專利名稱：一種高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子設(shè)備的散熱與控制領(lǐng)域，具體涉及一種高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，高速數(shù)字信號處理平臺機箱因為包含主板、多塊高速數(shù)字信號處理板，功耗一般都在上千瓦以上，因此發(fā)熱量很大，而且要求具有一定的環(huán)境適應(yīng)性。傳統(tǒng)的散熱裝置都是在核心發(fā)熱區(qū)采用散熱片、同時外加風(fēng)扇的散熱方法降低機箱的溫度，這種辦法一般不利于產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，如在振動環(huán)境下容易使得散熱片脫落，而且風(fēng)扇一直按照一定的運轉(zhuǎn)無法安裝需求進行控制，從而浪費電能。為了克服上述缺點，本發(fā)明設(shè)計了一種高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置。中國專利文獻庫公布了一種名稱為《電子設(shè)備及其散熱裝置》(專利申請?zhí)?01010254337. 7)的發(fā)明專利申請技術(shù)，該發(fā)明專利申請技術(shù)公開了一種電子設(shè)備及其散熱裝置，電子設(shè)備包括一機箱及一裝設(shè)于機箱內(nèi)的主板，散熱裝置裝設(shè)于主板上，主板上設(shè)有一發(fā)熱元件及鄰近發(fā)熱元件的插槽，散熱裝置包括一貼附于發(fā)熱元件的散熱塊、一散熱鰭片、一與散熱鰭片相固定的板卡以及連接于散熱塊及散熱鰭片之間的熱管，板卡包括一用于插接于主板的插槽的插接部。相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明電子設(shè)備及其散熱裝置利用一插接于主板插槽的板卡加固散熱鰭片，可以固定更大尺寸的散熱鰭片，利于散熱。其不足之處在于該發(fā)明專利申請技術(shù)不能不能針對高功耗的高速數(shù)字處理平臺機箱進行散熱，而且這種散熱方式功耗高，風(fēng)扇壽命短，噪聲大，同時安裝不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一種高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，能更加適合于高速數(shù)字信號處理平臺機箱散熱的裝置，能夠加強其環(huán)境適應(yīng)性，同時根據(jù)相應(yīng)的內(nèi)部溫度對散熱裝置進行控制。本發(fā)明的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置包括硬件部分和控制軟件，硬件部分中的底板與機箱固定連接，6U機架固定連接在底板和機箱兩壁；電源模塊、主板與高速數(shù)字信號處理板卡組的接口分別與底板的接口連接并固定在6U機架中的導(dǎo)軌槽中；風(fēng)扇組連接在機箱中緊挨6U機架并與高速數(shù)字信號處理板卡組安裝方向垂直的位置；兩個常規(guī)風(fēng)扇分別安裝在機箱的后面板用于常規(guī)散熱；溫度傳感器安裝于高速數(shù)字信號處理板卡組的散熱腔體內(nèi)，溫度傳感器通過高速數(shù)字信號處理板卡組和底板與底板上的溫度采集裝置相連；溫度采集裝置把采集的數(shù)據(jù)輸送到單片機控制系統(tǒng)，單片機控制系統(tǒng)根據(jù)溫度采集裝置采集的數(shù)據(jù)進行控制數(shù)據(jù)的計算，并把這些計算數(shù)據(jù)送給底板上的風(fēng)扇組控制端，利用風(fēng)扇組控制端對風(fēng)扇組進行控制，風(fēng)扇組的電源接線直接從風(fēng)扇組控制端接出；控制軟件設(shè)置在單片機控制系統(tǒng)內(nèi)部，用于完成溫度數(shù)據(jù)的處理，風(fēng)扇組控制數(shù)據(jù)的計算功能。
