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一种电源模组、电源框和计算设备

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


一种电源模组、电源框和计算设备

技术领域

本申请涉及计算设备领域,尤其涉及一种电源模组、电源框和计算设备。

背景技术

随着信息、通信和技术(information,communications and technology,ICT)设备功率日益增加,政策上对能源效率(power usage effectiveness,PUE)的监管逐渐加严,液冷技术发展也随之进入深水区,例如,现有框级、柜级ICT产品大多采用风冷方式对电源模组进行冷却,仅对主芯片进行液冷的技术已无法满足高性能计算机群(highperformance computing,HPC)等场景的需求。

发明内容

本申请实施例提供一种电源模组、电源框和计算设备,电源模组采用浸没式液冷方式,能够满足全液冷需求,冷却效率更高,并且,浸没液冷电源模组颗粒度能够与风冷保持一致,对现有结构改动较小,系统可靠性较高,方便进行维护。

第一方面,本申请实施例提供一种电源模组,电源模组包括:壳体组件,具有容纳腔,所述容纳腔用于容纳冷却液;功率组件,设置在所述容纳腔内,所述功率组件能够浸入所述冷却液内,所述冷却液用于对所述功率组件进行冷却;第一电源连接器,在所述容纳腔外部与所述功率组件连接;其中,所述壳体组件具有与所述容纳腔连通的第一贯穿口和第二贯穿口,所述第一贯穿口用于将所述冷却液通入所述容纳腔内,所述第二贯穿口用于将吸收热量后的冷却液排出所述壳体组件。

在本申请实施例的电源模组中,由于壳体组件具有容纳有冷却液的容纳腔,功率组件可在容纳腔内浸入冷却液内,容纳腔的第一贯穿口用于将冷却液通入容纳腔内,容纳腔的第二贯穿口用于将吸收热量后的冷却液排出壳体组件,使得该电源模组可采用浸没式液冷方式对功率组件进行冷却,能够满足全液冷需求,冷却效率更高,并且,采用浸没式液冷方式时不会占用过多壳体组件的内部空间,对现有结构改动较小,使得浸没液冷电源模组颗粒度能够与风冷保持一致,系统可靠性较高,方便进行维护。

在一种可能的实现方式中,所述第二贯穿口位于所述第一贯穿口的上方。这样使从第一贯穿口进入容纳腔的冷却液可以在容纳腔积累到一定高度后,再从第二贯穿口流出,可增加器件接触冷却液的时间,有助于提高冷却效率。

示例性地,所述电源模组还包括:第一围栏结构,在所述容纳腔设置在所述壳体组件上,且包括第一容纳腔,所述第一容纳腔具有第一进口和第一出口,所述第一进口与所述第一贯穿口的朝向所述容纳腔的一端连通,所述第一出口与所述容纳腔连通,且所述第一出口的高度低于所述第一贯穿口的一端;和/或,第二围栏结构,在所述容纳腔设置在所述壳体组件上,且包括第二容纳腔,所述第二容纳腔具有第二进口和第二出口,所述第二进口与所述第二贯穿口的朝向所述容纳腔的一端连通,所述第二出口与所述容纳腔连通,且所述第二出口的高度高于所述第二贯穿口的一端。这样当不方便将第一贯穿口的位置设置的较低时,第一围栏结构可使冷却液进入容纳腔时减少对壳体的冲击;当不方便将第二贯穿口的位置设置的较高时,第二围栏结构可使冷却液在容纳腔的液面位置较高时才从第二贯穿口流出,可使功率器件上的所有器件(例如,较高位置器件)均能够浸入冷却液中。

在一种可能的实现方式中,所述第一贯穿口位于所述壳体组件的一端,所述第二贯穿口位于所述壳体组件的另一端;或,所述第一贯穿口和所述第二贯穿口位于所述壳体组件的一端,所述电源模组还包括送液管,所述送液管在所述壳体组件内与所述第一贯穿口连通,且延伸至所述壳体组件的另一端。这样可以使冷却液与功率组件充分接触吸收热量后再流出壳体组件,有助于提高冷却效率,进而节省成本。

在一种可能的实现方式中,所述电源模组还包括:第一快接头,设置在所述第一贯穿口处,并通过所述第一贯穿口与所述容纳腔连通,所述第一快接头的连接端朝向所述壳体组件外部;第二快接头,设置在所述第二贯穿口处,并通过所述第二贯穿口与所述容纳腔连通,所述第二快接头的连接端朝向所述壳体组件外部。通过在贯穿口处设置快接头,可方便其他器件与贯穿口快速连通,能够提高组装效率,并且,在不与其他器件连接时,快接头可保持封闭,能够防止异物进入容纳腔内。

示例性地,所述壳体组件上设置有与所述背板组件的定位结构定位配合的定位配合部。例如,定位配合部设置在下面将介绍的第一密封盖上。通过定位配合部与定位结构定位配合,可方便电源模组与背板组件定位连接,连接更加精准,有助于提升组装效率。

