EP2245915A1 - Elektronisches gerät mit ionen-kühlsystem - Google Patents

Elektronisches gerät mit ionen-kühlsystem

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Publication number
EP2245915A1
EP2245915A1 EP09714380A EP09714380A EP2245915A1 EP 2245915 A1 EP2245915 A1 EP 2245915A1 EP 09714380 A EP09714380 A EP 09714380A EP 09714380 A EP09714380 A EP 09714380A EP 2245915 A1 EP2245915 A1 EP 2245915A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic device
electrode
ionization
air flow
arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09714380A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas LÜCK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Technology Solutions GmbH filed Critical Fujitsu Technology Solutions GmbH
Publication of EP2245915A1 publication Critical patent/EP2245915A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
    • H05K7/20172—Fan mounting or fan specifications
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means

Definitions

  • the invention relates to an electronic device with a
  • An ion cooling system for cooling system components of the device and a method for monitoring an electrostatic charge of components of the electronic device caused by an ion cooling system.
  • the cooling of system components plays an important role in electronic devices such as a computer system.
  • the cooling prevents overheating of the components and thus ensures the functionality of the individual components and uninterrupted operation of the device.
  • cooling of the system components is accomplished by a cooling system of one or more ventilation fans.
  • the fans create an airflow that cools the components of the unit and expels the heated air out of the unit.
  • ion cooling in electronic devices is known.
  • an ion-cooling system is usually integrated into the system in which the conventional fans are replaced by an element that generates an air flow.
  • the cooling system consists, for example, of one or more ion coolers which have two grounded grids between which is an array of wires that are under positive and negative high voltage. At the electrodes are surrounded by the high voltage applied surrounding air molecules. The positively charged ions move in the voltage gradient to the negatively charged cathodes and collide on the way there with other air molecules. This creates an ion current. As a result of the collisions with neutral air molecules, this ion current generates an air flow on the surface of the components of the electronic device, thereby cooling the components.
  • the grounded grids are designed to discharge the generated ions as completely as possible and thereby largely free the air from ions again.
  • the disadvantage of cooling an electronic device by means of an ion-cooling system is that, despite the discharge of the ions through the grounded grids, the air stream cooling the components may have a certain degree of ionization, which may charge and damage the electronic components.
  • the air stream cooling the components may have a certain degree of ionization, which may charge and damage the electronic components.
  • a not optimally functioning or set ion cooling can lead to an excessive ionization of the air flow, which can have a strong negative impact on a trouble-free operation of the electronic device.
  • the effect of the ionized air flow on the components may also depend on the environmental characteristics of the device, such as humidity or dust concentration in the air within the device. Due to the caused by the ionization of the air flow electrostatic charge of the components can lead to critical voltages, which can lead to the failure of individual components or the device itself.
  • the object of the invention is therefore to describe an electronic device with an ion-cooling system, in which a generated by the ion cooling electrostatic charge of the components of the device can be controlled.
  • an electronic device of the type mentioned which is characterized in that at least one arrangement is incorporated in the device, through which the ionization of the air flow can be determined.
  • the degree of ionization of the cooling air flow and its effects on the components located in the air flow of the device - ie their electrostatic charge - controlled on the other hand the functioning of the entire ion cooling system tested without that electronic device must be switched off or opened or even an expansion of the cooling system is required.
  • a measurement of the charge transferred by the ionization to at least one electrode is provided for determining the ionization of the air flow.
  • a further embodiment of the invention provides for the determination of the ionization, a measurement of the effluent from the at least one electrode current.
  • a preferred embodiment provides that the at least one electrode is a heat sink of a system component of the device.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the at least one electrode is a conductive surface of a system component of the electronic device located in the ionized air flow.
  • the at least one electrode is a dummy component which is introduced into the device and which is in the ionized air stream.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the at least one arrangement for determining the ionization of the air flow has a device with which the current flowing from the at least one electrode can be determined and that the at least one arrangement connects the at least one electrode to a ground potential ,
  • the at least one arrangement for determining the ionization additionally has a switching element with which the connection between the at least one electrode and the ground potential can be established or interrupted. This can also be a build up over a longer period of electrostatic
  • Charging the at least one electrode for example for test purposes, can be achieved. It is also possible despite generating only a small ionization of the air flow, a detectable signal.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a computer system with a power supply, a CPU, drives, a hard disk, an ion cooling system and system components provided in the air flow of the ion cooling, as well as arrangements for measuring the ionization of the air flow.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the computer system from FIG. 1 with an ion cooling system according to the prior art
  • FIG. 3 shows a flow chart for a method for monitoring the electrostatic charging of a component of an electronic device located in the ionized air flow.
