一种盲插式液冷模块的制作方法

文档序号:11254781阅读:1921来源:国知局
一种盲插式液冷模块的制造方法与工艺

本发明涉及一种盲插式液冷模块,具体涉及一种可提供快速插拔能力、超高散热能力、机电液协同盲插能力、具有射频盲插能力、高电磁屏蔽能力、抗振动冲击能力强、防盐雾能力强、人机界面友好、外形美观、方便操作且能满足军用环境使用要求的盲插式液体通流功能模块。



背景技术:

功能模块由于适合通信电子行业的要求,符合通信电子功能模块化、系列化和组合化(三化)的要求,尺寸符合相关的国际国内标准,大量应用于通信电子行业,与19英寸标准机箱和atr机箱配套。其主要结构特点为由前面板、腔体、连接器和盖板组成。上述各部分均为导电金属体,其共同组成一完整的模块盒体,用于安装印制板、元器件、电子组件。功能模块的外形尺寸没有一个固定值,以满足单机或系统的要求为主。

当模块中安装有印制板、元器件、电子组件时,模块设计就要考虑很多因素:电子组件拆装的方便性;模块散热性能;模块抗振动冲击性能;模块的电磁兼容性能;模块的防腐蚀性能;模块的维修保障性能;模块的快速响应性能,模块的“三化”。这些因素互相影响,有些因素还互相排斥,牵一发而动全身,需要在设计中综合考虑,兼顾各种性能要求。

cpci、vpx和asaac标准由于适合通信电子行业功能模块的要求,截面尺寸符合相关的国际国内标准,故大量应用于通信电子行业。随着电子技术的发展,电子设备向集成化、小型化、模块化方向发展,功能模块的耗散功率越来越大。功能模块的功耗由10w增加到80w,有些模块最大功耗接近200w。vpx总线作为新一代的总线标准,改进了电源供电,5v最高可达115w,12v最高可达384w,48v最高可达768w。电子设备的有效输出功率比所需的输入功率小得多,而这部分多余的功率则转化为热量而耗散掉。

因此,功能模块提供了对上述因素的一种解决方案,cpci、vpx和asaac标准的功能模块对外部尺寸和外部接口做了一定的规定,其它功能模块对外部尺寸、外部接口和内部结构均未做规定,以满足单机或系统的要求为主。导致内、外部结构千差万别,无法进行结构件模块化。散热设计以风冷为主,功能模块耗散功率小的以自然散热为主,耗散功率大的以强迫风冷为主。冷却气体通过功能模块表面,与模块中的印制板、元器件或电子组件表面充分换热后带走热量。同时对模块抗振动冲击性能,模块的电磁兼容性能,模块的防腐蚀性能,模块的快速插拔性能和模块的维修保障性能等考虑不多,导致功能模块有如下缺陷:模块不具备快速拆装的能力,散热能力不高,防盐雾能力不强,抗振动冲击能力不强,模块维护困难,模块化差。

通过多年研究发展,现有相关产品主要有商用标准总线模块、标准总线加固模块和asaac标准模块三大类。且均有散热能力不高,没有射频盲插能力,防盐雾能力不强,模块抗振动冲击能力不强,模块电磁兼容性能与散热性能、快速拆卸性能互相排斥的技术难题。

一、商用标准总线模块(插件)

此类模块(插件)采取的解决方案为统一印制板截面尺寸,一般采用b尺寸系列6u或3u板卡,截面尺寸为233.35×160mm或100×160mm;统一采用助拔器来固定和插拔。cpci总线和vpx总线结构的背板槽间距为0.8英寸(20.32mm)。cpci总线和vpx总线结构的模块厚度有20mm和40mm两种。cpci总线结构的模块印制板元件面距离分界面的距离有4.07mm和6.61mm两种,vpx总线结构的模块印制板元件面距离分界面的距离有4.06mm和6.61mm两种。因此,与之配套的助拔器也有两种。模块的印制板边缘作为模块的初导向,模块的固定采用助拔器自带的螺钉与机箱框架固定。模块数字信号通过印制板所装的盲插连接器与背板互联,射频连接器安装于模块前面板,射频互联只能通过电缆在模块前面板上的射频连接器之间进行连接。模块采用单印制板或在大印制板上加子卡的方式,模块散热主要采用强迫风冷的方式。与之配套的商用19英寸标准总线机箱的散热设计采用强迫风冷,冷却气流从机箱下盖板进入,穿过模块间隙后从上盖板排出。主要依靠模块自身的印制板和安装在印制板上的元器件与冷却气体充分接触,充分换热,来带走自身的热量,所以此类模块散热能力不强。为了模块插拔方便,此机箱没有屏蔽罩,机箱是开放的,模块的前面板和机箱前面板共同组成完整的单机前面板。

