專利名稱：用于電子設備的熱管理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備中的熱管理。
背景技術：
在過去的一些年中，計算機圖形學取得了巨大的進步。分辨率顯著增加并且圖形 產品的質量增強功能得到改善。類似地，用戶也變得對顯示的圖形質量有更高的要求。在 許多不同的應用中需要高質量的圖形，如電影、視頻片段、WWW頁面、游戲、用戶界面等。產 生這種高質量內容自然需要更多的資源。因此，實際上在每個計算設備中都需要圖形計算 能力。 實踐中，有兩種方式來提高圖形計算能力。第一種是引入更好的算法和工作模式 (functionality)，第二種是通過增加硬件計算能力而增加計算能力。這可通過使用更快的 處理單元、增加處理單元的數量以及使用更多的板載內存來實現。通常的方式是同時使用 兩種方式，從而獲得可以獲得的最佳結果。 通過提供更多且更快的硬件部件來增加計算能力中的一個問題是功耗以及產生 的熱量增加。即使制造新的更強勁有效的硬件部件，但是任何由于增加效率而節省出來的 功耗很可能會通過使用更多硬件的方式而用來產生更高質量的圖形。 近來，某些應用中對高質量圖形的要求提升得非常高，以致難以或不可能通過在 計算機中使用單個圖形設備來提供所需要的質量。這些圖形設備通常是安裝在計算機或工 作站主板上的擴展卡。通常在主板上有多個用于安裝附加卡的槽。因此，顯而易見的解決 方案是提供能夠與安裝在同一計算機內別的圖形設備協作的圖形設備。雙裝置已經成為公 知技術多年并為最高需要的客戶提供簡便的解決方案。 在通常構造中，安裝兩個或者多個完全相似的圖形設備以在協作模式運行。因為 這個協作模式的目標是最高需要的用戶，所以通常用于這個構造的圖形卡是效率最高的。 這意味著，有許多高能耗且高發熱的圖形設備。由于計算機的其他部件也產生熱量，所以計 算設備和該設備內的獨立部件的通風變得極其關鍵。 通常計算機內的大多數發熱部件，如中央處理和圖形處理單元有它們自己的風扇 以提高通風。另一種解決方案是為發熱部件裝備被動熱管理系統，其能夠傳遞所產生的熱 然而，對于類似的設備，這個可能是有問題的，因為在兩種熱管理方案中，通風可 能會被附近的設備干擾。如果通風受到干擾，設備的溫度會超過運行溫度，導致該設備運 行中出現計算錯誤或者停止，或者是迫使該設備在較低的功耗下運行(通常導致較低的性 能)。除了圖形卡，類似的問題還會在其他擴展卡中遇到。因此，需要改進計算設備特別是 圖形設備的通風。
發明內容
在一個實施例中，本發明公開一種熱管理設備，具有開放環境中的可配置進氣口。本發明可與包括風扇和散熱片的被動或主動熱管理系統一起使用。按照本發明的熱管理設 備包括可調節進入空氣管理裝置，其中該氣流可由可移除蓋子和/或特殊的屏板控制，配 置為將進氣引導至所需的方向。 在一個實施例中，該熱管理設備是用于電子設備的可配置的多入口空氣增流器部 件。按照本發明的空氣增流器設置在計算設備或計算設備的部件等上，如擴展卡等，從而進 入的氣流降低該發熱部件的溫度。為了提供可能的最佳氣流，該空氣增流器包括葉片，其設 計為當該葉片被馬達驅動時增壓來自該空氣增流器部件至少一側的氣流。該空氣增流器包 括可移除蓋子，用于提供來自所需方向的進入氣體所需要的開口，以及用于提供風扇生成 的氣流。根據應用，這些開口可以永久地打開或關閉。然后將該進入氣流以風扇生成氣流 的形式引導朝向發熱元件。 在一個實施例中，該空氣增流器進一步包括多個氣流出口，其具有可移除蓋子，用 以將該氣流引導進所需的方向。 在一個實施例中，該熱管理設備進一步包括特殊的屏板，其構造為提供更可配置 的進氣。該屏板布置在空氣增流器、散熱片或熱傳遞元件上，以便從可能的阻抗區域外接納 進氣。該屏板配置為控制該熱傳遞元件的進入氣流方向，其中所述屏板配置為至少部分阻 擋受到由至少一個鄰近設備所導致的氣流阻抗影響的氣流。在一個實施例中該屏板包括可 覆蓋的入口開口。 上面描述的實施例可結合以產生完全滿足不同應用的不同需要的熱管理設備。例 如，可以結合主動和被動兩種熱管理裝置并將該組合設有具有可覆蓋開口的特殊屏板。
本發明的一個好處是向所需的部件提供合適的進入氣流而不會被由鄰近設備產 生的氣流阻抗干擾或減少該干擾。這使得有更好的氣流并因此能夠更好地冷卻。當處理容 納多個發熱設備的小型計算設備外殼容積時這是非常重要的。 本發明的進一步好處是所需的部件可設有標準的散熱片。按照傳統的技術，必須 為通風系統設計散熱片并因此增加設計過程的復雜性。
