一种机柜散热系统

技术领域

本发明涉及机柜领域，特别涉及一种机柜散热系统。

背景技术

专利公开号为CN204466073U公开了一种散热型信息化机柜，通过在柜体内设置有若干横梁，横梁将柜体内部分割为相对应的若干部分，并在柜体的前端面上设置卷帘装置，通过控制卷帘进行降温，但对多个机柜进行控制时，因每个机柜在实现检测和散热等功能时需要使用多个引脚进行实现，成本较高，且在检测时无法温度偏差进行修正，这是急需解决的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种机柜散热系统，包括机柜、散热装置、控制单元、主控模块，所述散热装置和控制单元根据机柜数量设置在每台机柜内，每个散热装置和控制单元和主控模块连接，控制单元用于检测机柜温度并反馈信号到主控模块，主控模块控制散热装置启动。

进一步的，所述控制单元包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第二热敏电阻R2、第三电位器R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第一输入端IN1，所述第一电阻R1一端和电源连接，第一电阻R1另一端和第二热敏电阻R2一端、第一运算放大器U1同相端连接，第一运算放大器U1反相端和第三电位器R3一端、第四电阻R4一端连接，第四电阻R4另一端和第一二极管D1阳极、第一运算放大器U1输出端连接，第一二极管D1阴极和第一输入端IN1、第二运算放大器U2同相端连接，第二运算放大器U2输出端、第一输入端IN1和主控模块连接，第二热敏电阻R2另一端、第三电位器R3另一端、第三电位器R3抽头端和接地端连接。

进一步的，所述控制单元还包括第三光电二极管U3、第四光电三极管U4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一MOS管Q1、第一输出端OUT1，所述第一MOS管Q1栅极和第二运算放大器U2输出端连接、第一MOS管Q1漏极和第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第二运算放大器U2反相端连接，第五电阻R5另一端和电源连接，第一MOS管Q1源极和第三光电二极管U3阳极连接，第三光电二极管U3阴极、第六电阻R6另一端和接地端连接，第三光电二极管U3和第四光电三极管U4耦合封装，第四光电三极管U4集电极和电源连接，第四光电三极管U4发射极和第一输出端OUT1连接，第一输出端OUT1和主控模块连接。

进一步的，所述控制单元还包括第五运算放大器U5、第六光电二极管U6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二MOS管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第二输入端IN2，所述第五运算放大器U5同相端和第四电阻R4一端连接，第五运算放大器U5输出端和第二MOS管Q2栅极连接，第二MOS管Q2漏极和电源连接，第二MOS管Q2源极和第四三极管Q4集电极、第八电阻R8一端、第三三极管Q3基极连接，第三三极管Q3发射极和，第七电阻R7一端、第八电阻R8一端、第六光电二极管U6阳极连接，第三三极管Q3集电极和第四三极管Q4基极、第二输入端IN2连接，第二输入端IN2和主控模块连接，第四三极管Q4发射极、第六光电二极管U6阴极和接地端连接。

进一步的，所述控制单元还包括第九电阻R9、第十电阻R10、第二二极管D2，所述第九电阻R9一端和电源连接，第九电阻R9另一端和第二二极管D2阳极、第十电阻R10一端连接，第二二极管D2阴极和第二MOS管Q2漏极连接，第十电阻R10另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制单元还包括第十一电阻R11、第十二电阻R12，第十一电阻R11一端和电源连接，第十一电阻R11另一端和第二运算放大器U2同相端、第十二电阻R12另一端连接。

进一步的，所述控制单元还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，所述第十三电阻R13一端和第五运算放大器U5输出端连接，第十四电阻R14一端和第五运算放大器U5反相端、第十五电阻R15一端连接，第十四电阻R14另一端和电源连接，第十三电阻R13另一端、第十五电阻R15另一端和接地端连接。

