用于电气装置内的构件的被动冷却的系统和方法_3

文档序号:9582534阅读:来源:国知局
。进一步,单元12的后表面56包括散热系统42的散热器44。特别地,散热器44设置为邻近电气单元12的背板组件46,使得它平行于背板47的后表面66。实际上,联接至每个电气模块14的传热器可构造成将相应的电气模块14操作地连接至散热器44,以散逸由设置在电气模块14上的构件生成的热,如下面关于图4至6进一步说明的。
[0046]图3是接近图2的电气单元12的背板组件46设置的散热器44的实施例的透视图。实际上,如上所述,散热器44设置为邻近电气单元12的背板组件46,使得它平行于背板47的后表面66 (与前表面50相反)。在某些实施例中,电气单元12的背板组件46包括平行于彼此组装的一个或更多电连接器48。电连接器48可构造成与插入单元12中的电气模块14形成电连接。应当注意到,散热器44可构造为平直的翅片辐射器,如所示附图中所描绘的,或者在其他实施例中可设置为其他的散热器44构型(例如针肋散热器、固体散热器J等等)O
[0047]如上所述,一个或更多电气模块14朝向背板组件40沿第一方向36插入电气单元12中。特别地,每个电气模块14包括构造成与背板组件46上的相关联的电连接器48形成电连接的一个或更多销(例如,电路板的卡片边缘上的销)。进一步,每个电气模块14可联接至构造成操作地联接至散热器44的传热器(如关于图4至6进一步示出和描述的)。特别地,电气单元12的一行或更多行卡片引导器68构造成将电气模块14引导入电连接器48和/或散热器44中。卡片引导器68可为设置在电气模块14的表面上和/或电气单元12的表面(例如,顶表面58、底表面60)上的凸出脊。在一些实施例中,卡片引导器68被利用来促进模块14在单元12内的正确对齐,并且在模块14从架10的前端插入至后端18时帮助引导模块14。另外,背板组件46可包括背板47的一个或更多孔口 69,联接至每个电气模块14的传热器(图4至6中示出)穿过这些孔口操作地联接至散热器44,如关于图5进一步描述的。
[0048]散热器44构造成接收经由传热器从设置于电气模块14上的一个或更多电气构件传递来的热。因此,散热器44可构造为被动换热器,其通过将热散逸到周围介质(例如,空气、周围环境)中而冷却设置于模块14上的电气构件。散热器44可构造为增加与周围介质接触的表面区域的量,以便增加传递到周围介质中的热的量。在一些情形中,散热器44包括从基部72延伸的一个或更多翅片70或销。
[0049]翅片70穿过基部72从一个或更多电气模块接收热,并且翅片70通过翅片70的表面75将热散逸到周围介质中。翅片70的几何特征可改变,使得翅片70以任何大小、形状或构型构造,并且散热器44可在每个翅片70之间具有可变量的空间。因此,翅片70可在大小、形状、位置和/或构型上被优化,以便改善散热系统42的热传递和散逸。例如,在一些情形中,翅片70的形状和/或剖面形状可为圆柱形、椭圆形、矩形或正方形,取决于期望的热传递的量和类型。翅片70沿着X轴线28在第一方向36上从基部72延伸。在一些实施例中,翅片70沿着Y轴线22在竖直方向上(如图3中示出)或者沿着Z轴线34在水平方向上取向。另外或在备选方案中,翅片70可在相对于电气单元12的后表面56的风扇取向上或者在相对于后表面56的垂直取向上从基部72延伸。同样,由翅片70的表面75提供的表面区域的量、翅片70的量、在每个翅片70之间的空间的量、相对于基部72和电气单元12的翅片70的取向等等均可取决于期望的热传递的量而改变。散热器44 (例如基部72、翅片70)可由具有高热传导率值的任何材料形成,例如铝合金、铜合金、金刚石、复合材料(铜钨假合金、电子材料等),等等。用来形成散热器44的工艺可包括但不限于铸造工艺、挤出工艺、机加工工艺或其任何组合。
[0050]图4是图3的电气模块14的实施例的示意图,其示出了联接至传热器76的电气模块14的热生成结构74(例如,无线电发送机、电阻元件、天线、处理器)。传热器76可由具有高热传导率值的任何材料形成,例如铝合金、铜合金、金刚石、复合材料(铜钨假合金、电子材料等),等等。用来形成传热器76的工艺可包括但不限于铸造工艺、机加工工艺或其任何组合。在某些实施例中,电气模块14可为印刷电路板(PCB)组件78,其经由在PCB组件78的表面82上蚀刻的一个或更多导电轨道、垫或特征而在结构上支撑一个或更多电气构件80。在一些实施例中,这些电气构件80中的一些是热生成结构74,诸如任何热生成电气结构74。特别地,设置于PCB组件78上的一个或更多热生成结构74可联接至散热系统42的构件。具体地,设置于PCB组件78上的一个或更多热生成结构74可以操作地联接至散热系统42的传热器76 (例如传热器板、散热器板等),如下面进一步描述的。
