CN218630712U - 计算设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种计算设备。该计算设备包括第一单元和第二单元。第一单元,包括第一壳体,第一散热器,和第一组电子器件,第一组电子器件位于至少部分由第一壳体和第一散热器限定的第一密封空间中,其中第一密封空间位于第一散热器的第一侧。第二单元,包括第二壳体,第二散热器,和第二组电子器件,第二组电子器件位于至少部分由第二壳体和第二散热器限定的第二密封空间中,其中第二密封空间位于第二散热器的第一侧,所述第二散热器的与其第一侧相对的第二侧面对所述第一散热器的与其第一侧相对的第二侧。
Description
技术领域
本公开涉及一种计算设备,更具体涉及计算设备的散热布置。
背景技术
计算设备的一些电子器件能够在操作期间产生不期望的热量水平。例如,计算设备中的微处理器可以产生足够的热量,如果不去除热量,它们可能会减慢或停止运行。因此,这些电子器件产生的热量的消散对于稳定它们的操作和延长它们的使用寿命很重要。
另一方面,现有计算设备由风扇驱动气流流过电子器件,以对电子器件散热,气流的流动通常会将灰尘从计算设备的周围带入计算设备内部。进入计算机系统中的灰尘会落在电子器件,这会导致电子器件发生短路等风险。
实用新型内容
本公开提供了一种计算设备,可以在避免灰尘等落入计算设备的电子器件的条件下,对计算设备的发热器件有效的散热。本公开提供的计算设备包括:
第一单元,包括:
第一壳体,
第一散热器,和
第一组电子器件,第一组电子器件位于至少部分由第一壳体和第一散热器限定的第一密封空间中,其中第一密封空间位于第一散热器的第一侧,
第二单元,包括:
第二壳体,
第二散热器,和
第二组电子器件,第二组电子器件位于至少部分由第二壳体和第二散热器限定的第二密封空间中,其中第二密封空间位于第二散热器的第一侧,所述第二散热器的与其第一侧相对的第二侧面对所述第一散热器的与其第一侧相对的第二侧。
根据本公开的电子设备,一方面可以对计算设备的发热器件有效的散热,另一方面,可以避免灰尘等落入计算设备的电子器件中。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分,与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的,并不限制权利要求的范围。在所有附图中,相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
图1示出根据本公开的示例计算设备的示意图;
图2示出根据本公开的示例计算设备的分解图;
图3示出根据本公开的示例计算设备的前面板示意图;
图4示出根据本公开的示例计算设备的第一散热器的散热片与第二散热器的散热片的相对关系;
图5是根据本公开的示例的计算设备的部分的放大图。
在可能的情况下,已经使用相同的附图标记来指定图中共有的相同要素。预期在一个实现中公开的要素可以在没有具体叙述的情况下有益地用于其他实现中。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明,其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本公开的范围。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
在本公开中,除非另有说明,否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系,这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中,第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例,而在某些情况下,基于上下文的描述,它们也可以指代不同实例。在本公开中,除非另有说明,描述一个物理量是A到B之间的任意值时,该物理量的值可以是A也可以是B。
在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的,而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明,如果不特意限定要素的数量,则该要素可以是一个也可以是多个。此外,本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
计算设备的电子器件中的一个或多个可以是发热器件。发热器件能够在操作期间产生不期望的热量水平。例如,计算设备中的微处理器可以产生足够的热量,如果不去除热量,它们可能会减慢或停止运行。因此,这些发热器件产生的热量的消散对于稳定它们的操作和延长它们的使用寿命很重要。传统上,由风扇驱动气流流过发热器件,气流的流动通常不可避免的将灰尘从计算设备的周围带入计算设备内部,并落在电子器件上。特别是对于车载计算设备(例如自动驾驶车辆的计算设备),由于所处环境恶劣,会有大量灰尘随着空气的流动进入计算设备。进入计算设备中的灰尘会落在电子器件上,这有可能会导致电子器件发生短路等故障。因此,电子器件的清洁对于稳定它们的操作和延长它们的使用寿命也很重要。
此外,传统上计算设备发热器件基本是位于一个腔体内,为了所有发热器件能有良好的散热,需要为每个发热器件单独设计散热器及散热风道,因此会造成多散热风道的问题,对电路板布置会带来一定的挑战。而且由于有风道的存在,每个发热器件周围都会有出现因湍流造成的热量旋涡,降低散热性能。