  • FIG. 2 shows an arrangement of a computer system 1 which has a power supply unit 2, a CPU 3, two drives 4 and a hard disk 5. Furthermore, this includes
  • Computer system 1 a system component 6 and an ion cooling system 7 for cooling components of the computer system 1 by ion cooling according to the prior art, as shown in FIG a computer system 1, for example a desktop personal computer (PC), a notebook or a server, is usually realized.
  • the ion cooling creates an air stream 8 through which the components of the computer system 1 located within the air stream 8, such as in this embodiment the CPU 3 and the system component 6, are cooled on the surface.
  • a malfunction of the cooling system 7 can (in addition to the unavoidable Restiontechnik the air flow 8) lead to excessive ionization of the air stream 8. This has the consequence that the components located in the air stream 8, in this case the CPU 3 or the component 6, unnoticed by the ionized air stream 8 to charge to a critical value for the computer system 1, resulting in a
  • FIG. 1 shows the computer system 1 shown in FIG. 2 with the system components (2-6) described above as well as the ion cooling system 7 and the air flow 8 generated by the ion cooling.
  • the computer system 1 further includes two assemblies 9.
  • the assembly 9 connects an electrode to a ground potential 11 and includes, for example, a device 12 for measuring the voltage dropped across a resistor 13, which is proportional to the current flowing from the electrode.
  • a comparison Evaluation be included in the arrangement 9.
  • the voltage values could be read in via the comparison evaluation circuit, converted into current values and forwarded to a mainboard for further processing by software of the computer system 1.
  • the arrangement 9 is set up to measure the charge transferred by the ionized air stream 8 to at least one electrode and thus to determine the ionization of the air stream 8. It is attached to it in the air stream 8 located electrodes.
  • a graphics card or a sound card - attached conductive surface for example, a heat sink of the system component 6) and an additional introduced in the air stream 8 component 10.
  • a on or in the power supply 2 attached conductive surface as an electrode for monitoring the charging of the power supply 2 in its ion cooling conceivable.
  • the heat sink is usually made of a thermally conductive metal, such as aluminum or copper, and serves for improving the heat dissipation of heat-generating components, as in this case the system component 6.
  • the heat sink may be attached by means of screws or clamps to the system component 6, or else be glued to the system component 6.
  • the component 10 may be a conductive, ungrounded surface.
  • This surface may be shaped in shape as another system component (dummy component), which makes measurements of the electrostatic charge of this electrode more realistic for an evaluation of the charging of the system components of the computer system 1.
  • This dummy component is not important to the operation of computer system 1, but provides meaningful measurements of the ionization of the airflow 8 and the size of the generated electrostatic charge.
  • any further heat sink of system components of the computer system 1 can continue to serve, in particular, the CPU heatsink can be used.
  • a measurement of the charge transferred to the electrode can also be carried out directly in order to determine the ionization of the air stream 8. This can for example be done by an arrangement that includes a capacitor. By transferring the charge of the electrode to the capacitor and then measuring the voltage drop across the capacitor, the charge can be determined directly, given the known capacitance of the capacitor.
  • the arrangement 9 can, for example, as shown in this embodiment - also contain a switching element, through which the connection of the component 10 can be made or interrupted at the ground potential.
  • the switching element in arrangement 9 may include transistors or a thyristor arrangement.
  • a circuit by means of a relay is conceivable.
  • the switching element is - as shown schematically in Figure 1 - controlled in this embodiment of the CPU 3 of the computer system 1, but it is also conceivable that the switching element is controlled internally by a timer additionally contained in the assembly 9.
  • This period may be determined by a predetermined time, which should be adapted to the operation of the cooling system 7 and the degree of ionization of the air stream 8.
  • a timer additionally contained in the arrangement 9 can be used, after which, for example, the switching element is switched, thus establishing the connection of the electrode to the ground potential 11 and then measuring the voltage dropping across the resistor 13. If the connection is interrupted again, the timer is reset and restarted. This makes it possible to check the ionization at regular, predetermined intervals.
  • FIG. 3 shows a flow chart for a method for
  • Step S1 designates the electrostatic charge caused by the ionized air flow 8 of the component of the device.
