一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其具體實(shí)現(xiàn)過程為：合理設(shè)置總體構(gòu)架，設(shè)計(jì)兩級熱拔插保護(hù)電路，設(shè)置風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測及通過PWM進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速管理，采用自動切換可選風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的管理功能，當(dāng)上級管理死機(jī)時(shí)，自動切換到固定轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇控制板上集成溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對rack系統(tǒng)出風(fēng)口溫度檢測，并根據(jù)散熱方案實(shí)現(xiàn)整機(jī)柜的散熱智能控制，對每個風(fēng)扇進(jìn)行ID識別、風(fēng)扇absent檢測功能；并對每個風(fēng)扇進(jìn)行狀態(tài)展示。該一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，極大提高了穩(wěn)定性、可靠性；散熱管理更加全面，更加智能；穩(wěn)定性好；實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣泛，易于推廣。
【專利說明】一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及服務(wù)器機(jī)柜散熱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種實(shí)用性強(qiáng)、高密度機(jī)柜散熱集中管理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著IT行業(yè)的不斷發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)(Big Data)時(shí)代的來臨?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大:信息服務(wù)、網(wǎng)上通訊、協(xié)同工作、電子商務(wù)、網(wǎng)上教育、網(wǎng)上娛樂，人們工作生活上的許多業(yè)務(wù)都呈現(xiàn)信息化的發(fā)展趨勢。隨著用戶業(yè)務(wù)需求的不斷增長對IT基礎(chǔ)架構(gòu)提出了更高的要求，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的計(jì)算及存儲性能要求越來越大，高密度服務(wù)器機(jī)柜系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為趨勢。
[0003]隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，對于系統(tǒng)管理的要求也越來越高。尤其在服務(wù)器系統(tǒng)領(lǐng)域，隨著用戶業(yè)務(wù)需求的不斷增長對IT基礎(chǔ)架構(gòu)提出了更高的要求，高密度服務(wù)器機(jī)柜系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為趨勢。這種架構(gòu)可以解決我們海量數(shù)據(jù)的同一時(shí)刻共同計(jì)算問題，提高整體的系統(tǒng)性能；而且還可以節(jié)省服務(wù)器機(jī)房寶貴的空間限制，能夠最大密度的部署計(jì)算單元。這種高密度的服務(wù)器機(jī)柜對其管理系統(tǒng)提出更高的要求，尤其是對其散熱管理系統(tǒng)，其需求也逐步朝著更加系統(tǒng)、更加全方位、更加智能的方向發(fā)展。
[0004]為能夠智能的處理好功耗與散熱之間的關(guān)系，現(xiàn)提供一種新型的高密度機(jī)柜散熱集中管理方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)用性強(qiáng)、高密度機(jī)柜散熱集中管理方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其具體實(shí)現(xiàn)過程為:
