1.本发明涉及噪音技术领域，更具体地，涉及一种散热结构及其的自相关相同步控制的主动降噪方法。
背景技术：2.当前，主动降噪方法的基本思想是通过人为产生同频、等幅、反向的二次声场与原声场相互叠加来降低噪声。常用的主动降噪方法有：1.声学结构主动控制，2.多通道扬声器阵列的噪声主动控制，这两种方法都需要加装发声器或传感器产生二次声源实现与原噪声相互抵消的效果。被动降噪一般是利用材料对声音传播路径进行隔离，一般用于高频噪声降噪，而散热风扇与空气摩擦产生的振动噪声、流动的空气在散热器之间碰撞乱流产生的噪声均处于低频段。传统方法对低频段噪声的处理没有很好的效果。中国专利申请，公开了一种风扇噪音的降噪方法及装置，涉及主动降噪技术领域，风扇噪音的降噪方法包括以下步骤：采集噪声信号；获取风扇的转速信息，并根据风扇的转速识别出该转速对应的固有频率；根据所识别出的固有频率，在噪声信号中读取与该固有频率对应的特定频段的声信号；产生与该特定频段的声信号对应的反相位声信号，以将该特定频段的声信号中和。该公开的技术方案通过采集风扇的转速，从采集噪声信号中拾取与所述转速对应的特定频段的声信号，然后进行反相位处理，与所述风扇的特定频段的声信号进行中和抑制，进而达到消除风扇噪声的目的。该公开的技术方案不仅存在需要加装额外的发声装置，而且存在对低频段噪声的处理效果不好的问题。
技术实现要素：3.本发明为克服上述现有技术中对散热结构的散热风扇的低频段噪声的处理效果不好的问题，提供一种散热结构。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种散热结构，包括散热器、安装在所述散热器上的电机以及用于对所述散热器散热的风扇，所述风扇安装在所述电机的输出轴上，所述散热器上具有若干散热片，相邻两散热片之间形成有散热风道，所述风扇的出风侧设置有用于采集风噪的第一传感器，所述散热风道中设置有用于采集风噪的第二传感器，所述第一传感器与所述第二传感器连接有处理器，所述处理器包括相互电连接的处理单元、判断单元以及执行单元，所述执行单元与所述电机相连并用于给定电机一激励信号，所述处理单元与所述第一传感器、第二传感器相连并用于对第一传感器、第二传感器采集的风噪进行处理以得到总风噪且储存总风噪所对应的激励信号参数；所述判断单元用于对所得到的各总风噪进行判断以获得最小的总风噪所对应的激励信号参数并传递至执行单元。
5.在本技术方案中，第一传感器采集风扇出风口处的风噪，并把采集的风噪信号传递至处理单元处理；第二传感器采集散热风道中乱流与散热片撞击产生的风噪，并把采集的该风噪传递至处理单元处理；处理单元将两处的风噪处理后得到总风噪，执行单元给电
机一激励信号，第一传感器、第二传感器重复循环采集风噪信号并经处理单元处理后得到多个总风噪，处理单元储存多个总风噪对应的激励信号参数，判断单元对多个总风噪进行判断，并得到最小总风噪对应的激励信号参数，判断单元将最小总风噪对应的激励信号参数传递至电机，使得电机按照该最小总风噪对应的激励信号参数运行，从而可以降低散热结构运行时产生的风噪。本技术方案将散热风道乱流与散热片撞击产生的噪声作为源噪声，通过正弦激励控制策略控制风扇产生同频反向的噪声，运用噪声矢量自相关分析，使两者噪声相角最小，并将此时正弦激励控制参数作为风扇最优控制参数，从而实现主动降噪功能，而无需加装额外的发声装置。
6.优选地，所述散热器还包括底板，所述散热片安装在所述底板上，所述底板上设置有支架，所述电机安装在所述支架上。
7.优选地，所述风扇为离心风扇，所述离心风扇位于所述散热片的外周，所述离心风扇连接有若干一端与其相连的辐条，各所述辐条的另一端连接有安装座，所述安装座安装在所述电机的输出轴上。
8.优选地，所述散热片的上方还设置有导流罩，所述导流罩上设置有用于空气进入至散热片中的进风口，离心风扇上两相邻的扇叶之间形成有出风口。
