CN102892270B - 一种多通道复合散热密封机箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多通道复合密封机箱，其特征在于：在机箱框架的两侧设有外封板，机箱框架的上下设有上盖板和下盖板，机箱框架的两端设有前面板和后封板，后封板上安装风机；机箱框架的内部设有插件架，插件架上设有分隔强电区域和弱点区域的分隔板；在强电区域的插件架上设有侧壁散热翅片，在弱点区域位于后封板的一侧设有安装板，内风机安装于安装板上；在内风机与后封板之间设有内分隔板，内分隔板的两端设有换热翅片；两个侧面换热板设置于机箱框架的两侧，位于机箱框架与外封板之间。本发明采用传导与二次强迫散热相结合的方法，可有效解决高密度、大功率、密封型电子设备的散热问题。

Description

一种多通道复合散热密封机箱

技术领域

本发明属于机械、热和电磁三个技术领域，涉及一种用于电子机箱的多通道复合密封机箱，并具备良好密封性和电磁屏蔽功能的电子设备。

背景技术

机箱在电子设备中被广泛使用。传统机箱主要依靠传导散热：内部模块通过锁紧条或导热垫等结构将热量传导至机箱外壳，机箱外部通过自然对流或强迫对流将热量带走，机壳起到热交换器的作用，存在的问题是接触热阻大、热传导效率不高。而目前电子设备向高密度、大功率、小型化不断发展，电子设备内单位热流密度值不断增大，温度越来越高，仅依靠传统的热传导方法无法满足使用要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于电子机箱的多通道复合密封机箱，针对现有电子设备传导散热时热阻较大、散热性能较差问题提出的解决方案，可以应用于对电子设备的密封性、电磁屏蔽性和散热性均要求较高的军用和民用产品领域。

技术方案

一种多通道复合密封机箱，其特征在于包括机箱框架1、前面板4、分隔板5、侧壁散热翅片15、侧面换热板7、内风机8、内分隔板9、外封板10、后封板11、风机12、上盖板13、下盖板14、侧壁散热翅片15和插件16；在机箱框架1的两侧设有外封板10，机箱框架1的上下设有上盖板13和下盖板14，机箱框架1的两端设有前面板4和后封板11，后封板11上安装风机12；机箱框架1的内部设有插件架，插件架上设有分隔强电区域和弱点区域的分隔板5；在强电区域的插件架上设有侧壁散热翅片15，在弱点区域位于后封板11的一侧设有安装板6，内风机8安装于安装板6上；在内风机8与后封板11之间设有内分隔板9，内分隔板9的两端设有换热翅片24；两个侧面换热板7设置于机箱框架1的两侧，位于机箱框架1与外封板10之间。

在机箱框架1上插件架部位的下方设有屏蔽密封板22，然后将母板23安装在屏蔽密封板22上的空档处，具备屏蔽信号功能的连接器21安装在屏蔽密封板22上。

在机箱框架1的前端设有与通用航空机架相适应的前挂件3，另一端设有与通用航空机架相适应的后销轴2。

所述侧面换热板7上内外双面钎焊散热翅片19。

所述侧面换热板7上设有微通道热管20。

所述插件16上设有冷板17，插件16与冷板17之间设有柔性导热衬垫18，冷板17上设有散热翅片。

所述内分隔板9上的散热翅片24为倾斜安装。

有益效果

本发明提出的一种用于电子机箱的多通道复合密封机箱，采用传导与二次强迫散热相结合的方法，可有效解决高密度、大功率、密封型电子设备的散热问题。相比传统密封机箱，本发明的创新点在于：机箱框架内的安装模块插件区域分为对流舱和传导冷却舱两部分，依靠传导和对流相结合的方式散热，模块上安装锁紧条可以将部分热量导入机箱框架进行传导散热，安装模块的机箱框架的侧壁上均开通孔，通过内风机扰动内部空气，将热量带入内风道中。发热量较小的模块或有特殊电磁屏蔽要求的模块放入传导冷却舱。由内外换热翅片构成的侧面换热板为本多通道复合散热密封机箱的核心结构。侧面换热板两侧均焊接散热翅片，可增大换热面积，并在内部预埋微通道热管，以提高换热效率。这种类型的换热板相比传统密封机箱仅依靠箱壁传导散热提供了更低的热阻通路，换热板两侧有两逆向对流的空气，进一步提高了热交换效率。

