TWI811722B

TWI811722B - 裝備架

Info

Publication number: TWI811722B
Application number: TW110124536A
Authority: TW
Inventors: 安卓立特哈透; 班尼諾派斯寇二世; 伊恩史考特
Original assignee: 香港商雅達電子國際有限公司
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2023-08-11
Also published as: PH12021050274A1; CN113923933B; CN113923933A; US20210378146A1; EP3937604A1; EP3937604B1; TW202211759A; US11212941B2; JP7307767B2; JP2022016349A

Abstract

裝備架包括定位於裝備架的上部區域中的至少一個電源供應單元(PSU)。裝備架亦包括定位於裝備架的下部區域的至少一個電池備份單元(BBU)。氣流路徑在上部區域與下部區域之間延伸穿過裝備架。當空氣流動穿過氣流路徑時，氣流路徑將裝備架的上部區域與裝備架的下部區域分開，且將上部區域中的至少一個PSU與下部區域中的至少一個BBU熱隔離。亦揭示了其他實例裝備架。

Description

裝備架

本申請案主張2020年6月1日提交的美國臨時申請案第63/032,864號的權益。上述申請案以引用的方式併入本文中。

本發明係關於一種裝備架，且特別地係關於一種能夠增強儲存在其上的裝備的熱效能的裝備架。

本部分提供與本發明相關的背景資訊，這些資訊不一定係先前技術。

各種電子裝備通常安裝在機架中，例如在資料中心，以便在操作及使用電子裝備期間緊湊地容納電子裝備。電子裝備可包括在安裝在機架中的架子中。已知一些電子裝備在操作期間會產生熱量，且已知一些電子裝備對溫度敏感，使得裝備在某些溫度條件下效能更佳。

本部分提供了本發明的一般摘要，且並非對其全部範疇或其所有特徵的全面揭示內容。

根據本發明的一個態樣，裝備架包括定位於裝備架的上部區域中的至少一個電源供應單元(power supply unit，PSU)。裝備架亦包括定位於裝備架的下部區域中的至少一個電池備份單元(battery backup unit，BBU)。氣流路徑在上部區域與下部區域之間延伸穿過裝備架。當空氣流動穿過氣流路徑時，氣流路徑將裝備架的上部區域與裝備架的下部區域分開，且將上部區域中的至少一個PSU與下部區域中的至少一個BBU熱隔離。

根據本發明的另一態樣，電源架包括具有複數個上部插座及複數個下部插座的外殼。電源架亦包括定位於複數個上部插座內的多個電源供應單元(power supply unit，PSU)及定位於複數個下部插座內的多個電池備份單元(battery backup unit，BBU)。電源架亦包括多個PSU與多個BBU之間的氣流區域。

根據本發明的另一態樣，機架式裝備架包括具有用於容納電子裝備的至少一個插座的外殼。裝備架亦包括定位於至少一個插座內的電子裝備。通道耦合至外殼，且至少一個風扇耦合至通道以經由通道吸入空氣，由此經由通道吸入的空氣將電子裝備及/或架子保持在所需溫度下。

從本文提供的描述中，適用性的進一步態樣及領域將變得顯而易見。應理解，本發明的各種態樣可單獨實施，亦可結合一或多個其他態樣來實施。亦應理解，本文中的描述及特定實例僅用於說明的目的，並不旨在限制本發明的範疇。

現在將參考附圖更全面地描述實例實施例。

提供了實例實施例，以便本發明將係徹底的，且將向本領域技術人員充分傳達該範疇。闡述了許多具體細節，諸如特定組件、裝置、及方法的實例，以提供對本發明實施例的透徹理解。對於本領域技術人員來說顯而易見地，無需採用特定細節，實例實施例可以許多不同形式體現，且均不應被解釋為限制本發明的範疇。在一些實例實施例中，未詳細描述眾所周知的製程、眾所周知的裝置結構、及眾所周知的技術。

本文中使用的術語僅用於描述特定實例實施例且並不旨在限制性的。如本文所使用的，單數形式「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」亦可旨在包括複數形式，除非上下文另有明確指示。術語「包含(comprises)」、「包含(comprising)」、「包括(including)」、及「具有(having)」係包容性的，且因此規定了所述特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其組的存在或添加。本文所描述的方法步驟、製程、及操作不應被解釋為必然要求它們以所討論或說明的特定次序執行，除非明確地被識別為執行次序。亦應理解，可採用額外或替代步驟。

儘管本文中的術語第一、第二、第三等可用於描述各種元件、組件、區域、層及/或部分，但這些元件、組件、區域、層及/或部分不應受到這些術語的限制。這些術語僅用於區分一個元件、組件、區域、層或部分與另一區域、層或部分。除非上下文明確指出，否則本文中使用的術語（如「第一」、「第二」及其他數字術語）並不意味著序列或次序。因此，下面討論的第一元件、組件、區域、層或部分可稱為第二元件、組件、區域、層或部分，而不脫離實例實施例的教導。