本公开涉及一种计算设备,包括第一单元和第二单元。第一单元包括第一壳体、第一散热器和第一组电子器件,第一组电子器件位于至少部分由第一壳体和第一散热器限定的第一密封空间中,其中第一密封空间位于第一散热器的第一侧。第二单元包括第二壳体、第二散热器和第二组电子器件,第二组电子器件位于至少部分由第二壳体和第二散热器限定的第二密封空间中,其中第二密封空间位于第二散热器的第一侧,所述第二散热器的与其第一侧相对的第二侧面对所述第一散热器的与其第一侧相对的第二侧。根据本公开的电子设备,一方面可以对计算设备的发热器件有效的散热;另一方面,可以避免灰尘等落入计算设备的电子器件中。
此外,由于计算设备的发热器件与风道,处于不同的空间,可以避免发热器件周围出现因湍流造成的热量旋涡,并且有助于电路板上电子器件的灵活布置。
在一些示例中,将计算设备的大功率电子器件布置在一个密封空间中,将计算设备的其他电子器件布置在另一密封空间中,可以避免不同功率发热器件的热干扰,可以进一步提高散热效率。
图1示出根据本公开的示例计算设备100的示意图。图2是图1的计算设备100的分解图。参照图1和图2,计算设备100可包括至少两个壳体(例如第一壳体101和第二壳体201),至少两个散热器(例如第一散热器510和第二散热器540)以及至少两组电子器件(例如电子器件304和电子器件323)。计算设备100还可包括多个逻辑板(例如逻辑板301、321、322),电子器件可与逻辑板电连接,并且至少部分电子器件可以设置在逻辑板上。逻辑板可以是例如包括聚合物基板的印刷电路板(“PCB”)。在一些示例中,逻辑板可根据需要包括任何基板材料,例如复合材料(诸如玻璃纤维材料)、基于聚合物的复合材料、金属以及它们的组合。
第一壳体101可包括金属材料,诸如不锈钢或铝。第一壳体101包括上面板102以及位于上面板边缘并向上面板的一侧延伸的多个(例如四个)侧板104。上面板102和侧板104可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。在一些示例中,上面板102可包括孔105,孔105可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔105将上面板101与侧板104固定。在一些示例中,侧板104可包括孔106,孔106可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔106将各个侧板104相互固定。
在一些示例中,计算设备还包括前面板(例如图1和图3所示的前面板140),这时侧板104可包括孔108,孔108可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。例如,可以使用螺钉通过孔108将前面板与侧板104固定。
计算设备100可以包括多个(例如三个)逻辑板301,每个逻辑板301的形状可以是基本上矩形的,然而,在一些示例中,逻辑板可根据需要具有基本上任何形状。虽然图2中示出了三个逻辑板301,本领域的技术人员可以理解,计算设备100可以包括更多或更少的逻辑板301。每个逻辑板301可包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面。
计算设备100可包括设置在逻辑板301的至少一个表面(例如第一表面)并电连接逻辑板301的电子器件304。电子器件304的示例是系统级芯片(SOC)。SOC可包括逻辑运算电路,也可包括模拟电路、存储电路或各类接口等。在一些示例中,SOC可以包括一个或多个处理单元。例如,SoC可以包括下述中的一个或多个单元:中央处理单元(CPU)、神经网络处理单元(NPU)、应用处理器(AP)、调制解调处理器、图形处理器(GPU)、图像信号处理器(ISP)、控制器、视频编解码器、数字信号处理器(DSP)以及基带处理器。
虽然在图2的示例中每个逻辑板301上设有两个电子器件304,本领域的技术人员可以理解,每个逻辑板301上可以设有更多或更少的电子器件304。在一些示例中,所有逻辑板301上的电子器件304为同种电子器件,并具有基本相同的功率。
逻辑板301的第二表面面对上面板102的一个表面,并且例如,可以使用螺钉将逻辑板301与上面板102固定。
如图2所示,计算设备100的第一散热器510可以包括基板511。基板511的形状可以是基本上矩形的,然而,在一些示例中,基板511可根据需要具有基本上任何形状。在一些示例中,基板511具有与上面板102相同的形状和/或尺寸(例如表面积)。基板511包括边缘521、522、523和524。边缘521和522相互平行,边缘523和524相互平行。图2中还示出了包括相互垂直的X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系。边缘521和522可以与Y轴平行,边缘523和524可以与X轴平行。
基板511包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面。第一散热器510还包括设置在基板511第一表面上的多个散热片512。基板511和散热片512可包括任何高导热材料,诸如金属材料,如铜、铝以及其他金属或合金。
散热片512设置在基板511第一表面上并基本上垂直于基板511的第一表面。散热片512可以具有基本相同的尺寸和形状。例如,每个散热片可以具有基本相似的高度(即散热片垂直于基板511的第一表面方向上的高度)、基本相似的宽度和基本相似的长度(即散热片平行于基板511的第一表面方向上的长度)。散热片512的长度可以小于基板511的长度。散热片512可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。