一、設(shè)置散熱構(gòu)架:將整個機(jī)柜設(shè)置成N層,每層為一個風(fēng)扇窗且均勻分布若干散熱風(fēng)扇；每個風(fēng)扇窗內(nèi)的所有風(fēng)扇由一個風(fēng)扇控制板控制和供電，所述風(fēng)扇控制板上均設(shè)置有管理主板；
二、設(shè)置兩級熱拔插保護(hù):
第一級保護(hù)，在風(fēng)扇控制板上設(shè)置熱交換芯片，該熱交換芯片通過I2C總線接入上述管理主板，該熱交換芯片還連接有銅排，在管理主板與熱交換芯片之間的風(fēng)扇控制板上還設(shè)置有風(fēng)扇控制板檢測電路和風(fēng)扇控制板電流監(jiān)控電路，進(jìn)而形成初步熱插拔保護(hù)電路，當(dāng)風(fēng)扇控制板發(fā)生故障時(shí)，電流增大觸發(fā)管理主板控制熱交換芯片斷開銅排與機(jī)柜的電連；
第二級保護(hù)，在單個風(fēng)扇處設(shè)置熱拔插保護(hù)電路，該保護(hù)電路包括連接風(fēng)扇的熱拔插保護(hù)芯片，熱拔插保護(hù)芯片通過I2C總線連接上述管理主板，當(dāng)風(fēng)扇電流超過過流保護(hù)電流值時(shí)，熱插拔保護(hù)芯片觸發(fā)風(fēng)扇斷電，該熱拔插保護(hù)芯片還連接有設(shè)置在風(fēng)扇控制板上的自恢復(fù)電路，當(dāng)故障風(fēng)扇替換后，該自恢復(fù)電路啟動恢復(fù)風(fēng)扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
三、設(shè)置風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測及通過PWM進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速管理:
設(shè)置N個與機(jī)柜每層相對應(yīng)的風(fēng)扇拔插板，該風(fēng)扇拔插板上設(shè)置有監(jiān)控芯片，該監(jiān)控芯片通過設(shè)置在風(fēng)扇插拔板上的ESD保護(hù)電路與每個風(fēng)險(xiǎn)相連通，所述監(jiān)控芯片通過U2C總線與管理主板通信連接，該監(jiān)控芯片對每個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速檢測并通過PWM信號對每個風(fēng)扇進(jìn)行轉(zhuǎn)速管理；
四、在風(fēng)扇控制板上安裝溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)柜服務(wù)器內(nèi)的環(huán)境溫度，并將該溫度信息傳遞給上述監(jiān)控芯片；
五、在風(fēng)扇控制板上增加固定轉(zhuǎn)速電路、轉(zhuǎn)速自動切換電路:當(dāng)機(jī)柜管理主板故障或斷電時(shí)，風(fēng)扇控制板按照固定轉(zhuǎn)速電路預(yù)設(shè)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)機(jī)柜管理主板正常工作時(shí)，控制該控制信號的電平變化，轉(zhuǎn)速自動切換電路切換到由管理主板控制風(fēng)扇控制板，從而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；
六、在風(fēng)扇控制板上安裝邏輯控制芯片，然后對每個風(fēng)扇進(jìn)行ID編碼識別，并通過邏輯檢測芯片完成風(fēng)扇absent檢測；
七、在風(fēng)扇控制板上安裝電平轉(zhuǎn)換芯片，該電平轉(zhuǎn)換芯片連接管理主板，管理主板根據(jù)檢測到的風(fēng)扇狀態(tài)控制該電平轉(zhuǎn)換芯片的1高低電平變化，實(shí)現(xiàn)信號燈的狀態(tài)提示。
[0007]所述機(jī)柜分為4層，每層高度為10U，每個風(fēng)扇窗內(nèi)通過風(fēng)道隔離分成9個獨(dú)立散熱區(qū)域，每個散熱區(qū)域內(nèi)置一個散熱風(fēng)扇。
[0008]所述步驟四中管理主板通過監(jiān)控芯片發(fā)送的溫度區(qū)間調(diào)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速:即溫度小于27°C、27°C?31°C、31°C?34°C、大于34°C時(shí)，對應(yīng)的風(fēng)扇起始轉(zhuǎn)速分別為:10%、15%、20%、30%。