為了方便用於描述如諸圖中圖示的一個元件或特徵與另一(多個)元件或(多個)特徵的關係的描述，在本文中可使用空間相對術語，諸如「內部」、「外部」、「在……下面」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」及類似者。空間相對術語意欲涵蓋元件之使用或操作中除諸圖中描繪之定向外的不同定向。舉例而言，若諸圖中的裝置經翻轉，則被描述為在其他元素或特徵「之下」或在其他元素或特徵「下面」的元素接著將被定向為在其他元素或特徵「之上」。因此，實例術語「在……之下」可涵蓋之上及之下的定向。裝置可另外定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對描述符可類似地加以相應解釋。

根據本發明的一個實例實施例的裝備架如第1圖中所示，且通常由參考號100表示。裝備架100包括外殼102，用於在裝備架100內支撐及/或容納電子裝備。電子裝備包括諸如熱發生裝備（例如，有高熱損失密度、高操作溫度的電子裝備）及/或熱敏裝備（例如，效能受溫度影響的電子裝備（例如，精密控制裝置、量測裝置、電池裝置等））的各種電子裝備。外殼102用以在電子裝備的操作及使用期間支撐及/或容納電子裝備。

如第1圖所示，裝備架100包括熱發生裝備及溫度敏感裝備。在其他實施例中，裝備架可僅包括熱發生裝備或僅包括溫度敏感裝備。在所示實施例中，裝備架100被組態成電源架。如第1圖中所示，電源供應單元(power supply unit，PSU) 104及備用電池備份單元(battery backup unit，BBU) 106包括在裝備架100內。儘管第1圖中僅示出了一個PSU 104及僅一個BBU 106，但裝備架100可包括多個PSU 104及多個BBU 106。在一些實施例中，裝備架100包括相等數目的PSU 104及BBU（例如，六個PSU 104及六個BBU 106、三個PSU 104及三個BBU 106等）。PSU 104係熱發生裝備的實例，因為PSU 104在操作期間在外殼102內發熱，且具有高熱損失密度及高操作溫度。BBU 106係操作期間對溫度（例如高溫）敏感的裝備。舉例而言，溫度係影響電池功能性（諸如效能及電池壽命）的BBU的關鍵參數。

如第1圖中所示，PSU 104包括在裝備架100的上部區域108中，且BBU 106包括在裝備架100的下部區域110中。在替代實施例中，PSU 104定位於下部區域110內，且BBU 106定位於上部區域108中。通常，熱發生裝備包括在裝備架100的與任何溫度敏感裝備分開的區域中。

為了支撐包括上部區域108中的電子裝備，裝備架100的外殼102包括上部區域108中的隔板或支撐板112。支撐板112通常沿裝備架100的中間平面將裝備架100分隔開。裝備架100的上部區域108中的裝備可定位在外殼102的支撐板112上。在所示的實施例中，PSU 104定位於上部區域108內且耦合至支撐板112。

裝備架100包括氣流區域114（例如，通道、間隙等），以允許移動空氣流動穿過裝備架100。氣流區域114定位於裝備架100的上部區域108與下部區域110之間。這樣，移動穿過氣流區域114的空氣將包括在上部區域108中的裝備（例如，一或多個PSU 104）與包括在下部區域110中的裝備（例如，一或多個BBU 108）熱隔離。舉例而言，氣流區域114將熱發生裝備（例如，PSU 104）與溫度敏感裝備（例如，BBU 106）熱隔離。

氣流區域114由上部區域108的支撐板112及用以將BBU 106保持在外殼102內的輔助板116界定，且在支撐板112與輔助板116之間垂直延伸。在一些實施例中，輔助板116被省略，使得氣流區域114由支撐板112及BBU 106的上表面界定。在這些實施例中，可包括其他特徵以將BBU 106保持在外殼102內。

氣流區域114的高度h的尺寸通常允許空氣流動穿過氣流區域114，且將上部區域108中的裝備與下部區域110中的裝備熱隔離。高度h可基於裝備架100中包括的裝備、此類裝備的操作條件/參數、整體裝備架高度要求、環境因數（諸如環境溫度等）而經調整。氣流區域114的尺寸考慮因數將在下文中進行更詳細的討論。

如第1圖中所示，氣流區域114通常沿裝備架100中的裝備的至少一個長度（例如，PSU 104及BBU 106）水平延伸，穿過裝備架100的中間平面。在實例實施例中，由於下部區域110中裝備的尺寸，氣流區域114定位於裝備架100的中心之上。可理解，取決於上部區域108及下部區域110中裝備的尺寸，氣流區域114可調整得更高或更低（例如，相對於外殼102的底部（例如，如第4圖中所示的底板136））。這樣，氣流區域114通常延伸穿過裝備架100的中間平面，中間平面在上部區域108中的裝備（例如，PSU 104）與下部區域110中的裝備（例如，BBU 106）之間通過，從而移動空氣（例如，環境空氣）通過上部區域108與下部區域110之間，以熱隔離這兩個區域。