在一些示例中,第一散热器510包括板状凸起513和514,凸起513和514分别设置在基板511的边缘523和524。凸起513和514可以由与基板相同的材料制成,并且可以与基板511一体成型。凸起513和514可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。凸起513和514基本相互平行,其高度基本与散热片512的高度相同,或者凸起513和514的高度大于散热片512的高度。凸起513和514的宽度与散热片512的宽度基本相同,或者凸起513和514的宽度大于散热片512的宽度(例如,凸起513和514的宽度是散热片512的宽度的1.5倍或者2倍)。
在一些示例中,第一散热器510的基板511靠近一个或多个边缘(例如边缘521和522)处具有多个孔。这些孔可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔将基板511与第一壳体101的侧板104固定,此时,基板511第二表面面对第一壳体101和电子器件304。在将基板511与侧板104固定后,基板511的各个边缘分别与对应的侧板104对齐,凸起513的表面与一个侧板104表面共面,凸起514的表面与另一个侧板104表面共面。
在一些示例中,第一散热器510包括一个或多个开口515。开口515可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。开口515的数目与逻辑板301的数目可以相同。开口515可以贯穿基板511和散热片512。
在一些示例中,第一散热器510包括一个或多个开口516。开口516可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。开口516可与开口515具有相同的尺寸和形状,但在一些示例中,开口516的尺寸小于开口515的尺寸。开口516的数目与逻辑板301的数目可以相同。开口516可以贯穿基板511和散热片512。
在一些示例中,计算设备100还可以包括套管306,套管306可以设置在逻辑板301的第一表面上(即逻辑板301的设有电子器件304的表面上)。套管306的数目与第一散热器510的开口数目相同。每个套管306与第一散热器510上的一个开口对准,并紧密配合,以防止不期望的气流穿过其间。套管306可包括任何绝缘材料,诸如塑料和橡胶。
在一些示例中,每个逻辑板301上可以设有两个套管306。一个套管横截面可以具有与开口515具有基本相同的尺寸和形状,使得该套管一端可以位于开口515中,并紧密配合,以防止不期望的气流穿过其间。另一个套管的横截面可以具有与开口516具有基本相同的尺寸和形状,使得该套管一端可以位于开口516中,并紧密配合,以防止不期望的气流穿过其间。
计算设备100还包括线缆(图中未示出)。每个逻辑板301由套管306围住的部分具有用于线缆的端口。线缆一端与逻辑板301上的端口电连接,线缆穿过套管306以及第一散热器510的开口515和516。在一些示例中,线缆包括信号线和电源线,信号线穿过开口515,电源线穿过开口516。通过分开信号线和电源线,可以避免电源线对信号线中的信号的干扰。
第一散热器510、第一壳体101、套管306以及每个逻辑板301的一部分(即每个逻辑板301由套管围住的部分)共同限定一个密封的空间(也称作第一密封空间),电子器件304以及每个逻辑板301的大部分(即逻辑板301没有被套管围住的部分)密封在第一密封空间中,第一密封空间内部与第一密封空间外部之间的空气流动基本被避免。这样计算设备100周围环境中的灰尘基本不会进入第一密封空间,第一密封空间中的电子器件304以及逻辑板301位于第一密封空间的部分可以保持清洁。这在计算设备应用于恶劣环境中(例如设置在自动驾驶车辆中)尤其有益,因为在电子器件和逻辑板中有大量的灰尘聚集会引起电子器件和逻辑板的故障。
在一些示例中,代替套管306(或除了套管306外),计算设备100还包括位于开口515和516中的密封件,防止空气穿过开口515和516。这样,第一散热器510、第一壳体101以及开口515和516中的密封件共同限定第一密封空间。
计算设备100的第二壳体201可包括金属材料,诸如不锈钢或铝。第二壳体201可包括多个侧板,例如侧板210、220、230和240。侧板210、220、230和240可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。其中一个侧板,例如侧板210包括可用于在计算设备100与各种其他设备或装置之间传送数据的各种端口214。如图1和图2所示这些端口可以具有不同的形状和构造。在计算设备用于自动驾驶车辆时,侧板210可包括可用于从车辆上的传感器接收传感器数据的一组传感器数据端口。侧板210还可包括一个或多个总线端口、一个或多个高速扩展端口、一个或多个联网端口和/或一个或多个视频端口。端口214可用于根据不同的有线数据通信协议来适应广泛范围的数据连接,例如端口214可包括一个或多个通用串行总线(USB)端口、一个或多个以太网联网端口、一个或多个高清晰度媒体接口(HDMI)端口和/或其他数据端口。在一些示例中,端口214还可包括电力输入端口。计算设备100可包括供电单元(诸如电池),该供电单元可根据通过电力输入端口传递的电力而被充电。该供电单元可将该外部交流电转换成直流电以供计算设备的部件使用。
第二壳体201的每个侧板可包括孔,例如孔203,孔203可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔203将各个侧板相互固定。侧板210还可以包括额外的孔,例如孔213,可以使用螺钉通过孔213将前面板(例如图1和图3所示的前面板140)与侧板210固定。
计算设备100可以包括多个(例如三个)逻辑板322,逻辑板322可以设置在逻辑板321上。逻辑板321和322每个的形状可以是基本上矩形的,然而,在一些示例中,逻辑板321和322可根据需要具有基本上任何形状。逻辑板321和322每个可包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面。虽然图2中示出了三个逻辑板322,本领域的技术人员可以理解,计算设备100可以包括更多或更少的逻辑板322。在一些示例中,计算设备100的逻辑板321可以作为主逻辑板(简称主板)。逻辑板322设置在逻辑板321上并与逻辑板321电连接。