在一种可能的实现方式中,所述壳体组件上具有狭缝,所述电源模组还包括转接板,所述转接板穿过所述狭缝,所述第一电源连接器通过所述转接板与所述功率组件连接;所述转接板的一侧伸入所述所述容纳腔内,并与所述功率组件连接,所述转接板的另一侧远离所述功率组件伸出所述狭缝,所述第一电源连接器设置在所述转接板的另一侧。通过转接板连接功率组件和第一电源连接器,能够降低加工和组装难度,有助于提高效率和降低成本。

在一种可能的实现方式中,所述转接板与所述壳体组件的形成所述狭缝的侧壁之间设置有密封件;或,所述转接板与所述壳体组件的形成所述狭缝的侧壁之间的间隙通过灌胶方式密封。通过在狭缝处设置密封件或灌胶,可防止容纳腔内的冷却液从狭缝处流出,确保冷却液能够在容纳腔内对功率组件进行冷却。

在一种可能的实现方式中,所述壳体组件包括外壳,所述容纳腔包括所述外壳内的空间;其中:所述外壳具有第一开口,所述壳体组件还包括第一密封盖,所述第一密封盖用于封闭所述第一开口,所述第一贯穿口和所述第二贯穿口设置在所述第一密封盖上;和/或,所述外壳具有第二开口,所述第二开口与所述第一贯穿口和所述第二贯穿口相对设置,所述壳体组件还包括第二密封盖,所述第二密封盖用于封闭第二开口。通过设置第一密封盖和/或第二密封盖,可降低壳体组件的加工难度。另外,上述的狭缝可设置在第一密封盖上。

在一种可能的实现方式中,所述第一电源连接器包括输入端口和输出端口,所述输入端口用于输入第一电压,所述输出端口用于输出第二电压,所述第一电压和所述第二电压不同;所述功率组件连接于所述输入端口和所述输出端口之间,并用于将通过所述输入端口输入的所述第一电压转化为所述第二电压后输出给所述输出端口。这样第一电源连接器既可以输入电压,也可以输出电压,方便功率组件将输入的电压进行转化后再输出;示例性地,输入端口可与外部电源连接,以接收第一电压,输出端口可与外部器件连接,以给外部器件供电。相应地,下面将介绍的电源框的第二电源连接器也可包括输入端口和输出端口,第一电源连接器和第二电源连接器连接时,第一电源连接器的输入端口与第二电源连接器的输入端口连接,第一电源连接器的输出端口与第二电源连接器的输出端口连接。

在一种可能的实现方式中,所述功率组件包括电路板、功率器件和绝缘膜,所述功率器件设置在电路板上,所述绝缘膜包围所述电路板和所述功率器件,所述电路板与所述第一电源连接器连接。这样绝缘膜可使功率器件与外壳绝缘,可减小外壳与功率器件之间的间隙,使功率组件的体积较小。

第二方面,本申请实施例提供一种电源框,所述电源框包括:框体,具有容纳空间;背板组件,设置在所述容纳空间内,并将所述容纳空间划分为第一安装空间和第二安装空间,所述背板组件上设置有第二电源输入端、第二电源输出端和至少一个第二电源连接器,所述第二电源连接器与所述第二电源输入端和所述第二电源输出端通过所述背板组件连接;第一电源输入端和第一电源输出端,设置在所述框体上,且至少部分位于所述第一安装空间内,所述第二电源输入端与所述第一电源输入端连接,所述第二电源输出端与所述第一电源输出端连接;至少一个上述第一方面提供的电源模组,设置在所述第二安装空间内,每个所述电源模组的第一电源连接器与每个所述第二电源连接器一一对应连接。这样电源模组可先与背板组件连接,通过背板组件方便将多个电源模组进行汇总,然后,背板组件再与电源框的第一电源输入端和第一电源输出端连接。

在一种可能的实现方式中,所述电源框还包括:第一分液管,在所述第一安装空间内,且设置在所述背板组件的朝向或远离所述电源模组的侧面,且具有至少一个进液口;至少一个第三快接头,每个所述第三快接头与每个所述进液口一一对应连接,且每个所述第三快接头穿过所述背板组件设置,每个所述第三快接头与所述电源模组的第一快接头一一对应连接;和/或,第二分液管,在所述第一安装空间内,且设置在所述背板组件的朝向或远离所述电源模组的侧面,且具有至少一个出液口;至少一个第四快接头,每个所述第四快接头与每个所述出液口一一对应连接,且每个所述第四快接头穿过所述背板组件设置,每个所述第四快接头与所述电源模组的第二快接头一一对应连接。通过设置分液管,可方便连接多个电源模组,同时简化了结构。