  • the component can, for example, a subsequently introduced into the device Electrode, which is designed like an electronic component of the device. Also, a conductive surface (such as a heat sink) of each other in the device and present in the air stream 8 system component is conceivable as an electrode.
  • the component in this embodiment is connected to a device 9 which contains a switching element, so that a connection between the component of the device and a ground potential 11 can be interrupted or produced. With only slight ionization of the air stream 8, the connection is interrupted by the switching element, and thus causes a measurable electrostatic charge, which can be determined in a next step.
  • step S2 the connection between the component and the ground potential 11 is established by the switching element in arrangement 9.
  • the compound can be prepared at predetermined intervals - for example, by a timer contained in the arrangement 9 - depending on the strength of the ionization of the air stream 8, on the one hand to exclude an overcharge of the component, on the other hand, however, a measurable signal by a building up over a certain period to generate electrostatic charge of the component.
  • step S3 a measurement of the electrostatic charge of the component is performed. This can be done by determining the current flowing out of the component by means of a device 12 contained in an arrangement 9
  • step S4 the determined value is compared with a predetermined reference value, which should be uncritical for the components or the device.
  • Step S5 includes an inquiry as to whether the value obtained in step S3 is smaller than the reference value. If so, then the connection between the component and the ground potential 11 is then interrupted again (step S6) and a recharging of the component by the ionized air stream 8 takes place (step S1).
  • step S7a If the value for the electrostatic charging of the component determined in step S3 is greater than the reference value, a warning signal is output in step S7a.
  • step S7b the ion cooling of the device is turned off and then, in step S7c, a further redundant conventional cooling by fans is switched on in the device. Switching must be done so fast that no overheating of the components of the device can occur due to interruption of the cooling.
  • step S7a it is also possible to output only a warning signal (step S7a) without having to additionally switch off the ion cooling system 7 (step S7b) or switch to conventional cooling mode (step S7c). Even a complete shutdown of the device when the reference value is exceeded is conceivable.
  • the ionization of the air stream 8 (even in the case of only low ionization) continuously monitored, thus overloading the components of the Device can be prevented. This ensures uninterrupted operation of components and equipment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem Ionen-Kühlsystem (7) zur Kühlung von Systemkomponenten des Geräts. Durch eine Anordnung (9) kann eine durch die Ionenkühlung verursachte Ionisierung eines Luftstroms (8) bestimmt werden und die durch die Ionisierung hervorgerufene elektrostatische Aufladung der Komponenten, die sich innerhalb des Luftstroms (8) befinden, gemessen werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überwachung der durch Ionenkühlung hervorgerufenen elektrostatischen Aufladung von Komponenten eines elektronischen Geräts.

Description

Beschreibung
Elektronisches Gerät mit Ionen-Kühlsystem
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem
Ionen-Kühlsystem zur Kühlung von Systemkomponenten des Geräts sowie ein Verfahren zur Überwachung einer durch ein Ionen- Kühlsystem hervorgerufenen elektrostatischen Aufladung von Komponenten des elektronischen Geräts.
Die Kühlung von Systemkomponenten spielt bei elektronischen Geräten, wie beispielsweise einem Computersystem, eine wichtige Rolle. Durch die Kühlung wird eine Überhitzung der Komponenten verhindert und somit die Funktionalität der einzelnen Komponenten und ein unterbrechungsfreier Betrieb des Geräts gewährleistet.
In der Regel erfolgt die Kühlung der Systemkomponenten, wie zum Beispiel einer CPU oder einer Stromversorgungseinheit in einem Computersystem, durch ein Kühlsystem aus einem oder mehreren Lüftungsventilatoren. Durch die Ventilatoren wird ein Luftstrom erzeugt, durch den die Komponenten des Geräts gekühlt werden und die erhitzte Luft aus dem Gerät hinaustransportiert wird.
Ebenso ist eine so genannte Ionenkühlung bei elektronischen Geräten bekannt. Bei der Ionenkühlung ist in der Regel ein Ionen-Kühlsystem in das System integriert, bei dem die herkömmlichen Ventilatoren durch ein Element ersetzt sind, das einen Luftstrom erzeugt.
