CN109392291A - 一种压电风扇散热密闭式模块 - Google Patents

一种压电风扇散热密闭式模块 Download PDF

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张庆军
刘压军
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Abstract

本发明提出了一种压电风扇散热密闭式模块，包括：模块；散热翅片，设置在所述模块的腔壁上或者设置在所述模块的盖板处，用于对模块内部的发热器件进行冷却散热；压电风扇，设置在所述散热翅片的邻近位置，用于为所述散热翅片提供冷却气流。本发明的压电风扇散热密闭式模块对模块进行风冷散热，不依赖于机箱冷板，相比采用传统风扇的模块具有更广的工作温度，体积小，噪音低，并且没有电磁干扰，结构精巧，利于灵活的嵌入式设计，可在最小的体积下实现更加高效的散热能力。

Description

一种压电风扇散热密闭式模块
技术领域
本发明涉及机箱散热技术领域，尤其是涉及一种压电风扇散热密闭式模块。
背景技术
随着电子设备功能的提高，器件的集成度和热流密度也在显著提升，如电源模块、功放模块、综合模块等等，需对模块内的高热流密度器件采取高效、稳定、高可靠性的散热管理，保障设备的可靠性。
由于电磁兼容、抗恶劣环境的需求，大部分模块采用密闭式的结构设计，传统的模块通常采用壁轨导冷的散热方法，即通过锁紧条将模块的热量导到机箱冷板上，再对机箱进行强迫风冷或液冷散热。上述散热方式存在以下缺点：1、强迫风冷散热是机箱所采用常见散热方式。其方法是在机箱内部设置有风冷冷板，如专利号为201020013244.0、名称为“多通道ATR密闭机箱散热装置”的发明，采用传统轴流风扇对机箱进行冷却散热，其缺点是机箱体积大、噪音大、风道狭长风阻大、风扇可靠性低、寿命低。2、传统液冷机箱所需的二次冷却设备空间的约束常常成为其限制性设计因素。3、当模块热量通过壁轨导冷传导到机箱冷板的过程中，由于热阻的存在，导热效率低，散热效果不佳。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种采用压电风扇对模块进行直接风冷，体积小、噪音低、散热效率高的压电风扇散热密闭式模块。
本发明的压电风扇散热密闭式模块，包括：
模块；
散热翅片，设置在所述模块的腔壁上或者设置在所述模块的盖板处，用于对模块内部的发热器件进行冷却散热；
压电风扇，设置在所述散热翅片的邻近位置，用于为所述散热翅片提供冷却气流。
在一个实施方式中，所述压电风扇散热密闭式模块还设置有均温装置，所述均温装置设置在所述散热翅片基板内，用于快速均匀分散模块内部器件热量，将热量均匀传递至散热翅片。
在一个实施方式中，所述压电风扇散热模块还包括用于保护所述压电风扇的盖板。
在一个实施方式中，所述盖板设置在所述压电风扇的外侧，以覆盖所述压电风扇。
在一个实施方式中，所述盖板具有进风孔，所述进风孔设置在对应所述压电风扇的位置。
在一个实施方式中，所述压电风扇设置在所述散热翅片下方。
优选的，所述散热翅片设置在模块的腔壁上，所述散热翅片设计为平行并列的结构形式，所述压电风扇的叶片也设计为平行并列的结构形式，安装于散热翅片下方。压电风扇叶片产生谐振，由叶片端向前方散热翅片输出高速、平稳的气流。
在一个实施方式中，所述压电风扇设置在所述散热翅片的中心处。
优选的，所述散热翅片设置在模块腔壁上，所述散热翅片设计为太阳花环绕的结构形式，所述压电风扇的叶片也设计为太阳花环绕的结构形式，安装于散热翅片中心。压电风扇叶片产生谐振，由叶片端向四周散热翅片输出高速、平稳的气流。
在一个实施方式中，所述均温装置与所述散热翅片基板一体成型。
在一个实施方式中，所述均温装置为VC均温板。
在一个实施方式中，所述散热翅片的翅片结构与所述压电风扇的叶片结构相同。
与现有技术相比，本发明的压电风扇散热密闭式模块具有以下优点：
第一，散热效率高。本发明采用对密闭模块直接风冷的原理进行降温，取代传统的壁轨导冷的散热方法，并且采用了均温装置，结构简单，加工方便，可以实现对模块内的发热元件进行全面的降温，散热效率明显提高。
第二，电磁兼容性强。本发明采用全密闭设计，不仅减少内部元件的耗损率，而且可以做到无电磁泄漏，设备在正常运行过程中对所在环境无电磁骚扰，同时，使设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有极强的抗扰度。
第三，环境适应范围广。本发明一并解决了电子设备结构设计中的散热、降噪和恶劣环境运行三大难题，适合在潮湿、沿海盐雾、野外沙尘等环境下运行。
上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了本发明的实施例1的压电风扇散热密闭式模块的结构示意图；
图2显示了本发明的实施例2的压电风扇散热密闭式模块的结构示意图；
在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
图中，附图标记为：
1、模块；2、散热翅片；3、压电风扇；4、盖板。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实施例1
如图1所示，本发明的一种压电风扇散热密闭式模块，包括，
模块1、散热翅片2和压电风扇3，散热翅片2设置在模块1的腔壁上，压电风扇3设置在散热翅片2的下方，用于为散热翅片2提供冷却气流。
在本实施例中，散热翅片2与压电风扇3的叶片均为平行并列的结构形式，压电风扇3利用压电陶瓷的逆压电效应，在交变电场的驱动下，直接带动叶片产生谐振，由叶片端向前方输出高速、平稳的气流，对需散热部件直接进行冷却。
