CN107645885A - 配置高保真功放电路的车载中控导航装置及其散热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出配置高保真功放电路的车载中控导航装置及其散热方法。车载中控导航装置包括导航电路板、功放电路板和散热壳。发热元器件都设置在功放电路板的一面。功放电路板安装在功放器件安装腔室内，使功放电路板上的发热元器件都朝向散热壳的壳壁，在发热元器件与散热壳的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令发热元器件的热量能够传导至散热壳。本发明使大功率发热元器件产生的热量能够迅速散发，以满足高保真Hi‑Fi功放的散热需求，让车载导航装置能够达到高保真Hi‑Fi音效。
Description
技术领域
本发明涉及用电器散热结构及其散热方法，特别是涉及为适配在小功率用电器上的大功率组件而设置的散热结构及其散热方法。
背景技术
随着车载导航产品功能不断拓展，导航产品普遍都配置有视音频播放的功能，进而对导航产品的音效提出了越来越高的需求，即市场需要具有高保真High-Fidelity音效的导航装置。现有技术达到高保真Hi-Fi音效的功率放大组件大多采用分立元件搭建，因其功率大、产生热量高而要求散热良好，应当有足够的空间和散热措施散发高热量，否则容易造成功率放大元器件的损坏。现有技术将车载导航装置安装在车辆中控台位置，中控台能够提供给该车载导航装置的安装空间已经非常有限，而且所述车载导航装置能够为电路板安装提供的空间就更为有限。车载导航装置为了适配有限的车内空间，往往采用较为紧凑的结构，在有限的导航装置空间内难以布置高保真Hi-Fi功率放大组件。现有技术虽然有在导航装置外单独配置高保真Hi-Fi功率放大装置的方案以提高音效，但是该方案还是受到车内空间限制，有很大的布设难度，不同车型的布设方案互不兼容；另外，车载电源采用12V低压直流供电，为适用高保真Hi-Fi功率放大对电源的要求，需要对车内原有电路结构做出调整、改装，降低车内电路安全性。因此现有技术还不存在配置高保真Hi-Fi功放电路的车载中控导航装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种通过改进散热结构将高保真功放器件整合入导航装置的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，以及该导航装置的散热方法。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
本发明提出一种配置高保真功放电路的车载中控导航装置的散热方法。所述车载中控导航装置包括主要用于完成导航功能的导航器件和主要用于完成高保真功率放大功能的功放器件。所述导航器件包括其上设置有导航电元件的至少一导航电路板。所述功放器件包括其上设置有功放电元件的至少一功放电路板。所述方法包括如下步骤，
用优良导热材料制造具有互相独立设置的导航器件安装腔室和功放器件安装腔室的散热壳。所述功放电元件包括发热元器件和非发热元器件，将所有发热元器件都设置在功放电路板的一面，将所有非发热元器件都设置在功放电路板的另一面。在导航器件安装腔室内安装导航电路板，在功放器件安装腔室内安装所述功放电路板，使功放电路板上的发热元器件都朝向散热壳的壳壁，在发热元器件与散热壳的壳壁之间填充用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令发热元器件的热量能够传导至散热壳。
本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、制造一种配置高保真功放电路的车载中控导航装置，包括主要用于完成导航功能的导航器件。该导航器件包括其上设置有导航电元件的至少一导航电路板。配置高保真功放的车载中控导航装置还包括主要用于完成高保真功率放大功能的功放器件，以及用优良导热材料制成的散热壳。该功放器件包括其上设置有功放电元件的至少一功放电路板。所述散热壳设置互相独立的导航器件安装腔室和功放器件安装腔室。所述功放电元件包括发热元器件和非发热元器件，所有发热元器件都设置在功放电路板的一面，所有非发热元器件都设置在功放电路板的另一面。所述导航电路板安装在导航器件安装腔室内，所述功放电路板安装在功放器件安装腔室内，使功放电路板上的发热元器件都朝向散热壳的壳壁，在发热元器件与散热壳的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令发热元器件的热量能够传导至散热壳。