[0009]所述固定轉(zhuǎn)速電路包括控制轉(zhuǎn)速電路，該控制轉(zhuǎn)速電路連接其控制的風(fēng)扇；所述轉(zhuǎn)速自動切換電路包括連接風(fēng)扇且實(shí)現(xiàn)自動切換功能的MCU、與該MCU連接的RMC芯片、該MCU和RMC芯片均連接邏輯控制電路。
[0010]所述固定轉(zhuǎn)速電路的詳細(xì)內(nèi)容包括通用定時(shí)器U2，該U2包括8個針腳:針腳I為接地引腳；針腳2為控制端輸入引腳；針腳3為輸出引腳；針腳4為復(fù)位信號輸入端；針腳5為屏顯綠色輸出引腳；針腳6為高觸發(fā)引腳；針腳7為放電端引腳；針腳8為供電電壓輸入引腳；
其中電壓輸入端分成三組:第一組經(jīng)并聯(lián)的電容C8和C9后接地；第二組連接U2的針腳4和針腳8 ;第三組經(jīng)單刀雙擲開關(guān)swl后接入并聯(lián)的電阻RlO和R11，該并聯(lián)電阻RlO和Rll的輸出端也分成兩條線路，第一條直接接入針腳7，第二條經(jīng)單刀雙擲開關(guān)sw2后接入并聯(lián)的電阻R8和R9后再分成兩條線路，第一條經(jīng)電容ClO后接地，第二條接入U(xiǎn)l的針腳2和針腳6 ；
上述Ul的針腳I接地，針腳3接輸出端，針腳5經(jīng)電容C7后接地。
[0011]所述步驟六中absent檢測過程為:邏輯檢測芯片的1 口初始狀態(tài)設(shè)置為高電平，當(dāng)風(fēng)扇插入該1 口則變?yōu)榈碗娖?，完成該風(fēng)扇的在位檢測，然后邏輯檢測芯片通過I2C將風(fēng)扇信息傳送給管理主板，這里的風(fēng)扇信息包括:風(fēng)扇ID、故障風(fēng)扇告警時(shí)ID、風(fēng)扇在位檢測結(jié)果。
[0012]所述第二級保護(hù)的熱插拔保護(hù)電路具體結(jié)構(gòu)包括熱拔插保護(hù)芯片Ul，該Ul包括10個針腳:針腳I為允許電壓輸入引腳；針腳2為參考電壓輸入引腳；針腳3為充電電流設(shè)定、充電電流監(jiān)控和停機(jī)引腳；針腳4為定時(shí)器輸入引腳；針腳5為接地引腳；針腳6為電源輸出有效引腳；針腳7電壓輸出引腳；針腳8為N溝道MOS管連接引腳；針腳9為采樣電阻引腳；針腳10為供電電壓輸入引腳；
其中針腳I經(jīng)過電阻Rl接入電源輸入端，針腳2順序經(jīng)過電阻R3、R4后接地，針腳3經(jīng)過電阻R4后接地，針腳4經(jīng)過電容C6后接地，針腳5接地，針腳6經(jīng)電阻R5后接電源輸出端，針腳7直接接電源輸出端，針腳8經(jīng)電阻R6后接N溝道MOS管的柵極，該MOS管的源極接電源輸出端、漏極經(jīng)電阻R7接電源輸入端，針腳9經(jīng)電阻R7接電源輸入端，針腳10直接連接電源輸入端。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是:
本發(fā)明的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法中的整個產(chǎn)品散熱系統(tǒng)的總體架構(gòu)，適用于高密度的機(jī)柜配置，滿足不同客戶需求的不同搭配；風(fēng)扇控制采用二級的熱拔插保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇控制板的帶電熱拔插功能及單個風(fēng)扇的可恢復(fù)熱拔插功能，極大提高了穩(wěn)定性、可靠性；散熱管理更加全面，更加智能；穩(wěn)定性好；實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣泛，易于推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明的風(fēng)扇窗外觀圖。
[0015]附圖2是本發(fā)明的風(fēng)扇控制板部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖3是本發(fā)明的兩級熱拔插保護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖4是風(fēng)扇熱拔插保護(hù)電路圖。
