Kühlanordnung
für mindestens
eine in einen Baugruppenträger
einsteckbare elektrische Baugruppe sowie Verfahren zum Kühlen einer
solchen elektrischen Baugruppe und Baugruppenträger mit einer Baugruppe.cooling arrangement
for at least
one in a rack
plug-in electrical assembly and method for cooling a
such electrical assembly and rack with an assembly.
Die
Erfindung betrifft eine Kühlanordnung
für mindestens
eine in einen Baugruppenträger
einsteckbare elektrische Baugruppe, die eine Platine umfasst, auf
der mindestens auf einer Seite elektrische Bauelemente angeordnet
sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Kühlen einer
in einem Baugruppenträger
angeordneten elektrischen Baugruppe mit Hilfe einer Kühlanordnung,
eine einsteckbare lektrische Baugruppe mit einer Kühlanordnung
sowie einen Baugruppenträger
mit mindestens einem Steckplatz, in den eine elektrische Baugruppe einsteckbar
ist.The
The invention relates to a cooling arrangement
for at least
one in a rack
pluggable electrical assembly, which includes a circuit board on
arranged at least on one side electrical components
are. The invention further relates to a method for cooling a
in a rack
arranged electrical assembly by means of a cooling arrangement,
a plug-in lektrische assembly with a cooling arrangement
as well as a rack
with at least one slot into which an electrical module can be inserted
is.
Es
sind Baugruppenträger
bekannt, die eine Vielzahl von Steckplätzen, so genannten Slots, haben,
in die jeweils eine Steckbaugruppe eingesteckt werden kann. Die
Steckbaugruppen sind im eingesteckten Zustand über Steckverbinder mit einer
so genannten Backplane-Anordnung miteinander und mit einer Stromversorgungseinheit
verbunden. Eine solche Backplane-Anordnung wird auch als Rückwandplatine
oder Rückverdrahtung
bezeichnet. Die Baugruppenträger
haben beispielsweise eine Nennbreite von 19 Zoll gemäß der Norm
IEC60297-3-101. Eine Steckbaugruppe umfasst eine Leiterplatte, d.
h. Hauptplatine, die an einem ersten Seitenrand mit einem Steckverbinder
und am dem ersten Seitenrand gegenüberliegenden zweiten Seitenrand
mit einer Frontplatte bzw. Frontblende verbunden ist.It
are subracks
known to have a variety of slots, so-called slots,
in each of which a plug-in module can be inserted. The
Plug-in modules are plugged in via connectors with a
so-called backplane arrangement with each other and with a power supply unit
connected. Such a backplane arrangement is also called a backplane
or reverse wiring
designated. The subracks
For example, have a nominal width of 19 inches in accordance with the standard
IEC60297-3-101. A plug-in assembly includes a printed circuit board, d.
H. Motherboard attached to a first side edge with a connector
and on the second side edge opposite the first side edge
connected to a front panel or front panel.
Ferner
sind Steckbaugruppen bekannt, die mechanisch umschlossen sind. Diese
umschlossenen Baugruppen werden auch als Kassetten bezeichnet. Die
Steckbaugruppe kann weitere Platinen umfassen, die vorzugsweise
in einem Abstand zur Hauptplatine angeordnet sind. Zumindest auf
der Vorderseite der Hauptplatine sind Bauelemente oder Baugruppen
angeordnet, die insbesondere elektrisch mit der Hauptplatine verbunden
sind. Diese Bauelemente und Baugruppen sind insbesondere integrierte Schaltkreise,
passive Bauelemente sowie Baueinheiten, wie z. B. Festplattenspeicher,
Speicherkarten oder Speichermodule. Insbesondere einige elektronische
Schaltkreise, wie z. B. als CPU dienende Prozessoren, und Leistungshalbleiter
haben eine sehr hohe Verlustleistung. Dadurch können in Desktop-Computersystemen
aktuell verwendete Prozessoren der Hersteller Intel und AMD sowie
die Powerprozessoren der Firmen Motorola und IBM bei der Verwendung
auf Steckbaugruppen nicht mit voller Leistung betrieben werden,
da die durch die auftretende Verlustleistung erzeugte Wärmemenge
nicht abgeführt
werden kann. Beim Stand der Technik werden deshalb oft nur so genannte
Mobile-Prozessoren mit geringerer Verlustleistung eingesetzt. Allgemein ist
es erforderlich auf Prozessoren relativ große Kühlkörper zum Abführen der
Verlustleistung anzuordnen. Solche Kühlkörper sind jedoch ein erheblicher Strömungswiderstand,
der die Luftströmung
im Bereich des Kühlkörpers reduziert.Further
plug-in modules are known, which are mechanically enclosed. These
enclosed assemblies are also referred to as cassettes. The
Plug-in assembly may include other boards, preferably
are arranged at a distance from the motherboard. At least up
the front of the motherboard are components or assemblies
arranged, in particular electrically connected to the motherboard
are. These components and assemblies are particularly integrated circuits,
passive components and assemblies, such. Hard disk space,
Memory cards or memory modules. In particular, some electronic
Circuits, such. B. CPUs serving as processors, and power semiconductors
have a very high power dissipation. This can be done in desktop computer systems
currently used processors from the manufacturers Intel and AMD as well
the power processors of Motorola and IBM in use
are not operated at full power on plug-in modules,
since the amount of heat generated by the power loss occurring
not discharged
can be. Therefore, in the prior art often only so-called
Mobile processors used with lower power dissipation. General is
it required processors on relatively large heat sink to dissipate the
To arrange power loss. However, such heatsinks are a significant flow resistance,
the airflow
reduced in the area of the heat sink.
Andere
Lösungsmöglichkeiten,
wie beispielsweise das Abführen
der Verlustleistung mit Hilfe eines Wasserkühlkreislaufs, werden derzeit
bei Steckbaugruppen aufgrund verschiedener Probleme nicht eingesetzt.
Eine Steckbaugruppe mit einer CPU hat eine punktuelle Verlustleistung
der CPU von bis zu 150 Watt und etwa 100 Watt Gesamtverlustleistung
weiterer Bauelemente.Other
Possible solutions,
such as the discharge
The power loss with the help of a water cooling circuit, are currently
not used with plug-in modules due to various problems.
A plug-in module with a CPU has a one-off power loss
the CPU of up to 150 watts and about 100 watts total power loss
other components.
Aus
dem Dokument DE
20 2005 009 081 U1 ist ein Kühlmodul für elektronische Schaltungen
bekannt, bei dem Kühlkörper unterschiedlicher
Kühlleistung
vorgesehen sind, wobei ein Teil der Kühlkörper in einer durch einen Lüfter erzeugten
Luftströmung
angeordnet ist.From the document DE 20 2005 009 081 U1 a cooling module for electronic circuits is known, are provided in the cooling body different cooling capacity, wherein a part of the heat sink is arranged in a generated by a fan air flow.
Aus
dem Dokument US 5,828,549
A ist eine Kühlanordnung
für Prozessoren
eines Personalcomputers bekannt, bei dem Kühlkörper vorgesehen sind, die jeweils
einen inneren geschlossenen Strömungskanal
aufweisen, durch den ein Teil der durch ein Lüfter erzeugten Kühlluft geleitet
wird.From the document US 5,828,549 A a cooling arrangement for processors of a personal computer is known in which cooling bodies are provided, each having an inner closed flow channel through which a part of the cooling air generated by a fan is passed.
Aus
dem Dokument US 5,210,680
A ist ein Baugruppenträger
für senkrecht
in Einsteckplätze des
Baugruppenträgers
angeordnete elektronische Baugruppen bekannt. Unterhalb der Baugruppen
ist ein Lüftermodul
angeordnet. Bei einzelnen Einsteckplätzen des Baugruppenträgers, in
denen keine Baugruppe eingesetzt ist, können Luftleitbleche vorgesehen
sein, durch die die von den Lüftern
zugeführte Luftströmung hin
zu Baugruppen benachbarter Einsteckplätze geleitet wird.From the document US 5,210,680 A is a rack for vertically arranged in slots of the rack electronic modules known. Below the modules a fan module is arranged. For individual insertion slots of the rack, in which no module is used, air baffles may be provided, through which the air flow supplied by the fans is routed to assemblies of adjacent slots.