裝備架100亦包括至少一個風扇118。如第2圖中所示，裝備架100包括兩個風扇118。在一些實施例中，裝備架100中可包括更大或更小數目的風扇118。在所示實施例中，風扇118通常耦合至氣流區域114（例如，間接耦合）且安裝在裝備架100的第一末端120（例如，尾端）處。風扇118用以自裝備架100的第二末端122（例如，前端）經由氣流區域114吸入空氣。在替代實施例中，一或多個風扇118可位於裝備架100上或裝備架100內的其他位置處（例如，在外殼102的前端122處）及/或設置在機架上（未顯示）。風扇118吸入氣流區域114的空氣通常處於環境溫度下。與包括在裝備架100內的熱發生PSU 104的溫度相比，環境溫度相對較低。當環境溫度通過氣流區域114時，流動的空氣熱隔離上部區域108及下部區域110，且通常降低界定氣流區域114（例如，在氣流區域114的邊界或邊緣處）的任何結構或裝備的溫度。這樣，本實施例中包括的風扇118不以一般方式冷卻裝備架100，而係產生經由裝備架100的氣流區域114的定向氣流，以熱解耦裝備架100內包括的裝備的部分（例如，熱發生裝備自熱敏裝備解耦）。

繼續參考第1圖，箭頭124通常指示流動穿過裝備架100的空氣路徑（例如，穿過氣流區域114及裝備架100的尾部部分126）。如第1圖中所示，流動穿過氣流區域114的空氣沿著單一路徑（如箭頭124所示）穿過裝備架100。舉例而言，空氣自裝備架100的前端122流動穿過氣流區域114至裝備架100的尾部部分126（例如，PSU 104及BBU 106後面的裝備架100區域），其中接著空氣在風扇118牽引下自裝備架100尾端120流出。可理解，移動穿過氣流區域114的環境空氣使下部區域110中的BBU 106能夠與上部區域108中的PSU 104的加熱進行熱隔離，從而允許BBU 106在較低的溫度下操作，這提高了BBU 106的效能。

在所示的實施例中，氣流區域114通常不使能空氣以多個不同方向(例如，沿多個不同路徑)流動穿過裝備架100，而通常係使空氣能夠以單一方向自裝備架100的較低溫度或冷的一側通過裝備架100至裝備架100的較高溫度或熱的一側（例如，自前端122至尾端120）。在替代實施例中，氣流區域114可使空氣能夠自尾端120通過裝備架100至前端122（例如，尾端120為裝備架100的冷的一側，且前端122為裝備架100的熱的一側）。使用單一氣流路徑（例如，如箭頭124所示）簡化了裝備架100的設計，且最小化了裝備架100的氣流阻抗。藉由最小化氣流阻抗（例如，藉由利用單一氣流路徑），可為給定風扇達成最大氣流。此外，由於最小化的氣流阻抗，單一氣流路徑（例如，如箭頭124所示）使得能夠為給定氣流使用更安靜、更慢、更便宜等的風扇。舉例而言，當裝備架中包括多個氣流路徑時，由於多個路徑導致氣流阻抗增大，需要更強、更響亮、及/或更昂貴的風扇（或多個風扇）。

如第1圖及第2圖中所示，裝備架100包括一或多個擋板128、130，以進一步界定空氣移動穿過裝備架100的路徑（例如，引導自氣流區域114離開的空氣穿過尾部部分126朝向裝備架100的尾端120）。擋板128、130限制及/或抑制由上部區域108中裝備排出的空氣與離開氣流區域114的空氣混合。當上部區域108中包括熱發生裝備（例如，一或多個PSU 104）時，此類裝置產生的熱量通常自裝備排出。為了防止這種排出的熱空氣與經由氣流區域108吸入的空氣（例如，環境空氣）混合，擋板128及130的定位方式應能阻擋PSU 104與風扇118之間的任何氣流。

通常，擋板128及130定位於裝備架100的上部區域108與氣流區域114之間，以將上部區域108與氣流區域114（例如，自氣流區域離開的空氣）分開。擋板128、130定位於裝備架100的尾部部分126內（例如，裝備架100中PSU 104及BBU 106的後面）。在實例實施例中，擋板128朝向裝備架100的尾端120耦合至外殼102的支撐板112，且擋板130在裝備架100的尾端120處、風扇118之上耦合至裝備架100。這樣，擋板128、130經定位以阻擋PSU 104與風扇118之間的氣流。擋板128、130亦可密封裝備架100的尾部部分126中包括的其他電子設備（例如，背板PCB），以抑制氣流混合。在其他實施例中，可使用更大或更小數目的擋板，以類似或不同的組態定位，以抑制PSU排氣與經由氣流區域114吸入的環境空氣混合。