此类模块的缺点没有射频盲插能力,散热能力不高,防盐雾能力不强,抗振动冲击能力不强,电磁兼容性能不高。模块快速拆卸能力有所提高,但是有射频连接的模块快速拆卸依然不方便。模块和机箱组合太多,不利于模块化。

二、标准总线加固模块(插件)

针对商用标准总线模块(插件)的缺点,发展了标准总线加固模块(插件)。此类模块采用加固技术,对模块进行加固。模块采用金属加固,半封闭结构,冷却气流通过印制板表面和加固的金属件表面,有些在金属加固的基础上增加锁紧条,并相应更改机箱导轨结构形式。背板的槽间距跟采用的总线结构有关,cpci总线结构的背板槽间距为0.8英寸(20.32mm),vita48总线结构的背板槽间距为0.8英寸(20.32mm),0.85英寸(21.59mm),1英寸(25.4mm)三种。相应地,cpci总线结构的模块厚度有20mm和40mm两种,vita48总线结构的模块厚度有19.56mm,20.83mm和24.64mm三种。cpci总线结构的模块印制板元件面距离分界面的距离有4.07mm和6.61mm两种,vita48总线结构的模块印制板元件面距离分界面的距离有4.83mm,6.10mm,7.87mm三种。散热设计采用强迫风冷,冷却气流从机箱前面板进入,穿过加固模块间隙后从后面板排出。有些加固模块增加了锁紧条,通过锁紧条将模块与机箱导轨固定,这样模块散热除了对流散热外,又增加了一条传导散热通路,同时通过金属件与关键元器件进行传导散热,改善了关键元器件的散热环境,提高了模块的散热能力。有些模块加固采用了锁紧条的结构形式,商用的助拔器不能采用,要重新设计助拔器。所以新设计的助拔器种类很多,没有标准化,插拔也没有商用助拔器方便。

此类模块的缺点没有射频盲插能力,防盐雾能力不强,模块快速拆卸能力不高。插件和机箱组合太多,不利于模块化。模块散热能力、抗振动冲击能力、电磁兼容性能有所提高,但依然不足,不能满足机载平台、特种平台等高标准平台和军用环境的要求。

三、asaac标准模块

针对标准总线加固模块(插件)的缺点,发展了asaac标准模块。此类模块的外形尺寸采用统一的截面外形尺寸,截面尺寸为160mm(高度)×233.4mm(深度)。模块采用金属加固,全封闭结构,包括模块盒、盖板、印制板、助拔器、锁紧条和盲插连接器。asaac标准结构的模块印制板元件面距离分界面的距离统一为7.99mm。助拔器通过沉头螺钉固定在模块盒上,提供助插和助拔能力,可以实现模块的快速插拔;盲插连接器先压接在印制板上,再通过螺钉安装在模块盒和盖板上;锁紧条通过螺钉安装在模块盒的导热肋片上。散热设计采用传导散热,印制板上的热源通过盒体传导到导热肋片上,通过导热肋片传导到配套的机箱或机架来散热。模块通过锁紧条可将功能模块的导热肋片紧密的固定在机箱或机架导轨上,降低模块和机箱或机架导轨之间的界面热阻,提供一条低热阻的传热路径。模块采用助拔器和锁紧条后,可实现模块的快速插拔,减少插拔时间,也降低了操作人员的工作强度。商用的助拔器不能采用,要重新设计助拔器。所以新设计的助拔器种类很多,没有标准化,插拔也没有商用助拔器方便。尽管背板的槽间距统一为1英寸(25.4mm),但模块的厚度可以自行选择,模块厚度不统一。模块散热能力比标准总线加固模块(插件)强,配套机箱(架)采用强迫风冷,模块散热能力可达100w;配套机箱(架)采用强迫液冷,模块散热能力可达150w。模块散热能力有所提高,但依然无法满足功能模块日益增长的散热要求。