Das Kühlsystem besteht beispielsweise aus einem oder mehreren Ionen-Kühlern die zwei geerdete Gitter aufweisen, zwischen denen sich eine Anordnung von Drähten befindet, die unter positiver und negativer Hochspannung stehen. An den Elektroden werden durch die hohe anliegende Spannung umgebende Luftmoleküle ionisiert. Die positiv geladenen Ionen bewegen sich im Spannungsgefälle zu den negativ geladenen Kathoden und kollidieren auf dem Weg dahin mit weiteren Luftmolekülen. Auf diese Weise entsteht ein Ionenstrom. Dieser Ionenstrom erzeugt durch die Kollisionen mit neutralen Luftmolekülen einen Luftstrom auf der Oberfläche der Komponenten des elektronischen Geräts und sorgt dadurch für eine Kühlung der Komponenten. Die geerdeten Gitter sind dazu vorgesehen, die erzeugten Ionen an ihnen möglichst vollständig zu entladen und die Luft dadurch wieder weitgehend von Ionen zu befreien.
Der Nachteil bei der Kühlung eines elektronischen Geräts mittels eines Ionen-Kühlsystems ist, dass - trotz der Entladung der Ionen durch die geerdeten Gitter - der die Komponenten kühlende Luftstrom einen bestimmten Ionisierungsgrad aufweisen kann, wodurch die elektronischen Komponenten aufgeladen und auch beschädigt werden können. Insbesondere bei einer nicht optimal funktionierenden bzw. eingestellten Ionenkühlung kann es teilweise zu einer zu starken Ionisierung des Luftstroms kommen, was sich stark negativ auf einen störungsfreien Betrieb des elektronischen Geräts auswirken kann.
Die Auswirkung des ionisierten Luftstroms auf die Komponenten kann dabei auch von den Umgebungseigenschaften des Geräts abhängen, wie beispielsweise der Luftfeuchtigkeit oder der Staubkonzentration in der Luft innerhalb des Geräts. Auf Grund der durch die Ionisierung des Luftstroms hervorgerufenen elektrostatischen Aufladung der Komponenten kann es zu kritischen Spannungen kommen, was zum Ausfall einzelner Komponenten bzw. des Geräts selbst führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektronisches Gerät mit einem Ionen-Kühlsystem zu beschreiben, bei dem eine durch die Ionenkühlung erzeugte elektrostatische Aufladung der Komponenten des Geräts kontrolliert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektronisches Gerät der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine Anordnung im Gerät eingebracht ist, durch welche die Ionisierung des Luftstroms bestimmt werden kann.
Durch die Bestimmung der Ionisierung des Luftstroms wird zum einen der Ionisierungsgrad des kühlenden Luftstroms und seine Auswirkungen auf die sich im Luftstrom befindlichen Komponenten des Geräts - also deren elektrostatische Aufladung - kontrolliert zum anderen aber auch die Funktionsweise des kompletten Ionen-Kühlsystems geprüft, ohne dass das elektronische Gerät abgeschaltet bzw. geöffnet werden muss oder gar ein Ausbau des Kühlsystems erforderlich ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zur Bestimmung der Ionisierung des Luftstroms eine Messung der durch die Ionisierung auf wenigstens eine Elektrode übertragenen Ladung vorgesehen. Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht zur Bestimmung der Ionisierung eine Messung des von der wenigstens einen Elektrode abfließenden Stroms vor.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die wenigstens eine Elektrode ein Kühlkörper einer Systemkomponente des Geräts ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Elektrode eine leitende Fläche einer sich im ionisierten Luftstrom befindenden Systemkomponente des elektronischen Geräts ist.
In einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung ist die wenigstens eine Elektrode ein in das Gerät eingebrachtes Dummy-Bauteil, das sich im ionisierten Luftstrom befindet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Anordnung zur Bestimmung der Ionisierung des Luftstroms eine Vorrichtung aufweist, mit welcher der von der wenigstens einen Elektrode abfließende Strom ermittelt werden kann sowie dass die wenigstens eine Anordnung die wenigstens eine Elektrode mit einem Massepotential verbindet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die wenigstens eine Anordnung zur Bestimmung der Ionisierung zusätzlich ein Schaltelement auf, mit dem die Verbindung zwischen der wenigstens einen Elektrode und dem Massepotential hergestellt bzw. unterbrochen werden kann. Dadurch kann auch eine sich über einen längeren Zeitraum aufbauende elektrostatische
Aufladung der wenigstens einen Elektrode, beispielsweise zu Testzwecken, erreicht werden. Ebenso ist es dadurch möglich trotz einer nur geringen Ionisierung des Luftstroms ein nachweisbares Signal zu erzeugen.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen :
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Computersystems mit einem Netzteil, einer CPU, Laufwerken, einer Festplatte, einem Ionen-Kühlsystem und sich im Luftstrom der Ionenkühlung befindenden im Inneren vorgesehenen Systemkomponenten sowie Anordnungen zur Messung der Ionisierung des Luftstroms,
Figur 2 eine schematische Darstellung des Computersystems aus Figur 1 mit einem Ionen-Kühlsystem nach dem Stand der Technik,
Figur 3 ein Ablaufdiagram für ein Verfahren zur Überwachung der elektrostatischen Aufladung einer sich im ionisierten Luftstrom befindenden Komponente eines elektronischen Geräts.