然而，在一些實施例中，擋板128及130不包括在裝備架100中。第3圖示出了不包括擋板128、130的裝備架100的溫度圖。溫度圖描繪了在穩態條件下（在海平面，40 ℃的環境空氣溫度）操作時裝備架100內的裝備及空氣的溫度。如第3圖中所示，PSU 104的溫度通常高於BBU 106的溫度。特別地，朝向BBU 106背面的溫度為46.2 ℃。由於擋板128及130不包括在本實施例中，氣流混合存在於裝備架100的尾部部分126內（例如，朝向裝備架100的尾端120），導致溫度在上部區域108的裝備溫度與下部區域110的裝備溫度之間。舉例而言，在靠近風扇118的尾部部分126（例如，至少一部分空氣自裝備架100離開），溫度為59.0 ℃，這比BBU 106背面高12.8 ℃。此外，PSU 104的內部組件處於不同的溫度，包括高達110 ℃的溫度。自PSU 104尾部離開的空氣溫度約為60 ℃至65 ℃。

如第4圖中所示，裝備架100包括多個PSU 104及多個BBU 106。特別地，六個PSU 104包括在裝備架100的上部區域108的外殼102中，以及六個BBU 106包括在裝備架100的下部區域110的外殼102中。在替代實施例中，裝備架100中可包括更大或更小數目的PSU 104及BBU 106。在示例性實施例中，各個PSU 104定位於裝備架100的上部區域108中外殼102的插座132中。上部插座132部分由外殼102的支撐板112及壁134界定。壁134通常自外殼102的底板136延伸至外殼102的頂部。各個BBU 106定位於裝備架100的下部區域110中外殼102的插座138中。下部插座138由底板136、輔助板116、及壁134界定。這樣，外殼102包括兩列的插座：上部列的插座132及下部列的插座138。

在一些實施例中，外殼102僅包括用於容納及/或接收電子裝備的一列插座（例如，插座132）。在這些實施例中，氣流區域114（例如，組態成通道）耦合至外殼102的上表面或外殼102的下板136。舉例而言，當氣流區域114耦合至外殼102的下板136時，下板136界定了界定氣流區域114（例如，類似於支撐板112）的上表面，且另一板（例如，類似於輔助板116）定位於氣流區域114之下，以進一步界定氣流區域114。在這些實施例中，外殼102中的裝備可係熱發生裝備及/或溫度敏感裝備，且氣流區域114可用以通常降低界定氣流區域114的任何結構或裝備的溫度（例如，在氣流區域114的邊界或邊緣處）。

在一些實施例中，壁134將氣流區域114分隔成多個通道（例如，六個通道）。氣流區域114的各個通道對應於成對的一個PSU 104及一個BBU 106（例如，對應的一對PSU 104及BBU 106）。舉例而言，氣流區域114的各個通道定位於一個PSU 104及一個BBU 106之間。氣流區域114的多個通道平行且允許空氣（例如，在環境溫度下）經由多個通道在PSU 104與BBU 106之間以相同方向自裝備架100的冷的一側流動至裝備架100的熱的一側（例如，自前端122至尾端120，自尾端120至前端122等）。在一些實施例中，過濾器（未顯示）耦合至裝備架100，以防止灰塵、碎屑等經由氣流區域114進入裝備架100。在一些實施例中，裝備架100通常係機架式安裝，使得一或多個裝備架100可安裝在機架（未顯示）上，例如，在資料中心處。

在另一實例實施例中，電源供應單元及外殼均可經修改，以提供空氣至氣流區域。舉例而言，在本實施例中，空氣可自經修改電源供應單元（例如，自穿過電源供應單元循環的冷卻空氣）提供至氣流區域。經修改電源供應單元(power supply unit，PSU)如第5A圖至第5B圖中所示，且通常由參考號204表示。如第5A圖至第5B圖中所示，PSU 204包括一個圍繞PSU 204內部組件的罩240。PSU 204包括一個用於冷卻PSU 204的內部風扇（未顯示）。通常，PSU 204的內部風扇使冷卻空氣能夠通過PSU 204。在示例性實施例中，罩240包括罩240中的通風口242（例如，在罩240的底表面）。通風口242定位於鄰近內部風扇，使得流動穿過PSU 204的冷卻空氣的一部分穿過通風口242分流至氣流區域114。通風口242可包含開口、柵欄、格柵等，以允許分流的冷卻空氣部分離開PSU 204且進入氣流區域114。