此类模块的缺点没有射频盲插能力,模块快速拆卸能力不高。插件和机箱组合太多,不利于模块化。模块散热能力、抗振动冲击能力、电磁兼容性能、防盐雾能力有所提高,但依然不足,不能满足机载平台、特种平台等高标准平台和军用环境的要求。

在移动通信、应急通信,特别是特种通信领域,对设备的性能和设备的快速响应能力通常有着较高的要求。而前述技术方案的固有特点导致其散热性能无法满足功能模块日益增长的散热要求。随着电子技术的发展,功能模块的耗散功率越来越大,模块的功耗由10w增加到80w,有些模块最大功耗接近200w甚至更大,还无实现模块散热能力达300w以上而且同时满足快速拆卸更换的应用实例。导致耗时、费力,效率不高,往往贻误战机。其还不能满足某些要求有很高机动性要求的应用需求。同时模块的防盐雾能力不强,抗振动冲击能力不强,电磁兼容性能不高等缺点也限制了模块的应用范围,对环境适应性和性能要求高的军工电子领域并不适合。

因技术难度高,单个模块实现功耗300w以上散热能力,满足功能模块越来越高的散热要求一直是功能模块发展的关键技术难题,同时模块散热性能与快速拆卸性能、电磁兼容性能不互相排斥也一直是此类模块难以解决的技术难题,是实现高机动应用需求的关键技术。



技术实现要素:

针对现有技术中的上述问题,本发明的目的在于提供一种可实现快速插拔能力、超高散热能力、机电液协同盲插能力、具有射频盲插能力、高电磁屏蔽能力、抗振动冲击能力强、防盐雾能力强、人机界面友好、外形美观、方便操作且能满足军用环境使用要求的盲插式液体通流功能模块,以解决此类模块拆卸困难,散热能力不高,防盐雾能力不强,模块抗震动冲击能力不强,模块电磁兼容性能与散热性能、快速拆卸性能互相排斥的技术难题。

为解决以上现有难题,本发明公开了一种盲插式液冷模块,包括:

一种盲插式液冷模块,包括液冷腔体,所述液冷腔体由腔体、内置的流道和流体组合构成,所述液冷腔体前方设置有助拔器,后方设置有浮动盲插连接器,中间设置有若干印制板以及元器件的一种,两侧设置有锁紧条,至少上方设置有盖板,所述盖板、液冷腔体以及浮动盲插连接器共同构成隔绝腔室,所述隔绝腔室为所述印制板以及元器件的一种进行电磁屏蔽和盐雾隔绝,所述液冷腔体的后方设置有盲插液冷接头,所述盲插液冷接头与液冷腔体内置的流道之间构成冷却通道,流通冷却液体为所述印制板或元器件进行冷却降温。

进一步地,所述液冷腔体内部设置有液体流道,内置流道为串联管路和串并联相结合的管路的任意一种,以满足模块散热性能为主要的考虑因素,内置流道形式为经铣加工出来的管路或为管路中内嵌翅片或为微通道以及微槽道的液冷管路的任意一种。

进一步地,所述液冷腔体后面设置有两个盲插液冷接头,所述盲插液冷接头与内置流道联通,盲插液冷接头与液冷背板上浮动盲插液冷座连接,冷却液体通过一盲插液冷接头进入所述液冷腔体内部,流经内置流道,将传导到流道上的热量带走,且从另一盲插液冷接头流出,且对所述功能模块进行冷却降温。

进一步地,所述浮动盲插连接器压接在所述印制板上,并通过螺钉安装在所述液冷腔体和盖板上,浮动盲插连接器上设置有键位,所述键位与背板上对应的盲插连接器一致。

进一步地,所述液冷腔体前面板中间设置有调试口盖,调试口盖通过不脱出螺钉固定在液冷腔体前面板上,方便模块调试。

进一步地,盲插式液冷模块截面尺寸统一为233.4x160mm,模块厚度统一为24mm。

进一步地,所述液冷腔体采用铝合金6061,所述盖板采用防锈铝,所述浮动盲插连接器外壳采用铝合金,所述盲插液冷接头采用铝合金、钛合金和不锈钢的任意一种。

有益效果:采用上述结构设置的盲插式液冷模块具有以下优点:

1、实现了功能模块快速插拔,调试维护方便。功能模块自身不带任何其它工具,完全利用模块和机箱(架)的自身配合实现了功能模块的快速插拔、快速更换。显著提高了设备的可维修性,极大缩短了mttr,减小了操作人员的工作强度,降低了操作人员的专业技能要求,可极大地提高系统的快速响应能力。

2、散热能力超强,模块采用液体通流技术,冷却液体通过液冷腔体内置流道直接将印制板上的元器件传导过来的热量带走,单个模块散热能力高达1000w。

3、实现了机电液协同盲插,将盲插结构设计技术、射频盲插技术和液冷盲插技术集成在一个液冷模块上,同时验证了机、电、液的盲插的性能和可靠性,实现了机箱(架)和模块的机电液盲插结构协同设计。

4、盲插式液冷模块采用浮动盲插连接器,可将数字、射频、光、电源等信号集成在一起,通过盲插连接器连接到背板上,实现了数字、射频和光信号的集成盲插,所有的信号通过背板与其它功能模块互接,大大减少电缆的数量,提高了电磁兼容性、可靠性和抗振动冲击能力。

5、抗力学环境能力强,可抵抗不小于30g的冲击载荷,可满足均方根值为13.5g的随机振动,可适应机载和特种平台应用环境要求。

6、电磁兼容性高,盲插式液冷模块是全封闭的结构,调试接口外面有调试口盖封上,模块与背板的连接都通过盲插连接器,极大减少了连接器和电缆数量,提高了模块的电磁兼容性。

7、防盐雾能力强,模块是全封闭的结构,模块的散热是通过冷却液体流经液冷腔体内部,印制板上的元器件热量传导到临近的液冷腔体上,通过内置液冷管路上流动的冷却液体来散热的,冷却液体不直接接触印制板和元器件。模块可满足国军标96小时的盐雾试验。与此模块配套的机箱或机架可以做成密封机箱,这样模块可满足国军标96小时以上的盐雾试验。

8、模块化程度高,统一了模块的截面尺寸,模块的厚度,模块的外部接口,有利于结构件标准化、系列化、模块化,大大降低了模块制造和管理的成本,也有利于与其配套机箱的模块化。

本发明适应工作平台范围广泛,可安装在飞机、大型无人机、汽车、越野车、装甲车、舰船等移动平台或固定平台等各种形式的工作平台。

本发明技术方案原理先进、结构实现简单。对有类似结构的模块等或其它设备同样具有借鉴指导意义。在通信电子行业特别是要求快速响应、环境适应性高和性能要求高的应急通信、军工电子等民用、国防等领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的分解图。

图3是本发明与机架的关系示意图。

图4是本发明与液冷背板的连接关系示意图。

图5是本发明在机架上的使用状态图。

图6是本发明在标准机箱上的使用状态图。

图7是图6的局部放大视图。

其中:1为盖板;2为液冷腔体;3为助拔器;4为锁紧条;5为盲插液冷接头;6为浮动盲插连接器;7为调试口盖;7-1为小面板;7-2为不脱出螺钉;8为印制板;9为键位组件;10为盲插式液冷功能模块;11为机架框架;11-1为机架下导轨;11-2为机架上导轨;12为液冷背板;12-1为背板分液器;12-2为盲插连接器座;12-3为液冷进口;12-4为液冷出口;12-5为盲插液冷连接器座;13为机架后面板;14为19英寸标准机箱;14-1为机箱导轨;14-2为屏蔽罩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

(一)如图1、图2、图3所示为本发明的一个实施例,本实施例将功能模块改造为一种可实现快速插拔能力、超高散热能力、机电液协同盲插能力、具有射频盲插能力、高电磁屏蔽能力、抗振动冲击能力强、防盐雾能力强、人机界面友好、外形美观、方便操作且能满足军用环境使用要求的盲插式液冷模块。

整个模块采用模块化的设计思路,盖板1、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7等均实现模块化。实现盲插式液冷功能模块10快速插拔和快速更换,调试维护方便。

