一种散热风扇的降噪组件及服务器

技术领域

本发明涉及散热技术领域，更具体地说，涉及一种散热风扇的降噪组件，还涉及一种包括上述散热风扇的降噪组件的服务器。

背景技术

随着科学技术的发展，服务器、计算机等大型电子设备在工业和生活领域被广泛应用。这类电子设备一般具有高速的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面的特点，这也使得设备机箱内部电子器件的功耗高、密度大，从而导致机箱内部热流密度大，因此这类电子设备内部需要多个散热风扇进行实时强制对流以防止机箱内部温度过高，保证设备的正常运行。与此同时，散热风扇由于转速较高且多个同时运行，不可避免地会出现噪声的问题，一方面噪声问题会分散开发人员、测试人员、维护人员等人员的注意力，对其听力健康产生不良影响，同时也会影响到散热风扇的正常运行，导致电子设备的散热问题，影响其正常运行。

控制噪声主要有三种方法：降低声源噪声、控制噪声传播途径、保护噪声接受者。目前在噪声控制的研究上多集中于降低声源噪声，通过选用风量大、旋转速度小且脉宽调制功能的风扇以及优化电子设备机箱内部散热器、隔流板、电子器件等流阻设备的布局等被动控制措施以降低其噪声，以上措施可以在较宽频带上对高频噪声进行较好的控制，但对中低频噪声的抑制效果则不显著，因此为进一步抑制中低频噪声，目前存在的研究为利用声波相消干涉原理，即通过次声源设备生成一个幅度和频率与主声源相同，但相位相差180°的对消声波信号以对主声源噪声进行相消干涉，声波相消干涉方案能够对有效对中低频噪声进行抑制，但该方案也存在许多不足，首先主声源产生的实际噪声的频点与相位与风扇特性、转速、机箱内环境等都有密切的关系，次声源产生的对消声波与实际噪声的相位差并不一定为180°，频点并不一定一致，同时该方案将电子设备的所有散热风扇作为噪声主声源，需要额外设置次声源设备，次声源设备往往会额外增加系统的功耗，降低系统稳定性，有可能会导致更大噪声的产生。

综上所述，如何有效地解决电子设备散热风扇降噪效果不佳的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种散热风扇的降噪组件，该降噪组件可以有效地解决电子设备散热风扇降噪效果不佳的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述散热风扇的降噪组件的服务器。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种散热风扇的降噪组件，其包括主声源散热风扇、次声源散热风扇、噪声采集传感器和主控制器，所述噪声采集传感器能够实时采集电子设备内噪声数据，并将噪声信号传送至所述主控制器，所述主控制器能够根据噪声采集传感器检测的噪声信号得出对消控制信号，并能够将所述对消控制信号传送至所述次声源散热风扇，通过控制所述次声源散热风扇的工作以对消所述主声源散热风扇产生的噪声。

在本发明中，散热风扇需装入电子设备机箱内，随着主声源散热风扇运行，产生噪声，而噪声采集传感器进行实时检测，其中主控制器根据噪声采集传感器检测的噪声信号通过限值判断与自适应求解算法得出最优对消控制信号，次声源散热风扇根据对消控制信号进行对应工作，以能够对消主声源散热风扇产生的噪声，进而起到降噪效果。在该散热风扇的降噪方法与组件中，利用声波相消干涉原理，噪声采集传感器能够实时采集电子设备内噪声数据，同时将一部分散热风扇作为主声源散热风扇，另一部分散热风扇作为次声源散热风扇，根据主声源散热风扇产生的实际噪声，次声源散热风扇进行对应工作，以对消主声源散热风扇产生的噪声，从而降低噪声，并将次声源散热风扇作为噪声的对消设备，无需再采用单独的对消设备，从而可以有效地降低电子设备的噪声与功耗，提升系统的稳定性，降低因散热问题造成电子设备异常的概率。综上所述，本发明能够有效地解决电子设备散热风扇降噪效果不佳的问题。

优选地，所述主控制器能够控制所述噪声采集传感器实时检测获取噪声数据，并能够实时根据噪声数据控制所述次声源散热风扇工作。

优选地，所述主控制器在获取所述噪声采集传感器检测的噪声数据后，能够先进行值域分析，并能够在超过设定值域后进行所述对消控制信号计算。

优选地，所述对消控制信号包括所述次声源散热风扇转动的频点、相位信息。

优选地，所述主控制器可实现于以独立片上系统为基础的平台之上。

优选地，所述主控制器优先设置于基板管理控制器平台上。

优选地，所述主声源散热风扇和所述次声源散热风扇为结构相同的散热风扇。

优选地，设置有多个所述主声源散热风扇和多个所述次声源散热风扇，所述主声源散热风扇和所述次声源散热风扇一一结对贴靠设置。

优选地，所述主声源散热风扇和所述次声源散热风扇均匀沿同一直线分布且相间设置。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种服务器，该服务器包括上述任一种散热风扇的降噪组件，还包括机箱，所述散热风扇的降噪组件安装在所述机箱内。由于上述的散热风扇的降噪组件具有上述技术效果，具有该散热风扇的降噪组件的服务器也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明实施例提供的散热风扇的降噪方法的工作示意图；

图2为本发明实施例提供的散热风扇组件的风扇摆放示意图。

附图中标记如下：

主声源散热风扇1、次声源散热风扇2、主控制器3、噪声采集传感器4。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种散热风扇的降噪组件，可以有效地解决电子设备散热风扇降噪效果不佳的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的散热风扇的降噪方法的工作示意图；图2为本发明实施例提供的散热风扇组件的风扇摆放示意图。