經修改外殼如第6圖中所示，且通常由參考號202表示。如第6圖中所示，經修改外殼202類似於外殼102，然而，經修改外殼202進一步包括外殼202的支撐板212中的開口244。類似於外殼102，外殼202包括上部區域208，上部區域208包括用於接收電子裝備（例如，PSU 204）的上部插座232。外殼202亦包括下部區域210，下部區域210包括用於接收電子裝備（例如，BBU 106）的下部插座238。這樣，外殼202透過開口244經組態，以允許冷卻空氣自PSU 204分流至定位於支撐板212之下的氣流區域114（第6圖中未顯示）。儘管第6圖中未顯示，外殼202可包括諸如輔助板116的板，以進一步界定延伸穿過外殼202的氣流區域114。

第7A圖至第7B圖示出了裝備架200的另一示例性實施例，裝備架200包括經修改外殼202及至少一個經修改PSU 204及至少一個定位於經修改外殼202內的BBU 106。如第7A圖中所示，PSU 204包括在外殼202的插座232中的一者中。出於說明目的，中央下部插座238未由電子裝備（例如，BBU 106）佔用，且未顯示輔助板116。第7B圖所示為穿過未佔用插座238朝向上部插座232的支撐板212及PSU 204的視圖。如第7B圖中所示，外殼202的支撐板212的開口244通常大於PSU 204的通風口242，且在所示實施例中，其形狀通常為矩形。這樣，當經由未佔用插座238觀察時，PSU 204的罩240經由開口244部分可見。或者，開口244可組態成其他形狀（例如圓形、方形等）及/或其他尺寸（例如，與PSU 204的通風口242相同的尺寸，小於通風口242等）。PSU 204的通風口242及外殼202的開口244使冷卻空氣的一部分能夠自PSU 204分流以流動穿過氣流區域114。

第8圖顯示了穿過裝備架200的氣流的流程圖。如圖中所示，在PSU 204的內部風扇（未顯示）的推動下，流動穿過PSU 204的冷卻空氣的一部分穿過通風口242分流至氣流區域114中。當冷卻空氣的部分穿過氣流區域114移動時，包括在裝備架200中的BBU 106與熱發生PSU 204熱隔離。這種冷卻空氣亦通常降低界定氣流區域114（例如，在氣流區域214的邊界或邊緣處）的任何結構或裝備的溫度。由於流動穿過氣流區域114的冷卻空氣冷卻了BBU 106，因此BBU 106能夠在較低溫度下操作，從而提高BBU效能。因此，裝備架200經由使用包括在PSU 204中的風扇誘導氣流穿過氣流區域114，而裝備架100經由包括在裝備架100上的一或多個風扇118誘導氣流穿過氣流區域114。

在一些實施例中，裝備架200亦包括至少一個擋板（類似於擋板128及130）。在這些實施例中，至少一個擋板用以將空氣自氣流區域114朝向裝備架200的尾端引導，且抑制來自PSU 204的排氣與來自氣流區域114的空氣的氣流混合。

如下表及第9圖至第11圖中所示，改變裝備架內氣流區域或通道的尺寸（例如，高度）會影響架內裝備的溫度。特別地，對於裝備架內的BBU，改變氣流區域的高度使BBU能夠在較低溫度下操作，這提高了BBU的效能及功能性。第1表描述了改變裝備架（例如，裝備架100、裝備架200）內的通道（例如氣流區域114、氣流區域214）的高度（例如，第1圖中所示的h）對電池備份單元（例如，BBU 106）的溫度的影響（如在圍繞BBU內部組件的罩處量測的）。如第1表中所示，電池備份單元（例如，BBU 106）的罩的溫度在罩前部及罩尾部量測，單位為攝氏度(℃)。亦量測了位於裝備架尾部部分的電源架控制器(power shelf controller，PSC)的溫度，單位為攝氏度(℃)。第1表亦包括氣流穿過通道（例如，氣流區域114、氣流區域214）的速度，單位為立方英尺/分鐘(cubic feet per minute，CFM)。第1表中提供的數值代表了在模擬操作裝備架期間獲得的數值，裝備架包括通道及尾部風扇（例如，風扇118），輸出功率為18kW，輸入為180Vac，環境空氣溫度為40 ℃，且PSU（例如，PSU 104）的排氣溫度約為65 ℃。在模擬實施例中，裝備架不包括擋板（例如，擋板128、130），且PSU未經修改（例如，包括PSU 104而非PSU 204）。如第1表中所示，通常隨著通道高度（即，高度h）的增大，電池備份單元的溫度降低。第1表

通道高度 (mm)	BBU罩前部(℃)	BBU罩尾部(℃)	PSC (℃)	通道處氣流 (CFM)
5	41.1	47.4	57.1	1.4
6	41.0	47.1	56.6	1.8
7	40.9	46.7	56.1	2.1
8	40.9	46.4	55.9	2.4
9	40.8	46.2	55.8	2.7
10	40.8	45.9	55.8	2.9