盲插式液冷功能模块10和机箱(架)自身不带任何其它工具,完全利用盲插式液冷功能模块10和机箱(架)的自身配合实现盲插式液冷功能模块10的快速插拔、快速更换。显著提高设备的可维修性,极大缩短mttr,减小操作人员的工作强度,降低操作人员的专业技能要求,可极大地提高系统的快速响应能力。同时解决模块电磁兼容性能与散热性能、快速拆卸性能互相排斥的技术难题。本发明实施例可以满足机载平台安装要求和环境适应性要求,同时满足军用环境使用要求和性能指标要求。

本发明盲插式液冷功能模块包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8、键位组件9等部分组成(如图1、图2所示)。调试口盖7包括小面板7-1、不脱出螺钉7-2。印制板8是结构外形尺寸统一的不同电性能的印制板,安装在液冷腔体上,组成不同电性能,不同功能的模块。

模块具体结构如图2所示,由盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8、键位组件9组成。所示盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、调试口盖7均为铝合金,盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6的壳体也采用铝合金,印制板8为总线结构印制板,共同组成一完整的盲插式液冷功能模块。

本实施例中对模块结构的改造都是基于标准模块外形和接口不变的情况下的改动,改造后的模块外形和接口要求符合标准vpx和asaac的要求,因此此项改动不会改变或影响模块的外形尺寸和接口。其目的只在于为实现快速插拔能力、超高散热能力、机电液协同盲插能力、具有射频盲插能力、高电磁屏蔽能力、抗振动冲击能力强、防盐雾能力强、人机界面友好、外形美观、方便操作且能满足军用环境使用要求。

(二)为实现盲插式液冷功能模块10的快速拆装和更换,本实施例中盲插式液冷功能模块10采用图1和图2所示的结构形式,盲插式液冷功能模块10包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8和键位组件9,助拔器3通过沉头螺钉固定在液冷腔体2上,提供助插和助拔能力,可以实现模块的快速插拔;盲插液冷接头5直接安装在液冷腔体2后面;浮动盲插连接器6先压接在印制板8上,再通过螺钉安装在液冷腔体2和盖板1上;锁紧条4通过螺钉安装在液冷腔体2的导热肋片上;盲插式液冷功能模块10通过锁紧条4固定在机架导轨11-1、11-2的插槽上,提供可靠的固定作用;盲插式液冷功能模块10采用助拔器3和锁紧条4后,可实现盲插式液冷功能模块10的快速插拔,减少插拔时间,助拔器3有助插助拔功能,也降低了操作人员的工作强度;盲插式液冷功能模块10采用盲插液冷接头5,通过盲插液冷接头5连接到液冷背板12上的盲插液冷连接器座12-5,实现液冷盲插,拆装盲插式液冷功能模块10时可以省却拆装液冷接头的工作,节省了时间;同时盲插式液冷功能模块10采用浮动盲插连接器6,可将数字、射频、光、电源等信号集成在一起,通过盲插连接器6连接到液冷背板12上,实现了数字、射频和光信号的集成盲插,所有的信号通过液冷背板12与其它功能模块互联或与外部单机连接;盲插式液冷功能模块10采用此射频盲插技术后,盲插式液冷功能模块10的射频不用在模块前面板出线,射频互联也不需要通过射频电缆在所述功能模块前面板的射频连接器之间进行连接,拆装盲插式液冷功能模块10时可以省却拆装射频电缆的工作,节省大量的时间,极大改善了盲插式液冷功能模块10的调试和维修。

(三)为实现超强的散热能力,盲插式液冷功能模块10采用液体通流技术,冷却液体通过液冷腔体2内置流道直接将印制板8上的元器件传导过来的热量带走。本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构,机架结构采用图3所示结构。盲插式液冷功能模块10包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8和键位组件9,锁紧条4通过螺钉安装在液冷腔体2的导热肋片上;液冷腔体2内置冷却液流道,印制板8上热耗较大的元器件在液冷腔体2上的对应位置都有流道分布,热量可以就近传导到液冷腔体2上内置流道的冷却液上,热源传导路径很短,可以大大提高散热效率;盲插式液冷功能模块10中印制板8上的热源均通过合理的设计提供低热阻传热路径,热源与导热块或液冷腔体2之间采用高性能的导热垫以减少接触热阻;内置流道或串联或并联或串并联,根据印制板8上热源的分布不同而不同,在散热效率、结构性能和重量之间进行优化设计,让流道内的冷却液和热源充分换热;盲插式液冷功能模块10采用强迫液冷的方式,通过冷却液体流经液冷腔体2内部,印制板8上的元器件热量传导到临近的液冷腔体2上,通过内置液冷管路上流动的冷却液体来散热,冷却液体不直接接触印制板8和元器件;冷却液体从液冷腔体2后面的盲插液冷接头5进入,直接经过液冷腔体2的内置流道,与印制板8上的热源充分换热后,由另一盲插液冷接头5流出模块外。

