CN102200811A - 电源布置和冷却的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于引导电源气流的设备、系统和方法。邻近机箱的第一端面布置电源。机箱包括从该第一端面到机箱的第二端面的z轴和与z轴正交的x轴。从电源沿着x轴邻近机箱的第一端面布置机架。机架包括至少一个存储设备。在机架和电源之间沿着x轴邻近机箱的第一端面布置腔，机箱的第一端面与机架邻近。沿着z轴从电源、机架及腔向着第二端面偏移地布置第一挡板。第一挡板形成第一区域并将第一区域中的第一气流与第二气流隔离。

Description

电源布置和冷却的设备、系统和方法

技术领域

本发明涉及电源，更具体地，涉及电源布置和冷却。

背景技术

电子设备，例如计算机、服务器等，使用电源来对主板、外围设备及风扇提供电能。机箱的可用大小和必须在机箱内包括的其它设备的大小通常限制了在电子设备的机箱内的电源布局。

电源典型地会产生相当数量的热量。必须将该热量从电源除去以使电源正常工作。不幸地是，具有狭窄的设备布局的电子设备机箱通常阻碍为了适当冷却电源对电源提供的充足气流。

发明内容

基于前述讨论，本发明已经认识到对于电源布置和冷却的设备、系统和方法的需要。有益地，该种设备、系统和方法可以以小的形状因数布置电源，同时提供足够的冷却。

响应于本领域的现有状态，尤其响应于通过当前可获得的电源布置和冷却方法还没有充分解决的本领域的问题和需要，已经研究出本发明的实施例。因此，已经研究出各实施例以提供用于电源布置和冷却的设备、系统和方法，该设备、系统和方法克服了某些或所有的本领域中的上述缺点。

对用于电源布置和冷却的设备提供电源、机架、腔及第一挡板。邻近机箱的第一端面布置电源。机箱包括从该第一端面到机箱的第二端面的z轴和与z轴正交的x轴。

从电源沿着x轴邻近机箱的第一端面布置机架。机架包括至少一个存储设备。在机架和电源之间沿着x轴在邻近机架的机箱的第一端面上布置腔。

沿着z轴从电源、机架及腔向着第二端面偏移地布置第一挡板，第一挡板形成第一区域将第一区域中的第一气流与第二气流隔离。

还给出用于电源布置和冷却的系统。可以以塔式计算机来实现该系统。特定地，在一个实施例中，该系统包括电源、机架、腔及部件。

邻近机箱的底部布置电源。机箱包括从底部到机箱的顶部的z轴和与z轴正交的x轴。从电源沿着x轴邻近机箱的底部布置机架。机架包括至少一个存储设备。

在机架和电源之间沿着x轴邻近机箱的底部布置腔，机箱的底部与机架邻近。沿着z轴从电源向顶部偏移布置部件，从而没有部件沿着z轴与电源重叠。

给出用于电源布置和冷却的方法。在一个实施例中，该方法执行设备和系统的功能。在机箱的第一端面上设置电源。机箱包括从第一端面到机箱的第二端面的z轴和与z轴正交的x轴。

从电源沿着x轴邻近机箱的第一端面设置机架。所述机架包括至少一个存储设备。在机架和电源之间沿着x轴邻近机箱的第一端面布置腔，机箱的第一端面与机架邻近。

沿着z轴从电源、机架及腔向着第二端面偏移地布置第一挡板。第一挡板形成第一区域并将第一区域中的第一气流与第二气流隔离。

在本说明书中提到的特征、优点或类似语言不意味着可以在任意单个实施例中实现所有特征和优点。相反，将提到特征和优点的语言理解为表示在至少一个实施例中包括特定特征、优点或特性。因此，本说明书中的特征和优点的讨论以及类似语言可以但不必需指相同的实施例。

此外，可以以任意适合的方式组合各实施例的所描述的特征、优点和特性。相关领域的技术人员将认识到在缺少特定实施例的一个或多个特有特征和优点的情况下，可以实施这些实施例。在其它情况下，可以在某些实施例中看到可以不是在所有实施例中呈现的另外的特征和优点。

从下面的描述和后附权利要求，各实施例的这些特征和优点将变得更清楚，或可以通过如本文所描述来实现各实施例，认识到各实施例的这些特征和优点。

附图说明

将通过参考在附图中说明的特定实施例给出以上简短描述的实施例的更详细的描述。将理解，这些附图仅描述了某些实施例，因此不认为其是范围的限制，通过使用附图将更确切和具体地描述和说明这些实施例，其中：