與第1表類似，第2表描述了改變通道（例如，氣流區域114、氣流區域214）高度（例如，第1圖中所示的h）對電池備份單元（例如，BBU 106）的罩的溫度的影響。第2表中提供的數值表示在模擬操作期間獲得的數值，裝備架包括通道及尾部風扇（例如，風扇118），輸出功率為18kW，輸入為240Vac，環境空氣溫度為40 ℃，且PSU（例如，PSU 104）的排氣溫度約為61 ℃。類似於第1表的裝備架模型，這個模擬的裝備架不包括擋板（例如，擋板128、130），且包括類似於PSU 104的PSU而非PSU 204。如第2表中所示，電池備份單元（例如，BBU 106）的罩的溫度在罩前部及罩尾部量測，單位為攝氏度(℃)。亦量測了電源架控制器(power shelf controller，PSC)的溫度，單位為攝氏度(℃)。第2表亦包括氣流穿過通道（例如，氣流區域114、氣流區域214）的速度，單位為立方英尺/分鐘(cubic feet per minute，CFM)。如第2表中所示，通常隨著氣流區域的間隙尺寸（即，高度h）的增大，電池備份單元的溫度降低。第2表

通道高度(mm)	BBU罩前部(℃)	BBU罩尾部(℃)	PSC (℃)	通道處氣流 (CFM)
5	40.9	46.0	52.9	1.4
6	40.8	45.5	52.7	1.8
7	40.8	45.3	52.5	2.1
8	40.8	45.1	52.4	2.4
9	40.8	44.9	52.3	2.7
10	40.7	44.8	52.2	2.9

第9圖使用第1表及第2表中的數值，以圖形方式說明了增大通道（例如，氣流區域114、214）的高度h（在此亦稱為間隙尺寸）對BBU 106罩的尾部部分處的溫度的影響。如第9圖中所示，隨著間隙尺寸的增大，無論電源架的操作條件如何（例如，無論18kW電源架係以180Vac輸入（及約65 ℃的PSU排氣）亦或以240Vac輸入（及約61 ℃的PSU排氣）操作），BBU罩的尾部部分的溫度都會降低。隨著間隙尺寸的增大（例如，更高的氣流區域），可達成溫度的進一步降低。可理解，可能有必要將這種溫度的進一步降低與裝備架的總體尺寸限制及/或尺寸問題進行平衡。

第10圖以圖形方式說明了幾個裝備架10、20、30中的電池備份單元的溫度。裝備架10、20、及30沒有包括在裝備架100中的某些特徵。舉例而言，第10圖中所示的數值獲得自包括定位於裝備架內的多個電源供應單元及多個電池備份單元的裝備架。參考裝備架10、20、30中包括的PSU類似於PSU 104（例如，未進行類似於PSU 204的修改）。此外，參考裝備架10、20、30中包括的PSU直接在BBU的頂部（例如，使得PSU與BBU之間沒有間隙）。與裝備架100相反，參考裝備架不包括氣流區域（例如，諸如氣流區域114），使得PSU不與BBU熱隔離。參考裝備架同樣不包括擋板（諸如擋板128、130）或尾部風扇（諸如風扇118）。

在參考裝備架的正常操作條件下，PSU在裝備架之內產生熱量，且將熱量的至少一部分傳導至BBU。由於PSU產生的熱量，BBU的溫度升高，且使BBU面臨達到（且超過）超溫保護(over-temperature protection，OTP) 極限的風險。當溫度超過安全值時，OTP啟動停機製程，以防止裝備發生故障或損壞。如第10圖中所示，三個裝備架10、20、30的BBU的溫度在不同操作模式下量測，包括穩態、三分鐘放電期之後、OTP恢復期期間及之後、充電期期間、及裝備架返回至穩態之後再次量測。如第10圖中所示，裝備架OTP放電極限為65 ℃，裝備架OTP充電極限為50 ℃，且OTP恢復溫度為47 ℃。

第一參考裝備架10的輸出功率為18kW，PSU風扇轉速為27000 rpm，且充電電流為3.0A，在環境空氣溫度為40 ℃的環境中操作。如圖中所示，在測試開始時，這個裝備架10的BBU在56 ℃的溫度下操作。在放電期間，裝備架10的BBU達到OTP放電極限，且最終返回至其起始溫度，即OTP恢復溫度之上的溫度。由於第一經測試裝備架10的BBU沒有返回至OTP恢復溫度，BBU無法充電。

第二參考裝備架20的輸出功率為15kW，PSU風扇轉速為36000 rpm，且充電電流為3.0A，在環境空氣溫度為40 ℃的環境中操作。與第一參考裝備架10相比，參考裝備架20具有降低的輸出功率及更好的風扇。如圖中所示，在測試開始時，這個裝備架20的BBU在48 ℃的溫度下操作。在放電期間，裝備架20的BBU未達到OTP放電極限，但無法達到或低於OTP恢復溫度。由於第二經測試裝備架20的BBU沒有返回至OTP恢復溫度，BBU無法充電。