计算设备100可包括位于每个逻辑板322的第一表面并电连接该逻辑板的电子器件323。每个逻辑板322的第二表面面对逻辑板321(例如面对逻辑板321的第一表面)。电子器件323的示例是处理单元,例如,微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)、处理核心等。在一些示例中,电子器件323是FPGA。逻辑板322上的电子器件323通常具有比逻辑板301上的电子器件304更小的功率和更低的发热量。在一些示例中,计算设备100可不包括逻辑板322,电子器件323可设置在逻辑板321一个表面(例如逻辑板321的第一表面)上并电连接逻辑板321。
计算设备100还可包括位于逻辑板321表面上(例如位于逻辑板321第一和/或第二表面上)并电连接逻辑板321的其他电子器件,例如存储器。在一些示例中,存储器可设置在逻辑板321的第二表面上并电连接到逻辑板321。存储器包括高速随机存取存储器,诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)或双倍数据速率随机存取存储器(DDR RAM)。在一些示例中,存储器包括非易失性存储器,诸如一个或多个磁盘存储设备、光盘存储设备、闪存存储器设备或其他非易失性固态存储设备。逻辑板321(以及逻辑板322)上的电子器件通常具有比逻辑板301上的电子器件更小的功率和更低的发热量。
如图2所示,计算设备100的第二散热器540可以包括基板541。基板541的形状可以是基本上矩形的,然而,在一些示例中,基板541可根据需要具有基本上任何形状。在一些示例中,基板541具有与第一散热器510的基板511相同的形状和/或尺寸(例如表面积)。基板541包括边缘551、552、553和554。边缘551和552相互平行并且可以与Y轴平行,边缘553和554相互平行并且可以与X轴平行。
基板541包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面。第二散热器540还包括设置在基板541第一表面上的多个散热片。这些散热片可为基本上任何形状(例如矩形)并且基本上垂直于基板541的第一表面。基板541和其上的散热片可包括任何高导热材料,诸如金属材料,如铜、铝以及其他金属或合金。
在一些示例中,第二散热器540的散热片可以分为多组。例如,如图2所示,第二散热器540的第一组散热片542可以具有基本相同的尺寸和形状。例如,第一组散热片542中每个散热片可以具有基本相似的高度、基本相似的宽度以及基本相似的长度。第一组散热片542中的每个散热片的长度可以与第一散热器510的散热片512的长度相同。第一组散热片542的长度可以小于基板541的长度。
参考图2,第二散热器540的第二组散热片556位于开口515和516正下方。第二组散热片556中的每个散热片可以具有基本相似的高度、基本相似的宽度以及基本相似的长度。第二组散热片556中的每个散热片的长度可以与第一组散热片542的长度相同。第二组散热片556的高度小于第一组散热片542的高度,以便在第二组散热片556上方留有用于线缆的空间。第二散热器540的第三组散热片557中的每个散热片可以具有基本相似的高度以及基本相似的宽度。第三组散热片557的高度可以等于第一组散热片542的高度。第三组散热片557的布置使得其间具有用于设置线缆的空间。
在一些示例中,第二散热器540包括凸起543和544,凸起543和544分别设置在基板541的边缘553和554。凸起543和544可以由与基板相同的材料制成,并且可以与基板541一体成型。凸起543和544可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。凸起543和544基本相互平行,其高度基本与散热片542和557的高度相同,或者凸起543和544的高度大于散热片542和557的高度。凸起543和544的宽度与基板541上的散热片(例如散热片542、556或557)的宽度基本相同,或者凸起543和544的宽度大于基板541上的散热片的宽度(例如,凸起543和544的宽度是基板541上的散热片的宽度的1.5倍或者2倍)。
在一些示例中,基板541靠近一个或多个边缘(例如边缘551和552)处具有多个孔。这些孔可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔将基板541与第二壳体201的侧板(例如侧板220和230)固定,此时,基板541第二表面面对第二壳体201和电子器件323。在将基板541与第二壳体201固定后,基板541的各个边缘分别与对应的第二壳体201侧板对齐,凸起543的表面与侧板210表面共面,凸起544的表面与侧板240表面共面。
第二散热器540还包括一个或多个开口545。开口545的数目与第一散热器510开口的数目可以相同或不同。开口545可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。开口545可以贯穿基板541。
第一散热器510和第二散热器540可将计算设备100的内部空间分成多个区域,诸如第一区域、第二区域和第三区域。具体的,第一散热器510和第二散热器540的尺寸和位置被设定成将计算设备100的内部空间划分为位于第一散热器510背对第二散热器540的一侧的第一区域,位于第二散热器540背对第一散热器510的一侧的第二区域,以及位于第一散热器510和第二散热器540之间的第三区域。该第一区域包括上文所述的第一密封空间。