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kühlanordnung
für mindestens
eine in einen Baugruppenträger
einsteckbare elektrische Baugruppe sowie ein Verfahren zum Kühlen einer
in einen Baugruppenträger
angeordneten elektrischen Baugruppe anzugeben, bei denen die durch
die Verlustleistung der Bauelemente und Baueinheiten der Baugruppe
erzeugte Wärme
auf einfache Art und Weise sicher abgeführt wird. Ferner ist ein Baugruppenträger und
eine einsteckbare elektrische Baugruppe anzugeben.task
The invention is a cooling arrangement
for at least
one in a rack
plug-in electrical assembly and a method for cooling a
in a rack
to provide arranged electrical assembly in which the by
the power loss of the components and assemblies of the assembly
generated heat
safely dissipated in a simple manner. Furthermore, a rack and
to specify a pluggable electrical assembly.
Diese
Aufgabe wird durch eine Kühlanordnung
für mindestens
eine in einen Baugruppenträger einsteckbare
elektrische Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Weiterhin wird die Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 19, durch eine Baugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs
20 und durch einen Baugruppenträger
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23 gelöst.This object is achieved by a cooling arrangement for at least one plug-in an assembly electrical assembly with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. Furthermore, the inventions tion solved by a method having the features of claim 19, by an assembly having the features of claim 20 and by a rack with the features of claim 23.
Bei
einer Kühlanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 wird in jeder der thermischen Zonen
der Platine eine unterschiedliche Luftströmung erzeugt, wodurch in jeder
dieser thermischen Zonen die durch die Verlustleistung der dort
angeordneten Bauelemente erzeugte Wärmemenge sicher abgeführt wird.
Dadurch können
insbesondere als CPU dienende Prozessoren auch bei einer hohen Belastung
dieser Prozessoren sicher gekühlt
werden, so dass diese Prozessoren auch dauerhaft bei voller Verlustleistung
und/oder voller Rechenleistung betrieben werden können.at
a cooling arrangement
with the features of claim 1 is in each of the thermal zones
The board generates a different flow of air, resulting in each
these thermal zones due to the power dissipation there
arranged components generated heat is safely dissipated.
Thereby can
especially as a CPU serving processors even at high loads
These processors are safely cooled
so that these processors are also durable at full power dissipation
and / or full computing power can be operated.
Ein
zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von
Bauelementen einer in einem Baugruppenträger eingesteckten Baugruppe
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19. Durch ein solches Verfahren
wird erreicht, dass die in der ersten thermischen Zone und in der
zweiten thermischen Zone angeordneten Bauelemente entsprechend ihrer
Verlustleistung gekühlt
werden können, so
dass insbesondere bei Bauelementen oder Baueinheiten mit einer hohen
Verlustleistung die durch die hohe Verlustleistung erzeugte große Wärmemenge
sicher abgeführt
werden kann und die Bauelemente dadurch in einem Temperaturbereich
betrieben werden können,
durch den ein zulässiger
Temperaturgrenzwert nicht überschritten
wird. Dadurch wird insbesondere verhindert, dass die Bauelemente zerstört werden
oder Schutzschaltungen der Bauelemente aktiviert werden, durch die
zumindest die Leistungsfähigkeit
des jeweiligen Bauelementes oder der jeweiligen Baugruppe temporär herabgesetzt
ist.One
second aspect of the invention relates to a method for cooling
Components of an inserted in a rack assembly
with the features of claim 19. By such a method
is achieved that in the first thermal zone and in the
second thermal zone arranged components according to their
Power dissipation cooled
can be, so
that in particular for components or assemblies with a high
Power loss, the large amount of heat generated by the high power loss
safely dissipated
can be and the components thereby in a temperature range
can be operated
by the one permissible
Temperature limit not exceeded
becomes. This prevents in particular that the components are destroyed
or protective circuits of the components are activated by the
at least the performance
of the respective component or the respective module temporarily reduced
is.
Ein
dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Baugruppenträger mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 23. Durch einen solchen Baugruppenträger mit
mindestens einer Bau gruppe wird erreicht, dass allen Bauelementen
und/oder Baueinheiten der Baugruppe eine ausreichende Menge Kühlluft zugeführt wird,
durch die die durch ihre jeweilige Verlustleistung erzeugte Wärmemenge
sicher abgeführt
wird, so dass auch Bauelemente mit einer relativ hohen Verlustleistung
ausreichend gekühlt
werden.One
third aspect of the invention relates to a rack with
The features of claim 23. By such a rack with
At least one construction group is achieved that all components
and / or building units of the assembly, a sufficient amount of cooling air is supplied,
by the amount of heat generated by their respective power dissipation
safely dissipated
so that also features components with a relatively high power dissipation
sufficiently cooled
become.
Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug
genommen, die an Hand spezifischer Terminologie beschrieben sind.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung
dadurch nicht eingeschränkt
werden soll, da derartige Veränderungen
und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und den
Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie
darin aufgezeigt sind, als übliches
derzeitiges oder künftiges
Fachwissen eines zuständigen
Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele
der Erfindung, nämlich:To the
better understanding
The present invention is described below in the drawings
illustrated preferred embodiments reference
taken from specific terminology.
It should be noted, however, that the scope of the invention
not restricted
should be, because such changes
and further modifications to the devices shown and the
Method and such other applications of the invention as they
in it are shown as usual
current or future
Expertise of a competent
Be considered professional. The figures show exemplary embodiments
of the invention, namely:
1 eine
schematische Darstellung der Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe in
Einbaulage; 1 a schematic representation of the side view of an assembly according to the invention in the installed position;
2 eine
schematische Darstellung der Baugruppe nach 1 in einer
Ansicht von unten; 2 a schematic representation of the module according to 1 in a view from below;
3 eine
schematische Darstellung von zwei gleichartigen nebeneinander angeordneten Baugruppen
in einer Ansicht von unten; 3 a schematic representation of two similar side-by-side assemblies in a view from below;
4 eine
schematische perspektivische Darstellung von zwei nebeneinander
angeordneten Baugruppen, wobei zusätzlich Lüfter eines Baugruppenträgers dargestellt
sind; 4 a schematic perspective view of two juxtaposed modules, in addition fans of a rack are shown;
5 eine
schematische Schnittdarstellung eines Baugruppenträgers mit
einer Center-Plane-Mittelwand; 5 a schematic sectional view of a rack with a center-plane center wall;
6 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen CPU-Baugruppe mit schematisch dargestellten
Bauteilen und Baueinheiten; und 6 a side view of a CPU assembly according to the invention with schematically illustrated components and assemblies; and
7 eine
Ansicht der CPU-Baugruppe nach 6 von unten. 7 a view of the CPU module after 6 from underneath.
In 1 ist
eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Baugruppe 10 gemäß der Erfindung
dargestellt. Diese Baugruppe wird auch als Flachbaugruppe bezeichnet
und ist zum Einsatz in einem Baugruppenträger vorgesehen. Die Baugruppe 10 hat
eine Hauptplatine 12, an deren vorderen Seitenrand ein
als Frontblende 14 ausgebildetes Abdeckblech vorgesehen
ist. Die Frontblende 14 ist im Wesentlichen orthogonal
zur Hauptplatine 12 angeordnet. An dem der Frontblende 14 gegenüberliegenden
Seitenrand der Hauptplatine 12 sind drei Steckverbinder 15, 16, 17 angeordnet
und zumindest elektrisch mit der Hauptplatine 12 verbunden.
Ein streifenförmiger
Bereich jedes Steckverbinders 15, 16, 17 steht über den
Seitenrand der Hauptplatine 12 über. Die Steckverbinder 15, 16, 17 werden
beim Einschieben der Baugruppe 10 in einen Baugruppenträger automatisch
mit den im Baugruppenträger
vorgesehenen komplementären
Steckverbinderanordnungen verbunden. In einem einfachen Baugruppenträger werden
in die Baugruppen nur von der Vorderseite des Baugruppenträgers in
diesen eingesetzt und vorzugsweise durch eine Backplane-Anordnung
miteinander und mit einer Stromversorgungseinheit verbunden. Bei
doppelten Baugruppenträgern
werden die Baugruppen sowohl von der Vorderseite des Baugruppenträgers als
auch von dessen Rückseite
in diesen eingesetzt und vorzugsweise durch eine Center-Plane-Anordnung
miteinander und mit einer Stromversorugngseinheit verbunden.In 1 is a side view of a schematically illustrated assembly 10 represented according to the invention. This module is also referred to as a printed circuit board and is intended for use in a rack. The assembly 10 has a motherboard 12 , at the front side edge as a front panel 14 trained cover plate is provided. The front panel 14 is essentially orthogonal to the motherboard 12 arranged. At which the front panel 14 opposite side edge of the motherboard 12 are three connectors 15 . 16 . 17 arranged and at least electrically connected to the motherboard 12 connected. A strip-shaped area of each connector 15 . 16 . 17 stands over the side edge of the motherboard 12 above. The connectors 15 . 16 . 17 are when inserting the module 10 automatically connected in a rack with the provided in the rack complementary connector assemblies. In a simple rack are used in the modules only from the front of the rack in this and preferably connected by a backplane arrangement with each other and with a power supply unit. With double subracks, the subassemblies are inserted from both the front of the subrack and the rear side of the subrack used and preferably connected by a center-plane arrangement with each other and with a Stromversorugngseinheit.
