[发明专利]一种高密度机柜散热集中管理方法

权利要求书

1.一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于其具体实现过程为：

一、设置散热构架：将整个机柜设置成N层，每层为一个风扇窗且均匀分布若干散热风扇；每个风扇窗内的所有风扇由一个风扇控制板控制和供电，所述风扇控制板上均设置有管理主板；

二、设置两级热拔插保护：

第一级保护，在风扇控制板上设置热交换芯片，该热交换芯片通过I2C总线接入上述管理主板，该热交换芯片还连接有铜排，在管理主板与热交换芯片之间的风扇控制板上还设置有风扇控制板检测电路和风扇控制板电流监控电路，进而形成初步热插拔保护电路，当风扇控制板发生故障时，电流增大触发管理主板控制热交换芯片断开铜排与机柜的电连；

第二级保护，在单个风扇处设置热拔插保护电路，该保护电路包括连接风扇的热拔插保护芯片，热拔插保护芯片通过I2C总线连接上述管理主板，当风扇电流超过过流保护电流值时，热插拔保护芯片触发风扇断电，该热拔插保护芯片还连接有设置在风扇控制板上的自恢复电路，当故障风扇替换后，该自恢复电路启动恢复风扇的正常运转；

三、设置风扇转速检测及通过PWM进行风扇转速管理：

设置N个与机柜每层相对应的风扇拔插板，该风扇拔插板上设置有监控芯片，该监控芯片通过设置在风扇插拔板上的ESD保护电路与每个风险相连通，所述监控芯片通过U2C总线与管理主板通信连接，该监控芯片对每个风扇的转速检测并通过PWM信号对每个风扇进行转速管理；

四、在风扇控制板上安装温度传感器，实时监测机柜服务器内的环境温度，并将该温度信息传递给上述监控芯片；

五、在风扇控制板上增加固定转速电路、转速自动切换电路：当机柜管理主板故障或断电时，风扇控制板按照固定转速电路预设的风扇转速运转；当机柜管理主板正常工作时，控制该控制信号的电平变化，转速自动切换电路切换到由管理主板控制风扇控制板，从而控制风扇转速；

六、在风扇控制板上安装逻辑控制芯片，然后对每个风扇进行ID编码识别，并通过逻辑检测芯片完成风扇absent检测；

七、在风扇控制板上安装电平转换芯片，该电平转换芯片连接管理主板，管理主板根据检测到的风扇状态控制该电平转换芯片的IO高低电平变化，实现信号灯的状态提示。

2.根据权利要求1所述的一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于：所述机柜分为4层，每层高度为10U，每个风扇窗内通过风道隔离分成9个独立散热区域，每个散热区域内置一个散热风扇。

3.根据权利要求1所述的一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于：所述步骤四中管理主板通过监控芯片发送的温度区间调控风扇转速：即温度小于27℃、27℃～31℃、31℃～34℃、大于34℃时，对应的风扇起始转速分别为：10%、15%、20%、30%。

4.根据权利要求1所述的一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于：所述固定转速电路包括控制转速电路，该控制转速电路连接其控制的风扇；所述转速自动切换电路包括连接风扇且实现自动切换功能的MCU、与该MCU连接的RMC芯片、该MCU和RMC芯片均连接逻辑控制电路。

5.根据权利要求4所述的一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于：所述固定转速电路的详细内容包括通用定时器U2，该U2包括8个针脚：针脚1为接地引脚；针脚2为控制端输入引脚；针脚3为输出引脚；针脚4为复位信号输入端；针脚5为屏显绿色输出引脚；针脚6为高触发引脚；针脚7为放电端引脚；针脚8为供电电压输入引脚；

其中电压输入端分成三组：第一组经并联的电容C8和C9后接地；第二组连接U2的针脚4和针脚8；第三组经单刀双掷开关sw1后接入并联的电阻R10和R11，该并联电阻R10和R11的输出端也分成两条线路，第一条直接接入针脚7，第二条经单刀双掷开关sw2后接入并联的电阻R8和R9后再分成两条线路，第一条经电容C10后接地，第二条接入U1的针脚2和针脚6；

上述U1的针脚1接地，针脚3接输出端，针脚5经电容C7后接地。

6.根据权利要求1所述的一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于：所述步骤六中absent检测过程为：逻辑检测芯片的IO口初始状态设置为高电平，当风扇插入该IO口则变为低电平，完成该风扇的在位检测，然后逻辑检测芯片通过I2C将风扇信息传送给管理主板，这里的风扇信息包括：风扇ID、故障风扇告警时ID、风扇在位检测结果。

7.根据权利要求1所述的一种高密度机柜散热集中管理方法，其特征在于：所述第二级保护的热插拔保护电路具体结构包括热拔插保护芯片U1，该U1包括10个针脚：针脚1为允许电压输入引脚；针脚2为参考电压输入引脚；针脚3为充电电流设定、充电电流监控和停机引脚；针脚4为定时器输入引脚；针脚5为接地引脚；针脚6为电源输出有效引脚；针脚7电压输出引脚；针脚8为N沟道MOS管连接引脚；针脚9为采样电阻引脚；针脚10为供电电压输入引脚；

其中针脚1经过电阻R1接入电源输入端，针脚2顺序经过电阻R3、R4后接地，针脚3经过电阻R4后接地，针脚4经过电容C6后接地，针脚5接地，针脚6经电阻R5后接电源输出端，针脚7直接接电源输出端，针脚8经电阻R6后接N沟道MOS管的栅极，该MOS管的源极接电源输出端、漏极经电阻R7接电源输入端，针脚9经电阻R7接电源输入端，针脚10直接连接电源输入端。