第三參考裝備架30的輸出功率為15kW，PSU風扇轉速為36000 rpm，且充電電流為2.0A，在環境空氣溫度為35 ℃的環境中操作。與第一參考裝備架10相比，參考裝備架30具有降低的輸出功率及更好的風扇。參考裝備架30亦可在較低的環境空氣溫度下工作，且承受較長的充電時間。如圖中所示，在測試開始時，這個裝備架30的BBU在43 ℃的穩態溫度下操作。在放電期間，裝備架30的BBU的溫度升高，但未達到OTP放電極限。在OTP恢復期間，BBU的溫度持續下降，且達到OTP恢復溫度。在以2.0A對BBU進行充電期間，裝備架30的BBU溫度再次升高，且在BBU完全充電之後恢復至穩態。

自第10圖可看出，放寬架的輸出功率、降低BBU的充電速率、及/或改善PSU風扇效能可能不足以讓BBU在完全放電後安全充電而不同時降低環境溫度，因為BBU無法充分冷卻以達到OTP恢復溫度。為達成充電，可能亦需要降低環境溫度。

第11圖以圖形方式說明了裝備架100中的電池備份單元（例如，BBU 106）在幾種不同操作模式下的溫度。第11圖中使用的裝備架100包括高度為7 mm的氣流區域114、風扇118、及PSU 104，但不包括擋板128、130或PSU 204。第11圖中使用的裝備架100在環境空氣溫度為40 ℃的環境中操作，輸出功率為15kW，充電電流為3.0A，且PSU風扇轉速為36000 rpm。如圖中所示，裝備架100能夠在不超過OTP極限的情況下放電及完全充電。這樣，與參考裝備架20相比，舉例而言，實施裝備架100的特徵（諸如氣流區域114等）導致效能改善，這等效於將環境空氣溫度至少降低5 ℃。

本文所述的實例實施例可增強及改善裝備架中容納的裝備的熱效能。舉例而言，裝備架可允許使用在容納於同一架內的裝備之間移動空氣穿過氣流區域，將溫度敏感裝備（例如，電池備份單元(battery backup unit，BBU)）與熱發生裝備（例如，電源供應單元(power supply unit，PSU)）熱隔離。氣流區域允許相對較冷的環境空氣在BBU上方流動，使其溫度保持較低（例如，環境溫度或接近環境溫度）。這種較低的溫度產生了「熱獎勵」，其可經利用或經「花費」以一或多種方式提高裝備架的效能，包括更高的功率輸出、更長的壽命、更高的效率、更高的可靠性、經由更低的風扇轉速改善聲學效果等。當BBU與PSU熱隔離時，這些實施例進一步最小化由於PSU在正常操作條件下在電源架之內產生的熱量而導致BBU達到超溫保護(over-temperature protection，OTP)的風險。這樣，藉由將BBU保持在較低的溫度，BBU的功能性及效能得到了改善，從而使放電率更高、效率更高、電池壽命更長、具有PSU的架中的BBU充電更快等。

前述對實施例的描述係為了說明及描述的目的而提供的。其目的並不旨在詳盡無遺或限制本發明。特定實施例的單個元件或特徵通常不限於該特定實施例，但在適用的情況下，可互換並可用於所選實施例，即使沒有具體顯示或描述。同樣的情況亦可以許多方式變化。此類變化不應視為偏離本發明，且所有此類修改旨在包括在本發明的範疇內。

10:裝備架 20:裝備架 30:裝備架 100:裝備架 102:外殼 104:PSU 106:BBU 108:上部區域 110:下部區域 112:支撐板 114:氣流區域 116:輔助板 118:風扇 120:第一末端/尾端 122:第二末端/前端 124:箭頭 126:尾部部分 128:擋板 130:擋板 132:插座 134:壁 136:底板/下板 138:插座 200:裝備架 202:經修改外殼 204:PSU 212:支撐板 232:上部插座 238:下部插座 240:罩 242:通風口 244:開口 h:高度

本文描述的附圖僅用於說明所選實施例的實施方案而非所有可能的實施方案，且並不旨在限制本發明的範疇。

第1圖係實例機架式裝備架的側視圖。

第2圖係第1圖的裝備架的後透視圖。

第3圖係操作期間第1圖的裝備架的溫度圖。

第4圖係第1圖的裝備架的前視圖。

第5A圖至第5B圖係電源供應單元(power supply unit，PSU)的透視圖。

第6圖係實例架子的前視圖。

第7A圖至第7B圖係包括第5A圖至第5B圖的PSU及第6圖的架子的實例機架式裝備架的前透視圖。

第8圖係圖示操作期間空氣流動穿過第7A圖至第6B圖的機架式裝備架的示意性流程圖。

第9圖係圖示第1圖的機架式裝備架中裝備的溫度與間隙大小有關的圖表。

第10圖係圖示在多種操作模式下沒有包括第1圖的裝備架中的某些特徵的裝備架中的裝備的溫度的圖表。

第11圖係圖示在多種操作模式下第1圖的裝備架中的裝備的溫度的圖表。

相應的參考號表示貫穿於附圖的幾個視圖中的相應部件或特徵。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:裝備架