Die
Backplane-Anordnung verbindet mehrere in den Baugruppenträger gesteckte
Baugruppen miteinander und bildet somit die Rückverdrahtung des Baugruppenträgers zum
Signalaustausch und zur Spannungsversorgung der Baugruppen. Eine Center-Plane-Anordnung
dient zum Verbinden der von der Vorderseite und der Rückseite
in den Baugruppenträger
eingesetzten Baugruppen. Insbesondere umfassen die Backplane-Anordnung und die Center-Plane-Anordnung
mindestens einen gemeinsamen Bus zur Datenübertragung zwischen der Baugruppe 10 und
den weiteren in den Baugruppenträger
eingesetzten Baugruppen sowie zwischen den weiteren Baugruppen untereinander.
Die Hauptplatine 12 umfasst vorzugsweise eine Einlayer-
oder Multilayer-Leiterplatte.The backplane arrangement connects several subassembled in the rack assemblies together and thus forms the back wiring of the rack for signal exchange and power supply of the modules. A center-tilt arrangement is used to connect the modules used by the front and the back in the rack. In particular, the backplane assembly and the center-plane assembly include at least one common bus for data transfer between the assembly 10 and the other modules used in the rack and between the other modules with each other. The motherboard 12 preferably comprises a single-layer or multilayer printed circuit board.
Die
Baugruppe 10 ist in drei thermische Zonen 18, 20, 22 unterteilt,
die im Wesentlichen streifenförmig
nebeneinander parallel zu dem Seitenrand, an dem die Steckverbinder 15, 16, 17 angeordnet sind
und parallel zu dem Seitenrand, an dem die Frontblende 14 angeordnet
ist, angeordnet. In der ersten Zone 18 ist der Hauptprozessor,
d. h. die CPU, der Baugruppe 10 angeordnet. Auf der Oberseite
der CPU ist ein relativ großer
Kühlkörper angeordnet.
In der ersten Zone 18 sind allgemein Bauelemente mit einer
hohen Verlustleistung angeordnet, von denen eine relativ große Wärmemenge
abgeführt
werden muss. Am unteren Seitenrand der Hauptplatine 12 ist in
der ersten Zone 18 eine Lüftereinheit 24 mit
zwei Axiallüftern
angeordnet, die eine relativ große Luftströmung durch die erste Zone 18 hindurch
bewirken.The assembly 10 is in three thermal zones 18 . 20 . 22 divided, which are substantially strip-shaped side by side parallel to the side edge at which the connector 15 . 16 . 17 are arranged and parallel to the side edge where the front panel 14 is arranged. In the first zone 18 is the main processor, ie the CPU, of the module 10 arranged. On the top of the CPU, a relatively large heat sink is arranged. In the first zone 18 In general, components are arranged with a high power loss, of which a relatively large amount of heat must be dissipated. At the bottom of the motherboard 12 is in the first zone 18 a fan unit 24 arranged with two axial fans, which provide a relatively large flow of air through the first zone 18 through.
Ferner
ist eine Abdeckung 26 vorgesehen, die die erste Zone 18 nach
drei Seiten hin begrenzt und im Wesentlichen dafür sorgt, dass der durch die Lüftereinheit 24 zumindest
verstärkte
Luftstrom durch die erste Zone 18 hindurch strömt und nicht
in andere benachbarte thermische Zonen 20, 22 entweicht.
Dadurch wird erreicht, dass eine ausrei chende Menge Kühlluft an
den zu kühlenden
Bauelementen, Kühlkörpern und
Baueinheiten, die in der ersten thermische Zone 18 vorbeigeleitet
wird, um eine zur Kühlung
ausreichende Wärmemenge
abzuführen. Somit
wird durch die Abdeckung 26 und die Hauptplatine 12 die
erste thermische Zone 18 nach vier Seiten hin begrenzt,
wodurch ein Strömungskanal gebildet
wird. Vorzugsweise ist ein mit dem Prozessor wärmeleitend verbundener Kühlkörper derart ausgebildet
und angeordnet, dass sich der Kühlkörper mit
seinen Kühlrippen über die
gesamte Querschnittsfläche
der Abdeckung 26 oberhalb des Prozessors erstreckt, wodurch
zumindest ein erheblicher Teil des durch die Lüftereinheit 24 erzeugten
bzw. verstärkten
Luftstroms an den Kühlrippen
und Kühlflächen des
Kühlkörpers vorbeiströmt und dabei
eine ausreichende Wärmemenge
abführt,
um den Prozessor zu kühlen.Further, a cover 26 provided the first zone 18 limited to three sides and essentially ensures that the through the fan unit 24 at least reinforced air flow through the first zone 18 passes through and not into other adjacent thermal zones 20 . 22 escapes. This ensures that a suffi cient amount of cooling air to the components to be cooled, heatsinks and assemblies in the first thermal zone 18 is passed to dissipate an amount of heat sufficient for cooling. Thus, through the cover 26 and the motherboard 12 the first thermal zone 18 limited to four sides, whereby a flow channel is formed. Preferably, a heat-conducting connected to the processor heat sink is formed and arranged such that the cooling body with its cooling fins over the entire cross-sectional area of the cover 26 extends above the processor, creating at least a significant part of the through the fan unit 24 generated or amplified air flow past the cooling fins and cooling surfaces of the heat sink and thereby dissipates a sufficient amount of heat to cool the processor.
In
der zweiten thermischen Zone 20 sind Bauelemente mit einer
mittleren Verlustleistung angeordnet, insbesondere Speicherschaltkreise
und Teile eines Schaltnetzteils zur Erzeugung von auf der Baugruppe 10 erforderlichen
Versorgungsspannungen. Die Speicherschaltkreise sind vorzugsweise Speichermodule,
die auf kleinen Leiterplatten angeordnete Speicherschaltkreise umfassen.
Diese Speichermodule sind über
entsprechende Steckverbinder mit der Hauptplatine 12 verbunden.
Dadurch ist eine flexible Konfiguration des Speichers, insbesondere des
Arbeitsspeichers, der Baugruppe 10 möglich. Die Speichermodule können flüchtige Speicher,
wie z. B. RAM, oder nicht-flüchtige
Speicher, wie z. B. EEPROMs oder EPROMs, umfassen.In the second thermal zone 20 are components arranged with an average power loss, in particular memory circuits and parts of a switching power supply for generating on the module 10 required supply voltages. The memory circuits are preferably memory modules comprising memory circuits arranged on small printed circuit boards. These memory modules are via appropriate connectors to the motherboard 12 connected. As a result, a flexible configuration of the memory, in particular of the working memory, of the module 10 possible. The memory modules can volatile memory, such. B. RAM, or non-volatile memory such. As EEPROMs or EPROMs include.
In
der dritten thermischen Zone 22 sind Bauelemente mit einer
relativ geringen Verlustleistung angeordnet, bei denen nur eine
relativ geringe Wärmemenge
abgeführt
werden muss. In der dritten thermischen Zone 22 ist in
einem Abstand zur Hauptplatine 12 eine Festplatte 28 angeordnet,
die aufgrund ihrer geschlossenen Bauweise einen erhebli chen Strömungswiderstand
für einen
Luftstrom darstellt, der die Baugruppe 10 vom unteren Seitenrand
zum oberen Seitenrand hin durchströmt. Die für diesen Luftstrom vorhandene
Lufteintrittsfläche
der zweiten thermischen Zone ist durch ein erstes Luftleitblech 30 begrenzt,
durch das zumindest ein Spalt zwischen der Vorderseite bzw. der
Oberseite der Hauptplatine 12 und dem Luftleitblech 30 gebildet
wird. Auf der Vorderseite der Hauptplatine 12 sind Bauelemente und
Baueinheiten der Baugruppe 10 angeordnet.In the third thermal zone 22 Components are arranged with a relatively low power loss, in which only a relatively small amount of heat must be dissipated. In the third thermal zone 22 is at a distance to the motherboard 12 a hard disk 28 arranged, which represents a erhebli chen flow resistance for an air flow due to their closed design, the assembly 10 flows through from the lower side edge to the upper side edge. The existing for this air flow air inlet surface of the second thermal zone is through a first air baffle 30 limited by the at least one gap between the front and the top of the motherboard 12 and the air baffle 30 is formed. On the front of the motherboard 12 are components and assemblies of the assembly 10 arranged.