在一种可能的实现方式中,所述电源框还包括:第五快接头,所述第一分液管的一端封闭,另一端与所述第五快接头连接;和/或,第六快接头,所述第二分液管的一端封闭,另一端与所述第六快接头连接。通过设置快接头,可方便与其他器件如却液分配单元(coolant distribution unit,CDU)快速连接,能够提高组装效率,并且,在不与其他器件连接时,快接头可保持封闭,能够防止异物进入分液管。

在一种可能的实现方式中,所述第一安装空间的远离所述第二安装空间的侧壁为后面板,所述第一电源输入端和所述第一电源输出端设置在所述后面板上,所述电源框还包括:第一管道,连接于所述第一分液管的另一端和所述第五快接头之间,所述第五快接头的至少部分穿过所述后面板设置;和/或,第二管道,连接于所述第二分液管的另一端和所述第六快接头之间,所述第六快接头的至少部分穿过所述后面板设置。通过设置第一管道和第二管道,能够使快接头位于合适位置,这样方便固定快接头或者方便快接头与其他器件如却液分配单元(coolant distribution unit,CDU)连接。

在一种可能的实现方式中,所述背板组件包括:背板,与所述框体的底壁成角度设置,所述第二电源输入端、所述第二电源输出端和所述第二电源连接器设置在所述背板上;中框,设置在所述背板的朝向或远离所述电源模组的侧面,所述中框与所述框体连接,在所述中框设置在所述背板的朝向所述电源模组的侧面时,所述中框上设置有至少一个开口,所述电源模组穿过所述开口设置。由于背板组件与框体的底壁成角度设置,这样方便分液管的快接头穿过背板组件与电源模组的贯穿口连接,以便将冷却液导入电池模组的容纳腔内,进而实现浸没液冷。

示例性地,所述背板或所述中框上设置有定位结构;所述定位结构与所述电源模组的定位配合部能够定位配合。这样定位结构和定位配合部能够定位配合,使安装精度更高,组装效率更快。

第三方面,本申请实施例提供一种计算设备,所述计算设备包括:至少一个服务器,每个服务器具有电源连接端;上述第一方面提供的电源框,所述电源框的第一电源输入端用于与外部电源连接,所述电源框的第一电源输出端与所述至少一个服务器的电源连接端连接,以给所述至少一个服务器供电。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施例部分予以详细说明。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种电源模组的组装结构示意图;

图2A为图1所示的电源模组的一种示例性的分解结构示意图;

图2B为图1所示的电源模组的另一种示例性的分解结构示意图;

图2C为图2B所示的电源模组的局部结构图;

图3为本申请实施例提供的一种电源框的组装结构示意图;

图4为图3所示的电源框的一种示例性的分解结构示意图;

图5为图3所示的电源框的一种示例性的主视结构示意图;

图6A为图4所示的电源模组的分液管与安装架的组装结构示意图;

图6B为图4所示的电源模组的中框的结构示意图;

图6C为图4所示的电源框的背板的一种示例性的结构示意图;

图7为图3所示的电源框去除框体后的一种示例性的组装结构示意图;

图8为图7所示的电源框的一种示例性的主视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。显然,所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。

在本说明书的描述中“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本说明书的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。

其中,在本说明书的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。

另外,在本说明书的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。

能源效率(power usage effectiveness,PUE)是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值,PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗,其中,数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗,其值大于1,越接近1表明非IT设备耗能越少,即能效水平越好。随着信息、通信和技术(information,communications and technology,ICT)设备功率日益增加,政策上对PUE的监管逐渐严格。

高性能计算机群(high performance computing,HPC)指能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑,其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异,但规格与性能则强大许多,现有散热方案已无法在HPC等场景下满足更高水平的PUE要求。例如,现有框级、柜级ICT设备大多采用风冷方式对电源模组进行冷却,以风冷电源框为例,风冷电源框包括框体和设置在框体内的多个电源模组,电源模组内部设置有风扇模块,整框均通过风扇进行散热,采用风冷方式散热效率较低。再如,仅对发热量大的主芯片采用冷板进行液冷散热,无法兼顾其他发热量器件,无法实现全液冷需求,不利于降低产品温度和提高产品性能。

另外,现有个别厂商开发了液冷电源模组,该液冷电源模组采用冷板对电源模组进行冷却,即为冷板式液冷电源模组,由于冷板及管路需要占用一定体积,导致电源模组体积较大,无法适配原有电源框结构,或者,需要将多个电源模组合并为一个电源模组,然后,在合并后的电源模组内设置冷板及管路,这样结构改动较大,电源模组颗粒度无法实现最小化,不利于降低成本,同时不方便进行维护。

鉴于此,本申请实施例提供一种电源模组,该电源模组采用浸没式液冷方式,能够满足全液冷需求,冷却效率更高,并且,浸没液冷电源模组颗粒度能够与风冷保持一致,对现有结构改动较小,系统可靠性较高,方便进行维护。本申请实施例的电源模组应用的系统架构或场景可为框级或柜级ICT设备。