在一些示例中,计算设备100还包括第三散热器560。第三散热器560可以包括基板561。基板561的形状可以是基本上矩形的,然而,在一些示例中,基板561可根据需要具有基本上任何形状。在一些示例中,基板561具有与基板511和541相同的形状和/或尺寸(例如表面积)。
基板561包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面。第三散热器560还包括设置在基板561第一表面上的多个散热片562。基板561和散热片562可包括任何高导热材料,诸如金属材料,如铜、铝以及其他金属或合金。散热片562设置在基板561第一表面上并基本上垂直于基板561的第一表面。散热片562可以具有基本相同的尺寸和形状。例如,每个散热片可以具有基本相似的高度(即散热片垂直于基板561的第一表面方向上的高度)、基本相似的宽度和基本相似的长度(即散热片平行于基板561的第一表面方向上的长度)。散热片562可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为矩形。在一些示例中,散热片562的长度基本等于基板561的长度。
在一些示例中,基板561靠近边缘处具有多个孔。这些孔可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔将基板561与第二壳体201的侧板210、220、230和240固定。此时,基板561第二表面面对第二壳体201以及逻辑板321。在将基板561与第二壳体201固定后,基板561的各个边缘分别与对应的侧板对齐。
逻辑板321可以固定在在第二壳体201上,或者通过螺柱和/或螺钉固定在第三散热器560的基板561上。计算设备100的供电单元等可以设置在逻辑板321与第三散热器560之间的空间内。第三散热器560可热连接到供电单元,以帮助将由供电单元生成的热量消散到计算设备100周围的空气中。在一些示例中,存储器设置在逻辑板321的第二表面上时,第三散热器560还热连接到逻辑板321第二表面上的存储器,以帮助将由存储器生成的热量消散到计算设备100周围的空气中。
计算设备100还可以包括套管326,套管326可以设置在逻辑板321的第一表面上。套管326的数目与第二散热器540的开口数目相同(第二散热器540的开口数目可以与第一散热器510的开口数目相同)。每个套管326与第二散热器540上的一个开口对准,并紧密配合,以防止不期望的气流穿过其间。套管326可包括任何绝缘材料,诸如塑料和橡胶。套管326横截面可以具有与第二散热器540的开口545具有基本相同的尺寸和形状,使得套管326一端可以位于开口545中,并紧密配合,以防止不期望的气流穿过其间。逻辑板321由套管326围住的部分具有用于线缆的端口。如上文所述,计算设备100线缆的一端与逻辑板301上的端口电连接,线缆穿过套管306、第一散热器510的开口515和516、第二散热器540的开口545、以及套管326,从而另一端与计算设备100的逻辑板321上的端口电连接。在一些示例中,线缆中的信号线和电源线,分别穿过不同的开口545。通过分开信号线和电源线,可以避免电源线对信号线中的信号的干扰。在一些示例中,计算设备100的线缆是柔性扁平线缆(FFC))。
第二散热器540、第三散热器560、第二壳体201、套管326以及逻辑板321的一部分(即逻辑板321由套管326围住的部分)共同限定一个密封的空间(也称作第二密封空间),该密封空间位于上文描述的计算设备100的第二区域内。电子器件323、逻辑板322、大部分逻辑板321(即逻辑板321没有被套管围住的部分)、以及逻辑板321上的其他电子器件密封在第二密封空间中,第二密封空间内部与第二密封空间外部之间的空气流动基本被避免。这样计算设备100周围环境中的灰尘基本不会进入第二密封空间,第二密封空间中的电子器件、第二密封空间中的逻辑板322和逻辑板321位于第二密封空间的部分可以保持清洁。这在计算设备应用于恶劣环境中(例如设置在自动驾驶车辆中)尤其有益,因为在电子器件和逻辑板中有大量的灰尘聚集会引起电子器件和逻辑板的故障。
在一些示例中,代替套管326(或除了套管326外),计算设备100还包括位于开口545中的密封件,防止空气穿过开口545。这样,第二散热器540、第三散热器560、第二壳体201、以及开口545中的密封件共同限定第二密封空间。
在一些示例中,逻辑板321上的电子器件均位于逻辑板321的第一表面,供电单元位于逻辑板321与第二散热器540之间。这时,这些电子器件中的发热器件以及供电单元可通过第二散热器540进行散热。因此,代替第三散热器560(即计算设备100不包括第三散热器560),计算设备100可以包括下面板(图中未示出)。下面板可包括金属材料,诸如不锈钢或铝。下面板的形状可以是基本上矩形的,然而,在一些示例中,下面板可根据需要具有基本上任何形状。在一些示例中,下面板具有与基板511和541相同的形状和/或尺寸(例如表面积)。下面板包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面。在一些示例中,下面板靠近边缘处具有多个孔。这些孔可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔将下面板与第二壳体201的侧板210、220、230和240固定。在将下面板与第二壳体201固定后,下面板的各个边缘分别与对应的侧板对齐。逻辑板321可以至少部分固定在下面板上。第二散热器540、下面板、第二壳体201、套管326以及逻辑板321的一部分(即逻辑板321由套管326围住的部分)共同限定第二密封空间,电子器件323、逻辑板322、大部分逻辑板321(即逻辑板321没有被套管围住的部分)、以及逻辑板321上的其他电子器件密封在第二密封空间中。在一些示例中,代替套管326(或除了套管326外),计算设备100还包括位于开口545中的密封件,防止空气穿过开口545。这样,第二散热器540、下面板、第二壳体201、以及开口545中的密封件共同限定第二密封空间。
