专利名称：一种散热方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及中大功率的插箱式系统散热技术领域，尤其涉及一 种散热方法及装置。
背景技术：
随着集成电路技术的飞速发展，以大型通讯设备和刀片服务器为代表的大功率插箱式电子设备的集成度越来越高，功能越来越复杂，随之而来的设备功耗也越来越大，因此对设备散热的也提出了更高的要求。但是当散热风扇的散热量较大时，其噪声也就越大。为了满足绿色环保等要求，需要在满足系统散热要求的前提下，尽可能优化散热方案，提高散热效率，降低散热所产生的功耗和噪声。目前最常用的散热方法包括整机散热不分区方法，该方法通过满足系统中对散热要求最高的器件的散热需求，来确定风扇的转速。但是，由于设备每个器件对于散热的要求各不相同，因此，当满足对散热要求最高的器件的散热需求时，风扇的风量超过了实际需求，从而增加了风扇的功耗，也增大了风扇的噪声。另一种常用的散热方法为整机散热分区方法，根据不同分区测量的关键节点的温度来分别确定风扇转速，即不同分区采用不同的风扇转速，从而有效降低散热功耗和噪声。 但是，该方法中分区之间的隔离度较低，不同分区之间风阻差异较大时，风量会从风阻小的分区走掉，从而减小了风阻较大的分区的风量，影响了风阻大的分区的散热效果，而为了满足风阻大的分区的散热效果，需要增大风扇的风量，导致散热功率以及噪声的增加。因此，现有技术的散热方法在对整机散热时，为了满足散热的效果存在风扇散热功率较大，噪声较大的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种散热方法及装置，用以解决现有技术中整机散热时， 为了满足散热的效果存在的风扇散热功率大、噪声大地问题。本发明提供一种散热方法，该方法包括针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出，且每个物理分区中包括至少一个槽位；根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区内每个风扇的转速。本发明提供一种散热装置，该装置包括监测模块，用于针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出，且每个物理分区中包括至少一个槽位；控制模块，用于根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。本发明提供一种散热方法及装置，该方法中在通过槽位上插入直达背板的单板、 托盘或假面板等隔离出的物理分区中，监测该物理分区内关键节点的温度，根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区中风扇的转速。由于本发明中在机框内部， 通过单板、托盘或假面板等将每个槽位划分到了被隔离出的物理分区内，并且单板、托盘或假面板等直达背板，因此可以保证每个物理分区之间的独立性，避免不同物理分区之间的相互干扰，可以确保确定风扇转速的准确性，避免风扇功率的浪费，减小风扇的噪声。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明提供的一种散热过程示意图；图2为本发明提供的被隔离出的每个物理分区的结构示意图；图3为本发明提供的散热的详细过程；图4为本发明提供的散热过程中对风扇转速进行精确控制的过程；图5为本发明提供的散热过程中异常处理的过程；图6为本发明提供的散热装置的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明为了减小风扇的散热效率，降低风扇的噪声，提供了一种散热方法及装置。图1为本发明提供的一种散热过程示意图，该过程包括以下步骤SlOl 针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出，且每个物理分区中包括至少一个槽位。具体的，本发明的散热方法适用于机框中，按照槽位将机框中的槽位隔离到不同的物理分区中。图2为本发明提供的被隔离出的每个物理分区的结构示意图。每两个物理分区之间通过单板、托盘或假面板等有助于分区隔离的结构实现隔离，具体的将单板、托盘或假面板等有助于分区隔离的结构插入到槽位上，将每两个物理分区隔离开。而且为了保证两个物理分区之间不相互影响，进行隔离的单板、托盘或假面板的深度直达机框的背板。 风扇位于每个物理分区的一端。为了保证每个物理分区之间不存在相互影响的风量，在本发明中单板、托盘或假面板应该尽可能近的靠近风扇。较佳地，单板、托盘或假面板距离该物理分区内风扇的距离，不大于风扇厚度的1/3，并且距离越近越好。