为提高散热面积，所述功放器件安装腔室包括腔底壁，以及连接该腔底壁而围成功放器件安装腔室的腔围壁。所述腔围壁上连接至少一用优良导热材料制成的、从腔围壁向功放器件安装腔室外伸出的散热翅片。
以上所述优良导热材料是铸铝。
为进一步提升散热效果，在散热壳内设置至少一散热风扇，以加速功放器件安装腔室内的空气对流。
具体而言，配置高保真功放电路的车载中控导航装置还包括封盖功放器件安装腔室的第一封盖板，以及封盖导航器件安装腔室的第二封盖板。
具体地，所述导航器件包括导航系统核心组件，电连接该导航系统核心组件的电源组件、输入输出接口组件、收音组件、触摸屏组件、视频处理组件和屏驱动组件。所述屏驱动组件还电连接有显示屏组件。导航器件的各组件中的电元件包括设置在导航电路板上的导航电元件和设置在导航电路板外的板外导航电元件。所述功放器件包括功率放大核心组件，以及电连接该功率放大核心组件的DC-DC电压变送组件、前置放大组件、微控制器、保护电路组件和均衡器组件。所述均衡器组件还电连接导航系统核心组件。功放器件的各组件中的电元件包括设置在功放电路板上的功放电元件和设置在功放电路板外的板外功放电元件。
所述板外功放电元件包括板外发热元器件和板外非发热元器件；板外发热元器件都沿着散热壳的壳壁设置，并且在板外发热元器件与散热壳的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令板外发热元器件的热量能够传导至散热壳。
以上所述绝缘导热材料是绝缘导热硅。
具体而言。所述导航器件安装腔室内的空间尺寸是长177.4毫米，宽148.3毫米和高54.8毫米或者是长178.6毫米，宽100.5毫米和高71.5毫米；而所述功放器件安装腔室内的空间尺寸是长177.4毫米，宽148.3毫米和高54.8毫米，或者是长178.6毫米，宽100.5毫米和高71.5毫米。
同现有技术相比较，本发明“配置高保真功放电路的车载中控导航装置及其散热方法”的技术效果在于：
本发明通过改进安装在车辆中控台的车载导航装置的散热结构，使大功率发热元器件产生的热量在容量有限的空间内能够迅速散发，以满足高保真Hi-Fi功放的散热需求，令功放器件能够安全稳定地整合到导航装置内，让导航装置能够达到高保真Hi-Fi音效；
本发明将安装在车辆中控台的车载导航装置与高保真Hi-Fi功率放大器件整合，无需对原车的电路和结构做出改装，也无需专业人员完成安装，实现无损安装，避免因车辆改装造成安全隐患，让消费者能够省钱、省时和省力。
附图说明
图1是本发明“配置高保真功放电路的车载中控导航装置及其散热方法”优选实施例的背部轴测投影示意图；
图2是所述优选实施例纵向剖视示意图；
图3是所述优选实施例分解状态轴测投影示意图；
图4是所述优选实施例的功放电路板2的背部轴测投影示意图；
图5是所述优选实施例拆除第一封盖板的正面轴测投影示意图；
图6是所述优选实施例的电路原理示意框图。
具体实施方式
以下结合附图所示优选实施例作进一步详述。
本发明提出一种配置高保真功放电路的车载中控导航装置的散热方法，所述车载中控导航装置安装在车辆的中控台，包括主要用于完成导航功能的导航器件3和主要用于完成高保真功率放大功能的功放器件2。由于导航器件3和功放器件2内的组件和元件有一些单独用于完成导航功能；有一些单独用于完成功率放大功能；还有一些既能够用于完成导航功能，又能够用于完成功率放大功能，例如属于导航器件3的输入输出接口组件34不仅为完成导航功能提供接口，如有线通信接口、存储扩展接口等，还为完成功放功能提供接口，如音频输入接口、音频输出接口；另外有一些只是作为用电装置的通用配置，并无明确用于完成导航功能或者功率放大功能，例如电源组件33。因此导航器件3和功放器件2都是主要完成各自功能，而不是仅能够完成各自功能。所述导航器件3包括其上设置有导航电元件的至少一导航电路板31。所述功放器件2包括其上设置有功放电元件的至少一功放电路板21。所述配置高保真功放电路的车载中控导航装置的散热方法包括如下步骤，