在一些示例中,计算设备100还包括第一侧面板110和第二侧面板120。第一侧面板110和第二侧面板120可位于计算设备100的相对两侧。在一些示例中,计算设备100还包括前面板140(见图1和图3)以及后面板(图中未示出),前面板140和后面板可位于计算设备100的相对两侧。第一侧面板110、第二侧面板120、前面板以及后面板可以垂直于上面板102。第一侧面板110和第二侧面板120可基本平行并且可以与X轴垂直,前面板以及后面板可基本平行并且可以与Y轴垂直。第一侧面板110和第二侧面板120可与前面板以及后面板大体垂直。第一侧面板110、第二侧面板120、上面板102、前面板、后面板以及第三散热器560(或下面板)共同形成计算设备100的外壳。外壳可限定计算设备的内部空间并且可至少部分地限定计算设备的外表面,计算设备100的内部部件被设置在该内部空间中。外壳的每个面板(即第一侧面板110、第二侧面板120、上面板102、前面板140、后面板以及下面板(如果存在的话))可具有大致矩形的形状,但在一些示例中,外壳的每个面板可根据需要呈现基本上任何形状。外壳的每个面板可包括金属材料,诸如不锈钢或铝。
第一侧面板110和第二侧面板120可具有基本相同的形状和结构。第一侧面板110和第二侧面板120可包括用于提供计算设备100的周围环境与由外壳限定的计算设备100的内部空间之间的流体连通的通道,例如,狭缝113和123。狭缝113的数目可以是多个并且并排排列,狭缝123的数目也可以是多个并且并排排列。狭缝113和123可允许通过一个或多个部件(例如风扇)在计算设备100的周围环境与内部空间之间进行流体连通。外壳(例如第一侧面板110和第二侧面板120)包括流体连通的通道,可优化其从计算设备100散发或移除热量的能力,同时保持计算设备100轻便和坚固。
在一些示例中,第一侧面板110和第二侧面板120还可包括孔115和125,孔115和125可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。可以使用螺钉通过孔115和125将第一侧面板110和第二侧面板120与计算设备100的其他部件固定。例如,可以使用螺钉通过孔115将第一侧面板110与第一壳体101、第一散热器510、第二散热器540、第三散热器560(或下面板)、第二壳体201(例如第二壳体201的侧板220)以及风扇部件531固定,可以使用螺钉通过孔125将第二侧面板120与第一壳体101、第一散热器510、第二散热器540、第三散热器560(或下面板)、第二壳体201(例如第二壳体201的侧板230)以及风扇部件532固定。
在一些示例中,第一侧面板110和第二侧面板120中的至少一个还包括在一端的柄部114和124。第一侧面板的柄部在与第一侧面板的表面垂直的方向上延伸,第二侧面板的柄部在与第二侧面板的表面垂直的方向上延伸。柄部114和124每个可包括多个孔,例如孔116和孔126。孔116和孔126可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为椭圆形。在一些示例中,除了椭圆形的孔116和孔126外,柄部114和124每个可包括多个圆形孔。例如,可以使用螺钉通过柄部114和124的圆形孔将前面板与第一侧面板110和第二侧面板120固定。
如图3所示,前面板140可包括多个开口142,开口142可以具有不同的形状,开口142的形状与第二壳体上的端口214的形状对应,用于将这些端口暴露于外部环境。前面板140可包括多个孔,例如孔144。孔144可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为椭圆形。孔144可与第一侧面板和第二侧面板柄部的孔116和126对准,在计算设备100为车载计算设备时,可以使用螺钉通过孔144、孔116和孔126将计算设备100与车辆固定。
在一些示例中,除了椭圆形的孔144外,前面板140可包括多个圆形孔。例如,可以使用螺钉通过前面板的圆形孔将前面板140与计算设备100的其他部件固定。例如,可以使用螺钉通过前面板的圆形孔将前面板140与第一壳体101、第一散热器510、第二散热器540、第三散热器560(或下面板)、第二壳体201(例如第二壳体201的侧板210)中的一个或多个固定。
后面板可包括多个孔,这些可为基本上任何形状,但在一些示例中,可为圆形。例如,可以使用螺钉通过孔将后面板与计算设备100的其他部件固定。例如,可以使用螺钉通过后面板的孔将后面板与第一壳体101、第一散热器510、第二散热器540、第三散热器560(或下面板)、第二壳体201(例如第二壳体201的侧板240)中的一个或多个固定。
计算设备100还可以包括空气移动系统,空气移动系统可位于计算设备100的第三区域内并包括至少一个风扇部件。在一些示例中,空气移动系统可包括定位在第三区域两端且位于第一散热器和第二散热器之间的第一风扇部件531和第二风扇部件532。第一风扇部件531和第二风扇部件532均包括一个或多个风扇,这些风扇并排排列。第一风扇部件531可通过例如第一侧面板110的狭缝113使空气从周围环境移动到计算设备100的第三区域中,第二风扇部件532通过第二侧面板120的狭缝123将空气从第三区域移动到周围环境,从而将第一和第二散热器散发到第三区域的热量快速扩散到计算设备100的周围环境中。虽然图2中第一风扇部件531和第二风扇部件532每个包括五个风扇,但是本领域的技术人员可以理解第一风扇部件531和第二风扇部件532可以包括更多或更少的风扇。根据一个示例,第一风扇部件531和第二风扇部件532的高度基本与第三区域的高度(即第一散热器基板511和第二散热器基板541之间的距离)相同。需要说明的是,在图2中为了简化,没有示出风扇叶片。
