CN110602537A - 一种机顶盒及机顶盒散热孔的布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机顶盒及机顶盒散热孔的布置方法，涉及机箱技术领域。该机顶盒包括盒体和电路板，电路板设置于盒体内，电路板上设置有高热源器件，盒体的顶面设置有第一散热孔，盒体的侧面设置有第二散热孔，第一散热孔和第二散热孔沿盒体的高度方向的投影分别位于高热源器件所在区域的两侧。通过烟囱效应，形成定向自然散热通风道，使热量耗散更快，散热和温升控制更高效。该机顶盒散热孔的布置方法，采用上述机顶盒，先获取电路板热分布图，再找到热分布图中高热源器件所在区域，并以此设置第一散热孔，使第一散热孔和第二散热孔沿盒体高度方向的投影分别位于高热源器件所在区域的两侧，准确布置散热孔使烟囱效应的散热和温升控制更高效。

Description

一种机顶盒及机顶盒散热孔的布置方法

技术领域

本发明涉及机箱技术领域，尤其涉及一种机顶盒及机顶盒散热孔的布置方法。

背景技术

随着数字电视的普及应用，机顶盒作为重要的部件被大众使用。机顶盒内要求具有良好的散热性能以保护机顶盒内的元器件，进而延长设备使用寿命。目前市场上的机顶盒，出于成本及噪音等因素的考虑，通常采用自然散热的方式来处理机顶盒内的热量，为此，常有两种结构，一种是考虑三防要求的不开孔形式，另一种是增加了热对流散热的开满孔形式。这两种形式各有利弊：不开孔时，内部热量通过热传导和热辐射传递到外壳并耗散到空气中，但散热效率低，将导致机顶盒内温升高；开满孔时，如图1所示，在机顶盒主体100’的顶面布满散热孔1’，虽然在上述两种散热方式之外增加了热对流以提高散热效果，但这种结构不仅不利于三防，而且由于热量在机顶盒内部随空气在高热源顶部直接排出，形成了局部的高温区域，导致了机顶盒顶面出风口局部温升偏高，既影响了机顶盒表面的手感温度，又有可能使局部温度超过了塑胶材料的热熔温度导致壳体变形，甚至造成机顶盒内部电子器件性能受损，进而影响机顶盒的使用寿命。

因此，如何对现有的机顶盒及机顶盒散热孔的布置方法进行改进，使其克服上述问题是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种机顶盒，能够通过优化机顶盒上散热孔的设置，在机顶盒内部形成烟囱效应，并充分利用烟囱效应实现高效散热，最终将温升控制在合理范围内。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机顶盒，包括盒体和电路板，所述电路板设置于所述盒体内，所述电路板上设置有高热源器件，所述盒体的顶面设置有第一散热孔，所述盒体的侧面设置有第二散热孔，所述第一散热孔和所述第二散热孔沿所述盒体的高度方向的投影分别位于所述高热源器件所在区域的两侧。

可选地，所述盒体的顶面设置有多个所述第一散热孔，多个所述第一散热孔沿所述盒体的长度方向排布形成一组第一格栅结构。

可选地，所述盒体的顶面设置有多组所述第一格栅结构，多组所述第一格栅结构沿所述盒体的宽度方向排布。

可选地，所述第一散热孔沿所述盒体的宽度方向延伸。

可选地，所述盒体相对设置的两侧均设置有所述第二散热孔，且所述第二散热孔设置在所述盒体的侧面的与所述盒体的底面相连的一端。

可选地，所述第二散热孔沿所述盒体的高度方向延伸，且所述第一散热孔和所述第二散热孔分别设置在所述盒体的宽度方向的两端。

可选地，所述盒体的侧面设置有多个所述第二散热孔，多个所述第二散热孔沿所述盒体的宽度方向排布形成第二格栅结构。

可选地，所述第一散热孔和所述高热源器件所在区域沿所述盒体高度方向在所述盒体底面的投影错开设置，且错开距离至少为2mm。

可选地，所述第一散热孔的面积至少占所述盒体的顶面面积的5％。

本发明的另一个目的在于提供一种机顶盒散热孔的布置方法，能够通过热源的实际情况，更准确的找到高热源器件所在区域，从而确定机顶盒散热孔的布置，以使烟囱效应的散热效果和温升控制更高效。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机顶盒散热孔的布置方法，采用上述的机顶盒，所述机顶盒散热孔的布置方法包括以下步骤：

