Стойка для устройств радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1991 года по МПК H05K7/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании различных стоек для размещения устройств радиоэлектронной аппаратуры, в частности для конструировании стоек повышенной эксплуатационной надежности для стационарных мини-ЭВМ.

Цель изобретения - повышение электромагнитной и тепловой совместимости устройств и эффективности охлаждения.

На фиг.1 представлена функционально- блочная схема стойки повышенной эксплуатационной надежности для устройств электронной аппаратуры; на фиг.2 - компоновочная схема размещения соединений внутри стойки; на фиг.З - эскиз конструкции стойки; на фиг.4 - принципиальная электрическая схема одного из вариантов практического выполнения стойки стационарной мини-ЭВМ.

Стойка (фиг.1) состоит из металлического экранирующего шкафа-стойки 1 с перфо- рированными нижней 2 и верхней 3 панелями, дверью 4, N ярусов 5.1-5.N для размещения функциональных устройств 6.1-6.N. Каждое устройство содержит бпок 7.1 -7.N вторичного электропитания и информационные блоки 8.1-8.М (где М - число блоков в устройствах) элементов, экранированные блоки 9.1-9.N, включающие в себя демпфирующий узел 10,1-10.N, помехопо- давляющий узел 11.1-11.N. узел 12.1-12.N местного охлаждения. Шкаф-стойка 1 содержит первый боковой отсек 13, шину 14 информационного заземления, второй боковой отсек 15, сетевые соединителя 16.1- 16.N, блок 17 защиты и коммутации сети питания, узел 18 коммутации и узел 19 блокировки, группу 20 датчитксв превышения температуры, группу 21 датчиков нарушения экранирования, блок 22 сигнализации,

источник 23 резервного питания постоянного тока, вход 24 резервирования.

Узел коммутации (фиг.4) содержит тумблер 25, резистор 26. симистор 27. Экранированный блок содержит терморезистор 28, проволочный резистор 29, фильтрующий конденсатор 30.

Стойка для устройств радиоэлектронной аппаратуры работает следующим образом.

При включении тумблера 25 блока 17 защиты и коммутации и при условии, что датчики температуры группы 20 и датчики экранирования группы 21 находятся в нормальном (не аварийном) состоянии, блок 22 сигнализации через узел 19 блокировки (при нормально замкнутых контактах) и резистор 26 разрешает включение симистора 27. Напряжение питания первичной сети через соответствующие соединители 16 и демпфирующие узлы 10 подается на узлы 12 местного охлаждения и через помехоподавители (узлы 11) - на блоки 7 вторичного электропитания функциональных устройств 6, которые готовы к нормальной работе. В случае нарушения экранирования в одном из мест группы 21 датчик размыкается, блок 22 сигнализации включается в режим тревожной сигнализации и за счет узла 19 блокировки выключается напряжение сети питания ЭВМ, при этом исключаются сбои и утечка информации. В случае повышения температуры внутри стойки выше .допустимых) пределов во время активного режима работы ЭВМ (что при стремлении к улучшению экранирования повышает вероятность перегрева нагруженных элементов и узлов устройств) срабатывает (замыкается) один из параллельно соединенных датчиков температуры группы 20, блок 22 сигнализации также включается в режим тревожной световой и звуковой сигнализации, и ЭВМ отключается от сети за счет узла блокировки включения. При этом исключается возможность выхода из строя ЭВМ из-за перегрева. При восстановлении нормального состояния датчиков и сети ЭВМ автоматически включается (причем мягко) в рабочий режим.

Так как стойка снабжена источником 23 резервного питания постоянного тока, то при указанных выше нарушениях (экранирования или повышения температуры), а также при искажениях (провалах) и пропаданиях напряжения сети питания имеется возможность сохранять информацию в устройстве оперативной памяти или процессоре и поддерживать работающей сигнализацию о нарушении даже при отсутствии напряжения сети питания.

В мини-ЭВМ мспользрвзна принуди- тельная проточно-вытяжна я т1ёнтиляция воздухом, захватываемым через нижнюю перфорированную часть 2 и проходящим через устройства б (в зоне теплонагруженных узлов) и их экранированные блоки 9 (вентиляции и фильтрации), которые создают направленный воздушный поток и, в свою очередь, являются воздухопрозрачными, а выходит поток через перфорированные отверстия верхней панели 3 Предлагаемая система вентиляции не создает турбулент- ностей воздуха, так как не имеет перекрещивающихся потоков и зон. Тем спмым повышается ее эффективность и снижается уровень шума, вибраций и биений во время работы ЭВМ. Повышение эффективности вентиляции в данной стойке необходимо еще и в связи с тем, что для улучшения экранирования стойки и входящих в нее блоков и узлов приходится использовать пер- форировэнные отверстия минимальных размеров, а это, в свою очередь, приводит к увеличению сопротивления воздушному потоку и снижению качества охлаждения устройств и вентиляции.