所述的風(fēng)扇組設(shè)置有六個風(fēng)扇，每個高速數(shù)字信號處理板卡設(shè)置有四個溫度傳感器。所述的底板固定連接在機箱中，6U機架固定連接在底板與機箱的兩側(cè)壁上，機架內(nèi)具有十三個板卡導(dǎo)軌槽，可以方便的進行板卡及電源模塊插入，底板具有六個8通道的CPC1-E接口與一個主板接口，同時還有五個CPCI接口，這樣保證了數(shù)字信號處理板卡與底板的連接。所屬的CPC1-E接口單通道速率為5Gbps，CPCI接口為66MHz/64bit。本發(fā)明中的風(fēng)扇組通過與機架的板卡垂直的方向緊挨著機架插入與底板的接口相連，其電源開關(guān)在底板上，另兩個風(fēng)扇按照常規(guī)安裝方法安裝在機箱的后壁的兩邊，上電開啟，進行常規(guī)的導(dǎo)熱。本發(fā)明的自動控溫裝置其實就是利用溫度傳感器把高速數(shù)字信號處理平臺機箱中的板卡溫度進行均勻采集，然后根據(jù)這些溫度數(shù)據(jù)進行模糊算法運算，利用該運算的結(jié)果進行風(fēng)扇組中風(fēng)扇的控制，該過程組建成一個閉環(huán)控制，當(dāng)溫度降低時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)降低，從一定程度上降低了機箱的風(fēng)扇功耗，同時延長了風(fēng)扇的壽命，增加了產(chǎn)品的整體使用時間。在每個高速數(shù)字信號處理板卡的腔體內(nèi)側(cè)上都貼有四個溫度傳感器，其位置可以根據(jù)板卡的形狀安裝，均勻的采集高速數(shù)字信號處理平臺中板卡上的溫度，這些溫度通過板卡上的接口與底板上的溫度采集裝置相連接，采集裝置把這些數(shù)據(jù)送入在底板上的51單片機，在該單片機的內(nèi)部先利用簡單的開關(guān)判斷機架內(nèi)的第幾個槽位的板卡發(fā)熱最多，然后判斷有沒有空槽位等，單片機綜合這些采集的數(shù)據(jù)進行模糊算法后把結(jié)果輸出到連接在引腳輸入到設(shè)計中底板上的風(fēng)扇組控制端引腳上，通過輸出一個電壓值的數(shù)字來控制風(fēng)扇的速度，這樣做的效果是如果風(fēng)扇組中的某個風(fēng)扇所對應(yīng)的板卡散熱量特別大，則該風(fēng)扇則全速運轉(zhuǎn)，如果散熱量不是很大，則該風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時使得該區(qū)域的板卡都保持某一溫度即可，如果某風(fēng)扇對應(yīng)的幾塊板卡空缺，則利用模糊算法可能該風(fēng)扇不運轉(zhuǎn)。所述的控制軟件包括如下步驟
a)打開電源，啟動該裝置，采集溫度值，進行傳感器溫度值的比較，被比較的值是事先設(shè)置在單片機存儲器中，最大值為的模糊值I對應(yīng)位置的風(fēng)扇的最大轉(zhuǎn)速，低于最小值的模糊值為0即不需要利用風(fēng)扇，并事先把最大溫度值和最小溫度值之間的溫度值利用先分段處理；
b)把分段后還存在的值進行四舍五入劃到一定的區(qū)域，最后得到的結(jié)果為小數(shù)點后兩位有效值；
c)利用該模糊值對應(yīng)計算出風(fēng)扇組控制端輸出的電壓值，把這個電壓值利用單片機的接口輸出給風(fēng)扇組控制端；
d)根據(jù)溫度傳感器的位置確定所測溫度的板卡位置，根據(jù)風(fēng)扇組控制端輸出的電壓值數(shù)值對風(fēng)扇組中對應(yīng)位置的風(fēng)扇進行控制，如果不關(guān)機則返回采集溫度數(shù)據(jù)，關(guān)機則結(jié)束整個流程。本發(fā)明的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置專門針對功耗高，發(fā)熱量大的高速數(shù)字信號處理平臺機箱設(shè)計，利用溫度傳感器、風(fēng)扇控制端以及風(fēng)扇組，同時把高速數(shù)字信號處理板卡用金屬腔體包裹，使得整機熱量通過板卡的腔體散出后利用風(fēng)扇組的風(fēng)扇排除，更加利于散熱，散熱效率更高，同時整個散熱系統(tǒng)構(gòu)成一個反饋控制系統(tǒng)，降低了整機功耗，延長了風(fēng)扇組的風(fēng)扇使用壽命，同時也降低了因風(fēng)扇帶來的噪聲。


圖1為本發(fā)明的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置的物理架構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置的控制框圖3為本發(fā)明的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置的程序流程圖中，1.機箱 2.常規(guī)風(fēng)扇3.電源模塊 4.6U機架 5.風(fēng)扇組