S1.获取所述电路板的热分布图；

S2.在所述热分布图中找到所述高热源器件所在区域；

S3.根据所述高热源器件所在区域设置所述第一散热孔，并使所述第一散热孔和所述第二散热孔沿所述盒体的高度方向的投影分别位于所述高热源器件所在区域的两侧。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种机顶盒，包括盒体和电路板，电路板设置于盒体内，电路板上设置有高热源器件，盒体的顶面设置有第一散热孔，盒体的侧面设置有第二散热孔，第一散热孔和第二散热孔沿盒体的高度方向的投影分别位于高热源器件所在区域的两侧。当高热源器件通电后，高热源器件会发热并使其周围的空气升温，热空气因密度低而上升并具有从盒体的顶部离开的趋势，当热空气遇到第一散热孔后，因为第一散热孔和高热源器件所在区域的错开设置，使得热空气不会在高热源器件的顶部聚集，而是通过第一散热孔迅速地流出盒体，进而有效地控制了盒体顶部温升在合理范围内。与此同时，因热空气的散逸在高热源器件的顶部形成负压区域，使得盒体内其他位置的空气被抽入填补该负压区域，再配合第二散热孔，盒体外的低温空气便可以自然地被吸入盒体内，从而形成畅通地冷、热空气流动。也就是说，在机顶盒的运行期间，盒体内外的空气将源源不断的进行定向流动，形成连续地冷空气从第二散热孔流入盒体并流经高热源器件后热空气从第一散热孔流出的自然通风道，加快热量耗散速度，进而获得持续高效散热和温升控制，以及舒适的机顶盒表面的手感温度，还可以降低热变形风险，并保护了机顶盒内电子器件的质量及性能，从而延长机顶盒使用寿命。

本发明还提供了一种机顶盒散热孔的布置方法，采用上述的机顶盒，先获取电路板的热分布图，再利用热分布图找到高热源器件所在区域，最后根据高热源器件所在区域设置第一散热孔，并使第一散热孔和第二散热孔沿盒体的高度方向的投影分别位于高热源器件所在区域的两侧。能够通过热源的实际情况，更准确的找到高热源器件所在区域，据此确定机顶盒散热孔的布置，以使烟囱效应的散热和温升控制更高效。

附图说明

图1是现有技术中开满孔的机顶盒的结构示意图；

图2是本实施例提供的机顶盒的结构示意图；

图3是本实施例提供的机顶盒的电路板及高热源器件的结构示意图；

图4是本实施例提供的机顶盒显示出内部结构的结构示意图；

图5是本实施例提供的机顶盒的俯视图；

图6是本实施例提供的机顶盒的一种多组第一格栅结构排布方式的结构示意图；

图7是本实施例提供的机顶盒的另一种多组第一格栅结构排布方式的结构示意图。

图中：

1’、散热孔；100’、机顶盒主体；

100、盒体；200、电路板；300、高热源器件；

1、第一散热孔；10、第一格栅结构；2、第二散热孔；20、第二格栅结构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