9.本发明另一方面提供一种散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，包括以下步骤：
10.s1：第一传感器采集扇叶出风处的第一风噪信号，并将第一风噪信号传递至处理器，处理单元对第一风噪信号进行处理，得到第一风噪信号的第一幅值与第一相角；
11.s2：第二传感器采集散热风道中的第二风噪信号，并将第二风噪信号传递至处理器，处理单元对第二风噪信号进行处理，得到第二风噪信号的第二幅值与第二相角；
12.s3：根据步骤s1中的第一幅值、第一相角与步骤s3中的第二幅值、第二相角，处理单元求得散热结构的总噪音an，执行单元给定电机一激励信号；
13.s4：多次重复步骤s1、s2以及s3，处理单元分别求得散热结构的总噪音a1、a2、a3、a4
……
an，并分别记录电机对应的激励信号参数；
14.s5：根据总噪音a1、a2、a3、a4
……
an以及电机对应的激励信号参数，判断单元得到总噪音最小时电机所对应的激励信号参数。
15.优选地，在所述步骤s1中处理器利用傅里叶变换对第一风噪信号进行处理，在所述步骤s2中处理器利用傅里叶变换对第二风噪信号进行处理。
16.优选地，在所述步骤s3中，给定电机的激励信号为正弦激励信号。
17.优选地，在重复步骤s3时，所述正弦激励信号呈递增或递减趋势变换。
18.优选地，所述正弦激励信号包括正弦信号赋值、频率。
19.优选地，所述步骤s1与步骤s2的顺序可调换
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明中，第一传感器采集风扇出风口处的风噪，并把采集的风噪信号传递至处理单元处理；第二传感器采集散热风道中乱流与散热片撞击产生的风噪，并把采集的该风噪传递至处理单元处理；处理单元将两处的风噪处理后得到总风噪，执行单元给电机一激励信号，第一传感器、第二传感器重复循环采集风噪信号并经处理单元处理后得到多个总风噪，处理单元储存多个总风噪对应的激励信号参数，判断单元对多个总风噪进行判断，并得到最小总风噪对应的激励信号参数，判断单元将
最小总风噪对应的激励信号参数传递至电机，使得电机按照该最小总风噪对应的激励信号参数运行，从而可以降低散热结构运行时产生的风噪。本发明将散热风道乱流与散热片撞击产生的噪声作为源噪声，通过正弦激励控制策略控制风扇产生同频反向的噪声，运用噪声矢量自相关分析，使两者噪声相角最小，并将此时正弦激励控制参数作为风扇最优控制参数，从而实现主动降噪功能，而无需加装额外的发声装置。
附图说明
21.图1是本发明散热结构的立体图；
22.图2是本发明散热结构去除导流罩的结构示意图；
23.图3是本发明散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法的流程图；
24.图4是加入激励后，在1s内，风扇出风口的风噪与散热风道中乱流与散热片撞击产生的风噪之间的相角差与时间的关系图；
25.图5是未加入激励与加入激励后，风扇出风口的风噪与散热风道中乱流与散热片撞击产生的风噪之间的相角差与时间关系图；
26.图6是噪声总与风扇出风口、散热风道中乱流与散热片撞击产生的噪声之间的矢量关系。
27.附图中：1、散热器；2、电机；3、风扇；4、散热风道；5、辐条；6、安装座；7、导流罩；8、进风口；9、出风口；10、支架；11、散热片；12、底板；
具体实施方式
28.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
29.实施例1