6.高速數(shù)字信號處理板卡組 7.主板 8.底板 9.溫度傳感器 10.溫度采集裝置 11.單片機控制系統(tǒng) 12.風(fēng)扇組控制端。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。如圖1所示，本發(fā)明的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，主要包括硬件部分和控制軟件，硬件部分中的底板8利用螺釘緊密的固定在機箱I上，然后利用加固螺釘把6U機架4固定在底板8和機箱兩壁，電源模塊3、主板7與高速數(shù)字信號處理板卡組6等插入6U機架4中的導(dǎo)軌槽中，其接口與底板8上提供的接口一致，風(fēng)扇組5插入到機箱I中緊挨6U機架4并與高速數(shù)字信號處理板卡組6安裝方向垂直的位置，兩個常規(guī)風(fēng)扇2安裝在機箱I的后面板用于常規(guī)散熱，溫度傳感器9安裝于高速數(shù)字信號處理板卡組6的散熱腔體內(nèi)部，每個高速數(shù)字信號處理板卡有四個溫度傳感器9，溫度傳感器9通過高速數(shù)字信號處理板卡組6和底板8與底板8上的溫度采集裝置10相連，溫度采集裝置10把采集的數(shù)據(jù)送給單片機控制系統(tǒng)11，單片機控制系統(tǒng)11根據(jù)溫度采集裝置10采集的數(shù)據(jù)進行控制數(shù)據(jù)的計算，并把這些計算數(shù)據(jù)送給底板8上的風(fēng)扇組控制端12，利用風(fēng)扇組控制端12對風(fēng)扇組5進行控制,風(fēng)扇組5的電源接線直接從風(fēng)扇組控制端12接出；軟件部分主要指單片機控制系統(tǒng)11內(nèi)部程序，完成溫度數(shù)據(jù)的處理，風(fēng)扇組控制數(shù)據(jù)的計算等功倉泛。所述的風(fēng)扇組5具有六個風(fēng)扇。所述的高速數(shù)字信號處理板卡組6設(shè)置的高速數(shù)字信號處理板卡數(shù)量為二至
i^一個。所述底板8的接口有CPCI接口與CPC1-E接口。所述的風(fēng)扇組5的六個風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可以通過電壓大小控制，當(dāng)供給風(fēng)扇的電壓能夠啟動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動但又不超過其額定電壓時，電壓的高低與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)扇的物理尺寸大小可以根據(jù)實際機箱中機架的大小進行更換選擇。 所述的6U機架4具有十三個板卡槽位，其中有兩個特別的槽位分別根據(jù)電源模塊3和主板7進行設(shè)計，其余十一個槽位都是留給高速數(shù)字信號處理卡使用的。所述的底板8的大小根據(jù)6U機架4進行設(shè)計，底板8的接口分別按照電源模塊3和主板7的接口進行設(shè)計，同時針對高速數(shù)字信號處理板卡組6還設(shè)計有CPCI接口與CPC1-E接口，用來滿足高速數(shù)字信號處理的需求。所述的高速數(shù)字信號處理板卡組6作為發(fā)熱的重要部件，對其板卡都用腔體進行包裹，以利于更好的散熱，同時主板7也用金屬腔體進行包裹。所述的溫度傳感器9可以選擇DS18B20，單片機控制系統(tǒng)選擇的是多個51系列單片機。所述的利用單片機控制系統(tǒng)11進行計算的方法如下
a)打開電源，啟動該裝置，采集溫度值，進行傳感器溫度值的比較，被比較的值是事先設(shè)置在單片機存儲器中，最大值為的模糊值I對應(yīng)位置的風(fēng)扇的最大轉(zhuǎn)速，低于最小值的模糊值為0即不需要利用風(fēng)扇，并事先把最大溫度值和最小溫度值之間的溫度值利用先分段處理；
b)把分段后還存在的值進行四舍五入劃到一定的區(qū)域，最后得到的結(jié)果為小數(shù)點后兩位有效值，比如0. 55 ；
c)利用該模糊值對應(yīng)計算出風(fēng)扇組控制端12輸出的電壓值，把這個電壓值利用單片機的接口輸出給風(fēng)扇組控制端12 ；
d)根據(jù)溫度傳感器9的位置確定所測溫度的板卡位置，根據(jù)風(fēng)扇組控制端12輸出的電壓值數(shù)值對風(fēng)扇組5中對應(yīng)位置的風(fēng)扇進行控制，如果不關(guān)機則返回采集溫度數(shù)據(jù)，關(guān)機則結(jié)束整個流程。
權(quán)利要求