用优良导热材料制造具有互相独立设置的导航器件安装腔室13和功放器件安装腔室12的散热壳1。本发明优选实施例，优良导热材料采用铸铝。功放电元件包括发热元器件28和非发热元器件，将所有发热元器件28都设置在功放电路板21的一面，将所有非发热元器件都设置在功放电路板21的另一面。在导航器件安装腔室13内安装导航电路板31，在功放器件安装腔室12内安装所述功放电路板21，使功放电路板21上的发热元器件28都朝向散热壳1的壳壁，在发热元器件28与散热壳1的壳壁之间填充用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片6，以令发热元器件28的热量能够传导至散热壳1。
所述发热元器件28是指能够因温升过高而造成其损坏的元器件。例如，用于功率放大的晶体管，晶闸管，集成电路，数据处理器等。发热元器件28通常都会限定其可耐受的温升范围，为了满足该温升范围，就需要给发热元器件28做散热处理。所述非发热元器件是指其工作不受温升影响，或者能够耐受的温升很大的元器件。例如电感、电阻等。
基于以上方法，本发明还提出一种配置高保真功放电路的车载中控导航装置，如图1至图6所示，包括主要用于完成导航功能的导航器件3。该导航器件3包括其上设置有导航电元件的至少一导航电路板31。还包括主要用于完成高保真Hi-Fi功率放大功能的功放器件2，以及用优良导热材料制成的散热壳1。本发明优选实施例，优良导热材料采用铸铝。所述功放器件2包括其上设置有功放电元件的至少一功放电路板21。如图3和图5所示，所述散热壳1设置互相独立的导航器件安装腔室13和功放器件安装腔室12。如图4所示，所述功放电元件包括发热元器件28和非发热元器件，所有发热元器件28都设置在功放电路板21的一面，所有非发热元器件都设置在功放电路板21的另一面。发热元器件28和非发热元器件分别设置在功放电路板21的两面，可以采用单面印刷电路，一面直接焊接，另一面穿孔焊接的方式实现，或者采用双面印刷电路，两面各自直接焊接的方式实现。所述导航电路板31安装在导航器件安装腔室13内，所述功放电路板21安装在功放器件安装腔室12内，使功放电路板21上的发热元器件28都朝向散热壳1的壳壁，在发热元器件28与散热壳1的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片6，以令发热元器件28的热量能够传导至散热壳1。本发明上述结构将发热元器件28集中设置在功放电路板21的同一侧面，借助固定安装的功放电路板21使发热元器件28靠近散热壳1布置；散热壳1既用于器件安装，也利用其远大于发热元器件28发热面的表面积提高热辐射效率，以迅速散发发热元器件28产生的热量。
为适于在中控台位置安装所述车载中控导航装置，以及为了满足行业标准，本发明优选实施例，所述导航器件安装腔室内的空间尺寸是长177.4毫米，宽148.3毫米和高54.8毫米，或者是长178.6毫米，宽100.5毫米和高71.5毫米；所述功放器件安装腔室内的空间尺寸是长177.4毫米，宽148.3毫米和高54.8毫米，或者是长178.6毫米，宽100.5毫米和高71.5毫米。
本发明优选实施例，如图5所示，所述功放器件安装腔室12包括腔底壁，以及连接该腔底壁而围成功放器件安装腔室12的腔围壁122。所述腔底壁是发热元器件28所在功放电路板21一面所正对的散热壳1的壳壁，也就是发热元器件28所朝向的散热壳1的壳壁。所述腔围壁122上连接至少一用优良导热材料制成的、从腔围壁122向功放器件安装腔室12外伸出的散热翅片123。本发明优选实施例，优良导热材料采用铸铝。散热翅片123起到在同样体积内增加散热表面积的作用。还可以通过相邻两散热翅片123之间的气隙增强空气对流效果而进一步增强散热效果。