[0051]在某些实施例中,PCB组件78可为单侧的、双侧的或多层的结构。进一步,设置于PCB组件78的任何表面(例如,前、后、顶、底表面)上的热生成结构74可直接或间接地附接至传热器76上的平坦表面83。传热器76包括体部84和柄部86。在某些实施例中,热生成结构74穿过PCB组件78上的一个或更多孔口 88联接至传热器76的主体84上的平坦表面83。实际上,热生成结构74与传热器76之间的直接接触可改善热生成结构74与传热器76之间的热传递的量,至少部分地因为热生成结构74与传热器76之间的一个或更多热接头被取消。在一些实施例中,其他形式的附接件可被利用来联接热生成结构74与传热器76。例如,在某些实施例中,可经由一个或更多导热附接装置90、导热粘附剂、导热带、导热糊剂或其任何组合来在热生成结构74与传热器76之间建立间接接触。在一些实施例中,导热附接装置90促进在热生成结构74的第一部分与传热器76的第二部分之间的直接接触,诸如到传热器76上的平坦表面83。
[0052]在某些实施例中,PCB组件78具有前侧92和后侧94,使得后侧94从电气单元12的前表面54到电气单元12的后表面86 (例如沿第一方向36)插入单元12中。PCB组件78的后侧94包括沿着凸出边缘98 (例如,电路板的卡片边缘)设置的一个或更多销96。如上所述,一个或更多销96中的每一个构造成与背板47上的对应的电连接器48形成电连接。此外,在某些实施例中,传热器76包括体部84和柄部86。柄部86从传热器76的主体84的后侧99凸出,并且包括渐缩边缘100或渐缩联接件100。柄部86可基本平行于PCB组件78的凸出边缘98,从而在电气模块14沿第一方向36插入电气单元12中时,促进凸出边缘98与散热器44的热连接以及一个或更多销96与对应的电连接器48的电连接。在一些实施例中,在电气模块14插入电气单元12中时,传热器76与散热器44之间的热连接大体上与PCB组件78和背板组件46之间的电连接同时形成。如进一步关于图5和6所描述的,传热器76的柄部86的渐缩边缘100构造成操作地联接至散热器44,诸如处于渐缩边缘100与散热器44之间的直接接触。
[0053]图5是穿过电气单元12的背板组件46内的一个或更多孔口 69操作地联接到图2的散热器44的图4的传热器76的实施例的示意图。如上所述,散热系统42包括传热器76和散热器44。特别地,传热器76包括在柄部86上的一个或更多渐缩边缘100,其与设置于散热器44中的一个或更多匹配的渐缩插口 102操作地联接。换言之,柄部86上的渐缩边缘100和散热器44上的一个或更多匹配的渐缩插口 102是构造成彼此操作地联接、配合和/或结合的任何类型的联接件。传热器76的一个或更多渐缩边缘100与散热器44上的插口 102的交接在两者之间建立了热联接、相互作用、或者结合或热联接,并且促进了从设置于PCB组件78上的热生成构件74到设置于散热器44上的翅片70的热的传递。如可意识到,传热器76的每个渐缩边缘100构造成插入散热器44的基本互补的渐缩插口 102中。在一些实施例中,传热器76的渐缩边缘100中的每一个可具有大体相同的尺寸和形状,并且散热器44的插口 102中的每一个可具有大体相同的对应尺寸和形状。例如,热联接到无线电模块和功率供应模块的传热器76的渐缩边缘100可具有大体相同的尺寸和形状。这样,可利用渐缩特征(例如边缘或插口)的间隔、大小、形状、位置和其它几何变量。例如,渐缩边缘100或渐缩插口 102的几何结构可被利用为引导件、搭扣锁定特征、锁-钥匙特征等,以帮助正确的定位和对齐。备选地,联接至功率供应电气模块14的传热器76的渐缩边缘100可具有与联接至无线电通信电气模块14的传热器76的渐缩边缘100不同的尺寸和形状。因此,散热器44的插口 102的尺寸和形状可对应于安装在电气单元12内的电气模块14的特定构型。应当注意到,渐缩边缘可构造有任何形状或大小,只要对于传热器76的至少部分与对应插口 102的干涉配合在散热系统42的两个部分之间可行即可。
[0054]如上所述,柄部86的渐缩边缘100与散热器44上的渐缩插口 102操作地联接。特别地,使柄部86和插口 102的配合表面渐缩通过相对于非渐缩表面(例如,与散热器44的基部72正交的表面)增加传热器76与散热器44之间的接触表面区域而增加了热结合或热联接和热传递。此外,渐缩的配合表面可帮助模块14在单元12内的对齐,可帮助构造成与背板组件46上的一个或更多电连接器48形成电连接的一个或更多销96的对齐,并且可帮助柄部86的渐缩边缘100在散热器44上的渐缩
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