工業(yè)級交換機(jī)如何最佳散熱
2017-6-29 15:17:21
由于過高溫度對工業(yè)級交換機(jī)影響是致命的，所以在設(shè)計(jì)這類產(chǎn)品時(shí)，除了設(shè)備的元器件要選擇寬溫度范圍的工業(yè)級元器件外，更要充分重視設(shè)備的熱設(shè)計(jì)。本文主要介紹不同功率的工業(yè)級交換機(jī)如何散熱。
1．散熱風(fēng)扇的設(shè)計(jì)
商業(yè)級交換機(jī)的風(fēng)扇，其工作一直處于全速（FullSPD）狀態(tài)，這不但會(huì)造成電能浪費(fèi)、增大整機(jī)噪音外，還會(huì)增加不必要的電源發(fā)熱，機(jī)箱內(nèi)灰塵過多堆積等，更為重要的是風(fēng)扇在全速狀態(tài)時(shí)其壽命約為2萬小時(shí)，也就是2.28年（由SANYOFANDATASHEET給出的數(shù)據(jù)），2萬小時(shí)后風(fēng)扇轉(zhuǎn)速會(huì)逐漸下降，給整機(jī)帶來不穩(wěn)定因素。因?yàn)橛跊]有監(jiān)控單元，這種隱患很難發(fā)現(xiàn)：例如當(dāng)交換機(jī)丟包率逐漸上升時(shí)，并不容易查到是由于風(fēng)扇老化轉(zhuǎn)速降低及灰塵堆積太厚導(dǎo)致機(jī)箱內(nèi)關(guān)鍵部件溫度升高所致。
工業(yè)級交換機(jī)應(yīng)使用高速（HighSPD）風(fēng)扇并帶有智能監(jiān)控電路，實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的運(yùn)行狀況，例如監(jiān)控機(jī)箱風(fēng)扇的溫度、主交換芯片溫度、機(jī)箱溫度，光收發(fā)器件溫度等,這也就是我們所說的“智能風(fēng)扇”。
工業(yè)級交換機(jī)工作過程中智能監(jiān)控電路會(huì)根據(jù)被測元件的溫度或風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，給網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)散熱。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速主要與交換機(jī)負(fù)載和環(huán)境溫度有關(guān)。在環(huán)境溫度一定時(shí)，當(dāng)工業(yè)級交換機(jī)數(shù)據(jù)負(fù)載減輕時(shí)，功耗減小，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動(dòng)降低，當(dāng)工業(yè)級交換機(jī)數(shù)據(jù)負(fù)載加重時(shí)，功耗加大，風(fēng)扇速轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升。在數(shù)據(jù)負(fù)載一定的情況下，當(dāng)工業(yè)級交換機(jī)處在低溫環(huán)境時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動(dòng)降低，處在高溫環(huán)境時(shí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動(dòng)升高。在高溫高負(fù)載情況下，風(fēng)扇可處在應(yīng)急高速（HighSPD）狀態(tài)，比全速（FullSPD）狀態(tài)更能保證網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行。
2．智能風(fēng)扇控制器運(yùn)行特性
采用智能風(fēng)扇控制技術(shù)后可延長風(fēng)扇壽命，減少機(jī)內(nèi)灰塵堆積、降低風(fēng)扇噪聲，節(jié)約電量使用，保證系統(tǒng)有效工作。另外控制器不僅能對風(fēng)扇失效停轉(zhuǎn)、溫度超過警戒線提供報(bào)警，而且對于由于老化或風(fēng)道阻力異常增大、轉(zhuǎn)速低于正常值或監(jiān)測點(diǎn)溫度異常升高等前期隱患均能給出相應(yīng)的中英文語音提示，方便網(wǎng)絡(luò)管理人員將事故消滅在萌芽階段。
綜上所述，由于工業(yè)級交換機(jī)所處的環(huán)境的特殊性以及使用時(shí)的特殊性（不能停機(jī)），在對付高低溫，主要是高溫環(huán)境時(shí)采用的對策與普通交換機(jī)有很多不同的。
（1）對于較低功率情況，一般P≤10W時(shí)，盡量不采用風(fēng)扇散熱，而采用自然散熱，如果通過自然對流，或者增大外殼面積、外殼褶皺，或者采用導(dǎo)熱較好的型材,如鋁等。
（2）對于功率較大情況，P≥15W時(shí),尤其是有多個(gè)光口，甚至是多個(gè)單模光口的情況下，不能靠自然散熱解決問題時(shí)，應(yīng)該采用主動(dòng)散熱方式解決熱問題。而主動(dòng)散熱方式目前主要是指加裝風(fēng)扇，但由于工業(yè)級交換機(jī)不能停機(jī)且要長期運(yùn)行的特殊性，風(fēng)扇的使用應(yīng)有如下考慮。
①風(fēng)扇不同于普通電子設(shè)備的風(fēng)扇，它應(yīng)是智能的，智能風(fēng)扇在使用壽命以及功能上與普通風(fēng)扇有質(zhì)的區(qū)別。
②智能風(fēng)扇應(yīng)設(shè)計(jì)為可以熱插撥的，也就是在系統(tǒng)不停機(jī)情況下，如果智能風(fēng)扇系統(tǒng)報(bào)警（工作壽命到期等）情況下，可以在線更換風(fēng)扇。采取了以上熱設(shè)計(jì)和散熱措施，就可以大大提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MTBF，延長其壽命，從而避開法則，使工業(yè)級交換機(jī)長期工作在一個(gè)“穩(wěn)定，舒適”的溫度環(huán)境中,這樣“10℃法則”就不起作用,這樣也就保證了自動(dòng)化過程中通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。
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