30.如图1至图所示，一种散热结构，包括散热器1、安装在散热器1上的电机2以及用于对散热器1散热的风扇3，风扇3安装在电机2的输出轴上，散热器1上具有若干散热片11，相邻两散热片11之间形成有散热风道4，风扇3的出风侧设置有用于采集风噪的第一传感器，散热风道4中设置有用于采集风噪的第二传感器，第一传感器与第二传感器连接有处理器，处理器包括相互电连接的处理单元、判断单元以及执行单元，执行单元与电机2相连并用于给定电机2一激励信号，处理单元与第一传感器、第二传感器相连并用于对第一传感器、第二传感器采集的风噪进行处理以得到总风噪且储存总风噪所对应的激励信号参数；判断单元用于对所得到的各总风噪进行判断以获得最小的总风噪所对应的激励信号参数并传递至执行单元。在本实施例中，第一传感器采集风扇3出风口9处的风噪，并把采集的风噪信号传递至处理单元处理；第二传感器采集散热风道4中乱流与散热片11撞击产生的风噪，并把采集的该风噪传递至处理单元处理；处理单元将两处的风噪处理后得到总风噪，执行单元给电机2一激励信号，第一传感器、第二传感器重复循环采集风噪信号并经处理单元处理后得到多个总风噪，处理单元储存多个总风噪对应的激励信号参数，判断单元对多个总风噪进行判断，并得到最小总风噪对应的激励信号参数，判断单元将最小总风噪对应的激励信
号参数传递至电机2，使得电机2按照该最小总风噪对应的激励信号参数运行，从而可以降低散热结构运行时产生的风噪。将散热风道4中的乱流与散热片11撞击产生的噪声作为源噪声，通过正弦激励控制策略控制风扇3产生同频反向的噪声，运用噪声矢量自相关分析，使两者噪声相角最小，并将此时正弦激励控制参数作为风扇最优控制参数，从而实现主动降噪功能，而无需加装额外的发声装置。需要说明的是，第一传感器、第二传感器通过通讯模块与处理单元电连接。
31.其中，散热器1还包括底板12，散热片11安装在底板12上，底板12上设置有支架10，电机2安装在支架10上。
32.另外，风扇3为离心风扇3，离心风扇3位于散热片11的外周，离心风扇3连接有若干一端与其相连的辐条5，各辐条5的另一端连接有安装座6，安装座6安装在电机2的输出轴上。在本实施例中，离心风扇3置于散热片11外侧，并采用离心风机进行散热。当外侧的离心风扇3转动时，离心风扇3推动空气与轴相垂直的方向流动，进气沿轴线方向，即散热片11上方流入空气。需要说明的是，离心风扇3的上侧设置有多个辐条5，辐条5的另一端连接有安装座6，安装座6安装在电机2的输出轴上，通过电机2输出轴的转动，带动安装座6、辐条5以及整个离心风扇3转动。
33.实施例2
34.如图2所示，与实施例1不同之处在于，散热片11的上方还设置有导流罩7，导流罩7上设置有用于空气进入至散热片11中的进风口8，离心风扇3上两相邻的扇叶之间形成有出风口9。在本实施例中，离心风扇3置于散热片11外侧，并采用离心风机进行散热。当外侧的离心风扇3转动时，离心风扇3推动空气与轴相垂直的方向流动，进气沿轴线方向，即散热片11上方流入空气，但由于散热器1上方设置有导流罩7，所以风只能从散热器1的中心流进，这样使得风可完整的流过整个散热片11，达到更好的散热效果。需要说明的是，导流罩7可以通过支撑件安装在散热片11的上方，支撑件的一端与散热器1的底部相连，另一端与导流罩7相连，支撑件可以是杆状结构，也可以是可以起到固定支撑导流罩7的其它结构。
35.实施例3
36.如图3所示，一种散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，包括以下步骤：
37.s1：第一传感器采集扇叶出风处的第一风噪信号，并将第一风噪信号传递至处理器，处理单元对第一风噪信号进行处理，得到第一风噪信号的第一幅值与第一相角；
38.s2：第二传感器采集散热风道4中的第二风噪信号，并将第二风噪信号传递至处理器，处理单元对第二风噪信号进行处理，得到第二风噪信号的第二幅值与第二相角；
39.s3：根据步骤s1中的第一幅值、第一相角与步骤s3中的第二幅值、第二相角，处理单元求得散热结构的总噪音a1，执行单元给定电机2一激励信号；
40.s4：多次重复步骤s1、s2以及s3，处理单元分别求得散热结构的总噪音a1、a2、a3、a4
……
an，并分别记录电机2对应的激励信号参数；
41.s5：根据总噪音a1、a2、a3、a4