[0018]附圖5是本發(fā)明的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速管理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖6是可選擇風(fēng)扇轉(zhuǎn)速電路圖。
[0020]附圖7是中板溫度為31?34°C時(shí)的系統(tǒng)功耗與轉(zhuǎn)速調(diào)控曲線圖。
[0021]附圖8是本發(fā)明的風(fēng)扇狀態(tài)控制示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法作以下詳細(xì)說明。
[0023]I)為了實(shí)現(xiàn)在高度為44U，需要在40U空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最多80個計(jì)算節(jié)點(diǎn)或存儲節(jié)點(diǎn)的部署。實(shí)現(xiàn)整機(jī)柜的更加系統(tǒng)、更加全方位、更加智能的散熱管理，現(xiàn)提供一種新型的高密度機(jī)柜散熱集中管理方法。具體
【發(fā)明內(nèi)容】
可以分為如下七個方面:散熱系統(tǒng)的總體架構(gòu)。在40U空間內(nèi)分層次風(fēng)扇窗設(shè)計(jì)，提高擴(kuò)展型，滿足不同客戶需求的不同搭配；二級熱拔插保護(hù)功能。實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇控制板的帶電熱拔插功能及單個風(fēng)扇的可恢復(fù)熱拔插功能，極大提高了穩(wěn)定性、可靠性；風(fēng)扇轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速檢測及通過PWM進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速管理；可自動切換可選風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的管理功能，當(dāng)上級管理死機(jī)時(shí)，自動切換到固定轉(zhuǎn)速而保證節(jié)點(diǎn)的散熱有效性；風(fēng)扇控制板上集成溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對rack系統(tǒng)出風(fēng)口溫度檢測，并根據(jù)散熱方案實(shí)現(xiàn)整機(jī)柜的散熱智能控制；具有對每個風(fēng)扇的ID識別、風(fēng)扇absent檢測功能；具有對每個風(fēng)扇的狀態(tài)管理指不功能(fail、ok狀態(tài)指不)?；诖嗽O(shè)計(jì)思路，如附圖1?8所不,現(xiàn)提供一種聞密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其具體實(shí)現(xiàn)過程為:
一、如附圖1、圖2所示，設(shè)置散熱構(gòu)架:將整個機(jī)柜設(shè)置成N層，每層為一個風(fēng)扇窗且均勻分布若干散熱風(fēng)扇；每個風(fēng)扇窗內(nèi)的所有風(fēng)扇由一個風(fēng)扇控制板控制和供電，所述風(fēng)扇控制板上均設(shè)置有管理主板，圖1中的框格即為每個單獨(dú)的風(fēng)扇窗。
[0024]在實(shí)際制作時(shí),將整機(jī)柜分成4層,每層高度為10U,每1U為一個風(fēng)扇窗。風(fēng)扇窗之間有風(fēng)道隔離，每個風(fēng)扇窗由9個風(fēng)扇組成，如附圖1所示。每個風(fēng)扇窗可以由一個風(fēng)扇控制板進(jìn)行單獨(dú)控制和供電?？梢愿鶕?jù)客戶需求的節(jié)點(diǎn)數(shù)量(O?80)，搭配相應(yīng)的風(fēng)扇窗及風(fēng)扇數(shù)量，將不使用的風(fēng)扇位置用擋板擋死。通過這種靈活的搭配極大提高產(chǎn)品的易用性及多樣性。
[0025]二、如附圖3所示，設(shè)置兩級熱拔插保護(hù):
第一級保護(hù)，在風(fēng)扇控制板上設(shè)置熱交換芯片，該熱交換芯片通過I2C總線接入上述管理主板，該熱交換芯片還連接有銅排，在管理主板與熱交換芯片之間的風(fēng)扇控制板上還設(shè)置有風(fēng)扇控制板檢測電路和風(fēng)扇控制板電流監(jiān)控電路，進(jìn)而形成初步熱插拔保護(hù)電路，當(dāng)風(fēng)扇控制板發(fā)生故障時(shí)，電流增大觸發(fā)管理主板控制熱交換芯片斷開銅排與機(jī)柜的電連，不影響整機(jī)柜其它單元正常運(yùn)行。