现代电子机箱面临越来越复杂的电磁环境，为保证电磁兼容性，其内部模块均设计为屏蔽盒体结构，但母板与线缆产生的辐射和耦合干扰无法屏蔽。本机箱在母板与各模块之间安装了屏蔽密封板，模块采用电磁屏蔽连接器与母板固连后再各自独立的安装到屏蔽密封板上，如此各模块之间相互独立，并且与母板、线缆之间完全电磁隔离，这种结构既避免了机箱内部强、弱电相互干扰，也避免了在打开机箱顶盖调试时产生的电磁辐射。

附图说明

图1：多通道复合散热密封机箱的内部俯视图；

图2：插件结构示意图；

图3：侧面换热板示意图；

图4：电磁屏蔽原理结构示意图；

图5：多通道复合散热密封机箱外形结构示意图；

1-框架，2-后销轴，3-前挂件，4-前面板，5-分隔板，6-内风机安装板，7-侧面换热板，8-内风机，9-内分隔板，10-外封板，11-后封板，12-风机，13-上盖板，14-下盖板，15-侧壁散热翅片，16-插件，17-冷板，18-柔性导热衬垫，19-散热翅片，20-微通道热管，21-连接器，22-屏蔽密封板，23-母板，23-；I-强电区域，II-弱电区域，III-中空的风道，IV-中空的风道，V-外腔封闭区。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本多通道复合散热密封机箱的工作原理是：基于内外双翅片结构的复合通道散热模式，采用传导与强迫风冷相结合的冷却方法。机箱两侧板均为双层结构，内部模块热量依靠内层风机风冷和侧壁传导带入第一层通道，在两侧面换热板完成热交换，再由外层风机从外侧风道将热量带走。

本机箱主要由机箱框架、侧面换热板、内分隔板、后端换热板，外封板、后封板、前面板及上下盖板封闭组成。在对电磁兼容要求较高时，可在机箱底部加装屏蔽板，用来降低母板和线缆辐射对屏蔽性能的影响。

参照上述附图，机箱框架1为机箱内模块插件、母板和其他元器件的安装载体，采用镁合金铸造薄壁成型，机箱框架1通过后销轴2和前挂件3与通用航空机架相连接，实现机箱与航空机架的快速拆卸与安装。前面板4上安装机箱对外的连接器以及把手，前面板4与机箱框架1可拆卸。分隔板5起到隔离机箱内部强电与弱电的作用，机箱内的强电模拟电路模块插件安装在区域I，弱电数字电路安装在区域II内，区域III为中空的风道，与区域IV相连通。侧面换热板7安装在机箱框架1上，内分隔板9内外均钎焊散热翅片，通过1479以及上盖板13下盖板14完成内腔体的密闭，整个机箱的内循环通过内风机8完成，内风机安装板6为内风机8的安装载体，同时形成其工作的负压腔。

内腔体分为独立的两个区域：强电区域I和弱电区域II，由于两者彼此是独立的，可以实现气密以及电磁密封。强电区域内发热较小的模块热量依据传统密封机箱散热原理，通过锁紧器传递到内循环的两侧壁，两侧壁设计有散热翅片15，通过内循环完成散热。内腔体内设计有中空风道III，该风道穿过强电区域，完成弱电区域的冷却气流的内循环。

弱电区域的数字信号板卡插件16本身与冷板17安装在一起。印制板器件的热量通过柔性导热衬垫18与冷板17连接。冷板17外表面加工有散热翅片。内循环的冷却流通过翅片，从而冷却印制板上的发热器件。

外腔封闭区V通过机箱框架1、外封板10以及后封板11实现，外腔与大气相连。外循环通过风机12实现，风机12安装在后封板11上。外界的冷却气流在侧面换热板7以及内分隔板9上完成内外腔体的热交换。