图1为本申请实施例提供的一种电源模组的组装结构示意图。图2A为图1所示的电源模组的一种示例性的分解结构示意图。如图1和图2A所示,电源模组包括壳体组件1、功率组件2和第一电源连接器Y1。壳体组件1具有容纳腔,容纳腔用于容纳冷却液。功率组件2设置在容纳腔内,功率组件2能够浸入冷却液内。在一些实施例中,功率组件2能够部分浸入冷却液内,在另一些实施例中,功率组件2能够部分浸入冷却液内。冷却液用于对功率组件2进行冷却。第一电源连接器Y1在容纳腔外部与功率组件2连接,功率组件2通过第一电源连接器Y1对外部器件进行供电,例如,第一电源连接器Y1用于使功率组件给电源模组所在的计算设备内部的电子器件供电。其中,壳体组件1具有与容纳腔连通的第一贯穿口和第二贯穿口,第一贯穿口用于将冷却液通入容纳腔内,第二贯穿口用于将吸收热量后的冷却液排出壳体组件1。并且,电源模组上还可根据需要设置其他器件,如泄压阀X。

在本申请实施例的电源模组中,由于壳体组件具有容纳有冷却液的容纳腔,功率组件可在容纳腔内浸入冷却液内,容纳腔的第一贯穿口用于将冷却液通入容纳腔内,容纳腔的第二贯穿口用于将吸收热量后的冷却液排出壳体组件,使得该电源模组可采用浸没式液冷方式对功率组件进行冷却,能够满足全液冷需求,冷却效率更高,并且,采用浸没式液冷方式时不会占用过多壳体组件的内部空间,对现有结构改动较小,使得浸没液冷电源模组颗粒度能够与风冷保持一致,系统可靠性较高,方便进行维护。

其中,示例性地,第一电源连接器Y1可包括输入端口和输出端口,输入端口用于输入第一电压,输出端口用于输出第二电压,第一电压和第二电压不同。功率组件2连接于输入端口和输出端口之间,并用于将通过输入端口输入的第一电压转化为第二电压后输出给输出端口。

相应地,下面将介绍的电源框的第二电源连接器也可包括输入端口和输出端口,第一电源连接器Y1和第二电源连接器连接时,第一电源连接器Y1的输入端口与第二电源连接器的输入端口连接,第一电源连接器Y1的输出端口与第二电源连接器的输出端口连接。

为了实现在不需要冷却电源模组时可封闭第一贯穿口和第二贯穿口。电源模组还包括第一快接头K1和第二快接头K2。第一快接头K1设置在第一贯穿口处,并通过第一贯穿口与容纳腔连通,第一快接头K1的连接端朝向壳体组件1外部。第二快接头K2设置在第二贯穿口处,并通过第二贯穿口与容纳腔连通,第二快接头K2的连接端朝向壳体组件1外部。在一些实施例中,第二贯穿口的朝向容纳腔的一端(即出液口)可靠近壳体组件的顶壁设置,这样使出液口位置较高,有助于使功率器件上的所有器件均能够浸入冷却液中。进一步地,第二贯穿口可位于第一贯穿口的上方,这样使从第一贯穿口进入容纳腔的冷却液可以在容纳腔积累到一定高度后,再从第二贯穿口流出。

示例性地,壳体组件1可包括外壳11和第一密封盖12。外壳11具有第一开口,容纳腔包括外壳11内的空间。第一密封盖12用于封闭第一开口,第一贯穿口和第二贯穿口设置在第一密封盖12上,并且,如图1和图2A所示,在一种可能的实施例中,为了方便电源模组与电源框的背板组件进行装配,第一密封盖12上设置有与背板组件的定位结构(如下面将介绍的图4中的标号D1)定位配合的定位配合部D2。其中,定位结构可为导销,定位配合部D2可为导套。

在图2A中,示例性地,第一密封盖12与外壳11通过螺钉L连接,此时,可在第一密封盖12和外壳11之间围绕第一开口设置第一密封圈M1,第一密封圈M1用于密封第一密封盖12和外壳11之间的间隙。在其他实施例中,第一密封盖12和外壳11可采用其他方式连接,例如,第一密封盖12可为金属材质,且与外壳11焊接连接。

另外,如图2A所示,当不方便将第一贯穿口(与第一快接头K1连接)的位置设置的较低时,为了使冷却液进入容纳腔时减少对壳体的冲击,电源模组还包括第一围栏结构W1。第一围栏结构W1在容纳腔设置在壳体组件1上,且包括第一容纳腔,第一容纳腔具有第一进口和第一出口,第一进口与第一贯穿口的朝向容纳腔的一端连通,第一出口与容纳腔连通,例如,第一出口与下面将介绍的送液管J连通,并且,第一出口的高度低于第一贯穿口的一端。另外,示例性地,第一围栏结构W1可为Z字型管道,Z字型管道的一端作为第一进口,另一端作为第一出口。