进一步的，所述控制单元还包括第十六电阻R16，所述第十六电阻R16一端和第一MOS管Q1栅极连接，第一MOS管Q16另一端和接地端连接。

进一步的，所述散热装置由风冷风扇和电机组成。

进一步的，所述主控模块包括MCU芯片。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明可通过降低使用端口对控制机柜进行散热，降低成本，并在机柜散热过程中，对采集的温度信号进行补偿和指示，便于巡检工作人员调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的整体结构示意图。

图2、图3、图4为控制单元结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图，本发明是一种机柜散热系统，包括机柜、散热装置、控制单元、主控模块，所述散热装置和控制单元根据机柜数量设置在每台机柜内，每个散热装置和控制单元和主控模块连接，控制单元用于检测机柜温度并反馈信号到主控模块，主控模块控制散热装置启动。

具体地，所述控制单元包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第二热敏电阻R2、第三电位器R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第一输入端IN1，所述第一电阻R1一端和电源连接，第一电阻R1另一端和第二热敏电阻R2一端、第一运算放大器U1同相端连接，第一运算放大器U1反相端和第三电位器R3一端、第四电阻R4一端连接，第四电阻R4另一端和第一二极管D1阳极、第一运算放大器U1输出端连接，第一二极管D1阴极和第一输入端IN1、第二运算放大器U2同相端连接，第二运算放大器U2输出端、第一输入端IN1和主控模块连接，第二热敏电阻R2另一端、第三电位器R3另一端、第三电位器R3抽头端和接地端连接。

具体地，所述控制单元还包括第三光电二极管U3、第四光电三极管U4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一MOS管Q1、第一输出端OUT1，所述第一MOS管Q1栅极和第二运算放大器U2输出端连接、第一MOS管Q1漏极和第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第二运算放大器U2反相端连接，第五电阻R5另一端和电源连接，第一MOS管Q1源极和第三光电二极管U3阳极连接，第三光电二极管U3阴极、第六电阻R6另一端和接地端连接，第三光电二极管U3和第四光电三极管U4耦合封装，第四光电三极管U4集电极和电源连接，第四光电三极管U4发射极和第一输出端OUT1连接，第一输出端OUT1和主控模块连接。

具体地，所述控制单元还包括第五运算放大器U5、第六光电二极管U6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二MOS管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第二输入端IN2，所述第五运算放大器U5同相端和第四电阻R4一端连接，第五运算放大器U5输出端和第二MOS管Q2栅极连接，第二MOS管Q2漏极和电源连接，第二MOS管Q2源极和第四三极管Q4集电极、第八电阻R8一端、第三三极管Q3基极连接，第三三极管Q3发射极和，第七电阻R7一端、第八电阻R8一端、第六光电二极管U6阳极连接，第三三极管Q3集电极和第四三极管Q4基极、第二输入端IN2连接，第二输入端IN2和主控模块连接，第四三极管Q4发射极、第六光电二极管U6阴极和接地端连接。

具体地，所述控制单元还包括第九电阻R9、第十电阻R10、第二二极管D2，所述第九电阻R9一端和电源连接，第九电阻R9另一端和第二二极管D2阳极、第十电阻R10一端连接，第二二极管D2阴极和第二MOS管Q2漏极连接，第十电阻R10另一端和接地端连接。

具体地，所述控制单元还包括第十一电阻R11、第十二电阻R12，第十一电阻R11一端和电源连接，第十一电阻R11另一端和第二运算放大器U2同相端、第十二电阻R12另一端连接。

具体地于，所述控制单元还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，所述第十三电阻R13一端和第五运算放大器U5输出端连接，第十四电阻R14一端和第五运算放大器U5反相端、第十五电阻R15一端连接，第十四电阻R14另一端和电源连接，第十三电阻R13另一端、第十五电阻R15另一端和接地端连接。

具体地，所述控制单元还包括第十六电阻R16，所述第十六电阻R16一端和第一MOS管Q1栅极连接，第一MOS管Q16另一端和接地端连接。

具体地，所述散热装置由风冷风扇和电机组成。

具体地，所述主控模块包括MCU芯片。

具体地，散热装置设置在每台机柜内，控制单元对机柜内的温度进行检测，主控模块发送阈值信号到控制单元，若实际温度超出阈值时，控制单元信号回总主控模块，主控模块启动散热装置进行降温。