目前市场上采用自然散热的机顶盒，常有两种结构，一种是考虑三防要求的不开孔形式，另一种是增加了热对流散热的开满孔形式。这两种形式各有利弊：不开孔时，内部热量通过热传导和热辐射传递到外壳并耗散到空气中，但散热效率低，将导致机顶盒内温升高；开满孔时，如图1所示，在机顶盒主体100’的顶面布满散热孔1’，虽然在上述两种散热方式之外增加了热对流以提高散热效果，但这种结构不仅不利于三防，而且由于热量在机顶盒内部随空气在高热源顶部直接排出，形成了局部的高温区域，导致了机顶盒顶面出风口局部温升偏高，既影响了机顶盒表面的手感温度，又有可能使局部温度超过了塑胶材料的热熔温度导致壳体变形，甚至造成机顶盒内部电子器件质量和性能受损，进而影响机顶盒的使用寿命。

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种机顶盒，能够通过优化机顶盒上散热孔设置，在机顶盒内部形成烟囱效应，并充分利用烟囱效应实现高效散热，最终将温升控制在合理范围内。如图2-4所示，该机顶盒包括盒体100和电路板200，电路板200设置于盒体100内且其上设置有高热源器件300，盒体100的顶面设置有第一散热孔1，盒体100的侧面设置有第二散热孔2，第一散热孔1和第二散热孔2沿盒体100的高度方向的投影分别位于高热源器件300所在区域的两侧，以使盒体100外部的空气从第二散热孔2流入盒体100内并经高热源器件300后从第一散热孔1流出。

优选地，第一散热孔1和高热源器件300所在区域沿盒体100的高度方向在盒体100底面的投影错开设置，且错开距离至少为2mm。本实施例中，错开距离为5mm，这样既能够满足错开设置的要求，以利于散热效率和温升控制效果，又能够充分利用机顶盒的内部空间，使电子器件布局更合理，整体结构更紧凑。

本实施例中，高热源器件300所在区域指的是热流密度大于0.04W/cm²或者测试温升超过40℃的区域。高热源器件300可以包括高热源及高热源上加载的散热片或散热器。通常盒体100内的高热源为集成电路。

当只有一个高热源器件300时，且其加载有散热片或散热器时，是以散热片或散热器在电路板200上投影区域作为高热源器件300的所在区域，以此来布置第一散热孔1，以实现错开设置。

当有两个或以上高热源器件300时，一般认定这些高热源器件300的热流密度或测试温升数值有高有低，如果它们之间的距离均大于等于数值最高的高热源器件300的边长，则可以将它们认定为单独的高热源器件300，即第一散热孔1与每个高热源器件300均错开设置，即可以针对各高热源器件300所在区域单独设置错开的第一散热孔1；如果它们之间的距离存在小于数值最高的高热源器件300的边长的情况，由于各高热源器件300之间的热量叠加，则高热源器件300的所在区域是所有高热源器件300在电路板200上投影的总区域的最大边界范围，此时如有加载散热片或散热器的情况则需要把散热片或散热器在电路板200上的投影区域计入高热源器件300的所在区域，以此最大边界范围来布置第一散热孔1，以实现错开设置。这里所说的高热源器件300的边长，以及各高热源器件300之间的距离，均指沿盒体100的长度方向测量的长度。

进一步优选地，如图5所示，本实施例中，在盒体100相对设置的两侧均设置有第二散热孔2，使得机顶盒具有两个冷空气入口，增大冷空气流量，加速盒体100内空气流动，进而提高热量耗散速度；同时，还能够保证电路板200的各个部位，包括边角处，都能够参与烟囱效应，进而提高散热效率和温升控制效果，使得电路板200上各电子器件均获得保护。

具体地，如图2所示，盒体100的顶面设置有多个第一散热孔1，多个第一散热孔1沿盒体100的长度方向排布形成一组第一格栅结构10；盒体100的侧面设置有多个第二散热孔2，多个第二散热孔2沿盒体100的宽度方向排布形成第二格栅结构20。通过格栅式的结构，既能满足烟囱效应所必须的开孔要求，也能尽量满足电气设备的三防要求。进一步具体地，散热孔的形状不限于条形孔、圆形孔、椭圆形孔等，可以根据需要选择，在此不再赘述。