图2B为图1所示的电源模组的另一种示例性的分解结构示意图。如图2A和图2B所示,当不方便将第二贯穿口(与第二快接头K2连接)的位置设置的较高时,为了使冷却液在容纳腔的液面位置较高时才会从第二贯穿口流出,以便使功率器件上的所有器件(例如,较高位置器件)均能够浸入冷却液中。电源模组还包括第二围栏结构W2,第二围栏结构W2在容纳腔设置在壳体组件1上,且包括第二容纳腔,第二容纳腔具有第二进口和第二出口,第二进口与第二贯穿口的朝向容纳腔的一端连通,第二出口与容纳腔连通,且第二出口的高度高于第二贯穿口的一端。这样第二围栏结构W2可使冷却液的液位较高时才从第二贯穿口流出,即第二围栏结构W2具有提高冷却液的液面高度的作用,保证较高位置的功率器件也能够浸入冷却液中。

示例性地,如图2A和图2B所示,第二围栏结构W2可为直角型管道,管道的一端作为第二进口与第二贯穿口的朝向容纳腔的一端连通,管道的另一端作为第二出口与容纳腔连通,此时,管道的一端朝向上方。在其他实施例中,也可在容纳腔内设置挡墙结构,挡墙结构与壳体组件1形成容纳腔,容纳腔与第二贯穿口的朝向容纳腔的一端连通,第二出口可靠近壳体组件1的顶壁设置在容纳腔的侧壁上。

另外,上述的第一围栏结构W1和/或第二围栏结构W2可设置在壳体组件1的第一密封盖12上,并与第一密封盖12一体成型;或者,上述的第一围栏结构W1和/或第二围栏结构W2可设置在外壳11上,并与外壳11一体成型。示例性地,在图2A和图2B中,第一围栏结构W1与外壳11一体成型;第二围栏结构W2与第一密封盖12一体成型。

其中,第一贯穿口(与第一快接头K1连接)和第二贯穿口(与第二快接头K2连接)可位于壳体组件1的一端,电源模组还包括送液管J,送液管J在壳体组件1内与第一贯穿口连通,且延伸至壳体组件1的另一端。这样可以使冷却液与功率组件2充分接触吸收热量后再流出壳体组件1,有助于提高冷却效率,进而节省成本。在其他实施例中,也可不设置送液管J,例如,第一贯穿口可位于壳体组件1的一端,第二贯穿口可位于壳体组件1的另一端,这样也可以使冷却液与功率组件2充分接触,更好地吸收热量,然后再流出壳体组件1。

如图2A和图2B所示,外壳11还可具有第二开口,第二开口与第一开口可相对设置,壳体组件1还包括第二密封盖13,第二密封盖13用于封闭第二开口。并且,如图2B所示,为了方便将电源模组安装到电源框内,第二密封盖13上可设置助力扳手B。

示例性地,第二密封盖13与外壳11通过螺钉(图中未示出)连接,此时,可在第二密封盖13和外壳11之间围绕第二开口设置第二密封圈M2,第二密封圈M2用于密封第二密封盖13和外壳11之间的间隙。在其他实施例中,第二密封盖13与外壳11可采用其他方式连接,例如,第二密封盖13可为金属材质,且与外壳11焊接连接。在另外一些实施例中,第二密封盖13与外壳11可一体成型。

另外,在图2A和图2B中,示例性地,功率组件2包括电路板21、功率器件22和绝缘膜23,功率器件22设置在电路板21上,绝缘膜23包围电路板21和功率器件22,绝缘膜23可使功率器件22与外壳11绝缘,这样可减小外壳11与功率器件22之间的间隙,电路板21与第一电源连接器Y1连接。例如,第一电源连接器Y1通过转接板3与电路板21连接。

图2C为图2B所示的电源模组的局部结构图。如图2C所示,为了方便位于容纳腔外部的第一电源连接器Y1与位于容纳腔内部的功率组件2连接,第一密封盖12上具有狭缝(图中遮挡未示出),电源模组还包括转接板3,转接板3穿过狭缝,第一电源连接器Y1通过转接板与功率组件2连接。其中,转接板3的一侧伸入容纳腔内,并与功率组件2连接,转接板3的另一侧远离功率组件2伸出狭缝,第一电源连接器Y1(参见图1和图2A)设置在转接板3的另一侧。进一步地,转接板3的一侧设置有第一连接器,例如为金手指,功率组件2(如电路板21)上设置有第二连接器,例如为插槽连接器,第一连接器与第二连接器能够插接连接。

进一步地,为了保证壳体组件1内的空间密闭,在一些实施例中,转接板3与第一密封盖12的形成狭缝的侧壁之间设置有密封件。在另一些实施例中,转接板3与第一密封盖12的形成狭缝的侧壁之间的间隙通过灌胶方式密封。