[0026]第二級保護(hù)，在單個風(fēng)扇處設(shè)置熱拔插保護(hù)電路，該保護(hù)電路包括連接風(fēng)扇的熱拔插保護(hù)芯片，熱拔插保護(hù)芯片通過I2C總線連接上述管理主板，當(dāng)風(fēng)扇電流超過過流保護(hù)電流值時(shí)，熱插拔保護(hù)芯片觸發(fā)風(fēng)扇斷電，該熱拔插保護(hù)芯片還連接有設(shè)置在風(fēng)扇控制板上的自恢復(fù)電路，當(dāng)故障風(fēng)扇替換后，該自恢復(fù)電路啟動恢復(fù)風(fēng)扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0027]如附圖4所示，所述第二級保護(hù)的熱插拔保護(hù)電路具體結(jié)構(gòu)包括熱拔插保護(hù)芯片U1，該Ul包括10個針腳:針腳I為允許電壓輸入引腳；針腳2為參考電壓輸入引腳；針腳3為充電電流設(shè)定、充電電流監(jiān)控和停機(jī)引腳；針腳4為定時(shí)器輸入引腳；針腳5為接地引腳；針腳6為電源輸出有效引腳；針腳7電壓輸出引腳；針腳8為N溝道MOS管連接引腳；針腳9為采樣電阻引腳；針腳10為供電電壓輸入引腳；
其中針腳I經(jīng)過電阻Rl接入電源輸入端，針腳2順序經(jīng)過電阻R3、R4后接地，針腳3經(jīng)過電阻R4后接地，針腳4經(jīng)過電容C6后接地，針腳5接地，針腳6經(jīng)電阻R5后接電源輸出端，針腳7直接接電源輸出端，針腳8經(jīng)電阻R6后接N溝道MOS管的柵極，該MOS管的源極接電源輸出端、漏極經(jīng)電阻R7接電源輸入端，針腳9經(jīng)電阻R7接電源輸入端，針腳10直接連接電源輸入端。
[0028]三、設(shè)置風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測及通過PWM進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速管理:
如附圖5所示，設(shè)置N個與機(jī)柜每層相對應(yīng)的風(fēng)扇拔插板，該風(fēng)扇拔插板上設(shè)置有監(jiān)控芯片，該監(jiān)控芯片通過設(shè)置在風(fēng)扇插拔板上的ESD保護(hù)電路與每個風(fēng)險(xiǎn)相連通，所述監(jiān)控芯片通過U2C總線與管理主板通信連接，該監(jiān)控芯片對每個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速檢測并通過PWM信號對每個風(fēng)扇進(jìn)行轉(zhuǎn)速管理。
[0029]這樣在風(fēng)扇監(jiān)控電路中能夠同時(shí)檢測多個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速信息，比提供相關(guān)信號給檢測芯片根據(jù)其信號特征進(jìn)行PWM管理，并且通過肖特基二極管BAT54C對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測信號及PWM信號進(jìn)行ESD防護(hù)，穩(wěn)定其工作電壓，提高工作性能。
[0030]四、在風(fēng)扇控制板上安裝溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)柜服務(wù)器內(nèi)的環(huán)境溫度，并將該溫度信息傳遞給上述監(jiān)控芯片。
[0031]每塊風(fēng)扇控制板均可以通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)柜服務(wù)器內(nèi)的環(huán)境溫度，并及時(shí)的傳遞給監(jiān)控芯片，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)環(huán)境的溫度變換對風(fēng)扇墻上的所有風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行智能的自動調(diào)整，提高了風(fēng)扇監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，保證風(fēng)扇的合理運(yùn)行，有效降低了系統(tǒng)散熱功耗和噪音水平，同時(shí)保證了散熱系統(tǒng)的冗余性。
