[实用新型]标准机柜内置散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种标准机柜内置散热装置，属于工业和电气控制领域。

背景技术

在工业控制及科研工作中，19英寸标准机柜的使用越来越广泛，大量的电器设备固定在机柜中，既节省空间，方便控制，又适于大批量模块化生产制造。然而当大量电器叠放在机柜内以后，散热成为主要问题，很多时候机柜顶端的散热风扇根本无法满足降温通风要求，随着机柜内温度的上升，电器设备的稳定性会越来越差，甚至会自我保护性关机。使用过程中不得不增大机柜内设备的间隙，有时甚至要用台式风扇来为机柜散热。为此我们开发了高度为1U(44mm)的标准机柜风冷散热装置。

发明内容

本实用新型的目的在于增加标准机柜内的空气流动，降低柜内温度，保证机柜内电气设备的正常运转。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种标准机柜内置散热装置，由支架、风扇和控制电路组成，所述风扇三个组成一组，沿柜体宽度方向一字排列；根据柜体的深度大小，可以设置一组3扇、二组6扇或者三组9扇的不同风扇阵列；所述风扇阵列安装在支架上，支架上下两面正对风扇处开设通孔。所述风扇组的三个风扇的风叶旋转方向一致；或者三个风扇中，中间风扇的风叶旋转方向于两边风扇的风叶旋转方向相反。

所述风扇的规格是统一的，外部尺寸为120×120毫米，均采用低压直流电源供电驱动。所述风扇的供电电路为温控电路；温控电路主要包含测温电路、三角波发生电路、比较电路和功率放大电路。

本实用新型具有以下优点：①由于风扇阵列发布均匀，减少了散热死角，散热效果好；②由于风扇组风叶转向相反，并且开设了相应的通风孔，形成强制对流，可获得最佳冷却效果；③采用温控电路，可以根据柜内温度实时对风扇转速进行调节，具有明显的降温效果和节能效果，延长风扇使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型标准机柜散热装置风扇组俯视图；

图2是图1的剖视图

图3是本实用新型标准机柜散热装置温控电路原理图。

具体实施方式

本实用新型标准机柜内置散热装置主要由支架、风扇和控制电路三部分组成。支架根据机柜的深度设计了小、中、大三个类型，相应地，风扇具有三种配置方式，即小型柜体可容纳一组3个风扇，中型柜体可容纳两组6个风扇，大型柜体可容纳三组9个风扇，图1所示为是中型支架，高度为1U(44mm)。采用三个风扇一组的原因是为了满足在空间一定的情况，获得最大通风量，另外对于一个密闭机柜，可以使中间一个风扇的风叶旋转方向与两边风扇的风叶旋转方向相反(详见图1中第一组风扇所示)，以获得比较理想的对流效果。所采用的风扇的规格是统一的，外部尺寸为120×120毫米。

风扇组采用低压直流电源供电。通过改变输入电压值来自动调整风扇的转速，这一功能是由一个温控电路来实现的，温控电路主要包括测温电路、三角波发生电路、比较电路和功率放大电路四部分(如图3所示)。电路利用二极管PN节压降随温度变化特性对温度进行测量，经放大后与一个由lm324构成的三角波发生电路输出进行比较，进而得到占空比随温度变化的脉宽调制控制信号。最后使用一个功率场效应管对控制信号进行功率放大，实现对六个直流风扇的转速控制。

本发明的工作过程如下：

当电源接通以后，测温电路首先测量环境的温度，然后通过比较电路来判断温度是否高于预先设定值，并把这一信息传给后面的功率放大电路，如果温度低于设定值，则风扇不会运转，以节省能源。如果温度高于设定值，控制电路会根据需要来驱动风扇以一定的转速运转，当温度远远高于设定值时，风扇会全速运转。风扇转速(实测温度情况)会显示在支架的前面板上。如果温度太高，蜂鸣器/前面板红灯会给出报警信号。风扇在功率放大电路的控制下运转，保证上下通风，增加机柜内的空气流动，可以有效避免机柜内局部过热，进而保证机柜内其它设备的正常工作。支架设计过程中，在保证强度的前提下，在风扇处把上下面板挖空(如图2所示)，以获得最大的风量。根据需要还可以把其中一个或几个风扇改变方向，形成强制对流，以获得最佳冷却效果。

温度探头可以根据用户设备情况放在可能的温度最高点处，每个风扇的功率为5.3瓦，风量为2.91立方米每分钟。由六个风扇并联组成的风扇组满负荷功率小于36瓦，风量17.47立方米每分钟，这里采用一个24伏40瓦的直流电源供电，电源的输入电压是220伏，频率为50赫兹。风扇噪声为37dB。作为实物照片，外部尺寸为450mm×320mm×45mm。

第一个样品已经在我们系统中工作超过半年，性能稳定，机柜内部分插件在之前温度达到50℃，现在经过风扇通风以后，机柜内温度可以保持在室温。