S102:根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区内每个风扇的转速。在确定每个物理分区风扇的转速时，需要监测该物理分区内的关键节点的温度，根据监测到的关键节点的温度，确定该物理分区内每个风扇的转速。当该物理分区内没有单板或单板的功率较小时，监测到的该物理分区内单板不在位或单板关键节点温度较低， 可以降低风扇的转速或关掉该物理分区内的风扇。在本发明中由于每个物理分区之间包括至少一个槽位，当物理分区中包括两个以上的槽位时，为了避免槽位之间风量的相互干扰，在本发明中采用该物理分区中每个槽位通过插入直达背板的单板、托盘或假面板划分为对应的物理子分区。即每个物理子分区对应一个槽位，因此可以避免槽位之间风量的相互干扰，更加有利于机框的散热。由于本发明中在机框内部，通过单板、托盘或假面板等将每个槽位划分到了被隔离出的物理分区内，并且单板、托盘或假面板等直达背板，因此可以保证每个物理分区之间的独立性，避免不同物理分 区之间的相互干扰，可以确保确定风扇转速的准确性，避免风扇功率的浪费，减小风扇的噪声。另外，在本发明中为了在散热过程中精确控制风扇的转速，避免风扇的功率浪费， 使风扇的转速为提高最小风量的转速，在确定风扇的转速时，还可以根据考虑环境温度，根据环境温度以及监测到的物理分区内关键节点的温度，确定风扇的转速。具体的在确定环境温度时，可以在每个物理分区的两端，分别设置温度传感器，用于监测该物理分区中入风口的温度，即该风扇刚吹出风的温度，并监测物理分区出风口的温度，即风扇吹出的风经过该物理分区后的温度。当监测到该物理分区的入风口的温度、出风口的温度和关键节点的温度后，根据监测到的该物理分区内关键节点的温度、入风口的温度以及出风口的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。在本发明中为了保证使每个物理分区内的器件充分散热，采用了冗余设计，即在本发明中针对每个物理分区，获取该物理分区内当前每个风扇的转速，针对每个风扇，判断获取的当前该风扇的转速是否小于设定的转速阈值，当当前该风扇的转速小于设定的转速阈值时，将该物理分区内其他风扇的转速调节到最大转速。在本发明中通过判断获取的当前该风扇的转速是否小于设定的转速阈值，来确定每个风扇是否转停，当当前风扇的转速小于设定的转速阈值时，认为该风扇转停，为了满足物理分区内器件的散热需求，将该物理分区内其他风扇的转速调节到最大转速。其中该转速阈值可以是具体的转速值，也可以百分数，当该转速阈值为百分数，获取了当前风扇的转速后，确定当前风扇的转速与风扇的设计最大转速的比值，将该比值与该转速阈值对应的百分数进行比较，确定是否将其他风扇的转速调节到最大转速。为简化起见，一般当获取到的风扇的转速低于确定的该风扇的转速的一半时，就认为风扇停转。图3为本发明提供的散热的详细过程，该过程包括以下步骤S301 针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出，且每个物理分区中包括至少一个槽位。S302 监测该物理分区的入风口的温度和出风口的温度。S303:根据监测到的该物理分区内关键节点的温度、入风口的温度以及出风口的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。S304 获取该物理分区内当前每个风扇的转速。
S305 针对每个风扇，判断当前该风扇的转速是否小于设定的转速阈值，当判断结果为是时，进行步骤S306，否则，进行步骤S307。S306:当该风扇的转速小于设定的转速阈值时，将该物理分区内其他风扇的转速调节到最大转速。 S307 保持该物理分区内每个风扇的转速不变。本发明中由于可以监测入风口的温度和出风口的温度，因此可以精确控制物理分区风扇转速，达到精确调节物理分区温度的目的。例如，根据入风口的温度和出风口的温度，确定风道是否堵塞，当确定风道堵塞时，发出风道异常警报。由于本发明采用的风扇调速策略简单高效，同时能够发现风道堵塞的异常，风扇告警的粒度更细。图4为本发明提供的散热过程中对风扇转速进行精确控制的过程，该过程以获取了入风口的温度、出风口的温度和关键节点的温度，确定了风扇的转速后的，对风扇转速进行进一步精确控制过程，该过程包括以下步骤S401 根据监测到的入风口的温度，判断监测到的入风口的温度是否大于设定的第一温度阈值，当判断结果为是时，进行步骤S402，否则，进行步骤S403。S402:将该物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出环境温度过高警报。S403 获取风扇的当前转速，当风扇的当前转速与确定的风扇的转速相同时，判断入风口和出风口的温度差是否小于设定的第二温度阈值，当判断结果为是时，进行步骤 S404，否则，进行步骤S405。