[发明专利]电子器件底架的气流管理系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请享有2005年12月14日提出的题为“电子器件底架的气流系统” 的美国临时申请No.60/750,217的优先权，这里引入其全部内容供参考。

技术领域

一般来说，这里所公开的内容涉及电子器件壳体中的热管理。更具体 地说，该内容涉及在可层叠的电子器件底架中的改进的气流。

背景技术

现代电子器件-例如电信设备-通常都容放在机架中或底架上。该底 架有许多功能，包括为其内容物提供结构支承、提供共同的电气接地、提 供不受电磁干扰(EMI)的保护等。对于许多应用(例如，电信中心，服务器场 地等)，普通的作法是将多个单独的电子器件底架层叠在专门的架中。再将 多个架并排地排列。这种结构可以减小容纳大量的这种电子器件壳体所需 要的空间。

在一些工业部门内，有一些制定标准的组织发布了一些形式的电子器 件底架的规格。这种组织的一个例子为PCI工业计算机制造者团体 (PICMG)，和这种规格的例子为PICMG 3.0修订版2.0或如进一步更新和更 普遍所知的那样，为先进的电信计算结构(ATCA)规格。ATCA确定基于标 准的电信计算平台的规格。该规格由有代表性的超过100个工业供应商和 电信设备制造商开发。

ATCA确定以开放开关结构为基础的平台，该平台可传送性能、故障 容差以及电信和数据中心设备的可升级方案的工业标准。基础规格根据可 热交换的叶片之间的开关结构连接来确定现成的模块化底架的物理和电气 特性。该ATCA基础规格确定板的形式因素，芯底板结构的连接性，功率， 管理界面和该板的机电规格。该机电规格可使来自不同卖主的设备以模块 化形式安装，同时保证能工作。

虽然ATCA在提供标准的电信和计算机元件接口与工作能力方面作了 很大的改进，但几个设计规格没有考虑处理速度的增加和电子器件板的密 度。例如，该规格允许的每个槽的200W功率耗散对一块板可以产生多少热 有限制，但不确定热源的位置。为了满足日益增加的带宽需求，处理速度 增加比ATCA预期的快。因为速度和功率消耗之间有直接的关系-即处理 器速度越快，处理器的功率消耗越高，因此，包括处理器的处理速度较快 的板的ATCA底架必需耗散较大量的热。考虑到ATCA基础规格确定的刚 性板的形成因素，这会使诸如处理器一类高速和大功率元件的充分冷却有 问题，因为这些元件消耗200W的大部分。另外，由于在现行的冷却能力的 边缘工作，即使冷却系统的部分故障(例如一个或多个风扇)也会使元件损坏 或使系统停机。

本发明是在这个背景下提出的。

发明内容

考虑到上述问题，提出了各种用于改善通过包括(不限于)ATCA底架的 电子器件底架的气流的系统和方法(即发明)。

根据第一方面，本发明包括由具有四个垂直侧壁、一顶面和一底面的 壳体构成的底架。该壳体的内部包括上风室、下风室和在该两个风室之间 用于容纳多个电子器件板的部分。该上风室的第一入孔可以利用来进入第 一风扇装置，该第一风扇装置可以有选择地通过该第一入孔取出。该上风 室的第二入孔可以用于有选择地进入和/或取出第二风扇装置。然而，将进 一步理解，在其他配置中，第一和第二风扇装置中的每个装置都可通过任 何一个入孔取出。

在一种配置中，该第一入孔通过该底架的第一垂直侧壁，该第二入孔 通过第二垂直侧壁。另外，这些第一和第二侧壁可以是不相邻的。例如， 该第一和第二垂直侧壁可以为该电子器件底架的前壁和后壁。每个风扇装 置可以包括多个单个风扇。每个风扇装置或一个风扇装置中的每单个风扇 可在该同一风扇装置的余下风扇或其他风扇装置没有结束工作时取出。此 外，该风扇装置中的每个风扇可被单独控制。

在一种配置中，该第一和第二风扇装置可以串联配置。在这种配置中， 该第一和第二风扇装置可使空气在与该底架的垂直侧壁基本垂直的方向运 动。即，该风扇装置可以与该垂直侧壁对齐。在另一种配置中，至少一个 风扇装置可以相对于垂直侧壁水平配置。在这种配置中，该水平的风扇装 置可以放置在位于该底架内的电子器件板的上面或下面。在这种配置中， 该水平的风扇装置可使空气在与垂直侧壁基本平行的方向运动。即，该水 平风扇装置可使空气进入该上风室，而另一个风扇装置(例如，垂直的风扇 装置)可使空气从该风室通过空气出口排出。