102:外殼

104:PSU

106:BBU

108:上部區域

110:下部區域

112:支撐板

114:氣流區域

116:輔助板

118:風扇

120:第一末端/尾端

122:第二末端/前端

124:箭頭

126:尾部部分

128:擋板

130:擋板

h:高度

Claims

一種裝備架，包含：至少一個電源單元(PSU)，該至少一個PSU定位於該裝備架的一上部區域中，其中該至少一個PSU的其中一個PSU包括：複數個內部組件；一罩，該罩圍繞該複數個內部組件；及一內部風扇，該內部風扇定位於該罩內且經組態以使冷卻空氣通過該至少一個PSU以冷卻該複數個內部組件；至少一個電池備份單元(BBU)，該至少一個BBU定位於該裝備架的一下部區域中；及一氣流路徑，該氣流路徑在該上部區域與該下部區域之間延伸穿過該裝備架；其中當空氣流動穿過該氣流路徑時，該氣流路徑將該裝備架的該上部區域與該裝備架的該下部區域分開，且將該上部區域中的至少一個PSU與該下部區域中的至少一個BBU熱隔離；及其中該罩包括一通風口，該通風口在該罩的一底表面中形成且定位於鄰近該內部風扇，由此該冷卻空氣的一部分經分流以流動穿過該氣流路徑。
如請求項1所述之裝備架，進一步包含一外殼，該外殼至少包括該上部區域中的一第一板及該下部區域中的一第二板。
如請求項1所述之裝備架，其中該氣流路徑至少部分由該第一板及該第二板界定。
如請求項1所述之裝備架，其中該至少一個PSU耦合至該第一板；且其中該至少一個BBU耦合至該第二板。
如請求項1所述之裝備架，其中該第一板包括至少一個開口，用於將經分流空氣自該至少一個PSU引導至該氣流路徑中。
一種電源架，其包含：一外殼，該外殼具有複數個上部插座及複數個下部插座；多個電源供應單元(PSU)，該多個PSU定位於該複數個上部插座內；多個電池備份單元(BBU)，該多個BBU定位於該複數個下部插座內；及一氣流區域，該氣流區域在該多個PSU與該多個BBU之間，其中當空氣流動穿過該氣流路徑時，該氣流路徑將該多個PSU與該多個BBU分開，且將該多個PSU與該多個BBU熱隔離。
如請求項6所述之電源架，其中該氣流區域至少部分由該複數個下部插座的多個上表面及該複數個上部插座的多個下表面界定。
如請求項6所述之電源架，其中該外殼包括一相等數目的該等上部插座及該等下部插座。
如請求項6所述之電源架，其中該氣流區域包含多個通道，各個通道對應於該多個PSU中的一者及該多個BBU中的一者的一對。
如請求項9所述之電源架，其中該多個通道大體上平行且允許氣流以該相同方向穿過該電源架。
如請求項6所述之電源架，進一步包含耦合至該氣流區域且用以使氣流能夠穿過該氣流區域的至少一個風扇。
如請求項11所述之電源架，其中該風扇定位於該電源架的一末端處，且自該電源架的一相對末端將空氣吸入該氣流區域中。
一種機架式裝備架，包含：一外殼，該外殼具有用於容納電子裝備的至少一個插座，其中該至少一個插座包括定位於該外殼的一上部區域中的多個上部插座及定位於該外殼的一下部區域中的多個下部插座；電子裝備，該電子裝備定位於該多個上部插座內及該多個下部插座內；一通道，該通道耦合至該外殼，其中該通道定位於該上部區域及該下部區域之間；至少一個風扇，該至少一個風扇耦合至該通道以經由該通道吸入空氣，由此經由該通道吸入的該空氣將該電子裝備及/或該機架式裝備架保持在一所需溫度下；及一或多個擋板，該一或多個擋板定位於該電子裝備及該外殼的一尾端之間，該電子裝備定位於該多個上部插座內，該一或多個擋板經組態以抑制流經定位於該多個上部插座內的該電子裝備的一冷卻空氣與經由該通道吸入的該空氣的一混合。
如請求項13所述之機架式裝備架，其中該電子裝備包括至少一個電源供應單元(PSU)。
如請求項13所述之機架式裝備架，其中該電子裝備包括至少一個電池備份單元(BBU)。
如請求項13所述之機架式裝備架，其中該通道耦合至該外殼的一上表面。
如請求項13所述之機架式裝備架，其中該通道耦合至該外殼的一下表面。