其中，在发明中当根据监测到的关键节点的温度、入风口的温度和出风后的温度后，在判断风道是否异常时，需要获取风扇的当前转速，判断风扇的当前转速与确定的风扇的转速是否相同，当风扇的当前转速与确定的风扇的转速之间的差值在设定的范围内时， 认为风扇的当前转速与确定的风扇的转速相同。S404 将物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出风道异常警报。S405 判断该物理分区内每个关键节点的温度是否大于设定的第三温度阈值，当物理分区内至少一个关键节点的温度大于设定的第三温度阈值时，进行步骤S406，当物理分区内每个关键节点的温度都不大于设定的第三温度阈值时，进行步骤S407。S406 增加该物理分区内每个风扇的转速。S407 保持该物理分区内每个风扇的转速不变。在本发明中针对每个物理分区，按照设定的第一时间间隔，确定该物理分区内每个风扇的转速，以便保证物理分区内器件的及时散热，并且可以降低风扇的损耗。其中，每个物理分区确定风扇转速的第一时间间隔可以相同，也可以不同。当该物理分区内风扇的转速确定后，对该物理分区内风扇的转速进行精确调节时，也可以按照设定的时间周期进行，当在一个第一时间间隔内确定了风扇的转速后，可以在该第一时间间隔内多次精确调节风扇的转速，即该风扇转速精确调节的时间周期，与风扇转速确定的第一时间间隔可以相同，也可以不同。另外，由于在发明中为了监测、关键节点的温度、入风口的温度和出风口的温度设置了温度传感器，为了对温度传感器进行监测，在本发明中还包括异常处理过程，具体的异常处理过程包括判断所述入风口的温度是否可读；当所述入风口温度不可读时，判断当前该物理分区内每个风扇的转速是否达到最大转速，当该物理分区内每个风扇的最大转速未达到最大转速时，判断出风口的温度是否可读；当出风口温度不可读时，判断该物理分区关键节点的温度是否可读，当关键节点的温度不可读时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速，当出风口温度可读时，判断出风口温度是否达到设定的第四温度阈值，当该出风口温度达到设定的第四温度阈值时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速。 图5为本发明提供的散热过程中异常处理的过程，该过程包括以下步骤S501 判断入风口的温度是否可读，当判断结果为否时，进行步骤S502，否则，进行步骤S503。S502 判断当前该物理分区内每个风扇的转速是否达到最大转速，当该物理分区内每个风扇的转速都达到最大转速时，进行步骤S508，否则，进行步骤S503。S503 判断出风口的温度是否可读，当判断结果为是时，进行步骤S504，当判断结果为否时，进行步骤S505。S504 判断出风口温度是否达到设定的第四温度阈值，当判断结果为否时，进行步骤S506，当判断结果为是时，进行步骤S507。S505 判断当前该物理分区内每个风扇的转速是否达到最大转速，当该物理分区内每个风扇的转速都达到最大转速时，进行步骤S508，否则，进行步骤S506。S506:判断该物理分区关键节点的温度是否可读，当判断结果为是时，进行步骤 S508，否则，进行步骤S507。S507 将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速。S508 异常处理过程结束。由于本发明中可以对散热过程中的异常情况进行监测并处理，从而也可以防止物理分区内的温度监测不到，影响器件的散热。图6为本发明提供的散热装置的结构示意图，该装置包括监测模块61，用于针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出，且每个物理分区中包括至少一个槽位；控制模块62，用于根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。当物理分区中包括两个以上的槽位时，该物理分区中每个槽位通过插入直达背板的单板、托盘或假面板划分为对应的物理子分区。所述监测模块61，还用于监测该物理分区内入风口的温度及出风口的温度；所述控制模块62，还用于根据监测到的该物理分区内关键节点的温度、入风口的温度以及出风口的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。