图4是根据本申请的示例实施例的第一散热器510和第二散热器540沿X轴平行方向的截面图(为了简化说明书图4中没有示出计算设备100的其他部件)。如图4所示,第一散热器510的散热片512与基板511的边缘521的距离a大于或等于第一风扇部件的宽度,以便在靠近边缘521处基板511的第一表面上设置第一风扇部件。散热片512与基板511的边缘522的距离b大于或等于第二风扇部件的宽度,以便在靠近边缘522处基板511的第一表面上设置第二风扇部件。也就是说,在基板511第一表面上的相对的两个边缘(即边缘521和522)附近分别设有用于第一风扇部件和第二风扇部件的风扇安装区。这样,散热片512在基板511第一表面上几乎整个长度方向延伸,但是没有延伸到第一表面上的风扇安装区。
第二散热器540的第一组散热片542与基板541的边缘551的距离e(距离e可以等于距离a)大于等于第一风扇部件的宽度,以便在靠近边缘551处基板541的第一表面上设置第一风扇部件。散热片542与基板541的边缘552的距离f(距离f可以等于距离b)大于等于第二风扇部件的宽度,以便在靠近边缘552处基板541的第一表面上设置第二风扇部件。也就是说,在基板541第一表面上的相对的两个边缘(即边缘551和552)附近分别设有用于第一风扇部件的风扇安装区548和用于第二风扇部件532的风扇安装区558(参见图2)。这样,散热片542在基板541第一表面上几乎整个长度方向延伸,但是没有延伸到第一表面上的风扇安装区。同样,第二组散热片556和第三组散热片557都没有延伸到基板541第一表面上的风扇安装区。
在一些示例中,第一散热器510的散热片512中的多个或全部与第二散热器540的散热片(例如第一组散热片542、第二组散热片556和/或第三组散热片557)的多个或全部对准。在一些示例中,第一散热器510的散热片512具有第一高度,第一高度可以是0.5厘米到10厘米之间的任意值,或者1厘米到5厘米之间的任意值。第二散热器540的散热片(例如第一组散热片542、和/或第三组散热片557)具有第二高度,第二高度可以是0.5厘米到10厘米之间的任意值,或者1厘米到5厘米之间的任意值。参考图4,第一高度用c表示,第二高度用d表示,第一散热器510的基板511和第二散热器540的基板541之间的距离用h表示。在一些示例中,第一高度c和第二高度d的和等于第一散热器510的基板511和第二散热器540的基板541之间的距离h。由于第一高度c和第二高度d的和等于第一散热器510的基板511和第二散热器540的基板541之间的距离h,这样相对准的两个散热片直接接触。在一些示例中,第一高度c和第二高度d的和接近第一散热器510的基板511和第二散热器540的基板541之间的距离h。例如,第一高度c和第二高度d的和与第一散热器510的基板511和第二散热器540的基板541之间的距离h的差小于1毫米,或者小于0.5毫米,这样相对准的两个散热片之间仅有微小的距离(小于1毫米,或者小于0.5毫米)。相对准的两个散热片之间仅有微小的距离或直接接触,有助于在这些散热片之间形成完整的气流通道(即风道)。使用位于气流通道两端的风扇部件提供气流,由于存在完整的气流通道,气流可以将热量从散热器上迅速带走。由此可以实现期望的气流和散热水平。另外,当第一散热器510和第二散热器540的散热片直接接触时,由于接触面积很小,所以不同密封空间发热器件的散热不会相互干扰。
第一散热器510的基板511将计算设备100的第一区域(或第一密封空间)中的发热器件产生的热量传导至基板511上的散热片,第二散热器540的基板541将计算设备100的第二区域(或第二密封空间)中的发热器件产生的热量传导至基板541上的散热片。然后热量在散热片的表面上传递到空气中。第一风扇部件531和第二风扇部件532可驱动空气穿过散热片并通过外壳上的狭缝113和123离开计算设备的外壳,热量伴随空气从电子设备排出到周围环境中。散热片提供的气流通道可以引导由第一风扇部件531和第二风扇部件532提供的气流。根据本公开,散热片之间形成完整的气流通道,有助于实现期望的气流和散热水平。而且,根据本公开的散热器以及风扇部件的布置允许从计算设备100添加或移除各种部件,而基本上不影响穿过计算设备100的气流通道。传统构造的计算设备中,风扇的气流直接流经发热器件,这样向传统构造的计算设备添加部件可能导致气流阻塞和死点。
在一些示例中,计算设备100第一壳体101的侧板104在端部包括台阶,第一散热器510基板511的边缘也包括台阶。第一壳体101的台阶与第一散热器510的台阶相匹配并且紧密接触(在台阶处侧板104和基板511相互挤压),以防止不期望的气流穿过其间。
在一些示例中,第一散热器510的凸起513和514在端部包括台阶,第二散热器540的凸起543和544在端部也包括台阶。第一散热器510的台阶与第二散热器540的台阶相匹配并且紧密接触(在台阶处凸起513和514和凸起543和544相互挤压),以防止不期望的气流穿过期间。
在一些示例中,第二壳体201的侧板210、220、230和240在端部包括台阶,第二散热器540的基板541在边缘也包括台阶。图5是图2的虚线框A所圈出的第二壳体201部分的放大图。如图5所述,侧板230和240在端部包括台阶,侧板230的台阶由凸部231和凹部232组成,侧板240的台阶由凸部241和凹部242组成。第二壳体201的台阶与第二散热器540的台阶相匹配并且紧密接触(在台阶处侧板210、220、230和240和基板541相互挤压),以防止不期望的气流穿过期间。
虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例,但应理解,上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例,本公开的范围并不由这些实施例或示例限制,而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外,可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地,可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进,在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。
Claims (17)
1.一种计算设备,其特征在于,包括:
第一单元,包括:
第一壳体,
第一散热器,和
第一组电子器件,第一组电子器件位于至少部分由第一壳体和第一散热器限定的第一密封空间中,其中第一密封空间位于第一散热器的第一侧,
第二单元,包括:
第二壳体,
第二散热器,和
第二组电子器件,第二组电子器件位于至少部分由第二壳体和第二散热器限定的第二密封空间中,其中第二密封空间位于第二散热器的第一侧,所述第二散热器的与其第一侧相对的第二侧面对所述第一散热器的与其第一侧相对的第二侧。
2.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,第一单元还包括至少一个第一印刷电路板,第一印刷电路板与第一组电子器件电连接,
第二单元还包括至少一个第二印刷电路板,第二印刷电路板与第二组电子器件电连接。
3.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,
所述第一散热器包括:
第一基板,所述第一基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,
多个第一散热片,所述第一散热片设置在所述第一基板的第一表面上,
所述第二散热器包括:
第二基板,所述第二基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,
多个第二散热片,所述第二散热片设置在第二基板的第一表面上,
其中所述第一散热器的第一表面面对所述第二散热器的第一表面。
4.如权利要求3所述的计算设备,其特征在于,第一散热片与相应的第二散热片距离小于1毫米。
5.如权利要求3所述的计算设备,其特征在于,第一散热片中的每个与第二散热片中相应的一个对准。
6.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,所述第一组电子器件的功率大于第二组电子器件的功率。
7.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,所述第一组电子器件包括SOC,所述第二组电子器件包括FPGA。
8.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,第一组电子器件包括多个电子器件,所述多个第一电子器件具有相同的功率。
9.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,还包括位于所述第一和第二散热器之间的风扇部件。
10.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,所述第一散热器包括至少一个第一开口,其中所述第二散热器包括至少一个第二开口,所述计算设备还包括线缆,所述线缆穿过所述第一和第二开口。
11.如权利要求10所述的计算设备,其特征在于,还包括:
位于所述第一开口中围绕所述线缆的第一密封件,
位于所述第二开口中围绕所述线缆的第二密封件,
其中,由第一壳体、第一散热器和第一密封件限定第一密封空间,至少部分由第二壳体、第二散热器和第二密封件限定第二密封空间。
12.如权利要求10所述的计算设备,其特征在于,
第一单元还包括第一印刷电路板,第一印刷电路板与第一组电子器件电连接,
第二单元还包括第二印刷电路板,第二印刷电路板与第二组电子器件电连接,
其中,所述计算设备还包括设在第一印刷电路板上的第一套管,以及设在第二印刷电路板上的第二套管,所述线缆部分位于所述第一套管和第二套管中。
13.如权利要求12所述的计算设备,其特征在于,
由第一壳体、第一散热器、第一套管和第一印刷电路板共同限定第一密封空间,
至少部分由第二壳体、第二散热器、第二套管和第二印刷电路板共同限定第二密封空间。
14.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于,还包括第三散热器,
其中,第二密封空间位于第二散热器和第三散热器之间,
由第二壳体、第二散热器、第三散热器、第二套管和第二印刷电路板共同限定第二密封空间。
15.如权利要求12所述的计算设备,其特征在于,
第一开口和第一套管的横截面具有相同的形状和尺寸,
第二开口和第二套管的横截面具有相同的形状和尺寸。
16.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,
所述第一散热器包括基板和设置在基板上的散热片,
第一壳体包括面板,
第一密封空间位于所述基板和所述面板之间,
所述基板与所述面板相对的表面具有相同的形状和面积。
17.如权利要求1所述的计算设备,其特征在于,还包括第三散热器,
其中,所述第二散热器和所述第三散热器均包括基板和设置在基板上的散热片,
第二密封空间位于第二散热器的基板和第三散热器的基板之间,
第二散热器的基板和第三散热器的基板相对的表面具有相同的形状和面积。
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