图1是说明计算机的一个实施例的侧视示意图；

图2是说明计算机的一个实施例的前视示意图；

图3是说明计算机的一个可选实施例的前视示意图；

图4是说明计算机的一个实施例的立体图；

图5是说明电源布置和冷却方法的一个实施例的示意性流程图；及

图6是说明计算机的一个可选实施例的后视示意图。

具体实施方式

本说明书全文对于“一个实施例”或类似语言的引用表示联系该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，除非以其它方式清楚地指定，在本说明书全文中出现的短语“在一个实施例中”和类似语言可以但不必需都指相同的实施例，而是表示“一个或多个但非全部实施例”。除非以其它方式清楚地指定，术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的各种变形表示“包括但不限于”。除非以其它方式清楚地指定，所列举的项目列表不意味着一些或所有项目互相排斥。除非以其它方式清楚地指定，术语“一个”和“该”也指“一个或多个”。

此外，可以以任意适合的方式组合实施例的所描述的特征、结构或特性。然而，相关领域的技术人员将认识到在缺少一个或多个特定细节的情况下，或通过其它方法、部件、材料等，可以实施这些实施例。在其它情况下，没有具体示出或描述公知的结构、材料或操作以避免混淆实施例的各方面。

图1是说明计算机100的一个实施例的侧视示意图。计算机100可以是塔式计算机。计算机100包括机箱140、电源105、多个风扇135、腔115、机架110、多个挡板120以及多个部件130。

机箱140可以由例如塑料、铝等一种或多种刚性材料构成。可以以包围内部区域的多个壁来组织机箱140的材料。可选择地，可以以包围内部区域的框架来组织机箱140的材料。

在一个实施例中，机箱140包括第一端面145a和第二端面145b。机箱140还包括从第一端面145a到第二端面145b的z轴150。z轴150可以是垂直的。另外，机箱140包括与z轴150正交的x轴155。第一端面145a可以是底部。另外第二端面145b可以是顶部。

电源105可以对机箱140内的多个设备和部件提供电能。例如，电源105可以对风扇135、部件130、机架110及存储设备170提供电能。在一个实施例中，电源105对机箱140内的所有设备和部件提供电能。

邻近机箱140的第一端面145a布置电源105。如本文所使用的，邻近可以指近似小于4厘米(cm)。在某个实施例中，邻近可以指近似小于1.5厘米(cm)。从电源105沿着x轴邻近机箱140的第一端面145a也可以布置机架110。在一个实施例中，机架110包括至少一个存储设备170。存储设备170可以是硬盘驱动器、微机械存储设备、全息照相存储设备、半导体存储设备、光学存储设备等。

在一个实施例中，邻近机箱140的第一端面145a也布置腔115。腔115可以在机架110和电源105之间沿着x轴邻近机架110。在一个实施例中，电源105包括第一风扇135a。可选择地，第一风扇135a可以是与电源105分离的设备。可以在机箱140的第一端面145a上布置第一风扇135a。另外，可以沿着x轴在电源105和腔115之间布置第一风扇135a。第一风扇135a可以沿着x轴155推动第一气流125a。

可以由机箱140的第一端面145a、机箱140的壁165、电源105、机架110及第一挡板120a构成腔115。可选择地，可以由机箱140的第一端面145a、机箱140的壁165、第一风扇135a、机架110及第一挡板120a构成腔115。

可以沿着z轴从电源105、机架110及腔115向着第二端面145b偏移地布置第一挡板120a。第一挡板120a可以形成第一区域160a。第一区域160a可以将第一区域160a中的第一气流125a与第二气流125b隔离。

在一个实施例中，腔115是与机箱140外部的环境气压相对的负气压的某个体积。例如，第一风扇135a可以从腔115推动第一气流125a并通过电源105，从而冷却电源105。

在可选实施例中，腔115是与机箱140外部的环境气压相对的正气压的某个体积。第一风扇135a可以吸引第一气流125a通过电源105进入腔115。

部件130可以包括第一部件130a和第二部件130b。第二部件130b可以沿着z轴从第一部件130a向着第二端面145b偏移。部件130可以沿着z轴150从电源105向第二端面145b偏移，从而没有部件130沿着z轴150与电源105重叠。

在一个实施例中，在第二部件130b和第一部件130a之间布置第二挡板120b。第一挡板120a和第二挡板120b可以形成包括第一区域130a的第二区域160b。在一个实施例中，由机箱140的壁165、第一挡板120a和第二挡板120b形成第二区域160b。第二端面145b、机箱140的壁165和第二挡板120b可以形成第三区域160c。