[0032]該散熱方案根據(jù)實(shí)測值把中板的調(diào)控溫度分為四個區(qū)間:小于27°C，27°C?31°C，31°C?34°C，大于34°C。四個溫度區(qū)間對應(yīng)的風(fēng)扇墻起始轉(zhuǎn)速分別設(shè)置為:10%，15%，20%，30%。機(jī)柜管理主板根據(jù)通過I2C檢測到的機(jī)柜溫度與上述溫度區(qū)間相對應(yīng)，并通過SMB總線連接風(fēng)扇傳感器，對相應(yīng)的寄存器進(jìn)行訪問，監(jiān)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并根據(jù)相對應(yīng)溫度區(qū)間的調(diào)控方案進(jìn)行智能調(diào)控。例如，當(dāng)中板溫度為31°C?34°C風(fēng)扇起始轉(zhuǎn)速為20%時(shí)，系統(tǒng)的功耗與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的調(diào)控曲線如附圖7所示。
[0033]另外，當(dāng)通過FANCTL信號檢測到單個風(fēng)扇損壞時(shí)，管理主板通過PWM信號控制其余風(fēng)扇，按照調(diào)速策略提升風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，同時(shí)輸出風(fēng)扇損壞報(bào)警日志信息并進(jìn)行報(bào)警，方便客戶進(jìn)行風(fēng)扇的熱拔插更換。
[0034]五、在風(fēng)扇控制板上增加固定轉(zhuǎn)速電路、轉(zhuǎn)速自動切換電路:當(dāng)機(jī)柜管理主板故障或斷電時(shí)，風(fēng)扇控制板按照固定轉(zhuǎn)速電路預(yù)設(shè)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)機(jī)柜管理主板正常工作時(shí)，控制該控制信號的電平變化，轉(zhuǎn)速自動切換電路切換到由管理主板控制風(fēng)扇控制板，從而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
[0035]所述固定轉(zhuǎn)速電路包括控制轉(zhuǎn)速電路，該控制轉(zhuǎn)速電路連接其控制的風(fēng)扇；所述轉(zhuǎn)速自動切換電路包括連接風(fēng)扇且實(shí)現(xiàn)自動切換功能的MCU、與該MCU連接的RMC芯片、該MCU和RMC芯片均連接邏輯控制電路。
[0036]如附圖6所示，所述固定轉(zhuǎn)速電路的詳細(xì)內(nèi)容包括通用定時(shí)器U2，該U2包括8個針腳:針腳I為接地引腳；針腳2為控制端輸入引腳；針腳3為輸出引腳；針腳4為復(fù)位信號輸入端；針腳5為屏顯綠色輸出引腳；針腳6為高觸發(fā)引腳；針腳7為放電端引腳；針腳8為供電電壓輸入引腳；
其中電壓輸入端分成三組:第一組經(jīng)并聯(lián)的電容C8和C9后接地；第二組連接U2的針腳4和針腳8 ;第三組經(jīng)單刀雙擲開關(guān)swl后接入并聯(lián)的電阻RlO和R11，該并聯(lián)電阻RlO和Rll的輸出端也分成兩條線路，第一條直接接入針腳7，第二條經(jīng)單刀雙擲開關(guān)sw2后接入并聯(lián)的電阻R8和R9后再分成兩條線路，第一條經(jīng)電容ClO后接地，第二條接入U(xiǎn)l的針腳2和針腳6 ；
上述Ul的針腳I接地，針腳3接輸出端，針腳5經(jīng)電容C7后接地。
[0037]上述兩個單刀雙擲開關(guān)可分別選擇36%、48%、52%、64%轉(zhuǎn)速的電路，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行預(yù)設(shè)電路選擇。
[0038]六、在風(fēng)扇控制板上安裝邏輯控制芯片，然后對每個風(fēng)扇進(jìn)行ID編碼識別，并通過邏輯檢測芯片完成風(fēng)扇absent檢測。
[0039]所述absent檢測過程為:邏輯檢測芯片的1 口初始狀態(tài)設(shè)置為高電平，當(dāng)風(fēng)扇插入該1 口則變?yōu)榈碗娖?，完成該風(fēng)扇的在位檢測，然后邏輯檢測芯片通過I2C將風(fēng)扇信息傳送給管理主板，完成風(fēng)扇ID識別、故障風(fēng)扇告警時(shí)ID識別、風(fēng)扇在位檢測功能。