所述控制模块62，还用于判断监测到的入风口的温度是否大于设定的第一温度阈值；当入风口的温度大于设定的第一温度阈值时，将该物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出环境温度过高警报；当入风口的温度不大于设定的第一温度阈值时，获取风扇的当前转速，当风扇的当前转速等于确定的风扇的转速时，判断入风口和出风口的温度差是否小于设定的第二温度阈值；当入风口和出风口的温度值小于设定的第二温度阈值时， 则将物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出风道异常警报；当入风口和出风口的温度值不小于设定的第二温度阈值时，判断该物理分区内每个关键节点的温度是否大于设定的第三温度阈值；当物理分区内至少一个关键节点的温度大于设定的第三温度阈值时， 则增加该物理分区内每个风扇的转速；当物理分区内每个关键节点的温度都不大于设定的第三温度阈值时，保持该物理分区内每个风扇的转速不变所述控制模块62，还用于判断所述入风口的温度是否可读；当所述入风口温度不可读时，判断当前该物理分区内每个风扇的转速是否达到最大转速，当该物理分区内每个风扇的最大转速未达到最大转速时，判断出风口的温度是否可读；当出风口温度不可读时， 判断该物理分区关键节点的温度是否可读，当关键节点的温度不可读时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速，当出风口温度可读时，判断出风口温度是否达到设定的第四温度阈值，当该出风口温度达到设定的第四温度阈值时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速。所述控制模块62，还用于获取该物理分区内当前每个风扇的转速；针对每个风扇，判断当前该风扇的转速是否小于设定的转速阈值；当当前该风扇的转速小于设定的风扇转速阈值时，将该物理分区内其他风扇的转速调节到最大转速。本发明提供一种散热方法及装置，该方法中在通过槽位上插入直达背板的单板、 托盘或假面板等隔离出的物理分区中，监测该物理分区内关键节点的温度，根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区中风扇的转速。由于本发明中在机框内部， 通过单板、托盘或假面板等将每个槽位划分到了被隔离出的物理分区内，并且单板、托盘或假面板等直达背板，因此可以保证每个物理分区之间的独立性，避免不同物理分区之间的相互干扰，可以确保确定风扇转速的准确性，避免风扇功率的浪费，减小风扇的噪声。上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种散热方法，其特征在于，所述方法包括针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出；根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区内每个风扇的转速。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 监测该物理分区内入风口的温度及出风口的温度；所述确定该物理分区内每个风扇的转速包括根据监测到的该物理分区内关键节点的温度、入风口的温度以及出风口的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 判断监测到的入风口的温度是否大于设定的第一温度阈值；当入风口的温度大于设定的第一温度阈值时，将该物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出环境温度过高警报；当入风口的温度不大于设定的第一温度阈值时，获取风扇的当前转速，当风扇的当前转速等于确定的风扇的转速时，判断入风口和出风口的温度差是否小于设定的第二温度阈值；当入风口和出风口的温度值小于设定的第二温度阈值时，则将物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出风道异常警报；当入风口和出风口的温度值不小于设定的第二温度阈值时，判断该物理分区内每个关键节点的温度是否大于设定的第三温度阈值；当物理分区内至少一个关键节点的温度大于设定的第三温度阈值时，则增加该物理分区内每个风扇的转速；当物理分区内每个关键节点的温度都不大于设定的第三温度阈值时，保持该物理分区内每个风扇的转速不变。