Das
Luftleitblech 30 bewirkt, dass ein Großteil der der Baugruppe 10 zugeführten Kühlluft unterhalb
des Luftleitblechs 30 der zweiten Zone zugeführt wird,
wodurch die Kühlluft
im Bereich der Vorderseite der Hauptplatine 12 und der
auf dieser angeordneten Bauelemente und Baueinheiten vorbeiströmt bzw. diese
umströmt
und dadurch eine gute Kühlwirkung erzeugt.
Das Luftleitblech 30 bildet einen zusätzlichen Strömungswiderstand
für die
in die zweite thermische Zone 20 einströmende Kühlluft.The air baffle 30 causes much of the assembly 10 supplied cooling air below the baffle 30 the second zone is fed, causing the cooling air in the front of the motherboard 12 and the components and assemblies arranged thereon flow past or flow around them, thereby producing a good cooling effect. The air baffle 30 forms an additional flow resistance for in the second thermal zone 20 incoming cooling air.
Im
Lufteinlassbereich der dritten thermischen Zone 22 ist
ein zweites Luftleitblech 32 in einem Abstand zur Hauptplatine 12 angeordnet,
wobei das Luftleitblech 32 in einem geringeren Abstand
zur Hauptplatine 12 angeordnet ist als das Luftleitblech 30.
Das Luftleitblech 32 ist derart angeordnet und dimensioniert,
dass es zusammen mit dem durch die Festplatte 28 gebildeten
Strömungswiderstand
und den weiteren in der dritten Zone 22 angeordneten Bauelementen
einen erheblich größeren Strömungswiderstand
bildet als das Luftleitblech 30 und die in der zweiten
thermischen Zone angeordneten Bauteile und Bauelemente.In the air inlet area of the third thermal zone 22 is a second air baffle 32 at a distance to the motherboard 12 arranged, wherein the air baffle 32 at a closer distance to the motherboard 12 is arranged as the air baffle 30 , The air baffle 32 is arranged and dimensioned in such a way that it together with that through the hard disk 28 formed flow resistance and the other in the third zone 22 arranged components forms a considerably larger flow resistance than the air baffle 30 and the in the second thermal zone arranged components and components.
Die
durch die in der zweiten thermischen Zone 20 und in der
dritten thermischen Zone 22 angeordneten Bauteilen und/oder
Bauelementen gebildeten Strömungswiderstände werden
durch die Luftleitbleche 30, 32 jeweils vergrößert.The through the in the second thermal zone 20 and in the third thermal zone 22 arranged flow components and / or components formed by the air baffles 30 . 32 each enlarged.
Dadurch
kann eine gezielte Aufteilung der der Baugruppe 10 vom
Baugruppenträger
zugeführten
Kühlluft
auf die einzelnen thermischen Zonen 18, 20, 22 erfolgen.
Insbesondere wird durch die Luftleitbleche 30, 32 erreicht,
dass ein größerer Teil
der der Baugruppe 10 vom Baugruppenträger zugeführte Kühlluft der ersten Zone 18 zugeführt wird.
Trotz des insbesondere durch den Prozessorkühlkörper gebildeten relativ großen Strömungswiderstandes
der ersten thermischen Zone 18 wird durch die durch die Luftleitbleche 30, 32 vergrößerten Strömungswiderstände der
zweiten thermischen Zone 20 und der dritten thermischen
Zone 22 sowie durch die Lüftereinheit 24 in
der ersten thermischen Zone 18 bewirkte Verstärkung des
Luftstroms der ersten thermischen Zone 18 ein ausreichend
großer
Anteil der vom Baugruppenträger
zur Baugruppe 10 geführten
Kühlluft zugeführt. Dadurch
wird sichergestellt, dass am Kühlkörper des
Prozessors ausreichend Kühlluft
vorbeiströmt
und durch die zwischen den Kühlrippen vorgesehenen Öffnungen
hindurchströmt,
um die zum Kühlkörper geleitete
Verlustwärme
des Prozessors abzuführen.This allows a targeted division of the assembly 10 from the rack supplied cooling air to the individual thermal zones 18 . 20 . 22 respectively. In particular, by the baffles 30 . 32 that achieves a greater part of the assembly 10 Cooling air from the first zone fed from the rack 18 is supplied. Despite the relatively large flow resistance of the first thermal zone formed in particular by the processor heat sink 18 is through the through the baffles 30 . 32 increased flow resistance of the second thermal zone 20 and the third thermal zone 22 as well as through the fan unit 24 in the first thermal zone 18 caused amplification of the air flow of the first thermal zone 18 a sufficiently large proportion of the rack to the module 10 supplied guided cooling air. This ensures that sufficient cooling air flows past the heat sink of the processor and flows through the openings provided between the cooling fins in order to dissipate the heat loss of the processor conducted to the heat sink.
Die
Lüftereinheit 24 verringert
den Strömungswiderstand
der ersten thermischen Zone 18 erheblich oder erzeugt einen
negativen Strömungswiderstand.
Durch das Vorsehen der Luftleitbleche 30, 32 und/oder
das Vorsehen zusätzlicher
Lüfter
auf der Baugruppe 10 wird in jeder der thermischen Zonen 18, 20, 22,
die zum Abführen
der durch die Verlustleistung der in der jeweiligen Zone 18, 20, 22 angeordneten
Bauelemente erzeugten Wärmemenge gezielt
gesteuert. Die Luftleitbleche 30, 32 und/oder die
Lüftereinheit 24 bewirken
ferner eine mechanische Versteifung der Hauptplatine 12.
Dadurch wird die Verwindungssteifigkeit der Hauptplatine 12 erhöht. Insbesondere
bei den Krafteinwirkungen beim Einschieben der Baugruppe 10 in
einen Baugruppenträger
oder beim Herausziehen der Baugruppe 10 aus dem Baugruppenträger werden
dadurch Schäden
an der Hauptplatine 12 vermieden.The fan unit 24 reduces the flow resistance of the first thermal zone 18 significantly or creates a negative flow resistance. By providing the baffles 30 . 32 and / or providing additional fans on the assembly 10 is in each of the thermal zones 18 . 20 . 22 which is used to dissipate the power dissipation in the respective zone 18 . 20 . 22 arranged components selectively controlled amount of heat generated. The baffles 30 . 32 and / or the fan unit 24 also cause a mechanical stiffening of the motherboard 12 , This will increase the torsional rigidity of the motherboard 12 elevated. In particular, with the force effects during insertion of the module 10 in a rack or when pulling out the module 10 The rack will damage the motherboard 12 avoided.
In 2 ist
die Baugruppe 10 in einer Ansicht von unten schematisch
dargestellt, wobei die Baugruppe in 2 gegenüber der
in 1 dargestellten Seitenansicht der Baugruppe 10 um
90° gedreht
ist. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Zwischen dem
Luftleitblech 30 der zweiten thermischen Zone 20 und
der Hauptplatine 12 verbleibt eine größere freie Querschnittsfläche als
zwischen dem Luftleitblech 32 der dritten thermischen Zone 22 und
der Hauptplatine 12. Die zweite thermische Zone 20 hat
dadurch einen geringeren Strömungswiderstand
als die dritte thermische Zone 22. Dadurch strömt durch
die zweite thermische Zone 20 eine größere Luftmenge der vom Baugruppenträger zugeführten Kühlluft als
durch die dritte thermische Zone 22. Die über das
Luftleitblech 32 ragende Festplatte 28 verhindert,
dass ein Großteil
der vom Baugruppenträger
zugeführten
Kühlluft
oberhalb des Luftleitblechs 32 ungenutzt durch die dritte
thermische Zone 22 abgeführt wird und im Wesentlichen nicht
zur Kühlung
der Baugruppe 10 bzw. zum Abführen der von den Bauelementen
und Baueinheiten der Baugruppe 10 erzeugten Wärmemenge
genutzt wird.In 2 is the assembly 10 schematically shown in a view from below, wherein the assembly in 2 opposite to the 1 shown side view of the assembly 10 rotated by 90 °. Like elements have the same reference numerals. Between the air baffle 30 the second thermal zone 20 and the motherboard 12 remains a larger free cross-sectional area than between the air baffle 32 the third thermal zone 22 and the motherboard 12 , The second thermal zone 20 This has a lower flow resistance than the third thermal zone 22 , Thereby flows through the second thermal zone 20 a larger amount of air supplied from the rack cooling air than through the third thermal zone 22 , The over the air baffle 32 outstanding hard disk 28 Prevents most of the cooling air supplied by the rack above the air baffle 32 unused by the third thermal zone 22 is dissipated and essentially not for cooling the assembly 10 or for the removal of the components and assemblies of the assembly 10 generated amount of heat is used.