盲插式液冷功能模块10的液冷腔体2和机架导轨11-1、11-2都采用导热系数很高的铝合金6061;盲插式液冷功能模块10通过锁紧条4固定在机架导轨11-1、11-2的插槽上,可将盲插式液冷功能模块10的导热肋片紧密的固定在机架导轨11-1、11-2上,提供一条辅助的传热路径。

通过这些措施,显著提高了模块的散热能力。每个模块最大散热能力可达1000w,可以满足国军标gjb150.3a-2009高温试验的要求。

(四)为实现机电液协同盲插能力,本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构,机架结构采用图3所示结构,液冷背板12采用图4所示结构。盲插式液冷功能模块10上安装有助拔器3和锁紧条4,通过锁紧条4固定在机架导轨11-1、11-2的插槽上,完全利用模块上助拔器3和机架框架11的机架导轨11-1、11-2自身配合实现了盲插式液冷功能模块10的快速插拔、快速更换。通过机架上的插槽和盲插式液冷功能模块10上的导热肋片的配合实现初定位。盲插式液冷功能模块10采用盲插液冷接头5和浮动盲插连接器6,可将液冷、数字、射频、光、电源等信号集成在一起,共用浮动盲插连接器6上的定位销,与盲插液冷连接器座12-5上的销孔配合,实现精定位。通过盲插液冷接头5和盲插连接器6,连接到液冷背板12上,实现了液冷、数字、射频和光信号的集成盲插,所有的信号通过液冷背板12与其它功能模块互联或与外部单机连接。液冷背板12上安装有盲插连接器座12-2和盲插液冷连接器座12-5,与盲插式液冷功能模块10上的浮动盲插连接器6和盲插液冷接头5配合,形成集成盲插能力。通过上述设计,将盲插结构设计技术、射频盲插技术和液冷盲插技术集成在一个液冷模块上,实现了机电液协同盲插。

(五)为实现模块的高抗振动冲击能力,本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构,机架结构采用图3所示结构,液冷背板结构采用图4所示结构。盲插式液冷功能模块10包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8和键位组件9,锁紧条4通过螺钉安装在液冷腔体2的导热肋片上;盲插式液冷功能模块10通过锁紧条4固定在机架导轨11-1、11-2的插槽上,提供可靠的固定作用。盲插式液冷功能模块10是全封闭的结构,模块与液冷背板12的连接通过浮动盲插连接器6和盲插连接器座12-2、盲插液冷接头5和盲插液冷连接器座12-5,极大减少了电缆数量和液冷管路,走线通过背板,提高了整机的抗振动冲击能力。印制板8上的元器件安装和紧固件安装均采取防松设计,并点胶加固。经过上述的结构设计,模块可抵抗不小于30g的冲击载荷,可满足均方根值为13.5g的随机振动,可适应机载应用环境要求。

(六)为实现模块的高电磁屏蔽能力,本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构,液冷背板结构采用图4所示结构。盲插式液冷功能模块10包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8和键位组件9。盲插式液冷功能模块10是全封闭的结构,调试接口外面有调试口盖7封上。所用盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7的材料均为铝合金,模块全封闭的结构是电连续的,具有很高的屏蔽效能。同时模块与液冷背板12的连接都通过盲插连接器,极大减少了电缆数量,而且盲插连接器具有屏蔽功能,提高了模块的电磁兼容性。