Figur 2 zeigt eine Anordnung aus einem Computersystem 1, welches ein Netzteil 2, eine CPU 3, zwei Laufwerke 4 und eine Festplatte 5 aufweist. Weiterhin beinhaltet das
Computersystem 1 eine Systemkomponente 6 sowie ein Ionen- Kühlsystem 7 zur Kühlung von Komponenten des Computersystems 1 durch Ionenkühlung nach dem Stand der Technik, wie es in einem Computersystem 1, beispielsweise einem Desktop Personalcomputer (PC), einem Notebook oder auch einem Server, in der Regel realisiert ist. Durch die Ionenkühlung wird ein Luftstrom 8 erzeugt, durch den die Komponenten des Computersystems 1, die sich innerhalb des Luftstroms 8 befinden, wie in diesem Ausführungsbeispiel die CPU 3 und die Systemkomponente 6, an der Oberfläche gekühlt werden.
Eine Fehlfunktion des Kühlsystems 7 kann (zusätzlich zu der unvermeidlichen Restionisierung des Luftstroms 8) zu einer zu starken Ionisierung des Luftstroms 8 führen. Das hat zur Folge, dass sich die im Luftstrom 8 befindenden Komponenten, in diesem Fall die CPU 3 bzw. die Komponente 6, durch den ionisierten Luftstrom 8 unbemerkt auf einen für das Computersystem 1 kritischen Wert aufladen, was zu einem
Ausfall der CPU 3 bzw. der Komponente 6 und als Konsequenz dessen zu einer Unterbrechung des Betriebs des Computersystems 1 führen kann.
Figur 1 zeigt das in Figur 2 dargestellte Computersystem 1 mit den oben beschrieben Systemkomponenten (2-6) sowie dem Ionen-Kühlsystem 7 und dem durch die Ionenkühlung erzeugten Luftstrom 8.
Das Computersystem 1 enthält des Weiteren zwei Anordnungen 9. Die Anordnung 9 verbindet eine Elektrode mit einem Massepotential 11 und weist beispielsweise eine Vorrichtung 12 zur Messung der an einem Widerstand 13 abfallenden Spannung auf, welche proportional zu dem von der Elektrode abfließenden Strom ist.
Zur Ermittlung des Stromflusses aus der durch die Vorrichtung 12 gemessenen Spannung kann beispielsweise eine Vergleichs- Auswerteschaltung in der Anordnung 9 enthalten sein. Über die Vergleichs-Auswerteschaltung könnten die Spannungswerte eingelesen, in Stromwerte umgerechnet und zur Weiterverarbeitung durch Software des Computersystems 1 an ein Mainboard weitergeleitet werden.
Das Computersystem 1 kann neben dem Ionen-Kühlsystem 7 noch eine redundante konventionelle Ventilatorkühlung durch Lüfter aufweisen. Auch zusätzliche für die weiteren Systemkomponenten (2, 4, 5) vorgesehene Ionen-Kühler, können noch in das Computersystem 1 integriert sein. Insbesondere kann dabei ein Ionen-Kühler für das Netzteil 2 des Computersystems 1 vorgesehen sein, wobei der Ionen-Kühler in das Netzteil 2 integriert sein kann.
Die Anordnung 9 ist zur Messung der durch den ionisierten Luftstrom 8 übertragenen Ladung auf wenigstens eine Elektrode und damit zur Bestimmung der Ionisierung des Luftstroms 8 eingerichtet. Sie ist dazu an sich im Luftstrom 8 befindenden Elektroden angebracht.
In diesem Beispiel dienen als Elektroden eine auf der Systemkomponente 6 - beispielsweise eine Graphikkarte oder eine Soundkarte - angebrachte leitende Fläche (zum Beispiel ein Kühlkörper der Systemkomponente 6) sowie eine zusätzliche im Luftstrom 8 eingebrachte Komponente 10. Auch ist der Einsatz von einer am bzw. im Netzteil 2 angebrachten leitenden Fläche als Elektrode zur Überwachung der Aufladung des Netzteils 2 bei dessen Ionenkühlung vorstellbar.