可以在第二区域160b中布置第二风扇135b。第二风扇135b可以推动第二气流125b。另外，可以在第三区域160c中布置第三风扇135c。第三风扇135c可以推动第三气流125c。第二挡板120b可以将第二区域160b中的第二气流125b与第三区域160c中的第三气流125c隔离。

在一个实施例中，第二部件130b包括光盘驱动器。第二部件130b还可以至少包括如下文所描述的主板的处理器部分和存储器部分。

通过将第一区域160a从第二区域160b隔离，第一挡板120a允许第一气流125a被调整以充分冷却电源105。另外，将第二区域160b从第一区域160a和第三区域160c隔离的第一挡板120a和第二挡板120b允许第二气流125b被调整以充分冷却第一部件130a。将第三区域160c从第二区域160b隔离的第二挡板120b也允许第三气流125c被调整以充分冷却第二部件130b。在一个实施例中，当在元件上经过的气流125将元件维持在操作温度范围内时，例如电源105、第一部件130a或第二部件130b等元件被充分冷却。

图2是说明计算机200的一个实施例的前视示意图。计算机200可以是图1中的计算机100。计算机200的描述可以参考图1中的元件，相同的附图标记指相同的元件。

示出y轴215与z轴150正交。y轴215也与x轴155(未示出)正交。机箱140可以具有沿着y轴215的宽度225。在一个实施例中，宽度225在12.5cm到13.34cm的范围内。

图1中的部件130可以包括主板210和光盘驱动器205。主板210可以遵从先进技术延伸(ATX)形状因数。可选择地，主板210可以符合平衡技术延伸(BTX)形状因数。光盘驱动器205沿着y轴215从主板210偏移。在一个实施例中，邻近机箱140的第二端面145b布置光盘驱动器205。

在一个实施例中，在第二区域160b和第三区域160c中都布置主板。可以在平行于x轴155和z轴150的平面的平面中与机箱140的壁165平行地布置主板210。可以在第三区域160c中布置主板210的处理器部分和存储器部分。

第二挡板120b可以从第二机箱壁165b向第一机箱壁165a延伸。在一个实施例中，第二挡板120b不到达第一机箱壁165a。可选择地，第二挡板120b可以到达第一机箱壁165a。

第一挡板120a可以从第二机箱壁165b到达第一机箱壁165a。在可选实施例中，第一挡板120a可以从第二机箱壁165b向第一机箱壁165a延伸而不到达第一机箱壁165a。

图3是说明计算机300的一个可选实施例的前视示意图。计算机300可以是图1-2中的计算机100、200。计算机300的描述参考图1-2中的元件，相同的附图标记指相同的元件。

计算机300中的z轴150与形成机箱140的壁的第一端面145a和第二端面145b水平。邻近机箱140的第一端面145a布置电源105(未示出)、腔115(未示出)及机架110。

通过第一挡板120a将第一区域160a中的第一气流125a与第二区域160b中的第二气流125b隔离。另外，通过第二挡板120b将第二区域160b中的第二气流125b与第三区域160c中的第三气流125c隔离。

图4是说明计算机400的一个实施例的立体图。计算机400可以是图1-3中的计算机100、200、300。计算机400的描述参考图1-3中的元件，相同的附图标记指相同的元件。

计算机400可以包括多个插槽405。可以在主板210上布置插槽405。可以将外围设备卡410连接到插槽405。每一个插槽405可以是连接器。在一个实施例中，每一个插槽405是边缘卡连接器。可选择地，每一个插槽405是销钉连接器。

第二风扇135b可以推动第二气流125b通过第二区域160b来冷却外围设备卡410。在一个实施例中，通过格栅(grate)415推动第二气流125b。

示出第三区域160c具有第三风扇135c和第四风扇135d。第三风扇135c和第四风扇135d可以推动第三气流125c通过第三区域160c。

在一个实施例中，在盒305中布置主板210的处理器部分和存储器部分。可以沿着x轴155穿过第三区域160c的横截面布置盒305。在盒305中布置处理器部分和存储器部分可以增加可用于冷却处理器部分和存储器部分的第三气流125c的数量。