图3为本申请实施例提供的一种电源框的组装结构示意图。图4为图3所示的电源框的一种示例性的分解结构示意图。图5为图3所示的电源框的一种示例性的主视结构示意图。如图3、图4和图5所示,电源框包括框体10、背板组件20、第一电源输入端I1、第一电源输出端O1和至少一个上述的电源模组30。框体10具有容纳空间。背板组件20设置在容纳空间内,并将容纳空间划分为第一安装空间S1和第二安装空间S2。第一电源输入端I1和第一电源输出端O1设置在框体10上,且至少部分位于第一安装空间S1内。

其中,第一电源输入端I1可输入交流电或高压直流,第一电源输出端O1可输出设定电压如48V的直流电,这样电源框能够起到电源转换的作用。并且,在一些实施例中,第一电源输入端I1可采用线端接线端子,线端接线端子通过线缆与背板组件20连接;在另一些实施例中,第一电源输入端I1可采用板端接线端子,板端接线端子固定在输入转接板(包括电路板)上,输入转接板与背板组件20之间通过线缆或铜排连接。另外,在一些实施例中,第一电源输出端O1可采用铜排,第一电源输出端O1与背板组件20之间采用铜排或线缆连接;在另一些实施例中,第一电源输出端O1可采用电源连接器(如Clip铜夹子连接器),第一电源输出端O1与背板组件20之间采用铜排或线缆连接。

示例性地,第一安装空间S1和第二安装空间S2的顶部具有敞口,框体10可包括第一盖板G1和第二盖板G2,第一盖板G1可封闭第一安装空间S1的顶部敞口,第二盖板G2可封闭第二安装空间S2的顶部敞口。

其中,至少一个上述的电源模组30设置在第二安装空间S2内。并且,如图4所示,为了方便可靠安装多个电源模组30,第二安装空间S2内可划分为多个隔间,作为电源模组30的安装槽位,每个隔间可安装一个电源模组30。进一步地,多个隔间的远离第一安装空间S1的侧面可敞开,这样方便从该侧取放电源模组30。示例性地,在图4中,电源框包括两排电源模组30,每排设置有9个电源模组30。在其他实施例中,电源框可包括一排、三排或者更多排电源模组30,每排可包括多个电源模组30。例如,电源框包括九排电源模组30,每排设置有两个电源模组30。

在一些实施例中,每个电源模组30的第一贯穿口和第二贯穿口可分别连接不同的管道,以便使冷却液流入电源模组30的壳体组件1内部,或使冷却液从壳体组件1内部流出。在另一些实施例中,为了简化结构和方便连接,可设置分液管,分液管可与多个电源模组30的贯穿口连接。

图6A为图4所示的电源模组的分液管与安装架的组装结构示意图。如图4和图6A所示,电源框还包括第一分液管F1和至少一个第三快接头K3。第一分液管F1在第一安装空间S1内设置在背板组件20的远离电源模组30的侧面,且具有至少一个进液口,每个第三快接头K3与每个进液口一一对应连接。在其他实施例中,第一分液管F1可在第一安装空间S1内设置在背板组件20的朝向电源模组30的侧面。电源框还包括第二分液管F2和至少一个第四快接头K4。第二分液管F2在第一安装空间S1内设置在背板组件20的远离电源模组30的侧面,且具有至少一个出液口,每个第四快接头K4与每个出液口一一对应连接。在其他实施例中,第二分液管F2可在第一安装空间S1内设置在背板组件20的朝向电源模组30的侧面。

示例性地,在图4和6A中,第一分液管F1和第二分液管F2可先安装在安装架F上,然后再将安装架F安装到背板组件20上。另外,在电源框包括两排电源模组30且每排包括多个电源模组30的情况下,为了使第一分液管F1与两排电源模组30连接,示例性地,第一分液管F1可为U型,且沿第一分液管F1的延伸方向可设置多个进液口;为了使第二分液管F2与两排电源模组30连接,第二分液管F2可为U型,且沿第二分液管F2的延伸方向可设置多个出液口。这样第一分液管F1和第二分液管F2均可为U型结构,如图6A所示,第一分液管F1的U型结构的开口和第二分液管F2的U型结构的开口朝向相反方向,且第一分液管F1和第二分液管F2两者交错重叠设置。

在一些实施例中,第一分液管F1和第二分液管F2可为单独的管道结构。在另一些实施例中,第一分液管F1和第二分液管F2可为一体结构。例如,通过铣削结构件形成第一分液管F1和第二分液管F2;或者,通过铸造方式形成第一分液管F1和第二分液管F2。另外,还可通过铣削多个流道,然后再将多个流道焊接形成第一分液管F1和/或第二分液管F2,例如,通过将多个方管焊接分别形成第一分液管F1和第二分液管F2,或者,每个方管包括一段第一分液管F1和一段第二分液管F2,通过将多个方管焊接形成第一分液管F1和第二分液管F2。