所包含的附圖提供對本發明的進一步理解并且構成這個說明書的一部分，其說明
了本發明的多個實施例并與該說明書一起幫助解釋本發明的原理。在附圖中 圖la公開按照本發明的實施例的三維視圖， 圖lb是圖la的實施例的分解視圖， 圖lc是圖la和lb的實施例的進一步視圖， 圖2是安裝在主機設備上的本發明的示例性實施例的框圖，以及 圖3是安裝在主機設備上的本發明的示例性實施例的框圖，其中該熱管理設備之
一是包括屏板的被動散熱片。
具體實施例方式
現在更詳細的參考本發明的實施例，其示例在附圖中說明。 圖la中，公開兩種不同的按照本發明的空氣增流器的視圖。按照本實施例的空氣 增流器包括氣流出口 10、用于進入氣流的永久性入口 ll和用于該永久性入口的可移除蓋子12。本實施例還在該空氣增流器的相對側包括類似的永久性入口。該相對的入口可在圖 lc中看到。在別的實施例中，如果為了提高通風需要，也可以制作額外的開口。然而，這些 開口也設有可移除的蓋子。這些額外的開口可以用于進或出氣流。 圖lb是圖la的實施例的分解視圖。圖lb的空氣增流器包括送排風機構 (air-moving mechanism)，包括葉片和提供氣流的馬達13、具有永久性入口開口 11的外殼 14和用于該開口之一的可移除蓋子12。如果本發明實現為具有超過兩個開口，那么如果只 有一個開口保持為未覆蓋，就需要更多的蓋子。可移除蓋子12通過閂鎖或其他連接機構方 便地連接到該蓋子上。在一個實施例中，該蓋子采用一種機構，其允許該設備的用戶可以不 使用連接和分離該蓋子的工具。然而，對蓋子12，可以使用任何已知的連接裝置。
圖2中，公開本發明的示例性實施例的框圖。圖2中，將兩個空氣增流器安裝在擴 展模塊上。在圖2的實施例中，該擴展模塊是安裝在主機主板上的擴展模塊20和21。擴 展模塊可以是任何擴展卡、模塊或可以連接到計算設備(如個人計算機、工作站等)上的類 似的東西。出于清楚的原因，在圖中沒有表現出主機的主板。對于本領域技術人員來說，顯 然該擴展模塊和該主板經由合適的總線連接。該合適的總線通常實現為擴展槽的形式，從 而許多擴展卡可以連接到該計算設備。圖2中，示出擴展模塊20和21，并且連接在相鄰的 槽。 圖2的擴展模塊裝備有空氣增流器22和23，如圖1公開的空氣增流器。用于圖2 的實施例的空氣增流器具有兩個永久性入口 。該入口配置為在兩個空氣增流器中，挨著相 鄰擴展模塊的入口被覆蓋，氣流24和25表示本實施例中的進入氣流。因此，該進入氣流24 和25不會被該相鄰擴展模塊的空氣增流器產生的氣流阻抗干擾。在圖2的實施例中，然后 將出口氣流引導至發熱部件26和27。發熱部件的示例是該擴展模塊的處理單元。該發熱 部件26和27可能裝備有散熱片(未表示)。因此，圖2的實施例有效地向發熱元件提供氣 流而不會被氣流阻抗干擾。 圖3的實施例與圖2的實施例不同在于其中一個模塊具有屏板。模塊31類似于 圖2的模塊21，其中該熱管理元件33是將氣流35引導至所需方向的空氣增流器。模塊30 設有屏板32。在該屏板32下可以是主動或被動熱管理系統。該屏板的目的是從對類似于 該模塊31中空氣增流器33的熱管理系統來講不可能的方向引導進入氣流34。
如本領域技術人員可以認識到的，本發明可以同樣應用于服務器、計算機系統、機 架或片型(blade-type)計算設備內的設備。例如，片型或風格的計算設備對于本領域技術 人員來說是公知的。多個片型計算設備可彼此靠近安裝在機架系統內。為了提高氣流以及 降低由沖突的進氣口需要導致的空氣移動阻抗，這種沖突的需要是由彼此靠近的多個片導 致的，本發明可應用于例如每個片型計算設備。即，整個片型可具有兩個空氣入口、一個出 口 (排氣口)和送排風機構，如設在計算設備外殼內的風扇。兩個彼此相鄰的片型計算設 備的空氣入口每個可以關閉(或部分關閉)以降低空氣移動阻抗。或者，假設該多個片型 服務器設備的每個的入口在每個設備的頂部和底部表面上，每個計算設備的頂部表面空氣 入口可以關閉(或局部關閉或阻擋)以降低通過整個計算設備機架的空氣阻抗。