……
an以及电机2对应的激励信号参数，判断单元得到总噪音最小时电机2所对应的激励信号参数。
42.需要说明的是，具体一款散热风扇是需要根据功率和出风量预先确定扇叶数量和电机转速的，出风量的要求可以实测，也可以根据散热后的温度间接计算。本发明的方法的优点之一就是可以在任一风扇转速情况下，减小风噪。
43.其中，在步骤s1中处理器利用傅里叶变换对第一风噪信号进行处理，在步骤s2中处理器利用傅里叶变换对第二风噪信号进行处理。
44.另外，在步骤s3中，给定电机2的激励信号为正弦激励信号。需要说明的是，以一定幅值、频率的正弦信号作为初始激励实时激励信号，并按照一定的步进值改变正弦信号幅值、频率，得到风扇3出风口9处产生的第一风噪信号、散热风道4中风与散热片11撞击产生的第二风噪信号。通过风扇3出风口9的第一风噪信号、散热风道4中风与散热片11撞击产生的第二风噪信号的噪声矢量进行自相关分析，并得到不同激励信号下的噪声矢量。计算在不同激励信号下，得到风扇3出风口9噪声、散热风道4中风与散热片11撞击产生的噪声矢量总和最小时的激励信号作为控制策略参数，以该最小时的激励信号作为电机2的运行参数。需要说明的是，对于任意频率段，噪声总和取决于风扇3出风口9、散热风道4中乱流与散热片11撞击产生的噪声的总和，其噪声矢量之和如图6所示，s1(θ)为风扇3出风口9的风噪矢量，s2(θ)为散热风道4中乱流与散热片11撞击产生的风噪矢量，a(θ)为s2(θ)与s1(θ)的矢量之和。如图4所示，加入正弦激励控制后，风扇3出风口9的风噪与散热风道4中乱流与散热片11撞击产生的风噪之间的相角差变小。如图5所示，从图中可以看出0—5s，在未加入激励控制前，风扇3出风口9和散热风道4中乱流与散热片11撞击产生的噪声的相角差在-180
°‑
180
°
变化，两处噪声不能进行叠加、相消；在5s时加入正弦激励控制后，在很短时间内相角差就收敛到-50
°‑
50
°
附近，相角差变小，因此风扇3出风口9和散热风道4乱流与散热片11撞击两处产生的噪声会相互抵消一部分，从而达到了降低散热结构风噪的目的。
45.其中，在重复步骤s3时，正弦激励信号呈递增或递减趋势变换。
46.另外，正弦激励信号包括正弦信号赋值、频率。
47.其中，步骤s1与步骤s2的顺序可调换。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
49.此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
53.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
54.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
技术特征：1.一种散热结构，其特征在于：包括散热器(1)、安装在所述散热器(1)上的电机(2)以及用于对所述散热器(1)散热的风扇(3)，所述风扇(3)安装在所述电机(2)的输出轴上，所述散热器(1)上具有若干散热片(11)，相邻两散热片(11)之间形成有散热风道(4)，所述风扇(3)的出风侧设置有用于采集风噪的第一传感器，所述散热风道(4)中设置有用于采集风噪的第二传感器，所述第一传感器与所述第二传感器连接有处理器，所述处理器包括相互电连接的处理单元、判断单元以及执行单元，所述执行单元与所述电机(2)相连并用于给定电机一激励信号，所述处理单元与所述第一传感器、第二传感器相连并用于对第一传感器、第二传感器采集的风噪进行处理以得到总风噪且储存总风噪所对应的激励信号参数；所述判断单元用于对所得到的各总风噪进行判断以获得最小的总风噪所对应的激励信号参数并传递至执行单元。2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于：所述散热器(1)还包括底板(12)，所述散热片(11)安装在所述底板(12)上，所述底板(12)上设置有支架(10)，所述电机(2)安装在所述支架(10)上。