进一步地,如图3、图4、图5和图6A所示,电源框还可包括第五快接头K5和/或第六快接头K6。第一分液管F1的一端封闭,另一端与第五快接头K5连接,第二分液管F2的一端封闭,另一端设置有第六快接头K6。继续参考图3、图4和图5,第一安装空间S1的远离第二安装空间S2的侧壁为后面板H,第一电源输入端I1和第一电源输出端O1设置在后面板H上。电源框还包括第一管道P1和/或第二管道P2。第一管道P1连接于第一分液管F1的另一端和第五快接头K5之间,第五快接头K5的至少部分穿过后面板H设置。第二管道P2连接于第二分液管F2的另一端和第六快接头K6之间,第六快接头K6的至少部分穿过后面板H设置。

示例性地,在图3中,第一管道P1穿过后面板H,第五快接头K5位于后面板H的远离背板组件20的侧面。第二管道P2穿过后面板H,第六快接头K6位于后面板H的远离背板组件20的侧面。在其他实施例中,第五快接头K5的部分可穿过后面板H,且第五快接头K5固定在后面板H上,此时,可在后面板H上设置结构件,以便辅助固定第五快接头K5。第六快接头K6的部分可穿过后面板H,且第六快接头K6固定在后面板H上,此时,可在后面板H上设置结构件,以便辅助固定第六快接头K6。

其中,在一些实施例中,第一管道P1可为软管,软管可套接在第一分液管F1外部,还可通过紧固件如铁丝固定;第二管道P2可为软管,软管可套接在第二分液管F1外部,还可通过紧固件如铁丝固定。在另一些实施例中,第一管道P1可为金属管,并可与第一分液管F1焊接连接;第二管道P2也可为金属管,并可与第二分液管F1焊接连接。

图6B为图4所示的电源框的中框的一种示例性的结构示意图。如图4和图6B所示,背板组件20包括背板201和中框202。背板201与框体10的底壁成角度设置,例如垂直设置。中框202设置在背板201的朝向电源模组30的侧面。中框202上设置有至少一个开口,电源模组30穿过开口设置,即开口用于插装电源模组。

图6C为图4所示的电源模组的背板的结构示意图。如图4、图6A、图6B和图6C所示,每个第三快接头K3穿过所述背板组件20设置,例如,背板201上设置有至少一个第一通孔T1,每个第三快接头K3穿过对应的第一通孔T1和中框202的开口设置,每个第三快接头K3与电源模组30的第一快接头K1一一对应连接。每个第四快接头K4穿过背板组件20设置,例如,背板201上设置有至少一个第二通孔T2,每个第四快接头K4穿过对应的第二通孔T2和中框202的开口设置,每个第四快接头K4与电源模组30的第二快接头K2一一对应连接。

在其他实施例中,中框202可设置在背板201的远离电源模组30的侧面,此时,第一分液管F1上的第三快接头K3和第二分液管F2上的第四快接头K4可先穿过中框的开口再穿过背板201上的通孔设置。另外,无论中框202设置在背板201的远离电源模组30的侧面,还是设置在靠近电源模组30的侧面,中框202可与框体10连接,例如,与框体10的底壁和侧壁连接。在进行组装时,可先将中框202安装到框体10上,接着,再将背板201安装到中框202上;或者,也可将中框202与背板201连接,然后再将中框202安装到框体10上。并且,为了保证装配精度,框体10上可设置精密定位槽,中框202上可设置定位部,定位部能够与定位槽定位配合,由于背板组件20一般需要与多个电源模组30连接,将中框202与框体10、背板201连接,可以增强结构强度。

并且,为了方便背板201与电源模组30装配,如图4所示,背板201或中框202上设置有定位结构D1,示例性地,定位结构D1设置在背板201上,中框202位于背板202的朝向电源模组30的侧面,定位结构D1穿过中框202设置。并且,定位结构D1与电源模组30的定位配合部D2能够定位配合。如前所述,定位结构可为导销,定位配合部D2可为导套。

图7为图3所示的电源框去除框体后的一种示例性的组装结构示意图。图8为图7所示的电源框的一种示例性的主视结构示意图。如图7和图8所示,背板组件20上设置有第二电源输入端I2、第二电源输出端O2和至少一个第二电源连接器Y2。示例性地,第二电源连接器Y2位于背板组件20的朝向电源模组30的一侧,第二电源输入端I2和第二电源输出端O2位于背板组件20的远离电源模组30的另一侧。例如,第二电源输入端I2、第二电源输出端O2和第二电源连接器Y2可设置在背板组件20的背板201上,第二电源连接器Y2与第二电源输入端I2和第二电源输出端O2通过背板组件20即背板201连接。第二电源输入端I2与第一电源输入端I1连接,第二电源输出端O2与第一电源输出端O1连接。每个第二电源连接器Y2与每个电源模组30的第一电源连接器Y1一一对应连接。

