服务器机箱厂家在工程应用中需考虑的几点

作者: 发布时间:2019-11-10 15:18:31点击:4398

由于服务器机箱在结构上采用框架真空钎焊的结构形式, 一方面提高了机箱整体抗振动特性, 同时真空钎焊减小了热阻提高了导热效率。 机箱内部的热量以辐射、 对流的方式传导至机箱壁上, 机箱壁以同样的方式传递给周围空气。 机箱上下两侧壁板外部加工换热肋片。

肋片结构的使用可以在减轻服务器机箱重量的同时提高框架的结构强度, 并增加与周围的空气进行热交换的面积服务器机箱内部主要采用传导+强迫风冷的散热形式,发热元器件工作时产生的热量从印制电路板上传导到外界空气中所经路径的主要热阻为降低加固模块段热阻,每一独立模块均设计了冷板。 发热器件通过冷板上的凸台与冷板良好接触, 器件和凸台之间具有导热性良好的导热介质,保证器件和凸台完全接触在该 VPX 刀片服务器机箱的电源模块、计算模块、网络交换模块及管理模块的设计中,冷板采用了导热、密度、机加工性等特性均较为合理的铝合金材料。 发热器件和冷板凸台之间垫的导热胶垫,其导热系数达到 15W / m·℃

电子设备在运输和使用过程中会受到各种机械力的干扰。这种机械力的形式主要包括:振动、冲击、离心力、机构运动所产生的摩擦力等。 其中,对设备可靠性影响更大 、造成的危害更大 的就是振动和冲击。 抵抗振动与冲击措施有很多, 在工程应用中,通常从以下几方面予以考虑:

1)选择合理的结构形式,适当提高机箱结构的刚性:机箱采用真空钎焊整体框架, 焊接后的框架可以有效提高整机的抗振动冲击能力。此外也可通过设置筋或肋片来提高壳体和支撑的刚度;

2)机箱底板安装时,背部设计有加固条,增加了底板的刚度;

3)对固定螺钉采取防松措施,可采用自带弹簧垫圈和平垫圈的组合螺钉,无法通过弹簧垫圈防松脱的可加螺纹胶处理;

4)各模块中元器件安装位置合理安排,在印制板上焊接高度一般不超过 12mm,对于超高器件可采用硅橡胶灌封固定;

5)各功能模块沿导槽插入机箱中相应位置后用楔形锁紧机构紧固。 锁紧装置可有效帮助模块实现机箱内可靠的锁紧

4 电磁兼容性设计当前, 电子设备的电磁兼容性要求已经成为设计研制时必须予以充分考虑的重要技术指标。 电子设备的电磁兼容性设计包括:限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传播以及增强敏感设备的抗干扰能力。 加固服务器在实际应用过程中由于处于复杂的电磁环境下,在防止其它设备对本设备造成干扰的同时,还要考虑防止由于自身辐射、 传导电磁能量而影响到应用系统中的其它设备。 针对加固服务器的具体使用情况,为确保其在复杂的电磁环境下能够正常工作, 满足的相应要求,采用以下电磁兼容性设计措施:

1)合理布局。 合理的布局主要指设备内部电缆走线、各个模块单元的相对位置等。其基本原则是使感受器和干扰源尽量远离,输入与输出端口妥善分割等。 在不影响设备整体成本的前提下,通过合理的布局使得器件相互之间的干扰减小到最小的程度。

2)完善线路设计。 尽量设计和选用自身发射小、抗干扰能力强的集成电路作为电子设备的单元电路。 具体方法有:①提供合理的 PCB 布局、布线,防止 RF 能量在 PCB 中无序传播;②使用合适的接地方法,提供理想的零参考系统;③提供合适的旁路和去耦方式,以及减少平面的电压不平衡和地面噪声电压等。

3)屏蔽与滤波。 没有经过表面处理的铝合金表面会产生氧化物,使导电率下降,反射损耗降低。为提高机箱的屏蔽性能,机箱箱体全部采用铝合金材料, 并且通过导电氧化的表面处理方法,有效地提高了机箱的导电率,保证在恶劣环境下具有良好的导电性;对外转接等外露电缆、连接器均采用带电磁屏蔽电缆和具有电磁屏蔽作用的航空连接器制作,可在一定程度上保证设备电磁屏蔽性。 机箱上的孔洞和缝隙极易引起导电不连续性,造成电磁干扰的传播。 为了解决这些问题,针对服务器机箱采取以下措施:对于机箱上的 性接缝,采用真空钎焊的工艺;非 性配合面形成的接缝用螺钉紧固连接, 在接缝间通过加垫导电衬垫,实现消除或减小缝隙的不平整或变形,防止机箱屏蔽性能的下降。对敏感输出线路采用良好的滤波技术,在 USB、串口、VGA等对外接口的信号通路上,通过用共模电感、高频滤波电容等器件进行滤波,抑制无用信号的输出和侵入。 针对对外电源接口,对电源进入整机内部的接口处, 将电源连接器和电源滤波器设计成为一体,电源输入输出进行了良好的隔离,可以解决电源线上的传导干扰和电源线的传导辐射。

4)接地与搭接。 对电子设备进行接地设计是有效抑制噪声和防止干扰的重要举措之一。 通过设置独立的机壳地和电源地装置防止电场发射和敏感度。 机箱对外传输电缆外加屏蔽层,并与连接器壳体及箱体面板连接的方式实现接地。

为验证各项设计是否达标, 对加固服务器进行振动试验、低温工作试验、高温工作试验、电磁兼容试验、噪声指标等多个项目进行验证。 加固服务器的试验在具有资质的环境试验测试中心进行,试验条件根据用户要求设置。 试验结果表明该设备的设计符合用户方要求,在用户的应用环境下可以长期可靠稳定地工作。

VPX 架构刀片服务器机箱厂家在性能、 扩展性方面较传统单机系统具有明显优势。 通过本文的设计思想可以设计出满足于抗恶劣环境的加固服务器,其抗振、散热、电磁兼容、降噪性能均能满足要求,也为后续深入的研究奠定了基础


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