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 判断所述入风口的温度是否可读；当所述入风口温度不可读时，判断当前该物理分区内每个风扇的转速是否达到最大转速，当该物理分区内每个风扇的最大转速未达到最大转速时，判断出风口的温度是否可读；当出风口温度不可读时，判断该物理分区关键节点的温度是否可读， 当关键节点的温度不可读时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速， 当出风口温度可读时，判断出风口温度是否达到设定的第四温度阈值， 当该出风口温度达到设定的第四温度阈值时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 获取该物理分区内当前每个风扇的转速；针对每个风扇，判断当前该风扇的转速是否小于设定的转速阈值； 当当前该风扇的转速小于设定的转速阈值时，将该物理分区内其他风扇的转速调节到最大转速。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当物理分区中包括两个以上的槽位时，该物理分区中每个槽位通过插入直达背板的单板、托盘或假面板划分为对应的物理子分区。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于了，所述单板、托盘或假面板距离该物理分区内风扇的距离，不大于风扇厚度的1/3。
8.一种散热装置，其特征在于，所述装置包括监测模块，用于针对每个被隔离出的物理分区，监测该物理分区内关键节点的温度，其中每个物理分区通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板被隔离出，且每个物理分区中包括至少一个槽位；控制模块，用于根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述监测模块，还用于监测该物理分区内入风口的温度及出风口的温度；所述控制模块，还用于根据监测到的该物理分区内关键节点的温度、入风口的温度以及出风口的温度，确定该物理分区每个风扇的转速。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于判断监测到的入风口的温度是否大于设定的第一温度阈值；当入风口的温度大于设定的第一温度阈值时，将该物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出环境温度过高警报；当入风口的温度不大于设定的第一温度阈值时，获取风扇的当前转速，当风扇的当前转速等于确定的风扇的转速时，判断入风口和出风口的温度差是否小于设定的第二温度阈值；当入风口和出风口的温度值小于设定的第二温度阈值时，则将物理分区内的每个风扇调节到最大转速，并发出风道异常警报；当入风口和出风口的温度值不小于设定的第二温度阈值时，判断该物理分区内每个关键节点的温度是否大于设定的第三温度阈值；当物理分区内至少一个关键节点的温度大于设定的第三温度阈值时，则增加该物理分区内每个风扇的转速；当物理分区内每个关键节点的温度都不大于设定的第三温度阈值时，保持该物理分区内每个风扇的转速不变。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于判断所述入风口的温度是否可读；当所述入风口温度不可读时，判断当前该物理分区内每个风扇的转速是否达到最大转速，当该物理分区内每个风扇的最大转速未达到最大转速时，判断出风口的温度是否可读；当出风口温度不可读时，判断该物理分区关键节点的温度是否可读，当关键节点的温度不可读时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速，当出风口温度可读时， 判断出风口温度是否达到设定的第四温度阈值，当该出风口温度达到设定的第四温度阈值时，将该物理分区内风扇的转速调节到最大转速。
12.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于获取该物理分区内当前每个风扇的转速；针对每个风扇，判断当前该风扇的转速是否小于设定的转速阈值； 当当前该风扇的转速小于设定的风扇转速阈值时，将该物理分区内其他风扇的转速调节到最大转速。
全文摘要
本发明提供一种散热方法及装置。该方法中在通过槽位上插入直达背板的单板、托盘或假面板等隔离出的物理分区中，监测该物理分区内关键节点的温度，根据监测到的该物理分区内关键节点的温度，确定该物理分区中风扇的转速。由于本发明中在机框内部，通过单板、托盘或假面板等将每个槽位划分到了被隔离出的物理分区内，并且单板、托盘或假面板等直达背板，因此可以保证每个物理分区之间的独立性，避免不同物理分区之间的相互干扰，可以确保确定风扇转速的准确性，避免风扇功率的浪费，减小风扇的噪声。
文档编号H05K7/20GK102307447SQ201110251238
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者吴俊 , 朱寿礼 申请人:中兴通讯股份有限公司