(七)为实现模块的高防盐雾能力,本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构,机架结构采用图3所示结构,液冷背板结构采用图4所示结构。盲插式液冷功能模块10包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8和键位组件9,锁紧条4通过螺钉安装在液冷腔体2的导热肋片上。盲插式液冷功能模块10是全封闭的结构,提高了模块的防盐雾能力。模块的散热是通过冷却液体流经液冷腔体2内部,印制板8上的元器件热量传导到临近的液冷腔体2上,通过内置液冷管路上流动的冷却液体来散热的,冷却液体不直接接触印制板8和元器件。通过散热方式的改变,外部空气不经过盲插式液冷功能模块10,外部空气所含的水分、灰尘、盐等杂质很少影响盲插式液冷功能模块10中的元器件,提高了模块的防盐雾、防霉、防尘能力。印制板8及其上的元器件均进行三防处理。模块的材料均采用三防性能高的防锈铝,防锈铝均采用导电氧化,模块外表面均采用喷氟聚氨酯磁漆处理。通过这些设计改进,模块可满足国军标96小时的盐雾试验。与此模块配套的机箱或机架可以做成密封机箱,这样模块可满足国军标96小时以上的盐雾试验。

(八)为实现模块的防插错功能,本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构,液冷背板结构采用图4所示结构。盲插式液冷功能模块10包括盖板1、液冷腔体2、助拔器3、锁紧条4、盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6、调试口盖7、印制板8和键位组件9。键位组件9安装在浮动盲插连接器6上,与液冷背板12上盲插连接器座12-2上的键位销套配合,只有键位一致才能插入。同时,在液冷腔体2的前面板上设置有位号标识,与机架11上的插槽位号标识对应。通过上述的设计,盲插式液冷功能模块10可实现防插错功能。

(九)为最大限度的实现功能模块的模块化设计,本实施例中的盲插式液冷功能模块10采用图2所示结构。盲插式液冷功能模块10采用模块化的设计思路,简化模块结构,统一截面尺寸和外部接口,统一液冷背板12的槽间距为1英寸,统一盲插式液冷功能模块10的厚度为24mm,统一盲插式液冷功能模块10上的助拔器3和锁紧条4,统一了盲插液冷接头5和浮动盲插连接器的结构形式和维修口盖2的结构设计,规范了模块标识设计,将盲插式液冷功能模块10的结构件标准化、系列化、模块化,提高了整个盲插式液冷功能模块10的结构件重用度。整个盲插式液冷功能模块10的模块化程度高,大大降低了盲插式液冷功能模块10制造和管理的成本。

在本实施例中,可以看到模块电磁兼容性能与散热性能、快速拆卸性能互相排斥的技术难题已经解决。

(十)整个盲插式液冷功能模块10的快速插入和拔出工作过程如下:

快速插入时:将盲插式液冷功能模块10对准机架框架11上的插槽,轻轻插入。利用盲插式液冷功能模块10上的助拔器3与机架导轨11-1、11-2上的凹槽配合,轻松克服盲插式液冷功能模块10上盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6和液冷背板12上的盲插液冷连接器座12-5、盲插连接器座12-2的插拔阻力,将盲插式液冷功能模块10插入机架,压紧盲插液冷连接器和盲插连接器,使液冷通路和电信号可靠联通,助拔器3扣入液冷腔体2上的限位槽中实现自锁定。锁紧盲插式液冷功能模块10自带的锁紧条4,将盲插式液冷功能模块10可靠的固定在机架上,实现模块固定和辅助传热,如图3所示。

快速拔出时:松开盲插式液冷功能模块10的锁紧条4,利用盲插式液冷功能模块10上的助拔器3与机架导轨11-1、11-2上的凹槽配合,轻松克服盲插式液冷功能模块10上盲插液冷接头5、浮动盲插连接器6和液冷背板12上的盲插液冷连接器座12-5、盲插连接器座12-2的插拔阻力,将盲插式液冷功能模块10拔出,如图5所示。

综上所述,本技术方案原理先进,结构简单可靠。盲插式液冷功能模块实现了快速插拔,调试维护方便。盲插式液冷功能模块和机箱(架)自身不带任何其它工具,完全利用模块和机箱(架)的自身配合实现了盲插式液冷功能模块的快速插拔、快速更换。盲插式液冷功能模块不仅可以在上述单层机架上,也可以在双层机架上,还可以在19英寸标准机箱上实现快速插拔、快速更换,如图6、图7所示。盲插式液冷功能模块实现了超高散热能力、机电液协同盲插能力、射频盲插能力、高电磁屏蔽能力,具有抗振动冲击能力强、防盐雾能力强和模块化程度高的特点。同时可以满足机载平台安装要求和环境适应性要求,并可满足军用环境使用要求和性能指标要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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