3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于：所述风扇(3)为离心风扇，所述离心风扇位于所述散热片(11)的外周，所述离心风扇连接有若干一端与其相连的辐条(5)，各所述辐条(5)的另一端连接有安装座(6)，所述安装座(6)安装在所述电机(2)的输出轴上。4.根据权利要求3所述的散热结构，其特征在于：所述散热片(11)的上方还设置有导流罩(7)，所述导流罩(7)上设置有用于空气进入至散热片(11)中的进风口(8)，离心风扇上两相邻的扇叶之间形成有出风口(9)。5.一种应用权利要求1至4任一项所述的散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：第一传感器采集扇叶出风处的第一风噪信号，并将第一风噪信号传递至处理器，处理单元对第一风噪信号进行处理，得到第一风噪信号的第一幅值与第一相角；s2：第二传感器采集散热风道(4)中的第二风噪信号，并将第二风噪信号传递至处理器，处理单元对第二风噪信号进行处理，得到第二风噪信号的第二幅值与第二相角；s3：根据步骤s1中的第一幅值、第一相角与步骤s2中的第二幅值、第二相角，处理单元求得散热结构的总噪音a1，执行单元给定电机(2)一激励信号；s4：多次重复步骤s1、s2以及s3，处理单元分别求得散热结构的总噪音a1、a2、a3、a4
……
an，并分别记录电机(2)对应的激励信号参数；s5：根据总噪音a1、a2、a3、a4
……
an以及电机(2)对应的激励信号参数，判断单元得到总噪音最小时电机(2)所对应的激励信号参数。6.根据权利要求5所述的散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤s1中处理器利用傅里叶变换对第一风噪信号进行处理，在所述步骤s2中处理器利用傅里叶变换对第二风噪信号进行处理。7.根据权利要求5所述的散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤s3中，给定电机(2)的激励信号为正弦激励信号。8.根据权利要求7所述的散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，其特征在于，在重复步骤s3时，所述正弦激励信号呈递增或递减趋势变换。9.根据权利要求8所述的散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，其特征在于，
所述正弦激励信号包括正弦信号赋值、频率。10.根据权利要求5至9任一项所述的散热结构的自相关相同步控制的主动降噪方法，其特征在于，所述步骤s1与步骤s2的顺序可调换。
技术总结本发明公开了一种散热结构，包括散热器、安装在散热器上的电机以及用于对散热器散热的风扇，风扇安装在电机的输出轴上，散热器上具有若干散热片，相邻两散热片之间形成有散热风道，风扇的出风侧设有第一传感器，散热风道中设有第二传感器，第一传感器与第二传感器连接有处理器，处理器包括电连接的处理单元、判断单元及执行单元，执行单元用于给电机激励信号，处理单元用于对第一传感器、第二传感器采集的风噪进行处理以得到总风噪；判断单元用于对所得到的各总风噪进行判断以获得最小的总风噪所对应的激励信号参数并传递至执行单元。判断单元将最小总风噪对应的激励信号参数传递至电机并使电机按此参数运行，可降低散热结构运行时产生的风噪。构运行时产生的风噪。构运行时产生的风噪。
技术研发人员：廖易仑 熊洋 莫德仪 苏晓
受保护的技术使用者：桂林智神信息技术股份有限公司
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/7/4