Der Kühlkörper besteht üblicherweise aus einem wärmeleitfähigen Metall, wie Aluminium oder Kupfer, und dient zur Verbesserung der Wärmeabfuhr von Wärme erzeugenden Komponenten, wie in diesem Fall der Systemkomponente 6. Der Kühlkörper kann dabei mit Hilfe von Schrauben oder Klemmen an der Systemkomponente 6 befestigt sein, oder aber auch an der Systemkomponente 6 aufgeklebt sein.
Die Komponente 10 kann beispielsweise eine leitende, nicht geerdete Fläche sein. Diese Fläche kann in ihrer Form wie eine weitere Systemkomponente gestaltet sein (Dummy-Bauteil) , was Messungen der elektrostatischen Aufladung dieser Elektrode für eine Bewertung der Aufladung der Systemkomponenten des Computersystems 1 realistischer macht. Dieses Dummy-Bauteil ist für die Wirkungsweise von Computersystem 1 nicht von Bedeutung, liefert aber aussagekräftige Messungen der Ionisierung des Luftstroms 8 und der Größe der erzeugten elektrostatischen Aufladung. Als Elektrode kann weiterhin jeder weitere Kühlkörper von Systemkomponenten des Computersystems 1 dienen, insbesondere können die CPU-Kühlkörper genutzt werden.
Durch die Messung der Spannung und des dadurch bestimmten (von der Elektrode abgehenden) Stromflusses kann auf die elektrostatische Aufladung der Elektrode geschlossen und dadurch die ionisierende Wirkung des Luftstroms 8 abgeleitet werden. Ebenso kann auch direkt eine Messung der auf die Elektrode übertragenen Ladung durchgeführt werden, um die Ionisierung des Luftstroms 8 zu bestimmen. Dies kann beispielsweise durch eine Anordnung geschehen, die einen Kondensator beinhaltet. Durch Transferieren der Ladung der Elektrode auf den Kondensator und anschließender Messung der am Kondensator abfallenden Spannung kann dabei - bei bekannter Kapazität des Kondensators - die Ladung direkt bestimmt werden. Durch Bestimmung des integrierten Sromflusses innerhalb einer vorbestimmten Zeit und dessen Vergleich mit einem Referenzwert bzw. durch einen Vergleich mit vorher durchgeführten Messungen des integrierten Sromflusses kann auf die Ionisierung des Luftstroms 8 geschlossen werden und damit die Funktionalität des Ionen-Kühlsystems 7 und die Kühlfunktion für das Computersystem 1 getestet werden. Dadurch kann frühzeitig auf Fehlfunktionen, die sich durch zu starke (oder auch eine zu schwache) Ionisierung des
Luftstroms 8 und damit durch steigende (bzw. fallende) Werte für den integrierten Stromfluss bemerkbar machen, geschlossen werden. Einem Ausfall der CPU 3 durch Überladung bzw., als Konsequenz dessen, einem Ausfall des Computersystems 1 kann somit rechtzeitig entgegengewirkt werden.
Die Anordnung 9 kann beispielsweise, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt - auch ein Schaltelement enthalten, durch das die Verbindung der Komponente 10 mit dem Massepotential hergestellt bzw. unterbrochen werden kann.
Das Schaltelement in Anordnung 9 kann dabei Transistoren oder auch eine Thyristoranordnung beinhalten. Auch eine Schaltung mittels eines Relais ist vorstellbar.
Das Schaltelement wird - wie in Figur 1 schematisch dargestellt - in diesem Ausführungsbeispiel von der CPU 3 des Computersystems 1 gesteuert, vorstellbar ist jedoch auch, dass das Schaltelement von einem zusätzlich in der Anordnung 9 enthaltenen Timer intern gesteuert wird.
Durch das Schaltelement kann auch bei einer geringfügigen Ionisierung des Luftstroms 8 und damit kleiner Aufladung der Elektroden durch einen Aufbau der elektrostatischen Aufladung über einen längeren Zeitraum ein nachweisbares Signal erzeugt werden und damit die Ionisierung des Luftstroms 8 überwacht werden .