一般以逻辑流程示意图来阐述下面的示意性流程图。同样地，所描述的顺序和标明的步骤表示所给出的方法的一个实施例。其它步骤和方法可以被理解为与所说明的方法的一个或多个步骤或一个或多个步骤的某些部分在功能、逻辑或效果上等效。另外，提供所使用的格式和符号以解释该方法的逻辑步骤，并且所使用的格式和符号不被理解为限制该方法的范围。虽然，在流程示意图中使用了各种箭头类型和线类型，但是将它们理解为不限制相应方法的范围。实际上，可以使用某些箭头或其它连接符来仅表示该方法的逻辑流程。例如，箭头可以表示在所描述的方法的所列举的步骤之间的非特定时期的等待或监视阶段。另外，特定方法发生的顺序可以严格地遵守所示出的相应步骤的顺序，或可以不严格地遵守所示出的相应步骤的顺序。

图5是说明电源布置和冷却方法500的一个实施例的示意性流程图。方法500实质上包括用于执行关于图1-4中所描述的设备和系统的操作以上给出的功能的步骤。方法500的描述参考图1-4中的元件，相同的附图标记指相同的元件。

方法500开始，并且可以邻近机箱140的第一端面145a布置505电源105。在一个实施例中，机箱140可以是塔式计算机的机箱140。可以邻近塔式计算机机箱140的底部布置505电源105。

邻近机箱140的第一端面145a可以布置机架110。机架110可以包括至少一个存储设备170。在一个实施例中，机架110包括允许空气通过机架110到达腔115的格栅、天窗、通气口等。通过机架110的第一气流125a可以冷却至少一个存储设备170。

在一个实施例中，邻近机箱140的第一端面145a布置腔115。腔115可以在机架110和电源105之间沿着x轴155邻近机架110。

可以沿着z轴150从电源105、机架110及腔115向着第二端面145b偏移地布置520第一挡板120a。第一挡板120a形成第一区域160a，第一区域160a将第一区域160a中的第一气流125a与第二气流125b隔离。

可以邻近机箱140的第一端面145a布置第一风扇135a。另外，可以沿着x轴155在电源105和腔115之间布置第一风扇135a。第一风扇135a可以沿着x轴155推动第一气流125a。

在一个实施例中，可以沿着z轴150从电源105向着第二端面145b偏移地布置530第一部件130。在某个实施例中，布置530第一部件130从而没有部件130沿着z轴150与电源105重叠。在可选实施例中，布置第一部件130从而沿着z轴150与电源105重叠布置部件130。

部件130可以包括第一部件130a和第二部件130b。可以沿着z轴150从第一部件130a向着第二端面145b偏移第二部件130b。

在一个实施例中，在第二部件130b和第一部件130a之间布置535第二挡板120b，并且方法500结束。第一挡板120a和第二挡板120b可以形成第二区域160b。第二区域160b可以包括第一部件130a。第二挡板120b可以形成第三区域160c。第三区域160c可以包括第二部件130b。第二挡板120b可以将第二区域160b中的第二气流125b与第三区域160c中的第三气流125c隔离。

图6是说明计算机600的一个可选实施例的后视示意图。计算机600可以是具有延长的主板210和缩短的第一挡板120a的计算机100、200、300、400。计算机600的描述参考图1-5中的元件，相同的附图标记指相同的元件。

在所描述的实施例中，主板210沿着z轴150与电源105重叠。主板210可以遵从ATX形状因数。可选择地，主板210可以符合BTX形状因数。第一挡板120a从第二机箱壁165b向主板210延伸。

在一个实施例中，第一挡板120a将第一气流125a与第二气流125b隔离。例如，第一挡板120a可以延伸到非常接近主板210，从而在第一区域160a和第二区域160b之间没有空气交换。在一个实施例中，如果第一挡板120a和主板210之间的距离在1毫米(mm)到8mm的范围内，则第一挡板120a非常接近主板210。在某个实施例中，如果第一挡板120a和主板210之间的距离在1mm到4mm的范围内，则第一挡板120a非常接近主板210。在一个实施例中，机箱140的宽度225足以在插槽405中放置实际大小的外围设备卡410。

可以以其它特定形式实现各实施例。仅作为说明性的而非限制性的在所有方面考虑所描述的实施例。因此，由所附权利要求而不是由之前的描述来指明本发明的范围。在本发明的范围内包括在权利要求的等同的意义和范围内的所有改变。

Claims (20)