Узел 10 демпфирования работает следующим образом.

При включении ЭВМ и подаче напряжения сети через демпфирующий узел 10, сопротивление которого первоначально велико за счет терморезистора 28 с отрицательным ТКС. ограничиваются пусковые токи вторичных блоков питания и вентиляторов охлаждения. По мере разогрева терморезистора 28 его сопротивление стремится к минимальному значению, и в нормальном состоянии работы ЭВМ он совместно с проволочным резистором 29 (являющимся, помимо демпфера вентилятора, также высокочастотным дросселем) и поме- хоподавляющим конденсаторов 30 представляют Т-образный фильтр, защищающий устройства 6.1-6.N от проникновения по общей сети ВЧ и импульсных помех от работающих вентиляторов узла 12. Возможно использование иного схемного решения данного узла, выполняющего описанные функции, но предложенный (фиг.4) является простейшим.

Применение демпфирующих узлов 10.1-10.N в экранированных блоках 9.1-9.N (вентиляции и фильтрации) дает смягчение бросков во вторичных блоках 7.1-7.N питания устройств 6.1-6 N (обходясь без местных ограничителей зарядного тока). исключает ложные срабатывания защиты и ограничивает переходный процесс при включении большой индуктивности (вентиляторов). В качестве демпфера возможно также использовать электронный узел коммутации в момент перехода напряжения сети через нулевое значение. Применение демпфирующих узлов в блоках вентиляции и фильтрации кроме того приводит к снижению уровня шума и потребляемой мощности

В стойке отсутствуют как гальваническое (по сетевым кабелям, информационным проводам и шлейфам), так и электромагнитное (по окружающему пространству) взаимовлияния функциональных устройств 6, так как в ней использована система конструктивно-компоновочных и схе- моте.-нических решений, а именно:

1)конструктивное размещение помехо- рождэющих узлов (которым является узел охлаждения - вентилятор) в экранированном конструктиве совместно с узлами поме- хоподавления (демпферами) и фильтрации для соответствующего функционального устройства мини-ЭВМ; при этом повышается помехоустойчивость и электромагнитная совместимость и снижается восприимчивость устройств к внутренним помехам;

2)использование узлов демпфирования (общих для блоков вентиляции и блоков вторичного питания), исключающих коммутационные броски и помехи, а также взаимовлияния при переходных процессах;

3)оптимальная компоновка внутри стойки (устройств и блоков вентиляции и фильтрации в ярусах, сетевой и информационный кабельные отсеки, блоков элементов и т.д.), позволяющая повысить электромагнитную совместимость без ущерба эффективности охлаждения и вентиляции;

А) эффективное использование системы экранов: общий экран стойки-шкафа, экранирующие кожухи устройств и блоков. межблочное и межьярусное экранирование, экранированные отсеки сетевых и информационных кабелей совместно с контролем целостности экранов за счет соответствующих датчиков и блока сигнализации;

5) объединение всех общих (обратных) информационных проводов логических и вторичных цепей функциональных уст - ройств на шине информационного зэземле ния, которая может быть подключена к внешнему авюномному информационному заземлению, лишенному в отличие от защитного заземления ЭВМ помех, обус/юв ленных нр жвипотенциальностью и изменением -я т. вных и инду/тивно-емко- стных составляющих сопротивления

Техническим преимуществом данной стойки мини-ЭВМ являются повышенная эффективность помехоподавления и вентиляции, т.е. лучшие электромагнитная и тепловая совместимость Функциональных устройств внуфи т такжг ЭВМ в целом

Формула изобретения

1. Стойка для устройств рпдиоолекгрс и- ной алпарлг/ры, содержащая металлический многояр уг ь й экранирующий шкйф с перфорированными нижней и верхней панелями, дверью и чьумя боковыми нлбель- ными отсеками, образуищими воздуховод для воздушного потока внутри указанного экранирующего И1кафг, в экранирующем шкафу р.чспс ло-Kt-Hi: опок защита и комму тации сем Ьльк сигнализации, параллельно соедин мнь - датчики превышения температуры, поспедопагельно соединенные датчик ii рушения экрачиро зп /m и устройства рздиоэлектоон юй аппзртг г. ы расположении;; на соответствующих фугах экранирующего шкафа, (-аждое из которых