In 3 ist
die Baugruppe 10 zusammen mit einer im Baugruppenträger neben
der Baugruppe 10 im Wesentlichen gleich aufgebauten Baugruppe 10a dargestellt.
Die mit den Elementen der Baugruppe 10 übereinstimmenden Elemente der
Baugruppe 10a sind mit der gleichen Bezugszeichenziffer
und zusätzlich
mit dem Buchstaben a gekennzeichnet.In 3 is the assembly 10 together with one in the rack next to the module 10 essentially the same structure 10a shown. The with the elements of the assembly 10 matching elements of the assembly 10a are marked with the same reference numeral and additionally with the letter a.
Durch
das Anordnen der Baugruppe 10a neben der Baugruppe 10 ist
die zweite thermische Zone 20 zusätzlich durch die Rückwand der
Hauptplatine 12a der Baugruppe 10a begrenzt, so
dass auch um die zweite thermische Zone 20 ein im Wesentlichen geschlossener
Strömungskanal
gebildet ist. In gleicher Weise ist die dritte thermische Zone 22 durch
die Rückseite
der Platine 12a der Baugruppe 10a sowie durch
eine nicht dargestellte Rückwand
des Baugruppenträgers
begrenzt, so dass durch die Begrenzungen ein Entweichen der Kühlluft aus
den thermischen Zonen 20, 22 insbesondere durch
die Rückseite
der Platine 12a der benachbarten Baugruppe 10a verhindert
wird. Ist neben der Baugruppe 10a keine weitere Baugruppe
vorgesehen, wird ein so genanntes Blindmodul oder eine Blindplatte
anstatt einer benachbarten Platine in den Baugruppenträger eingesetzt,
wobei die Rückseite
dieser Blindplatte die gleiche Funktion zur Begrenzung der zweiten
und dritten thermischen Zone hat, wie die Rückseite der Platine 12a für die Baugruppe 10a.
Alternativ ist die Baugruppe 10 unmittelbar an eine Seitenwand
des Baugruppenträgers
angrenzend angeordnet.By arranging the assembly 10a next to the assembly 10 is the second thermal zone 20 additionally through the back wall of the motherboard 12a the assembly 10a limited, so that also around the second thermal zone 20 a substantially closed flow channel is formed. In the same way, the third thermal zone 22 through the back of the board 12a the assembly 10a and limited by a rear wall of the subrack, not shown, so that through the boundaries escape of the cooling air from the thermal zones 20 . 22 especially through the back of the board 12a the adjacent module 10a is prevented. Is next to the assembly 10a no further assembly is provided, a so-called dummy module or a blanking plate is used instead of an adjacent board in the rack, the back of this blanking plate has the same function for limiting the second and third thermal zone, as the back of the board 12a for the assembly 10a , Alternatively, the assembly is 10 arranged directly adjacent to a side wall of the subrack.
Die
Baugruppen 10, 10a sind im Baugruppenträger in im
Baugruppenträger
angeordneten Führungsschienen
angeordnet, in die die Baugruppen 10, 10a jeweils
beim Einsetzen der Baugruppe in den Baugruppenträger hinein geschoben werden. Durch
diese Schienen ist der Abstand der Hauptplatinen 12 und 12a benachbarter
Baugruppen 10 und 10a vorgegeben. Der Abstand
der Schienen legt somit die Breite eines Steckplatzes bzw. eines
Slots fest. Die breite einer Baugruppe 10, 10a kann
auch mehrere Steckplätze
umfassen, wobei dann nicht an jedem Steckplatz Führungsschienen vorgesehen werden
müssen
sondern nur dort, wo eine Hauptplatine der Baugruppe 10, 10a angeordnet
ist. Wird anstatt einer Baugruppe 10 bzw. 10a eine
Blinplatte oder ein aus einer Blindplatte und zumindest einer Frontblende
bestehendes Blindmodul eingesetzt, wird die Blindplatte, die im
Wesentlichen die gleichen Abmessungen hat, wie die Hauptplatine
in gleicher Weise in die Führungsschienen
eines Steckplatzes eingeschoben, wie eine Baugruppe 10a.
Vorzugsweise weist das Blindmodul zumindest ein Führungselement
auf, durch das das Blindmodul in einer Steckverbinderanordnung des Baugruppenträgers mechanisch
geführt
und/oder gehalten wird.The assemblies 10 . 10a are arranged in the rack in arranged in the rack guide rails, in which the modules 10 . 10a each be pushed into the rack when inserting the module. Through these rails is the distance of the motherboards 12 and 12a neighboring assemblies 10 and 10a specified. The distance of the rails thus determines the width of a slot or a slot. The width of an assembly 10 . 10a can also include multiple slots, in which case not provided at each slot guide rails but only where a motherboard of the assembly 10 . 10a is arranged. Will instead of an assembly 10 respectively. 10a a bling plate or a blind module consisting of a blanking plate and at least one front panel, the blanking plate, which has substantially the same dimensions as the motherboard, is inserted in the same manner into the guide rails of a slot as an assembly 10a , Preferably, the dummy module has at least one guide element, by means of which the dummy module is mechanically guided and / or held in a plug connector arrangement of the module carrier.
In 4 ist
eine schematische Darstellung der Baugruppen 10 und 10a entsprechend
ihrer Anordnung in einem Baugruppenträger dargestellt, wobei zwei
im Baugruppenträger
vorgesehene Lüfter 40, 42 schematisch
dargestellt sind. Die Lüfter 40, 42 bewirken
einen Luftstrom durch die thermischen Zonen 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a der
Baugruppen 10, 10a. Vorzugsweise ist zwischen
den Lüftern 40, 42 und
den Baugruppen 10, 10a eine nicht dargestellte Filtermatte
vorgesehen, durch die ein Staudruck zwischen den Lüftern 40, 42 und
der Filtermatte erzeugt wird. Der Staudruck bewirkt einen relativ
gleichmäßigen Luftdurchtritt
durch die Filtermatte, wodurch ein relativ gleichmäßiger Luftstrom
oberhalb der Filtermatte und somit im Bereich der Unterseite der
Baugruppen 10, 10a erzeugt wird. Die Luftströme durch die
einzelnen Baugruppen 10, 10a sind jeweils durch Pfeile
schematisch dargestellt.In 4 is a schematic representation of the modules 10 and 10a shown according to their arrangement in a rack, with two provided in the rack fan 40 . 42 are shown schematically. The fans 40 . 42 cause an air flow through the thermal zones 18 . 18a . 20 . 20a . 22 . 22a of the assemblies 10 . 10a , Preferably, between the fans 40 . 42 and the assemblies 10 . 10a a filter mat, not shown, provided by a back pressure between the fans 40 . 42 and the filter mat is generated. The dynamic pressure causes a relatively uniform passage of air through the filter mat, whereby a relatively uniform air flow above the filter mat and thus in the region of the underside of the modules 10 . 10a is produced. The air flows through the individual modules 10 . 10a are each shown schematically by arrows.