内分隔板9内外均钎焊翅片24，侧面换热板7内外均钎焊散热翅片19，若有较高换热效率的要求时，通常在7或9内预埋微通道热管20，从而完成热量从其一个端面以最低热阻迅速传递的另外一个端面。该侧面换热器可通过摩擦焊或者螺钉压紧密封绳连接并涂导电密封胶的形式与机箱框架1连接。

由内分封板9以及后封板11形成锥形风道起到增大风压以及降低风阻的作用。

屏蔽密封板22是为了避免弱电区域内的印制板插件彼此相互干扰而设计的。通常情况下，弱电区域内的印制板插件为屏蔽盒式模块，这类模块通常为其他板卡提供时钟信号，对电磁屏蔽的要求很严格。所以，在机箱框架1上插件架部位的下方设有屏蔽密封板22。母板23安装在屏蔽密封板22上的空档处，由于选取的连接器21为金属外壳，同时各模块之间的高频连接信号通过安装在屏蔽板上的射频连接器完成，如此各模块之间彻底实现了彼此之间的电磁隔离。母板23的以下空区域为预留各模块之间的同轴线缆走线区域。

该机箱综合了传导、对流两种散热方法，通过内外两个循环风机完成机箱内大功率散热的要求，该机箱解决了传统ATR导冷航空机箱在处理大功率模块锁紧固定时传导散热固有的热阻较大的瓶颈。采用该机箱时，印制板模块本身不用采用重量较重的铜材质的冷板以及预埋铜质热管，如此单个插件的重量大大减轻，具备航空设备要求的重量轻的优点。该机箱的对外安装接口与传统ATR机箱相同，具备通用和互换性。

由于内外腔体是隔离的，并且内腔体是密闭的。所以机箱内的元器件以及印制板的环境适应性好，具备耐腐蚀、防沙尘、以及防水等优点。机箱框架采用铸造镁合金并微弧氧化，具备重量轻，防护性好等优点。这种多通道复合散热密封航空机箱已经在所内多个产品上采用，在结构密封设计的前提下，完成了大功率高密度电子设备的散热要求。

Claims (6)

1.一种多通道复合密封机箱，其特征在于包括机箱框架(1)、前面板(4)、分隔板(5)、侧面换热板(7)、内风机(8)、内分隔板(9)、外封板(10)、后封板(11)、风机(12)、上盖板(13)、下盖板(14)、侧壁散热翅片(15)和插件(16)；在机箱框架(1)的两侧设有外封板(10)，机箱框架(1)的上下设有上盖板(13)和下盖板(14)，机箱框架(1)的两端设有前面板(4)和后封板(11)，后封板(11)上安装风机(12)；机箱框架(1)的内部设有插件架，插件架上设有分隔强电区域和弱电区域的分隔板(5)；在强电区域的插件架上设有侧壁散热翅片(15)，在弱电区域位于后封板(11)的一侧设有安装板(6)，内风机(8)安装于安装板(6)上；在内风机(8)与后封板(11)之间设有内分隔板(9)，内分隔板(9)的两端设有换热翅片(24)；两个侧面换热板(7)设置于机箱框架(1)的两侧，位于机箱框架(1)与外封板(10)之间。

2.根据权利要求1所述的多通道复合密封机箱，其特征在于：在机箱框架(1)上插件架部位的下方设有屏蔽密封板(22)，然后将母板(23)安装在屏蔽密封板(22)上的空档处，具备屏蔽电磁信号功能的连接器(21)安装在屏蔽密封板(22)上。

3.根据权利要求1所述的多通道复合密封机箱，其特征在于：所述侧面换热板(7)上内外双面钎焊散热翅片(19)。

4.根据权利要求1或3所述的多通道复合密封机箱，其特征在于：所述侧面换热板(7)上设有微通道热管(20)。

5.根据权利要求1所述的多通道复合密封机箱，其特征在于：所述插件(16)上设有冷板(17)，插件(16)与冷板(17)之间设有柔性导热衬垫(18)，冷板(17)上设有散热翅片。

6.根据权利要求1所述的多通道复合密封机箱，其特征在于：所述内分隔板(9)上的散热翅片(24)为倾斜安装。