1.一種高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，其特征在于，所述的裝置包括硬件部分和控制軟件，硬件部分中的底板(8)與機箱(I)固定連接，6U機架(4)固定連接在底板(8)和機箱兩壁；電源模塊(3)、主板(7)與高速數(shù)字信號處理板卡組(6)的接口分別與底板(8)的接口連接并固定在6U機架(4)中的導(dǎo)軌槽中；風(fēng)扇組(5)連接在機箱(I)中緊挨6U機架(4)并與高速數(shù)字信號處理板卡組(6)安裝方向垂直的位置；兩個常規(guī)風(fēng)扇分別安裝在機箱(I)的后面板用于常規(guī)散熱；溫度傳感器(9)安裝于高速數(shù)字信號處理板卡組(6 )的散熱腔體內(nèi)，溫度傳感器(9 )通過高速數(shù)字信號處理板卡組(6 )和底板(8 )與底板(8)上的溫度采集裝置(10)相連；溫度采集裝置(10)采集的數(shù)據(jù)輸送到單片機控制系統(tǒng)(11 )，單片機控制系統(tǒng)(11)根據(jù)溫度采集裝置(10)采集的數(shù)據(jù)進行控制數(shù)據(jù)的計算，并把這些計算數(shù)據(jù)輸送到底板(8)上的風(fēng)扇組控制端(12)，利用風(fēng)扇組控制端(12)對風(fēng)扇組(5)進行控制，風(fēng)扇組(5)的電源接線直接從風(fēng)扇組控制端(12)接出；所述控制軟件設(shè)置在單片機控制系統(tǒng)(11)內(nèi)部，用于完成溫度數(shù)據(jù)的處理，風(fēng)扇組控制數(shù)據(jù)的計算功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，其特征在于所述的風(fēng)扇組(5)設(shè)置有六個風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，其特征在于所述的高速數(shù)字信號處理板卡組(6)設(shè)置的高速數(shù)字信號處理板卡的數(shù)量為二至十一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，其特征在于所述的高速數(shù)字信號處理板卡設(shè)置有四個溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，其特征在于所述底板(8)的接口采用CPCI接口與CPC1-E接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，其特征在于所述的控制軟件包括如下步驟 a)打開電源，啟動該裝置，采集溫度值，進行傳感器溫度值的比較，被比較的值是事先設(shè)置在單片機存儲器中，最大值為的模糊值I對應(yīng)位置的風(fēng)扇的最大轉(zhuǎn)速，低于最小值的模糊值為0即不需要利用風(fēng)扇，并事先把最大溫度值和最小溫度值之間的溫度值利用先分段處理； b)把分段后還存在的值進行四舍五入劃到一定的區(qū)域，最后得到的結(jié)果為小數(shù)點后兩位有效值； c)利用該模糊值對應(yīng)計算出風(fēng)扇組控制端(12)輸出的電壓值，把這個電壓值利用單片機的接口輸出給風(fēng)扇組控制端(12)； d)根據(jù)溫度傳感器(9)的位置確定所測溫度的板卡位置，根據(jù)風(fēng)扇組控制端(12)輸出的電壓值數(shù)值對風(fēng)扇組(5)中對應(yīng)位置的風(fēng)扇進行控制，如果不關(guān)機則返回采集溫度數(shù)據(jù)，關(guān)機則結(jié)束整個流程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高速數(shù)字信號處理平臺機箱用自動控溫散熱裝置，所述裝置的硬件中的底板固定在機箱上，6U機架固定底板上，電源模塊、主板與高速數(shù)字信號處理板卡組插入6U機架中的導(dǎo)軌槽中，風(fēng)扇組安裝在緊挨6U機架與高速數(shù)字信號處理板卡組安裝方向垂直的位置，溫度傳感器安裝于高速數(shù)字信號處理板卡組的腔體內(nèi)，根據(jù)測板卡溫度利用溫度采集裝置、單片機控制系統(tǒng)及風(fēng)扇組控制端運用軟件進行模糊計算后對風(fēng)扇組形成反饋控制，本發(fā)明能夠解決高速運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)如高速數(shù)字信號處理平臺中的散熱問題，散熱效率高，降低了整機功耗，延長了風(fēng)扇組的風(fēng)扇使用壽命，降低了因風(fēng)扇帶來的噪聲。
文檔編號F04D27/00GK102999063SQ20121040353
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者嚴(yán)發(fā)寶, 梅勇, 張建, 陳剛, 涂炯, 陳先玉, 付斌 申請人:綿陽市維博電子有限責(zé)任公司