In 5 ist
eine schematische Schnittdarstellung eines Baugruppenträgers 50 dargestellt,
auf dessen Vorderseite 52 und auf dessen Rückseite 54 mehrere
nebeneinander angeordnte Steckplätze
vorhanden sind. In den Baugruppenträger 50 können sowohl
von dessen Vorderseite 52 her Baugruppen 10, 10a in
die Steckplätze
auf der Vorderseite 52 des Baugruppenträgers 50 und von seiner
Rückseite 54 her
Baugruppen 10, 10a in die Steckplätze auf
der Rückseite 54 des
Baugruppenträgers
eingeschoben werden. Durch das Einschieben der Baugruppen 10, 10a in
den Baugruppenträger 50 sind
die Steckverbinder 15, 15a, 16, 16a, 17, 17a automatisch
mit an einer Centerplane-Anordnung 56 vorgesehenen Steckverbinderanordnungen
verbunden, die in gleicher Weise wie eine Backplane-Anordnung bei
einem Baugruppenträger 50 bei
dem die Baugruppen nur von der Vorderseite 52 einführbar sind,
eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Baugruppen 10, 10a herstellen.
Im Baugruppenträger 50 sind Lüfter 41, 42, 45, 46 unterhalb
der Baugruppen 10, 10a bzw. unterhalb der Steckplätze angeordnet,
die Kühlluft
aus der Umgebung des Baugruppenträgers 50 ansaugen und
einen nach oben zu den Baugruppen 10, 10a hingerichteten
Luftstrom erzeugen.In 5 is a schematic sectional view of a rack 50 shown on the front 52 and on the back 54 several juxtaposed slots are available. In the rack 50 can both from its front 52 forth assemblies 10 . 10a in the slots on the front 52 of the subrack 50 and from his back 54 forth assemblies 10 . 10a in the slots on the back 54 of the subrack are inserted. By inserting the modules 10 . 10a in the rack 50 are the connectors 15 . 15a . 16 . 16a . 17 . 17a automatically with at a centerplane arrangement 56 provided connector assemblies, in the same way as a backplane arrangement in a rack 50 in which the modules only from the front 52 are insertable, an electrical connection between the individual modules 10 . 10a produce. In the rack 50 are fans 41 . 42 . 45 . 46 below the modules 10 . 10a or arranged below the slots, the cooling air from the environment of the rack 50 suck in and one up to the assemblies 10 . 10a generate executed airflow.
Zwischen
den Baugruppen 10, 10a und den Lüftern 41, 42, 45, 46 sind
Filtermatten 57, 58 vorgesehen, die Schmutzpartikel
aus der Kühlluft
herausfiltern und einen Strömungswiderstand
erzeugen. Der Strömungswiderstand
der Filtermatten 57, 58 bewirkt, dass durch die
Lüfter 41, 42, 45, 46 erzeugten Luftstrom
unterhalb der Filtermatte 57, 58 ein Staudruck
aufgebaut wird, durch den ein im Wesentlichen über die gesamten Fläche der
Filtermatte 57, 58 gleichmäßiger Luftstrom durch die Filtermatte 57, 58 hindurch
tritt. Dadurch wird an den Unterseiten der Baugruppen 10, 10a ein
im Wesentlichen gleichmäßiger Luftstrom
als Kühlluftstrom
zur Verfügung
gestellt. Mit Hilfe der Luftleitbleche 30, 32 sowie
mit Hilfe der Lüfteranordnung 24, 24a wird
dieser im Wesentlichen gleichmäßig durch
die Filter 57, 58 tretende Luftstrom entsprechend
der aufgrund der in den einzelnen thermischen Zonen 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a auftretenden
abzuführenden
Wärmemenge
aufgeteilt.Between the modules 10 . 10a and the fans 41 . 42 . 45 . 46 are filter mats 57 . 58 provided that filter out dirt particles from the cooling air and generate a flow resistance. The flow resistance of the filter mats 57 . 58 causes through the fan 41 . 42 . 45 . 46 generated air flow below the filter mat 57 . 58 a dynamic pressure is built up by which a substantially over the entire surface of the filter mat 57 . 58 even air flow through the filter mat 57 . 58 passes through. This will work on the bottoms of the assemblies 10 . 10a a substantially uniform air flow provided as a cooling air flow. With the help of the air baffles 30 . 32 as well as with the help of the fan arrangement 24 . 24a This is essentially evenly through the filters 57 . 58 passing airflow according to the due in the individual thermal zones 18 . 18a . 20 . 20a . 22 . 22a split dissipating amount of heat.
Alternativ
oder zusätzlich
sind einem Bereich oberhalb der Baugruppen 10, 10a weitere
Lüfter 43, 44, 47, 48 vorgesehen,
die den Luftstrom durch die Baugruppen 10, 10a bzw.
durch die Zonen 18, 18a, 20, 20a, 22, 22a der
Baugruppen 10, 10a fördern, indem sie einen Unterdruck
oberhalb der im Baugruppenträger 50 angeordneten
Baugruppen 10, 10a erzeugen. Zur gleichmäßigen Verteilung
des Unterdrucks sind unterhalb der Lüfter 43, 44 eine
Filtermatte 59 und unterhalb der Lüfter 47, 48 eine
Filtermatte 60 angeordnet.Alternatively or additionally, an area above the modules 10 . 10a more fans 43 . 44 . 47 . 48 provided the air flow through the assemblies 10 . 10a or through the zones 18 . 18a . 20 . 20a . 22 . 22a of the assemblies 10 . 10a Promote by placing a vacuum above that in the rack 50 arranged assemblies 10 . 10a produce. For even distribution of negative pressure are below the fan 43 . 44 a filter mat 59 and below the fan 47 . 48 a filter mat 60 arranged.
Durch
das Vorsehen der drei thermischen Zonen 18, 20, 22 können auch
Baugruppen 10, 10a, die elektronische Bauteile
mit sehr unterschiedlicher Wärmeabgabe
haben, optimal gekühlt
werden. Die Baugruppen 10, 10a sind in den Baugruppenträger 50 steckbar
und aus diesem wieder entnehmbar. In einem solchen Baugruppenträger 50 können mehrere
Baugruppen 10, 10a gleichen Typs oder verschiedenartige
Baugruppen nebeneinander angeordnet werden. In der ersten thermischen
Zone 18 ist mindestens ein Lüfter 24 angeordnet,
der den durch im Baugruppenträger 50 vorgesehenen
Lüfter 40 bis 48 erzeugten
Luftstrom verstärkt
und eine ausreichende Luftmenge insbesondere an einem in der ersten
thermischen Zone 18 vorgesehenen Kühlkörper vorbeiführt, der
insbesondere zur Ableitung der Wärme
eines Prozessors vorgesehen ist. Dieser Luftstrom wird innerhalb
eines Luftschachtes bzw. Strömungskanals
der ersten thermischen Zone 18 geführt, der insbesondere durch
die Abdeckung 26 oder andere geeignete Abschottmittel gebildet
ist. Als Abdeckung 26 zum Bilden eines Luftschachtes kann
insbesondere eine Blechabdeckung oder eine aus anderen Materialien
hergestellte Abdeckung verwendet werden. Vorzugsweise ist die Abdeckung
aus elektrisch nicht-leitenden Kunststoffen hergestellt.By providing the three thermal zones 18 . 20 . 22 can also have assemblies 10 . 10a , which have electronic components with very different heat output, are optimally cooled. The assemblies 10 . 10a are in the rack 50 pluggable and removable from this again. In such a rack 50 can have multiple assemblies 10 . 10a same type or different assemblies are arranged side by side. In the first thermal zone 18 is at least one fan 24 arranged by the in the rack 50 provided fan 40 to 48 amplified air flow and a sufficient amount of air in particular at one in the first thermal zone 18 provided heat sink passes, which is provided in particular for dissipating the heat of a processor. This air flow is within an air shaft or flow channel of the first thermal zone 18 led, in particular by the cover 26 or other suitable Abschottmittel is formed. As a cover 26 For forming an air duct, in particular, a sheet metal cover or a cover made of other materials may be used. Preferably, the cover is made of electrically non-conductive plastics.
Durch
das Vorsehen der Abdeckung 26 wird eine relativ große Luftmenge
der durch die erste thermische Zone 18 geförderten
Luftströmung
gezwungen, trotz des durch einen in der ersten thermischen Zone 18 angeordneten
Kühlkörper bewirkten
relativ hohen Strömungswiderstandes,
an der Oberfläche des
Kühlkörpers vorbeizuströmen und
Wärme vom Kühlkörper aufzunehmen
und abzuführen.