1.一种引导电源气流的设备，包括：

电源，邻近机箱的第一端面布置所述电源，所述机箱包括从所述第一端面到机箱的第二端面的z轴和与z轴正交的x轴；

机架，从电源沿着x轴邻近机箱的第一端面布置所述机架，所述机架包括至少一个存储设备；

腔，在机架和电源之间沿着x轴邻近机箱的第一端面布置所述腔，机箱的第一端面与机架邻近；及

第一挡板，沿着z轴从所述电源、所述机架及所述腔向着所述第二端面偏移地布置所述第一挡板，第一挡板形成第一区域，第一区域将第一区域中的第一气流与第二气流隔离。

2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第一风扇，沿着x轴在电源和腔之间邻近机箱的第一端面布置所述第一风扇，所述第一风扇沿着x轴推动所述第一气流。

3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括在机箱内沿着z轴从电源向第二端面偏移布置的部件，使得没有部件沿着z轴与电源重叠。

4.根据权利要求3所述的设备，所述部件包括在位于与x和z轴的平面平行的平面中与机箱壁平行布置的主板。

5.根据权利要求3所述的设备，所述部件包括第一部件和第二部件，所述第二部件沿着z轴从所述第一部件向所述第二端面偏移。

6.根据权利要求5所述的设备，进一步包括在所述第二部件和所述第一部件之间布置的第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板形成包括所述第一部件的第二区域，所述第二挡板形成包括所述第二部件的第三区域，所述第二挡板将第二区域中的第二气流与第三区域中的第三气流隔离。

7.根据权利要求6所述的设备，所述第二部件包括光盘驱动器并至少包括所述主板的处理器部分和存储器部分。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，沿着与x和z轴正交的y轴的机箱的宽度在12.5到13.34厘米的范围中。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述存储设备是硬盘驱动器。

10.一种引导电源气流的系统，包括：

电源，邻近机箱的底部布置所述电源，所述机箱包括从所述底部到机箱的顶部的z轴和与z轴正交的x轴；

机架，从电源沿着x轴邻近机箱的底部布置所述机架，所述机架包括至少一个存储设备；

腔，在机架和电源之间沿着x轴邻近机箱的底部布置所述腔，机箱的底部与机架邻近；及

部件，在机箱内沿着z轴从电源向所述顶部偏移布置所述部件，从而没有部件沿着z轴与电源重叠。

11.根据权利要求10所述的系统，进一步包括第一风扇，沿着x轴在电源和腔之间邻近机箱的底部布置所述第一风扇，所述第一风扇沿着x轴推动所述第一气流。

12.根据权利要求10所述的系统，所述部件包括第一部件和第二部件，所述第二部件沿着z轴从所述第一部件向所述顶部偏移。

13.根据权利要求12所述的系统，进一步包括第一挡板和第二挡板，沿着z轴从所述电源、所述机架及所述腔向着所述顶部偏移地布置所述第一挡板，第一挡板形成第一区域，第一区域将第一区域中的第一气流与第二气流隔离，在所述第二部件和所述第一部件之间布置所述第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板形成包括所述第一部件的第二区域，所述第二挡板形成包括所述第二部件的第三区域，所述第二挡板将第二区域中的第二气流与第三区域中的第三气流隔离。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，沿着与x和z轴正交的y轴的机箱的宽度在12.5到13.34厘米的范围中。

15.根据权利要求10所述的系统，所述部件包括先进技术延伸(ATX)形状因数主板。

16.一种引导电源气流的方法，包括：

邻近机箱的第一端面布置电源，所述机箱包括从所述第一端面到机箱的第二端面的z轴和与z轴正交的x轴；

从电源沿着x轴邻近机箱的第一端面布置机架，所述机架包括至少一个存储设备；

在机架和电源之间沿着x轴邻近机箱的第一端面布置腔，机箱的第一端面与机架邻近；及

沿着z轴从所述电源、所述机架及所述腔向着所述第二端面偏移地布置第一挡板，第一挡板形成第一区域，第一区域将第一区域中的第一气流与第二气流隔离。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括沿着x轴在电源和腔之间邻近机箱的第一端面布置所述第一风扇，通过所述第一风扇沿着x轴推动所述第一气流。

18.根据权利要求16所述的方法，在机箱内沿着z轴从电源向第二端面偏移布置部件，使得没有部件沿着z轴与电源重叠。

19.根据权利要求18所述的方法，所述部件包括第一部件和第二部件，所述第二部件沿着z轴从所述第一部件向所述第二端面偏移。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括在所述第二部件和所述第一部件之间布置第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板形成包括所述第一部件的第二区域，所述第二挡板形成包括所述第二部件的第三区域，所述第二挡板将第二区域中的第二气流与第三区域中的第三气流隔离。

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