本发明优选实施例，所述绝缘导热材料采用绝缘导热硅，绝缘导热胶片6就是绝缘导热硅胶片。
本发明优选实施例，如图3所示，在散热壳1内设置至少一散热风扇7，以加速功放器件安装腔室12内的空气对流，进一步优化散热效果。
本发明优选实施例，如图3所示，配置高保真功放电路的车载中控导航装置还包括封盖功放器件安装腔室12的第一封盖板4，以及封盖导航器件安装腔室13的第二封盖板5。本发明优选实施例，在第一封盖板4朝向功放器件安装腔室12的一面安装有两散热风扇7，该散热风扇7采用径向尺寸大于轴向尺寸的轴流散热风扇。
本发明优选实施例，如图6所示，所述导航器件3包括导航系统核心组件32，电连接该导航系统核心组件32的电源组件33、输入输出接口组件34、收音组件35、触摸屏组件36、视频处理组件37和屏驱动组件38。所述屏驱动组件38还电连接显示屏组件39。导航器件3的各组件中的电元件包括设置在导航电路板31上的导航电元件和设置在导航电路板外的板外导航电元件。所述导航系统核心组件32包括简称Wi-Fi通信模块的无线保真Wireless-Fidelity通信模块，第三代3G无线通信模块，第四代4G无线通信模块，以及蓝牙Bluetooth无线通信模块。本发明优选实施例，如图3所示，Wi-Fi通信模块、第三代3G无线通信模块、第四代4G无线通信模块和蓝牙Bluetooth无线通信模块的各自的天线安装在天线电路板8上，该天线电路板8安装在第二封盖板5上。所述功放器件2包括功率放大核心组件22，以及电连接该功率放大核心组件22的DC-DC电压变送组件23、前置放大组件24、微型控制器25、保护电路组件26和均衡器组件27。所述均衡器组件27还电连接导航系统核心组件32。所述DC-DC电压变送组件23是直流电压变送组件，其具体实现方案之一是逆变电源组件。所述功率放大核心组件22以分立元件构成，本发明优选实施例采用四个60W功率放大分立元件构成，即4×60W功率放大分立元件。功放器件2的各组件中的电元件包括设置在功放电路板21上的功放电元件和设置在功放电路板外的板外功放电元件。
所述板外功放电元件包括板外发热元器件和板外非发热元器件；板外发热元器件都沿着散热壳的壳壁设置，并且在板外发热元件与散热壳的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令板外发热元器件的热量能够传导至散热壳。
本发明优选实施例，所述绝缘导热材料采用绝缘导热硅，绝缘导热胶片6就是绝缘导热硅胶片。
本发明通过改进安装在车辆中控台的车载导航装置的散热结构，使大功率发热元器件28产生的热量能够迅速散发，以满足高保真Hi-Fi功放的散热需求，令功放器件2能够安全稳定地整合到导航装置内，让导航装置能够达到高保真Hi-Fi音效。同时，本发明将导航装置与高保真Hi-Fi功率放大器件2整合，无需对原车的电路和结构做出改装，也无需专业人员完成安装，实现无损安装，避免因车辆改装造成安全隐患，让消费者能够省钱、省时和省力。
Claims (10)
1.一种配置高保真功放电路的车载中控导航装置，包括主要用于完成导航功能的导航器件；该导航器件包括其上设置有导航电元件的至少一导航电路板；其特征在于：
还包括主要用于完成高保真功率放大功能的功放器件，以及用优良导热材料制成的散热壳；该功放器件包括其上设置有功放电元件的至少一功放电路板；
所述散热壳设置互相独立的导航器件安装腔室和功放器件安装腔室；
所述功放电元件包括发热元器件和非发热元器件，所有发热元器件都设置在功放电路板的一面，所有非发热元器件都设置在功放电路板的另一面；
所述导航电路板安装在导航器件安装腔室内；所述功放电路板安装在功放器件安装腔室内，使功放电路板上的发热元器件都朝向散热壳的壳壁，在发热元器件与散热壳的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令发热元器件的热量能够传导至散热壳。
2.根据权利要求1所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