本实施例提供了一种散热风扇的降噪组件，可以应用于服务器等多种电子设备。具体的，该具体实施例包括主控制器3、噪声采集传感器4和多个散热风扇。其中多个散热风扇中，一部分风扇作为主声源散热风扇1，另一部分风扇作为次声源散热风扇2，其中主声源散热风扇1为正常工作风扇，而次声源散热风扇2则需根据主声源散热风扇1产生的噪声，进行对应工作，从而对噪声进行对消。

而其中的，噪声采集传感器4用于检测主声源散热风扇1产生的噪声，并将噪声模拟信号转换为噪声数字信号，之后将噪声信号输入至主控制器。噪声采集传感器4主要采集噪声的频点、相位以及分贝等具体参数，具体的，噪声采集传感器4的结构可以参考现有技术。噪声采集传感器4可以对机箱内部整体环境的噪声进行检测，一般需贴靠主声源散热风扇1设置，从而更为直接检测获取主声源散热风扇1噪声。为了保证检测精度，此处优选噪声采集传感器4紧邻声源安装，即紧邻主声源散热风扇1安装，以便能够准确检测机箱内噪声数据。

其中主控制器3能够根据噪声采集传感器4检测的噪声信号得出对消控制信号，且优选通过限值判断与自适应求解算法得出最优对消控制信号，并能够将所述对消控制信号传送至所述次声源散热风扇2，通过控制所述次声源散热风扇2的工作以对消所述主声源散热风扇1产生的噪声。首先主控制器3需要对输入的噪声信号进行分析，分析噪声信号的频点、相位等信息，当噪声数据超过设定值域后主控制器3则通过自适应的算法求解出最优的对消信号的频点、相位等特性。对于对消控制信号频点的自适应求解算法可首选通过加余弦窗与双峰谱线插值算法优化后的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，对于对消控制信号相位与幅度的自适应求解算法可首选最小均方(Least Mean Square，LMS)算法，即通过多组信号合成与最小均方算法结合构建出自适应的陷波滤波器完成对消信号相位与幅度的求解。然后将对消控制信号输出至输出单元，当对消控制信号进入输出单元后，首先经过功放电路，之后将对消控制信号加载于次声源散热风扇2之上，通过次声源散热风扇2产生对消声波信号对噪声信号进行降噪。次声源散热风扇2主要是生成一个幅度和频率与主声源散热风扇1相同，但相位相差180°的对消声波信号以对主声源散热风扇1噪声进行相消干涉。需要说明的是，散热风扇产生的实际噪声的频点与相位与风扇特性、转速、机箱内环境等都有密切的关系，经过反相对消之后，次声源散热风扇2产生的对消声波与主声源散热风扇1产生的实际噪声的相位差并不一定严格为180°，频点并不一定严格一致。

在本发明具体实施案例中，散热风扇需装入电子设备机箱内，随着主声源散热风扇1运行，产生噪声，而噪声采集传感器4进行实时检测，主控制器根据噪声采集传感器检测的噪声信号得出对消控制信号，次声源散热风扇2根据对消控制信号进行对应工作，以能够对消主声源散热风扇1产生的噪声，进而起到降噪效果。在该散热风扇的降噪方法与组件中，噪声采集传感器4能够实时采集电子设备内噪声数据，同时将一部分散热风扇作为主声源散热风扇1，另一部分散热风扇作为次声源散热风扇2，并将次声源散热风扇2作为噪声的对消设备，无需再采用单独的对消设备，从而可以有效地降低电子设备的噪声与功耗，提升系统的稳定性，降低因散热问题造成电子设备异常的概率。综上所述，本发明能够有效地解决电子设备散热风扇降噪效果不佳的问题。

如上所述的，考虑到机箱内部环境的变化，即整个散热风扇组件的工作环境发生变化，为了更好的进行降噪，此处优选主控制器3能够控制噪声采集传感器4实时检测获取噪声信号，并能够实时根据检测噪声信号控制次声源散热风扇2工作，通过实时降噪操作，起到更好的降噪效果。此时，优选噪声采集传感器4主要直接采集整个散热风扇组件工作环境的噪声，以使得次声源散热风扇2更好的降噪。

进一步的，考虑到，在实际应用中，当主声源散热风扇1低速转动时，此时噪声非常小，为了避免能源浪费，无需进行降噪处理。基于此，此处优选主控制器3在获取噪声采集传感器4检测的噪声信号后，能够先进行值域分析，并进行限值判断而只有在超过设定值域后进行对消控制信号计算，进而进行降噪处理，否则无需进行降噪处理。

其中为了保证整个主控制器3的计算效果，此处优选主控制器3包括片上系统(SOC芯片)，即使得主控制器3的核心可实现于以独立SOC芯片为基础的平台之上，具体的，为防止额外器件导致整体功耗及系统不稳定性的增加，所述主控制器设置于基板管理控制器平台(BMC平台)上

在实际应用中，风扇一般采用轴流风扇，以起到很好的散热效果，具体的，可以使主声源散热风扇1和次声源散热风扇2为结构相同的轴流风扇。而在设置有多个主声源散热风扇1和多个次声源散热风扇2，主声源散热风扇1和次声源散热风扇2一一结对贴靠设置。具体的，可以使主声源散热风扇1和所述次声源散热风扇2均匀沿同一直线分布且相间设置。

基于上述实施例中提供的散热风扇降噪组件，本发明还提供了一种服务器，该服务器包括上述实施例中任意一种散热风扇降噪组件，还包括机箱，所述散热风扇降噪组件安装在所述机箱内。由于该服务器采用了上述实施例中的散热风扇降噪组件，所以该服务器的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。