對于本領域技術人員顯而易見的是隨著技術的發展，本發明的基本構想可以各種 不同的方式實現。本發明及其實施例因此不限于上述示例，而是可在權利要求的范圍內變 化。
權利要求
一種用于電子設備的熱管理設備，包括外殼，用于容納產生氣流的進排風裝置，所述外殼包括至少兩個用于進入空氣的入口開口和至少一個用于產生的氣流的開口。
2. 根據權利要求1所述的熱管理設備，其中該設備進一步包括葉片，配置為移動所述 葉片用以產生氣流。
3. 根據權利要求1所述的熱管理設備，其中該設備進一步包括至少一個蓋子，用于至 少部分覆蓋所述至少兩個永久性入口開口的至少一個。
4. 根據權利要求3所述的熱管理設備，其中所述蓋子配置為阻擋至少部分進入氣流進 入具有氣流阻抗的方向。
5. 根據權利要求1所述的熱管理設備，其中該設備進一步包括至少一個蓋子，用于至 少部分覆蓋至少一個用于所述產生的氣流的永久性開口。
6. 根據權利要求2所述的熱管理設備，其中該設備進一步包括馬達，配置為移動所述葉片。
7. —種包括用于提供氣流的熱管理設備的系統，其中在該熱管理設備中進一步包括 外殼，用于容納產生氣流的進排風裝置，所述外殼包括至少兩個用于進入空氣的入口開口和至少一個用于產生的氣流的開口。
8. 根據權利要求7所述的系統，其中該熱管理設備進一步包括葉片，配置為移動所述 葉片用以產生氣流。
9. 根據權利要求7所述的系統，其中該熱管理設備進一步包括至少一個蓋子，用于至 少部分覆蓋至少一個永久性的入口開口 。
10. 根據權利要求9所述的系統，其中所述蓋子配置為阻擋至少部分進入氣流進入具 有氣流阻抗的方向。
11. 根據權利要求7所述的系統，其中該系統進一步包括至少一個蓋子，用于至少部分 覆蓋至少一個用于所述產生的氣流的永久性開口。
12. —種為熱管理提供可配置的進入氣流的裝置，包括 熱傳遞元件；禾口屏板，配置為控制所述熱傳遞元件的進入氣流方向，其中所述屏板配置為至少部分阻 擋受到由至少一個鄰近設備導致的氣流阻抗影響的氣流。
13. 根據權利要求12所述的設備，其中所述屏板包括可覆蓋入口開口。
14. 根據權利要求12所述的設備，其中該熱傳遞元件是被動散熱片。
15. 根據權利要求12所述的設備，其中該熱傳遞元件是帶有風扇的主動空氣增流器。
16. —種用于計算設備的擴展卡，包括用于為熱管理提供可配置進入氣流裝置，該裝置 包括熱傳遞元件；禾口屏板，配置為控制所述熱傳遞元件的進入氣流方向，其中所述屏板配置為至少部分阻 擋受到由至少一個鄰近設備導致的氣流阻抗影響的氣流。
17. 根據權利要求16所述的擴展卡，其中所述屏板包括可覆蓋入口開口 。
18. 根據權利要求16所述的擴展卡，其中該熱傳遞元件是被動散熱片。
19. 根據權利要求16所述的擴展卡，其中該熱傳遞元件是帶有風扇的主動空氣增流器。
20. —種運行計算機系統的方法，該系統包括至少兩個擴展模塊，每個所述模塊具有帶有空氣入口的熱管理設備，所述方法包括配置所述至少兩個擴展模塊的至少一個的空氣入口以降低由所述至少兩個擴展模塊 的另一個導致的氣流阻抗。
21. 根據權利要求20所述的方法，其中所述配置包括將該氣流從降低所述氣流阻抗的 方向引導進所述空氣入口。
22. 根據權利要求20所述的方法，其中所述配置包括至少部分覆蓋所述至少兩個擴展 模塊中至少一個的所述空氣入口。
23. 根據權利要求22所述的方法，其中所述覆蓋包括至少部分覆蓋兩個擴展模塊每個 上的至少一個空氣入口 ，以便降低至所述兩個擴展模塊每個的氣流阻抗。
全文摘要
一種用于電子設備的可配置多入口熱管理設備，如空氣增流器或被動散熱片。該熱管理設備布置在計算設備或計算設備的部件等上，如擴展模塊等，從而進入的氣流降低該發熱部件的溫度。為了提供可能的最佳氣流，該空氣增流器包括葉片，其設計為當該葉片被馬達驅動時增壓來自該空氣增流器部件至少一側的氣流。該空氣增流器包括可移除蓋子，用于提供來自所需方向的進入氣體所需要的開口，以及用于提供風扇生成的氣流。根據應用，這些開口可以永久地打開或關閉。然后將該進入氣流以風扇生成氣流的形式引導朝向發熱元件。
文檔編號H05K7/20GK101715657SQ200880018441
公開日2010年5月26日 申請日期2008年4月9日 優先權日2007年4月10日
發明者哈立德·歇爾特米, 尼瑪·奧斯基托德, 賈邁爾·里法伊-艾哈邁德 申請人:Ati科技無限責任公司