，包括：

被散热装置；

对所述被散热装置进行散热的散热装置；

设置于所述被散热装置，用于感应所述被散热装置的实时温度的温度感应装置；

设置于所述散热装置，用于监测所述散热装置的实时工况的工况监测装置；

与所述温度感应装置和所述工况监测装置相连接的控制器，所述控制器输出用于调整所述散热装置的工况的控制信号。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述工况监测装置包括：

存储器，用于存储所述散热装置在一个散热周期内产生的标记信号的目标数量；

标记信号计数器，用于对所述散热装置散热产生的标记信号进行记录；

计时器，用于对所述散热装置的散热周期进行记录；

逻辑控制器，用于根据所述散热装置散热产生的标记信号控制所述计时器计时；

比较器，用于将所述标记信号计数器记录的标记信号数量与所述存储器存储的目标数量进行比较。

3.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述存储器与所述比较器连接；所述标记信号计数器与所述逻辑控制器，以及所述比较器连接；所述计时器与所述逻辑控制器连接。

4.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述工况监测装置应用所述控制器的时钟，与所述控制器同步运行。

5.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，还包括：与所述散热装置和所述控制器相连接的工况调整装置；所述工况调整装置，用于基于控制器输出的控制信号，调整所述散热装置的工况。

6.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器相连接的警报装置，所述警报装置用于在接收所述控制器输出的警报信号时，进行警报。

7.根据权利要求6所述的散热系统，其特征在于，所述警报装置包括LED灯和蜂鸣器中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述控制器还连接有工况显示器件，用于对所述工况监测装置测得的实时工况进行显示。

9.根据权利要求5所述的散热系统，其特征在于，若所述散热装置为风扇，所述工况调整装置为PWM调速装置。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的散热系统。

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