Durch eine geeignete Ansteuerung der Lüfter der Lüftereinheit 24 kann
die durch die erste thermische Zone 18 geleitete Luftmenge
je nach momentan auftretender Wärmeentwicklung
in weiten Grenzen variiert werden, ohne dass die Luftströmung durch
die anderen thermischen Zonen 20, 22 stark beeinflusst
wird.By providing the cover 26 becomes a relatively large amount of air passing through the first thermal zone 18 forced air flow forced, despite by one in the first thermal zone 18 arranged heat sink caused relatively high flow resistance to flow past the surface of the heat sink and absorb heat from the heat sink and dissipate. By suitable control of the fans of the fan unit 24 can pass through the first thermal zone 18 Depending on the momentarily occurring heat development, the conducted air quantity can be varied within wide limits without the air flow through the other thermal zones 20 . 22 is strongly influenced.
Insbesondere
bei einem in der ersten thermischen Zone 18 angeordneten
als CPU dienenden Prozessor ist die momentane Wärmeentwicklung stark von der
momentanen Rechenleistung des Prozessors abhängig. Die in den anderen Zonen 20, 22 angeordneten
Bauelemente haben eine geringere Schwankung der Verlustleistung
und somit eine geringere Schwankung der abzuführenden Wärmemenge bei unterschiedlicher
Belastung, wodurch in diesen Zonen 20, 22 ein
relativ gleichmäßiger bzw. konstanter
Kühlluftstrom
vorteilhaft ist.Especially in one in the first thermal zone 18 arranged as a CPU serving processor, the current heat development is highly dependent on the current processing power of the processor. The ones in the other zones 20 . 22 arranged components have a lower fluctuation of the power loss and thus a smaller variation of the amount of heat to be dissipated at different load, causing in these zones 20 . 22 a relatively uniform or constant cooling air flow is advantageous.
Durch
die Abschottung der ersten thermischen Zone 18 mit Hilfe
der Abdeckung 26 und der Hauptplatine 12, durch
die Abschottung der zweiten thermischen Zone 20 mit Hilfe
der Hauptplatine 12, der Frontblende 14, der Abdeckung 26 und
der Rückseite
der Hauptplatine 12a einer benachbarten Baugruppe 10a und
durch die Abschottung der dritten thermischen Zone 22 mit
Hilfe der Hauptplatine 12, der Abdeckung 26, der
Rückseite
der Hauptplatine 12a einer benachbarten Baugruppe 10a und
einer Rückwand
(Backplane- oder Centerplane-Anordnung) des Baugruppenträgers werden
um jede der thermischen Zonen 18, 20, 22 Luftschächte gebildet. Durch
konstruktive Maßnahmen,
wie das Vorsehen zusätzlicher
Strömungswiderstände in Form
der Luftleitbleche 30, 32 zum Verringern der Strömungsquerschnitte
der einzelnen Luftschächte
der Zonen 18, 20, 22 und/oder das Vorsehen
von zusätzlichen
Lüftern
werden in den Zonen 18, 20, 22 definierte
Strömungswiderstände ausgebildet,
durch die eine gezielte Aufteilung des Volumenstroms der Kühlluft,
die durch jede dieser zu kühlenden
thermischen Zonen 20, 22 strömt, erreicht wird. Bei anderen
Ausführungsbeispielen
kann auch der Luftstrom durch eine der Zonen vollständig verhindert
werden.By the foreclosure of the first thermal zone 18 with the help of the cover 26 and the motherboard 12 , by the foreclosure of the second thermal zone 20 with the help of the motherboard 12 , the front panel 14 , the cover 26 and the back of the motherboard 12a an adjacent module 10a and by the foreclosure of the third thermal zone 22 with the help of the motherboard 12 , the cover 26 , the back of the motherboard 12a an adjacent module 10a and a backplane (backplane or centerplane array) of the chassis will be around each of the thermal zones 18 . 20 . 22 Air ducts formed. By constructive measures, such as the provision of additional flow resistance in the form of baffles 30 . 32 for reducing the flow cross sections of the individual air shafts of the zones 18 . 20 . 22 and / or the provision of additional fans will be in the zones 18 . 20 . 22 defined flow resistances formed by the targeted division of the volume flow of the cooling air through each of these to be cooled thermal zones 20 . 22 flows, is reached. In other embodiments, the air flow through one of the zones can be completely prevented.
Die
unterschiedlichen Strömungswiderstände der
zweiten thermischen Zone 20 und der dritten thermischen
Zone 22 bewirken, dass die Luftmenge, die durch die dritte
Zone 22 strömt,
geringer ist als die Luftmenge, die durch die zweite Zone 20 strömt. Dies betrifft
zumindest die Gesamtmenge der durch die jeweiligen Zonen 20, 22 strömenden Kühlluft und/oder die
Strömungsgeschwindigkeit
der durch die jeweiligen Zonen 20, 22 strömende Kühlluft.The different flow resistance of the second thermal zone 20 and the third thermal zone 22 cause the amount of air passing through the third zone 22 flows less than the amount of air passing through the second zone 20 flows. This concerns at least the total amount of the respective zones 20 . 22 flowing cooling air and / or the flow velocity through the respective zones 20 . 22 flowing cooling air.
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Baugruppe 10 haben die thermischen Zonen 18, 20, 22 etwa
die gleiche Breite, so dass ihre Querschnittsflächen im Wesentlichen gleich
groß sind.
Die unterschiedlichen Strömungswiderstände der
einzelnen Zonen bewirken eine den Strömungswiderständen entsprechende
unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit
der durch diese thermischen Zone 18, 20, 22 strömenden Kühlluft.In the present embodiment of the module 10 have the thermal zones 18 . 20 . 22 about the same width, so that their cross-sectional areas are substantially equal. The different flow resistances of the individual zones bring about a different flow velocity through the thermal zone corresponding to the flow resistances 18 . 20 . 22 flowing cooling air.
Die
Lüftereinheit 24 bzw.
die in der Lüftereinheit 24 enthaltenen
Lüfter
sind direkt auf der Hauptplatine 12 am unteren und/oder
oberen Seitenrand der Baugruppe 10 angeordnet. Die vorzugsweise rechteckige
Umrissfläche
des Querschnitts eines Kühlkörpers zum
Kühlen
eines Prozessors, der in der ersten Zone 18 angeordnet
ist, füllt
zumindest einen oberen Bereich des durch die Abdeckung 26 gebildeten
umschlossenen Luftschachts aus, so dass der durch die Lüftereinheit 24 in
der ersten thermischen Zone 18 bewirkte Luftstrom nicht
seitlich aus dem Kühlkörper und
der ersten thermischen Zone 18 entweichen kann.The fan unit 24 or in the fan unit 24 included fans are directly on the motherboard 12 at the bottom and / or top margin of the assembly 10 arranged. The preferably rectangular outline area of the cross-section of a heat sink for cooling a processor operating in the first zone 18 is arranged, fills at least an upper portion of the through the cover 26 formed enclosed duct, so that through the fan unit 24 in the first thermal zone 18 caused air flow not laterally from the heat sink and the first thermal zone 18 can escape.
Insbesondere
durch das Luftleitblech 30 wird der in die zweite thermische
Zone 20 eintretende Luftstrom auf die in dieser zweiten
thermischen Zone 20 angeordneten Bauelemente und Baueinheiten
gelenkt, beispielsweise auf die in der zweiten Zone 20 angeordnete
Speichermodule und die auf diesen Speichermodulen angeordneten Speicherschaltkreise.
In der dritten thermischen Zone 22 ist unterhalb der Festplatte 28 ein
weiterer Luftschacht gebildet. Durch diesen weiteren Luftschacht
wird der Luftstrom in der dritten thermischen Zone 22 direkt
an den auf der Hauptplatine 12 im Bereich der dritten thermischen
Zone 22 angeordneten Bauelementen vorbeigeführt. Die
Festplatte 28 bildet einen großen Strömungswiderstand in der dritten
thermischen Zone 22, durch den unterhalb der Festplatte 28 eine
relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit
der Kühlluft
erzeugt wird. Dadurch erfolgt eine relativ gute Kühlwirkung der
dort angeordneten Bauelemente und Baueinheiten, die eine relativ
geringe Verlustleistung haben, wodurch nur eine relativ geringe
Wärmemenge
aus der dritten thermischen Zone 22 abzuführen ist.In particular through the air baffle 30 becomes the second thermal zone 20 entering airflow to the in this second thermal zone 20 arranged components and assemblies directed, for example, in the second zone 20 arranged memory modules and arranged on these memory modules memory circuits. In the third thermal zone 22 is below the hard drive 28 formed another duct. Through this further air shaft, the air flow in the third thermal zone 22 directly to the on the motherboard 12 in the area of the third thermal zone 22 arranged components passed. The hard disk 28 forms a large flow resistance in the third thermal zone 22 through the underneath the hard drive 28 a relatively high flow velocity of the cooling air is generated. This results in a relatively good cooling effect of the components and assemblies arranged there, which have a relatively low power loss, resulting in only a relatively small amount of heat from the third thermal zone 22 is payable.