本实施例中，当高热源器件300通电后，高热源器件300会发热并使其周围的空气升温，热空气上升并具有从盒体100的顶部离开的趋势，当热空气遇到第一散热孔1后，因为第一散热孔1和高热源器件300的错开设置，使得热空气不会在高热源器件300的顶部聚集，而是通过第一散热孔1迅速地流出盒体100，进而有效地控制了盒体100顶部温升。与此同时，因为热空气的散逸将在高热源器件300的顶部形成负压区域，继而具有从盒体100内其他区域抽取空气以填补该负压区域的趋势，正是配合了盒体100侧面设置的第二散热孔2，可以使得盒体100外的空气自然而然地被吸入盒体100内，从而形成畅通地空气流动。也就是说，在机顶盒运行期间，盒体100内外的空气将源源不断的进行定向流动，形成连续地冷空气从第二散热孔2流入盒体100并流经高热源器件300后热空气从第一散热孔1流出的自然通风道，加快热量耗散速度，进而获得持续高效散热，机顶盒内温升得到有效控制，最终实现保护各电子器件质量及性能，并延长机顶盒使用寿命的有益效果。

为更进一步验证上述分析，针对第一散热孔1两种布置形式进行了模拟实验，即一种是如图1所示的现有技术中的开满孔形式；另一种是如图2所示的本实施例提供的优化后的开孔形式。实验结果是：优化后的开孔形式，即本实施例提供的开孔形式，与现有技术中开满孔的形式相比，机顶盒的顶面温度低了近8℃，而且电路板200上高热源器件300顶部的温升只相对升高了1℃。经过上述实验验证得到结论：以本实施例提供的优化后的开孔形式，使得自然散热的机顶盒散热效果更好，机顶盒的顶面温度大幅降低，更符合用户操作安全温度的要求，同时使得机顶盒的温升控制能够达到设计要求，进而更有利于整机散热成本的控制。

本实施例中，如图6所示，盒体100的顶面还可以设置有多组第一格栅结构10，且多组第一格栅结构10沿盒体100的宽度方向排布，每组第一格栅结构10的第一散热孔1沿盒体100的宽度方向延伸。在其他实施例中，如图7所示，盒体100的顶面设置有多组第一格栅结构10，且多组第一个格栅结构10沿盒体100的宽度方向排布，每组第一格栅结构10的第一散热孔1沿盒体100的长度方向延伸。

优选地，第一散热孔1的面积至少占盒体100顶面面积的5％。进一步优选地，第一散热孔1的面积不小于第二散热孔2的面积，便于由第二散热孔2进入盒体100的空气由第一散热孔1排出，保证空气流动顺畅。另外，通过多组格栅结构10的设置，能够在保证烟囱效应散热效果的同时使得三防效果也更佳。

进一步地，为验证多组第一格栅结构10在不同排布方式的情况下温升控制效果进行了模拟实验，具体地，针对两种开孔面积相同但排布方式不同的情况，即第一种：如图6所示，多组第一格栅结构10沿盒体100的宽度方向排布，每组第一格栅结构10的第一散热孔1沿盒体100的宽度方向延伸；第二种：如图7所示，多组第一个格栅结构10沿盒体100的宽度方向排布，每组第一格栅结构10的第一散热孔1沿盒体100的长度方向延伸。实验结果为：第一种情况下机顶盒的顶面的温度要比第二种情况下低3℃左右，同时，机顶盒内部电路板200上高热源器件300顶部的温升控制效果基本一致。

第一散热孔1沿盒体100的宽度方向延伸，能够实现机顶盒的顶面的温度更低，从而保护使用者在接触机顶盒顶面时不被烫伤，且温升控制效果也得到保证。因此，本实施例中优选为第一种开孔方式的机顶盒。

优选地，如图5所示，本实施例中，第一散热孔1和第二散热孔2分别设置在沿盒体100的宽度方向的两端，通过这种更大间距的设置能够使得热量耗散时冷空气更大面积的流经电路板200以带走更多热量，进而提高利用烟囱效应的散热效率和温升控制效果。