BUnr T1CHO ИЗ ИНфо;Ч|ЯЦИОННЫХ бЛО ОВ,

блока вторичного Э Ч ктропитания, узла местного охлаждения и помехоподапля още- го узла, вход питания блока зашиты и коммутации сети подсоединен к перпи сети электропитания и защитного заземления, а выход бло.сэ 1ащити и коммутации сети соединен с соответствующими устройствами рад юэлектрончой аппаратуры сетевыми соединителями, которые совместно с сетевыми кабел и расположены в пеэьсм боковом кабельном огсеке информационные и общие провода расположи, ы Р,) втором боковом кабельном отсеке, выходы датчиков превышения темпера ры об -еди- нены и соединены с пераь м сигнсльт л входом блока сигнализации, который снабжен источником резервного питания, выходы датчиков нарушения экранирования объединены и соединены с чгорымсигнэ - ным входом блока сигнализ ции, вход питания которого подсоединен к первичной сети электропитание и защитного заземлении

отличающаяся тем, что, с целью повышения электромагнитной и тепловой совместимости устройств радиоэлектронной аппаратуры и эффективности охлаждения, она снабжена демпфирующими узпами, количество которых равно количеству ярусов экранирующего шкафа, шиной информационного заземления, на которой обь динены обще информационные прово0 да и которая расположена во втором боковом кабельном отсеке, блок защиты и коммутации сети выполнен из узла коммутации и узла блокировки вход которого соединен с блокирующим выходом блока

5 сигнализации, а выход узла блокировки соединен с входом узла коммутации, выход которого через сетевой соединитель соединен в соответствующем устройстве радиоэлектронной аппаратуры с входом

0 соответствующего демпфирующего узла, первчй выход которого через помехоподав: ляющни узел .-.оединен в соответствующем устройстве радиоэлектронной аппаратуры с блоком вторичного электропитания, выход

5 кслорсло соединен в соответствующем устройстве радиоэлектронной аппаратуры с входами питания информационных блоков, второй выход демпфирующего узла соеди- 1 LH в - потвегствующем устройстве радио0 электронной аппаратуры с входом узла местного охлаждения, резервный выход Ьчона сигнапизации соединен с входом резервирования одного из устройств радиоэлектронной аппаратуры, причем узел

5 мес f.oro охлаждения, помехоподавпяющий узел и демпфирующий узел каждого из устройств радиоэлектронной аппаратуры объединены в экранированный блок, который размещен в нижней части каждого из уст0 ройств радиоэлектронной аппаратуры, информационные блоки которого расположены вдоль воздушного потока над экранированным блоком соответствующего у I рейотва радиоэлектронной аппаратуры.

52. Стойкз по п.1,отличающаяся

тем, что в каждом из экранирующих блоков демпфирующий узел выполнен из последо- соединенных между собой терморезистора и проволочного резистора,

0 иощая которых зэшунтирована фильтрующим юнденсзтором и является первым выходом демпфирующего узла, свободный вычод проволочного резистора является вторым выходом д°мпфирующего узла, в

5 бло лци1Ы и коммутации узел коммутации выполнен из симисторэ, тумблера и резистора, узел блокировки выполнен из реле, нормально замкнутые контакты которого включены между управляющим электродом симисгора и первым контактом тумблера.

второй контакт которого соединен через резистор с фазовым проводом электросети и первым силовым электродом симистора,

второй силовой электрод которого соединен с каждым свободным выводом терморезистора демпфирующего узла.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании стоек повышенной надежности для размещения устройств радиоэлектронной аппаратуры, в частности стационарных миниЭВМ. Целью изобретения является повышение электромагнитной и тепловой совместимости устройств и эффективности охлаждения. Устройство содержит металлический многоярусный экранирующий шкаф 1 с перфорированными нижней 2 и верхней панелями 3, дверью 4, ярусы 5.1...5.N с радиоэлектронной аппаратурой 6.1...6.N, блоки 7.1...7.N вторичного электропитания, информационные блоки 8.1...8M, экранирующие блоки 9.1,...9.N, состоящие каждый из помехоподавляющего узла 11, узла 12 местного охлаждения, первый 13 и второй 15 боковые отсеки, сетевые кабели 16.1,...16.N, блок 17 защиты и коммутации, включающий узел 18 коммутации, группу 20 датчиков превышения температуры, группу 21 датчиков нарушения экранирования, блок 22 сигнализации, включающий источник 23 резервного питания. Введение демпфирующего узла 10 в каждом экранирующем блоке, шины 14 информационного заземления, узла блокировки 19 в каждом блоке защиты и коммутации, размещение экранированных блоков над информационными блоками, которые располагаются вдоль воздушного потока вертикально над блоком вентиляции и фильтрации соответствующего устройства радиоэлектронной аппаратуры, позволило смягчить броски во вторичных блоках электропитания, ограничить переходный процесс при включении вентиляторов, значительно повысить помехоустойчивость и электромагнитную совместимость, а также повысить эффективность охлаждения. 4 ил.

210VКимр.

2 17

Риг. 3