Die
Luftleitbleche 30, 32 sind nicht direkt mit der
Hauptplatine 12 verbunden. Alternativ sind die Luftleitbleche 30, 32 mit
Befestigungselementen mit der Hauptplatine 12 verbunden,
die nur einen geringen Luftwiderstand haben, um die in diese thermischen
Zonen 20, 22 hineinströmende Kühlluft nicht weiter zu behindern.The baffles 30 . 32 are not directly with the motherboard 12 connected. Alternatively, the air baffles 30 . 32 with fasteners to the motherboard 12 connected, which have only a low air resistance to those in these thermal zones 20 . 22 no further obstructing cooling air flowing in.
In 6 ist
die Baugruppe 10 in der Seitenansicht ähnlich der Seitenansicht nach 1 dargestellt.
Bei der Seitenansicht der Baugruppe 10 nach 6 sind
die Umrisse verschiedener Bauelemente, Kühlkörper, Bauteile sowie Kontaktflächen für SMD-Bauelemente
und in der Hauptplatine 12 vorgesehene Löcher zum
Durchstecken von Anschlußpins der
Bauteile und der Bauelemente detailliert dargestellt. In 7 ist
eine Darstellung der Baugruppe 10 nach 6 gezeigt.In 6 is the assembly 10 in the side view similar to the side view 1 shown. In the side view of the assembly 10 to 6 are the outlines of various components, heatsinks, components and pads for SMD components and in the motherboard 12 provided holes for the passage of connection pins of the components and the components shown in detail. In 7 is a representation of the assembly 10 to 6 shown.
In
den 6 und 7 sind nur die Umrisse der Festplatte 28 und
der Abdeckung 26 dargestellt, wodurch auch die unterhalb
der Festplatte 28 und innerhalb der Abdeckung 26 angeordneten
Bauelemente und Bauteile dargestellt sind.In the 6 and 7 are just the outlines of the disk 28 and the cover 26 which also shows the below the hard drive 28 and inside the cover 26 arranged components and components are shown.
In
der zweiten thermischen Zone 20 sind vier Speichermodule 19 mit
so genanntem registered DDR-RAM als Speicherbän ke in jeweils einem 25° Sockel angeordnet.
Ferner sind Steckverbinder, Anzeigeelemente und Betätigungselemente
an der den Steckverbindern 15, 16, 17 gegenüberliegenden Randseite
der Baugruppe 10 gezeigt, die durch in der Frontblende 14 vorgesehene Öffnungen
nach außen hervorstehen
oder zumindest durch diese Öffnungen sichtbar
und/oder mit komplementären
Steckverbinderanordnungen verbindbar sind.In the second thermal zone 20 are four memory modules 19 with so-called registered DDR RAM as Speicherbän ke in each case a 25 ° socket arranged. There are also connectors, indicators and actuators on the connectors 15 . 16 . 17 opposite edge side of the module 10 shown through in the front panel 14 provided openings projecting outwardly or at least visible through these openings and / or connectable with complementary connector assemblies.
Zusätzlich oder
alternativ zu den gezeigten Axiallüftern der Lüftereinheit 24 können auf
der Baugruppe 10, 10a, 70 selbst und/oder
im Baugruppenträger 50 auch
Radialventilatoren oder Walzenventilatoren bzw. Radiallüfter und
Walzenlüfter
eingesetzt werden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen sind nur zwei
thermische Zonen 18, 20 oder 20, 22 vorgesehen,
wobei nur in einer der Zonen 20 zur Beschränkung der
durch diese Zone strömenden
Kühlluftmenge
ein zusätzliches
Mittel, insbesondere ein Luftleitblech 30, und in der anderen
thermischen Zone 18, 20 kein zusätzliches
Mittel zum Beschränken
der durch diese Zone 18, 22 strömenden Kühlluft vorgesehen
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind dann keine zusätzlichen
Lüfter 24 auf
der Baugruppe 10, 10a, 70 selbst vorgesehen.
Alternativ können
die Strömungswiderstände beider
thermischer Zonen durch eine gezielte Anordnung der Bauelemente
derart angepasst sein, dass eine gewünschte unterschiedliche Luftströmung in
den beiden thermischen Zonen erreicht wird.Additionally or alternatively to the shown axial fans of the fan unit 24 can on the assembly 10 . 10a . 70 itself and / or in the rack 50 Radial fans or roller fans or radial fans and roller fans are used. In alternative embodiments, only two are thermal zones 18 . 20 or 20 . 22 provided, only in one of the zones 20 for limiting the amount of cooling air flowing through this zone, an additional means, in particular an air guide plate 30 , and in the other thermal zone 18 . 20 no additional means of restricting through this zone 18 . 22 is provided flowing cooling air. In this embodiment, then no additional fans 24 on the assembly 10 . 10a . 70 even provided. Alternatively, the flow resistances of both thermal zones can be adjusted by a targeted arrangement of the components such that a desired different air flow is achieved in the two thermal zones.
Ferner
können
zusätzlich
oder alternativ die Hauptplatinen 12, 12a der
Baugruppen 10, 10a waagerecht in einem geeigneten
Baugruppenträger
angeordnet werden, wobei mit Hilfe von Lüftern ein Luftstrom entlang
oder parallel zur Oberfläche
der Leiterplatten 12, 12a erzeugt wird. Vorzugsweise
sind die Lüfter
nicht wie beim Baugruppenträger 50 un ten und/oder
oben im Baugruppenträger
angeordnet, sondern in einem rechten und/oder linken Seitenbereich
des Baugruppenträgers,
d. h. an mindestens einer Seite des Baugruppenträgers, vorgesehen. Ferner ist,
wie beim Baugruppenträger 50 gezeigt,
mindestens eine Filtermatte zwischen der Baugruppe und dem Lüfter/den
Lüftern
vorgesehen, die eine relativ gleichmäßige Verteilung des durch die
Lüfter
erzeugten Luftstroms über
die Steckplätze
bewirken, in denen die Baugruppen gesteckt sind bzw. steckbar sind.Furthermore, additionally or alternatively, the motherboards 12 . 12a of the assemblies 10 . 10a be arranged horizontally in a suitable rack, with the aid of fans an air flow along or parallel to the surface of the circuit boards 12 . 12a is produced. Preferably, the fans are not like the rack 50 un th and / or arranged above in the rack, but in a right and / or left side region of the rack, ie on at least one side of the rack provided. Furthermore, as with the rack 50 shown, at least one filter mat between the assembly and the fan / fans provided that cause a relatively uniform distribution of the airflow generated by the fan on the slots in which the modules are plugged or plugged.
-
10,
10a10
10a
-
Baugruppemodule
-
12,
12a12
12a
-
Hauptplatinemotherboard
-
1313
-
Steckerplug
-
14,
14a14
14a
-
Frontblendefront panel
-
15,
15a, 16, 16a, 17, 17a15
15a, 16, 16a, 17, 17a
-
SteckverbinderConnectors
-
18,
18a18
18a
-
erste
thermische Zonefirst
thermal zone
-
1919
-
registered
DDR SDRAMregistered
DDR SDRAM
-
20,
20a20
20a
-
zweite
thermische Zonesecond
thermal zone
-
22,
22a22
22a
-
dritte
thermische Zonethird
thermal zone
-
2424
-
Lüftereinheitfan unit
-
26,
26a26
26a
-
Blechabdeckungmetal cover
-
28,
28a28
28a
-
Festplattehard disk
-
30,
30a, 32, 32a30
30a, 32, 32a
-
Luftleitblechebaffles
-
40
bis 4840
to 48
-
LüfterFan
-
5050
-
Baugruppenträgerrack
-
5252
-
Vorderseitefront
-
5454
-
Rückseiteback
-
5656
-
Centerplane-AnordnungCenter plane configuration
-
57
bis 6057
to 60
-
Filterfilter