优选地，如图2所示，第二散热孔2设置在盒体100的侧面，并位于与盒体100的底面相连的一端，第二散热孔2沿盒体100的高度方向延伸。因为空气的温度差产生了空气密度的差别，于是形成压力差，趋势空气流动，而机顶盒底面的温度相比机顶盒中间位置的温度低，这样所形成的压力差会更大，更有利于形成负压，进而进一步增强烟囱效应。

本实施例还提供了一种机顶盒散热孔的布置方法，采用上述的机顶盒，该方法包括以下步骤：

S1.获取电路板200的热分布图；

S2.在热分布图中找到高热源器件300所在区域；

S3.根据高热源器件300所在区域设置第一散热孔1，并使第一散热孔1和第二散热孔2沿盒体100的高度方向的投影分别位于高热源器件300所在区域的两侧。

优选地，可以通过整机的温升模拟分析或者利用红外感温扫描仪获得电路板200实际运行期间各元器件的发热情况，进而获得电路板200的热分布图，根据上述高热源器件300的判定方法，找到高热源器件300所在区域，从而准确找到第一散热孔1在盒体100顶面的布置位置，即将第一散热孔1与高热源器件300所在区域错开设置。这种通过热源的实际情况确定机顶盒上散热孔的布置方式，能够在机顶盒内形成烟囱效应，并充分利用烟囱效应实现高效散热，最终将温升控制在合理范围内。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种机顶盒，包括盒体(100)和电路板(200)，所述电路板(200)设置于所述盒体(100)内，所述电路板(200)上设置有高热源器件(300)，其特征在于，所述盒体(100)的顶面设置有第一散热孔(1)，所述盒体(100)的侧面设置有第二散热孔(2)，所述第一散热孔(1)和所述第二散热孔(2)沿所述盒体(100)的高度方向的投影分别位于所述高热源器件(300)所在区域的两侧。

2.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述盒体(100)的顶面设置有多个所述第一散热孔(1)，多个所述第一散热孔(1)沿所述盒体(100)的长度方向排布形成一组第一格栅结构(10)。

3.根据权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述盒体(100)的顶面设置有多组所述第一格栅结构(10)，多组所述第一格栅结构(10)沿所述盒体(100)的宽度方向排布。

4.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述第一散热孔(1)沿所述盒体(100)的宽度方向延伸。

5.根据权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述盒体(100)相对设置的两侧均设置有所述第二散热孔(2)，且所述第二散热孔(2)设置在所述盒体(100)的侧面的与所述盒体(100)的底面相连的一端。

6.根据权利要求5所述的机顶盒，其特征在于，所述第二散热孔(2)沿所述盒体(100)的高度方向延伸，且所述第一散热孔(1)和所述第二散热孔(2)分别设置在所述盒体(100)的宽度方向的两端。

7.根据权利要求5所述的机顶盒，其特征在于，所述盒体(100)的侧面设置有多个所述第二散热孔(2)，多个所述第二散热孔(2)沿所述盒体(100)的宽度方向排布形成第二格栅结构(20)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的机顶盒，其特征在于，所述第一散热孔(1)和所述高热源器件(300)所在区域沿所述盒体(100)的高度方向在所述盒体(100)底面的投影错开设置，且错开距离至少为2mm。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的机顶盒，其特征在于，所述第一散热孔(1)的面积至少占所述盒体(100)的顶面面积的5％。

10.一种机顶盒散热孔的布置方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的机顶盒，所述机顶盒散热孔的布置方法包括以下步骤：

S1.获取所述电路板(200)的热分布图；

S2.在所述热分布图中找到所述高热源器件(300)所在区域；

S3.根据所述高热源器件(300)所在区域设置所述第一散热孔(1)，并使所述第一散热孔(1)和所述第二散热孔(2)沿所述盒体(100)的高度方向的投影分别位于所述高热源器件(300)所在区域的两侧。