其中,第一电源输入端I1和第一电源输出端O1是整个电源框的输入和输出,第二电源输入端I2和第二电源输出端O2是背板组件20的输入和输出。在电源框包括多个电源模组30时,多个电源模组30的第一电源连接器Y1先和背板组件20的多个第二电源连接器Y2一一对应连接,多个第二电源连接器Y2通过背板组件20与第二电源输入端I2和第二电源输出端O2连接,然后,第二电源输入端I2与第一电源输入端I1连接,第二电源输出端O2与第一电源输出端O1连接。

示例性地,在图8中,第二电源输入端I2为连接器,第二电源输出端O2为OT端子座。在其他实施例中,第二电源输入端I2和/或第二电源输出端O2可均为OT端子座。OT端子座可连接铜排,或者,OT端子座可连接OT端子,OT端子可连接线缆。在另一些实施例中,第二电源输入端I2和/或第二电源输出端O2可为板端接线连接器,板端接线连接器可与线缆连接。

另外,本申请实施例还提供一种计算设备,计算设备包括至少一个服务器和上述的电源框。每个服务器具有电源连接端。电源框的第一电源输入端I1用于与外部电源连接,电源框的第一电源输出端O1与至少一个服务器的电源连接端连接,以给至少一个服务器供电。示例性地,第一电源输入端I1可输入240V或者380V的交流电,通过电源模组可将输入的交流电转为48V的直流电,然后通过第一电源输出端O1输出。

示例性地,计算设备可为整机柜服务器。在一些实施例中,计算设备还可包括冷却液分配单元(coolant distribution unit,CDU)。在其他实施例中,CDU也可设置在计算设备外部。CDU的进液端口可与第五快接头K5连接,CDU的出液端口可与第六快接头K6连接。这样在外部CDU的驱动下,浸没工质即冷却液通过第五快接头K5、第一管道P1到达第一分液管F1中,接着,第一分液管F1再将冷却液分配到各电源模组中,通过在电源模组中的流动,可将内部发热器件的热量带走,然后,吸收热量后的冷却液从电源模组流出后,依次通过第二分液管F2、第二管道P2和第六快接头K6,再返回CDU。

综上所述,现有全液冷机箱的电源框采用冷板式液冷电源模组,尚未使用浸没式液冷电源模组。本申请实施例的电源模组为浸没式液冷电源模组,该浸没液冷电源模组是全液冷方案实现的一条关键路径,能够满足全液冷需求,冷却效率更高,并且,浸没液冷电源模组颗粒度能够与风冷保持一致,对现有结构改动较小,系统可靠性较高,方便进行维护。

示例性地,浸没液冷电源模组可包括电源模组主壳体(即外壳11)、电源板(即电路板21和功率器件22)、绝缘膜23、进回液后密封组件(如可包括第一密封盖12和转接板3,且转接板3与后密封盖即第一密封盖12之间可通过特制橡胶件密封或灌胶密封)、送液管J、前密封盖(如第二密封盖13,且第二密封盖13上可设置扳手B)。

在本申请实施例的电源框中,采用上述浸没式液冷电源模组,并可采用软管和手插快接头方案,这样在外部CDU的驱动下,浸没工质即冷却液通过快接头和软管到达分液管中。接着,分液管再将冷却液分配到各电源模组中,通过在电源模组中的流动,可将内部发热器件的热量带走。在一些实施例中,分液管可采用金属管路;在另一些实施例中,分液管可采用金属铣削流道再焊接的方式形成。示例性地,分液管的材质可为不锈钢、铜、阳极氧化铝。

示例性地,浸没液冷电源框可包括电源框框体10(可安装背板支撑定位中框202)、分液管组件(如包括第一分液管F1和第二分液管F2)、进回液管路(如包括第一管道P1和第五快接头K5、第二管道P2和第六快接头K6)、电源输入端子(即第一电源输入端I1)、电源输出铜排(即第一电源输出端O1)。

本申请实施例的浸没液冷电源模组、浸没液冷电源框,能够支持柜级或框级ICT设备的全液冷方案实现,其中,该浸没液冷电源模组的颗粒度可与风冷一致,优于现有采用冷板的液冷电源模组多合一(即多个电源模组合并为一个电源模组)的方案,相比而言提高了系统可靠性,并且,浸没液冷电源模组的安装维护操作可与风冷保持一致,没有降低可维护性,优于现有液冷电源模组方案。因为,本申请实施例的方案能够实现电源模组颗粒度最小化,与风冷电源颗粒度相同,支持电源模组单体维护。

本申请实施例的计算设备如整机柜服务器可包括上述浸没液冷电源框和至少一个服务器,浸没液冷电源框的第一电源输入端I1可与外部电源连接,浸没液冷电源框的第一电源输出端O1可与至少一个服务器连接。

最后说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

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06120116493007