所述功放器件安装腔室包括腔底壁，以及连接该腔底壁而围成功放器件安装腔室的腔围壁；
所述腔围壁上连接至少一用优良导热材料制成的、从腔围壁向功放器件安装腔室外伸出的散热翅片。
3.根据权利要求1或者2所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
所述优良导热材料是铸铝。
4.根据权利要求1所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
在散热壳内设置至少一散热风扇，以加速功放器件安装腔室内的空气对流。
5.根据权利要求1所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
还包括封盖功放器件安装腔室的第一封盖板，以及封盖导航器件安装腔室的第二封盖板。
6.根据权利要求1所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
所述导航器件包括导航系统核心组件，电连接该导航系统核心组件的电源组件、输入输出接口组件、收音组件、触摸屏组件、视频处理组件和屏驱动组件；所述屏驱动组件还电连接有显示屏组件；导航器件的各组件中的电元件包括设置在导航电路板上的导航电元件和设置在导航电路板外的板外导航电元件；
所述功放器件包括功率放大核心组件，以及电连接该功率放大核心组件的DC-DC电压变送组件、前置放大组件、微控制器、保护电路组件和均衡器组件；所述均衡器组件还电连接导航系统核心组件；功放器件的各组件中的电元件包括设置在功放电路板上的功放电元件和设置在功放电路板外的板外功放电元件。
7.根据权利要求7所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
所述板外功放电元件包括板外发热元器件和板外非发热元器件；板外发热元器件都沿着散热壳的壳壁设置，并且在板外发热元件与散热壳的壳壁之间还填充有用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令板外发热元器件的热量能够传导至散热壳。
8.根据权利要求1或者7所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
所述绝缘导热材料是绝缘导热硅。
9.根据权利要求1所述的配置高保真功放电路的车载中控导航装置，其特征在于：
所述导航器件安装腔室内的空间尺寸是长177.4毫米，宽148.3毫米和高54.8毫米，或者是长178.6毫米，宽100.5毫米和高71.5毫米；
所述功放器件安装腔室内的空间尺寸是长177.4毫米，宽148.3毫米和高54.8毫米，或者是长178.6毫米，宽100.5毫米和长71.5毫米。
10.一种配置高保真功放电路的车载中控导航装置的散热方法，其特征在于：
所述车载中控导航装置包括主要用于完成导航功能的导航器件和主要用于完成高保真功率放大功能的功放器件；所述导航器件包括其上设置有导航电元件的至少一导航电路板；所述功放器件包括其上设置有功放电元件的至少一功放电路板；
所述方法包括如下步骤，
用优良导热材料制造具有互相独立设置的导航器件安装腔室和功放器件安装腔室的散热壳；
所述功放电元件包括发热元器件和非发热元器件，将所有发热元器件都设置在功放电路板的一面，将所有非发热元器件都设置在功放电路板的另一面；
在导航器件安装腔室内安装导航电路板，在功放器件安装腔室内安装所述功放电路板，使功放电路板上的发热元器件都朝向散热壳的壳壁，在发热元器件与散热壳的壳壁之间填充用绝缘导热材料制成的绝缘导热胶片，以令发热元器件的热量能够传导至散热壳。
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2017
- 2017-07-12 CN CN201710567673.9A patent/CN107645885A/zh active Pending
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