[0040]七、如附圖8所示，在風(fēng)扇控制板上安裝電平轉(zhuǎn)換芯片，該電平轉(zhuǎn)換芯片連接管理主板，管理主板根據(jù)檢測到的風(fēng)扇狀態(tài)控制該電平轉(zhuǎn)換芯片的1高低電平變化，實(shí)現(xiàn)信號燈的狀態(tài)提示，即實(shí)現(xiàn)每個風(fēng)扇的Ok (綠色)LED燈、Fail (紅色)燈的狀態(tài)控制。
[0041]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于其具體實(shí)現(xiàn)過程為: 一、設(shè)置散熱構(gòu)架:將整個機(jī)柜設(shè)置成N層,每層為一個風(fēng)扇窗且均勻分布若干散熱風(fēng)扇；每個風(fēng)扇窗內(nèi)的所有風(fēng)扇由一個風(fēng)扇控制板控制和供電，所述風(fēng)扇控制板上均設(shè)置有管理主板； 二、設(shè)置兩級熱拔插保護(hù): 第一級保護(hù)，在風(fēng)扇控制板上設(shè)置熱交換芯片，該熱交換芯片通過I2C總線接入上述管理主板，該熱交換芯片還連接有銅排，在管理主板與熱交換芯片之間的風(fēng)扇控制板上還設(shè)置有風(fēng)扇控制板檢測電路和風(fēng)扇控制板電流監(jiān)控電路，進(jìn)而形成初步熱插拔保護(hù)電路，當(dāng)風(fēng)扇控制板發(fā)生故障時(shí)，電流增大觸發(fā)管理主板控制熱交換芯片斷開銅排與機(jī)柜的電連； 第二級保護(hù)，在單個風(fēng)扇處設(shè)置熱拔插保護(hù)電路，該保護(hù)電路包括連接風(fēng)扇的熱拔插保護(hù)芯片，熱拔插保護(hù)芯片通過I2C總線連接上述管理主板，當(dāng)風(fēng)扇電流超過過流保護(hù)電流值時(shí)，熱插拔保護(hù)芯片觸發(fā)風(fēng)扇斷電，該熱拔插保護(hù)芯片還連接有設(shè)置在風(fēng)扇控制板上的自恢復(fù)電路，當(dāng)故障風(fēng)扇替換后，該自恢復(fù)電路啟動恢復(fù)風(fēng)扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 三、設(shè)置風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測及通過PWM進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速管理: 設(shè)置N個與機(jī)柜每層相對應(yīng)的風(fēng)扇拔插板，該風(fēng)扇拔插板上設(shè)置有監(jiān)控芯片，該監(jiān)控芯片通過設(shè)置在風(fēng)扇插拔板上的ESD保護(hù)電路與每個風(fēng)險(xiǎn)相連通，所述監(jiān)控芯片通過U2C總線與管理主板通信連接，該監(jiān)控芯片對每個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速檢測并通過PWM信號對每個風(fēng)扇進(jìn)行轉(zhuǎn)速管理； 四、在風(fēng)扇控制板上安裝溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)柜服務(wù)器內(nèi)的環(huán)境溫度，并將該溫度信息傳遞給上述監(jiān)控芯片； 五、在風(fēng)扇控制板上增加固定轉(zhuǎn)速電路、轉(zhuǎn)速自動切換電路:當(dāng)機(jī)柜管理主板故障或斷電時(shí)，風(fēng)扇控制板按照固定轉(zhuǎn)速電路預(yù)設(shè)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)機(jī)柜管理主板正常工作時(shí)，控制該控制信號的電平變化，轉(zhuǎn)速自動切換電路切換到由管理主板控制風(fēng)扇控制板，從而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速； 六、在風(fēng)扇控制板上安裝邏輯控制芯片，然后對每個風(fēng)扇進(jìn)行ID編碼識別，并通過邏輯檢測芯片完成風(fēng)扇absent檢測； 