第一电阻R1和第二热敏电阻R2用于温度检测，并转换电压信号到第一运算放大器U1，为防止温度漂移时第二热敏电阻R2偏移，让散热装置降温的温度与预设值不符，设置第三电位器R3、第四电阻R4、第一运算放大器U1组成负反馈对第一运算放大器U1输出的信号进行修正增益，第三电位器R3用于修正调节，第一运算放大器U1输出的信号反馈到第二运算放大器U2，第一二极管D1用于隔离钳位，第一输入端IN1用于输入标准原点的修正信号，防止第一运算放大器U1输出低修正增益信号时第二运算放大器U2故障输出，第二运算放大器U2反相端设置温度阈值信号，第二运算放大器U2输出时反馈信号到主控模块启动散热装置。

考虑到实际温度到达阈值后的降温参数设置，第二运算放大器U2在输出时反馈信号到第一MOS管Q1，第二运算放大器U2反相端设置的阈值信号通过第五电阻R5和第六电阻R6进行设置，而第一MOS管Q1的目的是在第二运算放大器U2存输出时降低第五电阻R5和第六电阻R6连接端电位，使第二运算放大器U2反相端具备两个温度阈值信号量的变化，第一MOS管Q1输出时第三光电二极管U3导通，第三光电二极管U3和第四光电三极管U4耦合，通过第一输出端OUT1使主控模块控制散热装置进行散热，若散热后的温度经上述电路后使第二运算放大器U2同相端低于反相端降低后的电位时，第二运算放大器U2停止无输出，电路复位。

考虑若使用在温差较大的场景会使输出修正的信号出现斩波，让第一运算放大器U1输出端信号反馈到第五运算放大器U5，第五运算放大器U5反相端设置斩波阈值线，当某个时间段内，第一运算放大器U1输出的修正信号趋近斩波输出时，第五运算放大器U5输出使第二MOS管Q2导通，信号经第八电阻R8、第六光电二极管U6到接地端，第六光电二极管U6导通，第三三极管Q3和第四三极管Q4用于防止第一运算放大器U1的输出趋近斩波输出又经降温回落时的信号闭环，第六光电二极管U6导通时，第二MOS管Q2的输出使第三三极管Q3偏置让第七电阻R7端电源经第六光电二极管U6、接地端进行回路，使第六光电二极管U6阳极端电位低于第三三极管Q3经第八电阻R8电位，当第五运算放大器U5截止后，第六光电二极管U6导通，完成闭环，第六光电二极管U6指示当前修正范围存在斩波，当工作人员巡检时根据指示调节控制单元的第三电位器R3，调节完毕后，对第二输入端IN2输入复位信号，复位原理为，信号使第四三极管Q4导通，第七电阻R7端电源信号经第三三极管Q3、第四三极管Q4、接地端回路，第六光电二极管U6截止。

多个机柜的控制单元与主控模块连接时，将多个控制单元的第二输入端IN2并联与主控模块的MCU芯片的一个I/O端口连接进行控制。可将第六光电二极管U6和第七光电三极管U7进行耦合封装，通过第二输出端OUT2反馈到主控模块，表为机柜群的上级指示信号，并将多个控制单元的第二输出端OUT2并联与主控模块的MCU芯片的一个I/O端口连接。

第十一电阻R11和第十二电阻R12用于替换第一输入端IN1输入的标准原点的修正信号，第十四电阻R14和第十五电阻R15用于第五运算放大器U5反相端供电，第十三电阻R13和第十六电阻R16用于信号上拉，需要说明的是，若使用在无巡检的场合，可将第三电位器R3替换为数字电位器，将数字电位器DIN和CLK引脚与主控模块的MCU芯片连接，在汇编时将四季温度变化点，对第三电位器R3进行自动调节。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。