工业以太网交换机的散热技术
? ? ?大家都知道工业现场的环境是比较恶劣的,特别是在震动,湿气,温度上,所以工业以太网交换机要比普通交换机更需要具有抵御外在条件的能力。温度一直以来都是困扰着交换机的一大难题,如何更好的给工业以太网交换机散热呢?
??? (一)散热应用中常采用的方法
第一种是传导散热方法,可选用导热系数大的材料来制造传热元件,或减小接触热阻并尽量缩短热路径。
第二种是对流散热方式,对流散热方式有自然对流散热和强迫对流散热两种方法。自然对流散热应注意以下几点:
l?? 设计印制板和元器件时必须留出多余空间;
l???? 安排元器件时,应注意温度场的合理分布;
l???? 充分重视应用烟囱拨风原理;
l???? 加大与对流介质的接触面积。
强迫对流散热方式可采用风机(如计算机上的风扇)或双输入口推拉方式(如带换热器的推拉方式)。
第三种是利用热辐射特性方式,可以采用加大发热体表面的粗糙度、加大辐射体周围的环境温差,或加大辐射体表面的面积等方法。
??? 正是由于过高温度对工业网络设备的影响是致命的,所以在设计这类产品时,除了设备的元器件要选择宽温度范围的工业级元器件外,更要充分重视设备的热设计。
??? 散热风扇的设计
普通商用交换机的风扇,工作一直处于全速(Full SPD)状态,除其造成电能浪费、增大整机噪音外,还会增加不必要的电源发热,机箱内灰尘过多堆积等。更重要的是风扇在全速状态时其寿命约为2万小时,也就是2.28年(由SANYO FAN DATA SHEET 给出的数据),2万小时后风扇转速会逐渐下降,给整机带来不稳定因素。但由于没有监控单元,这种隐患很难发现:例如当交换机丢包率逐渐上升时,并不容易查到是由于风扇老化转速降低及灰尘堆积太厚导致机箱内关键部件温度升高所致。
工业交换机应使用高速(High SPD)风扇并带有智能监控电路,实时监测和控制网络交换机的运行状况,例如监控机箱风扇、主交换芯片温度、机箱温度,光收发器件温度等,这也就是我们所说的“智能风扇”。
??? 交换机工作过程中智能监控电路会根据被测元件的温度或风扇转速信号自动调节风扇转速,给网络交换机散热。风扇的转速主要与交换机负载和环境温度有关。在环境温度一定时,当交换机数据负载减轻时,功耗减小,风扇转速自动降低,当交换机数据负载加重时,功耗加大,风扇速转速自动上升。在数据负载一定的情况下,当交换机处在低温环境时,风扇转速自动降低,处在高温环境时风扇转速自动升高。在高温高负载情况下,风扇可处在应急高速(High SPD)状态,比全速(Full SPD)状态更能保证网络安全运行。
?? 由上我们可知,因为工业以太网交换机所处的环境比较特殊,因此在散热方面就不能像普通交换机一样对待,智能风扇可使工业以太网交换机长期工作在一个“稳定,舒适”的温度环境中,保证了其通信过程中的稳定性和可靠性。