Dieser Zeitraum kann durch eine vorbestimmte Zeit festgelegt sein, die der Wirkungsweise des Kühlsystems 7 und dem Ionisierungsgrad des Luftstroms 8 angepasst sein sollte. Dafür kann ein in Anordnung 9 zusätzlich enthaltener Timer verwendet werden, nach dessen Ablauf beispielsweise das Schaltelement geschalten, somit die Verbindung der Elektrode mit dem Massepotential 11 hergestellt und daraufhin die Messung der am Widerstand 13 abfallenden Spannung durchgeführt wird. Nach erneutem Unterbrechen der Verbindung wird der Timer wieder zurückgesetzt und neu gestartet. Dadurch ist die Überprüfung der Ionisierung in regelmäßigen, vorgegebenen Abständen möglich.
Durch einen Vergleich der gemessenen Spannungswerte und des daraus bestimmten Stromflusses, der von der Elektrode abgeht, kann auf die Funktionalität des Kühlsystems rückgeschlossen und eine kontinuierliche Überwachung der Ionenkühlung erreicht werden. Damit wird ein störungsfreier Betrieb des Computersystems 1 gesichert.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagram für ein Verfahren zur
Überwachung der elektrostatischen Aufladung von einer sich in einem ionisierten Luftstrom 8 befindenden Komponente eines elektronischen Geräts.
Schritt Sl bezeichnet hierbei die durch den ionisierten Luftstrom 8 verursachte elektrostatische Aufladung der Komponente des Geräts. Die Komponente kann dabei beispielsweise eine nachträglich in das Gerät eingebrachte Elektrode sein, die wie ein elektronisches Bauteil des Geräts ausgeführt ist. Auch eine leitende Fläche (wie beispielsweise ein Kühlkörper) jeder weiteren im Gerät vorhandenen und sich im Luftstrom 8 befindenden Systemkomponente ist als Elektrode vorstellbar.
Die Komponente ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Anordnung 9 verbunden, die ein Schaltelement enthält, so dass eine Verbindung zwischen der Komponente des Geräts und einem Massepotential 11 unterbrochen bzw. hergestellt werden kann. Bei nur geringer Ionisierung des Luftstroms 8 wird die Verbindung durch das Schaltelement unterbrochen, und damit eine messbare elektrostatische Aufladung herbeigeführt, die in einem nächsten Schritt bestimmt werden kann.
In Schritt S2 wird die Verbindung zwischen der Komponente und dem Massepotential 11 durch das Schaltelement in Anordnung 9 hergestellt. Die Verbindung kann dabei in vorgegebenen Abständen - beispielsweise durch einen in Anordnung 9 enthaltenen Timer - abhängig von der Stärke der Ionisierung des Luftstroms 8 hergestellt werden, um einerseits eine Überladung der Komponente auszuschließen, andererseits jedoch ein messbares Signal durch eine sich über einen bestimmten Zeitraum aufbauende elektrostatische Aufladung der Komponente zu erzeugen.
In Schritt S3 wird eine Messung der elektrostatischen Aufladung der Komponente durchgeführt. Dies kann durch Bestimmung des von der Komponente abfließenden Stroms mittels einer in einer Anordnung 9 enthaltenen Vorrichtung 12 zur
Messung der an einem Widerstand 13 abfallenden Spannung, die proportional zum abfließenden Strom ist, geschehen. In Schritt S4 wird der ermittelte Wert mit einem vorgegebenen Referenzwert verglichen, der für die Komponenten bzw. das Gerät unkritisch sein sollte.
Schritt S5 beinhaltet eine Abfrage ob der in Schritt S3 ermittelte Wert kleiner als der Referenzwert ist. Falls ja, dann wird die Verbindung zwischen der Komponente und dem Massepotential 11 daraufhin wieder unterbrochen (Schritt S6) und eine erneute Aufladung der Komponente durch den ionisierten Luftstrom 8 findet statt (Schritt Sl) .
Ist der in Schritt S3 ermittelte Wert für die elektrostatische Aufladung der Komponente größer als der Referenzwert, wird in Schritt S7a ein Warnsignal ausgegeben.
Weiterhin wird in diesem Ausführungsbeispiel, wie in Schritt S7b beschrieben, die Ionenkühlung des Geräts abgestellt und daraufhin in Schritt S7c eine weitere im Gerät redundant vorhandene konventionelle Kühlung durch Ventilatoren angeschaltet. Das Umschalten muss dabei so schnell geschehen, dass keine Überhitzung der Komponenten des Geräts durch Unterbrechung der Kühlung auftreten kann.