在本实施例中，在散热翅片2的基板内设置有均温装置，均温装置可以为VC均温板或其他具有均热功能的装置，均温装置能够大幅度提升散热翅片2基板的导热系数，将模块1内部器件产生的热量迅速扩散，并传导至散热翅片2。
相比于传统风扇，压电风扇具有以下优点：1)压电风扇工作温度范围较传统风扇广。传统风扇工作温度为-10℃～70℃，而本发明的压电风扇的工作温度为-55℃～110℃，能够在110℃高温环境中长期工作，保证散热系统的高效、长期、稳定运行；2)压电风扇无传统电磁风扇的电磁线圈，压电平面风扇自身不产生磁场，没有电磁干扰。因此，本发明的机箱尤其适用于对电磁干扰敏感的大型计算机、电子信号处理、通讯、军工等行业；3)压电风扇叶片宽度可低至5mm,结构精巧，利于灵活的嵌入式设计，可在最小的体积下实现更加高效的散热能力。
在本实施例中，压电风扇散热密闭式模块还包括用于保护压电风扇3的盖板4，盖板4具有进风孔，进风孔设置在对应压电风扇3的位置。
与现有技术相比，本发明的压电风扇散热密闭式模块通过设置散热翅片和压电风扇，将模块内部发热器件产生的热量传导至散热翅片上，散热翅片的基板内部集成了均温装置，均温装置将热量快速分散并均匀传递至散热翅片处，并通过压电风扇提供高速平稳的气流对散热翅片进行冷却散热，从而避免发热元件内部产生的热应力和热应变。本发明所提供的压电风扇散热密闭式模块，不需依赖机箱提供风冷或者液冷对模块进行散热，相比采用传统风扇的机箱具有更广的工作温度，体积小，噪音低，并且没有电磁干扰，结构精巧。相比采用传统壁轨导冷的模块，本发明直接对模块进行风冷散热，不依赖于机箱冷板。本发明能满足军用装备实验室环境试验标准GJB150A振动、高低温、冲击、加速度、盐雾等各项严酷的环境指标，适用于军用设备散热设计。
实施例2
如图2所示，为本发明的压电风扇散热密闭式模块的另一实施例，包括，模块1、散热翅片2和压电风扇3，散热翅片2设置在模块1的腔壁上，与实施例1不同的是，本实施例中，散热翅片2为太阳花环绕的结构形式，压电风扇3的叶片也为太阳花环绕的结构形式，且压电风扇3安装于散热翅片2的中心处。压电风扇3利用压电陶瓷的逆压电效应，在交变电场的驱动下，叶片产生谐振，由叶片端向四周散热翅片2输出高速、平稳的气流。压电风扇3外侧设置有保护作用的盖板4，盖板4上设置有进风孔。
相比于实施例1，本实施例所提供的压电风扇散热密闭式模块，利于灵活的嵌入式设计，可在最小的体积下实现更加高效的散热能力。
在一个可选的实施例中，散热翅片2还可以设置在模块1的盖板上，压电风扇3设置在散热翅片2的邻近位置。
可以理解的是，压电风扇3可以设置在散热翅片2的下方，也可以设置在散热翅片2邻近的其他位置，压电风扇3和散热翅片2的位置关系可以根据散热的需要而改变，本发明并不做具体限制。
在一个可选的实施例中，散热翅片2可以设计为板式翅片、针状翅片、柱状翅片等不同的结构形式。本发明并不做具体限制。
在一个可选的实施例中，压电风扇3的叶片宽度小于等于5毫米。
可以理解的，压电风扇3的叶片和散热翅片2的结构形式可以根据散热的需要而改变，所述压电风扇和所述散热翅片的位置关系可以根据散热的需要而改变，本发明并不做具体限制。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
至此，本领域技术人员应该认识到，虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，包括：
模块；
散热翅片，设置在所述模块的腔壁上或者设置在所述模块的盖板处，用于对模块内部的发热器件进行冷却散热；
压电风扇，设置在所述散热翅片的邻近位置，用于为所述散热翅片提供冷却气流。
2.根据权利要求1所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述压电风扇散热密闭式模块还设置有均温装置，所述均温装置设置在所述散热翅片基板内。
3.根据权利要求2所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述压电风扇散热模块还包括用于保护所述压电风扇的盖板。
4.根据权利要求3所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述盖板设置在所述压电风扇的外侧，以覆盖所述压电风扇。
5.根据权利要求4所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述盖板具有进风孔，所述进风孔设置在对应所述压电风扇的位置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述压电风扇设置在所述散热翅片下方。
7.根据权利要求1至5任一项所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述压电风扇设置在所述散热翅片的中心处。
8.根据权利要求2所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述均温装置与所述散热翅片基板一体成型。
9.根据权利要求2或权利要求8所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述均温装置为VC均温板。
10.根据权利要求1所述的压电风扇散热密闭式模块，其特征在于，所述散热翅片的翅片结构与所述压电风扇的叶片结构相同。
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