七、在風(fēng)扇控制板上安裝電平轉(zhuǎn)換芯片，該電平轉(zhuǎn)換芯片連接管理主板，管理主板根據(jù)檢測到的風(fēng)扇狀態(tài)控制該電平轉(zhuǎn)換芯片的1高低電平變化，實(shí)現(xiàn)信號燈的狀態(tài)提示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于:所述機(jī)柜分為4層，每層高度為10U，每個風(fēng)扇窗內(nèi)通過風(fēng)道隔離分成9個獨(dú)立散熱區(qū)域，每個散熱區(qū)域內(nèi)置一個散熱風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于:所述步驟四中管理主板通過監(jiān)控芯片發(fā)送的溫度區(qū)間調(diào)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速:即溫度小于27°C、27°C?31°C、31°C?34°C、大于34°C時(shí)，對應(yīng)的風(fēng)扇起始轉(zhuǎn)速分別為:10%、15%、20%、30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于:所述固定轉(zhuǎn)速電路包括控制轉(zhuǎn)速電路，該控制轉(zhuǎn)速電路連接其控制的風(fēng)扇；所述轉(zhuǎn)速自動切換電路包括連接風(fēng)扇且實(shí)現(xiàn)自動切換功能的MCU、與該MCU連接的RMC芯片、該MCU和RMC芯片均連接邏輯控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于:所述固定轉(zhuǎn)速電路的詳細(xì)內(nèi)容包括通用定時(shí)器U2，該U2包括8個針腳:針腳I為接地引腳；針腳2為控制端輸入引腳；針腳3為輸出引腳；針腳4為復(fù)位信號輸入端；針腳5為屏顯綠色輸出引腳；針腳6為高觸發(fā)引腳；針腳7為放電端引腳；針腳8為供電電壓輸入引腳； 其中電壓輸入端分成三組:第一組經(jīng)并聯(lián)的電容C8和C9后接地；第二組連接U2的針腳4和針腳8 ;第三組經(jīng)單刀雙擲開關(guān)swl后接入并聯(lián)的電阻RlO和R11，該并聯(lián)電阻RlO和Rll的輸出端也分成兩條線路，第一條直接接入針腳7，第二條經(jīng)單刀雙擲開關(guān)sw2后接入并聯(lián)的電阻R8和R9后再分成兩條線路，第一條經(jīng)電容ClO后接地，第二條接入U(xiǎn)l的針腳2和針腳6 ； 上述Ul的針腳I接地，針腳3接輸出端，針腳5經(jīng)電容C7后接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于:所述步驟六中absent檢測過程為:邏輯檢測芯片的1 口初始狀態(tài)設(shè)置為高電平，當(dāng)風(fēng)扇插入該1口則變?yōu)榈碗娖?，完成該風(fēng)扇的在位檢測，然后邏輯檢測芯片通過I2C將風(fēng)扇信息傳送給管理主板，這里的風(fēng)扇信息包括:風(fēng)扇ID、故障風(fēng)扇告警時(shí)ID、風(fēng)扇在位檢測結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度機(jī)柜散熱集中管理方法，其特征在于:所述第二級保護(hù)的熱插拔保護(hù)電路具體結(jié)構(gòu)包括熱拔插保護(hù)芯片Ul，該Ul包括10個針腳:針腳I為允許電壓輸入引腳；針腳2為參考電壓輸入引腳；針腳3為充電電流設(shè)定、充電電流監(jiān)控和停機(jī)引腳；針腳4為定時(shí)器輸入引腳；針腳5為接地引腳；針腳6為電源輸出有效引腳；針腳7電壓輸出引腳；針腳8為N溝道MOS管連接引腳；針腳9為采樣電阻引腳；針腳10為供電電壓輸入引腳； 其中針腳I經(jīng)過電阻Rl接入電源輸入端，針腳2順序經(jīng)過電阻R3、R4后接地，針腳3經(jīng)過電阻R4后接地，針腳4經(jīng)過電容C6后接地，針腳5接地，針腳6經(jīng)電阻R5后接電源輸出端，針腳7直接接電源輸出端，針腳8經(jīng)電阻R6后接N溝道MOS管的柵極，該MOS管的源極接電源輸出端、漏極經(jīng)電阻R7接電源輸入端，針腳9經(jīng)電阻R7接電源輸入端，針腳10直接連接電源輸入端。
【文檔編號】H05K7/20GK104135838SQ201410346479
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】郭猛 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司