Möglich ist aber auch das alleinige Ausgeben eines Warnsignals (Schritt S7a) ohne dass zusätzlich ein Abschalten des Ionen-Kühlsystems 7 (Schritt S7b) bzw. ein Umschalten auf konventionellen Kühlungsbetrieb (Schritt S7c) durchgeführt werden muss. Auch ein komplettes Abschalten des Geräts bei Überschreiten des Referenzwertes ist vorstellbar.
Durch das Verfahren kann die Ionisierung des Luftstroms 8 (auch im Falle einer nur geringen Ionisierung) kontinuierlich überwacht und damit eine Überladung der Komponenten des Geräts verhindert werden. Dadurch ist ein unterbrechungsfreier Betrieb von Komponenten und Gerät gewährleistet .
Be zugs zeichenl i ste
1 ComputerSystem
2 Netzteil
3 CPU
4 Laufwerke
5 Festplatte
6 Systemkomponente
7 Ionen-KühlSystem
8 Ionisierter Luftstrom
9 Komponente
10 Dummy-Bauteil
11 Massepotential
12 Vorrichtung
13 Widerstand

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Gerät mit einem Ionen-Kühlsystem (7) zur Kühlung von Komponenten des elektronischen Geräts, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anordnung (9) im Gerät vorgesehen ist, mit der eine durch das Ionen-Kühlsystem (7) hervorgerufene Ionisierung eines Luftstroms (8) bestimmt werden kann.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ionisierung des Luftstroms (8) eine
Messung der durch die Ionisierung übertragenen Ladung auf wenigstens eine Elektrode vorgesehen ist.
3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ionisierung des Luftstroms (8) eine Bestimmung des von der wenigstens einen Elektrode abfließenden Stroms vorgesehen ist.
4. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elektrode eine leitende Fläche einer sich im Luftstrom (8) befindenden Systemkomponente (3, 6) des Geräts ist.
5. Elektronisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elektrode ein Kühlkörper der Systemkomponente (3, 6) des Geräts ist.
6. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elektrode ein in das Gerät eingebrachtes und sich im Luftstrom (8) befindendes Dummy-Bauteil (10) ist.
7. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anordnung (9) eine Vorrichtung zur Bestimmung des von der wenigstens einen Elektrode abfließenden Stroms aufweist und die wenigstens eine Elektrode mit einem Massepotential (11) verbindet.
8. Elektronisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Bestimmung des Stroms eine Vorrichtung (12) zur Messung der an einem Widerstand (13) abfallenden Spannung ist.
9. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des von der wenigstens einen Elektrode abfließenden Stroms durch die wenigstens eine Anordnung (9) die an dem Widerstand (13) abfallende Spannung durch die Vorrichtung (12) gemessen wird.
10. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (9) zusätzlich ein Schaltelement aufweist, über das die Verbindung der wenigstens einen Elektrode mit dem
Massepotential hergestellt bzw. getrennt werden kann.
11. Elektronisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement einen Transistor aufweist.
12. Elektronisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement Thyristoren beinhaltet.
13. Elektronisches Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement ein Relais aufweist.
14. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (9) einen Timer beinhaltet, der dazu eingerichtet ist, in sich wiederholenden Abständen die Messung der am Widerstand abfallenden Spannung durchzuführen.
15. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung (9) die durch den Luftstrom (8) hervorgerufene Aufladung der wenigstens einen Elektrode kontrolliert abgeleitet wird.
16. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät ein Computersystem (1) ist.
17. Verfahren zur Überwachung der elektrostatischen Aufladung von Komponenten eines elektronischen Geräts mit einem Ionen- Kühlsystem (7), das folgende Schritte aufweist:
- Bereitstellen eines elektronischen Geräts nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
- Messung der elektrostatischen Aufladung der sich in einem ionisierten Luftstrom (8) befindenden Komponenten des Geräts, - Vergleich der durch das Ionen-Kühlsystem (7) hervorgerufenen Ionisierung des Luftstroms (8) mit einem vorgegebenen Referenzwert,
- Ergreifen von vordefinierten Maßnahmen bei Überschreiten des Referenzwertes.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als vordefinierte Maßnahme das Abgeben eines Warnsignals vorgesehen ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass als vordefinierte Maßnahme eine Abschaltung des Ionen- Kühlsystems (7) und ein gleichzeitiges Anschalten einer konventionellen redundanten Lüfterkühlung im Gerät vorgesehen ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass als vordefinierte Maßnahme das Gerät abgeschaltet wird.
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