CN110875555A - 包括具有气流通道的插座笼的通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种通信系统(100)，包括具有气流开口(150)的电路板(102)，该通信系统包括插座笼(110)，其配置为邻近通信连接器(104)安装到电路板。插座笼具有壁(114)，包括限定腔(140)的前壁(138)、后壁(136)和侧壁(134)。模块通道(118)限定在腔中，其配置为接收可插拔模块(106)。模块通道在前壁处具有模块端口(122)，其接收所述可插拔模块。气流通道(220)由插座笼的至少一个壁限定，其位于模块通道和电路板之间。气流通道配置为与电路板中的气流开口流体连通，以冷却模块通道中的可插拔模块。气流通道在前壁处具有气流端口(210)。

Description

包括具有气流通道的插座笼的通信系统
技术领域
本文的主题总体上涉及通信系统。
背景技术
一些通信系统利用通信连接器互连系统的各种部件以进行数据通信。一些已知的通信系统使用可插拔模块，例如I/O模块，其电连接到通信连接器。常规的通信系统存在性能问题，特别是在以高数据速率传输时。已知的通信系统提供电屏蔽，例如以围绕通信连接器和可插拔模块以提供电屏蔽的插座笼的形式。然而，在高数据速率下，可插拔模块产生大量热量。常规通信系统中的散热是有问题的，特别是对于具有堆叠布置的系统中的下可插拔模块，因为用于下可插拔模块的散热器或其他散热元件的空间很小。
仍然需要具有高效散热的通信系统。
发明内容
根据本发明，提供一种通信系统，其包括具有气流开口的电路板，所述通信系统包括插座笼，该插座笼配置为邻近通信连接器安装到所述电路板。所述插座笼具有壁，所述壁包括限定腔的前壁、后壁和侧壁。模块通道限定在所述腔中，其配置为接收可插拔模块。所述模块通道在前壁处具有模块端口，其接收可插拔模块。气流通道由插座笼的至少一个壁限定，其位于所述模块通道和电路板之间。气流通道配置为与电路板中的气流开口流体连通，以冷却模块通道中的可插拔模块。气流通道具有在前壁处的气流端口。
附图说明
图1是根据示例性实施例的包括插座连接器组件的通信系统的前透视图。
图2是根据示例性实施例的插座连接器组件的通信连接器的前透视图。
图3是根据示例性实施例的通信系统的可插拔模块的后透视图。
图4是根据示例性实施例的可插拔模块的后部透视图。
图5是根据示例性实施例的插座连接器组件的插座笼的前透视图。
图6是根据示例性实施例的通信系统的一部分的局部剖视图。
图7是根据示例性实施例的插座连接器组件的插座笼的前透视图。
图8是根据示例性实施例的通信系统的一部分的局部剖视图。
图9是根据示例性实施例的通信系统的一部分的局部剖视图。
图10是根据示例性实施例的插座连接器组件的插座笼的前透视图。
图11是根据示例性实施例的通信系统的一部分的局部剖视图。
图12是根据示例性实施例的插座连接器组件的插座笼的前透视图。
具体实施方式
图1是根据示例性实施例形成的通信系统100的前透视图。通信系统包括电路板102和安装到电路板102的插座连接器组件104。可插拔模块106配置为电连接到插座连接器组件104。可插拔模块106通过插座连接器组件104电连接到电路板102。
在示例性实施例中，插座连接器组件104包括插座笼110和邻近插座笼110的通信连接器112。例如，在所示的实施例中，通信连接器112接收在插座笼110中。在其他各种实施例中，通信连接器112可以位于插座笼110的后方。在各种实施例中，插座笼110是封闭的并为通信连接器112提供电屏蔽。可插拔模块106被装载到插座笼110中并且至少部分地被插座笼110围绕。插座笼110包括多个壁114，其限定一个或多个模块通道，用于接收对应的可插拔模块106。壁114可以是由实体片限定的壁、允许气流从中穿过的穿孔壁、具有切口的壁(例如，热沉或散热器从切口中穿过)、或者由具有相对大的开口的轨道或梁限定的壁(例如，气流从开口中穿过)。在示例性实施例中，插座笼110是屏蔽性的冲压成形的笼形构件，其中，壁114是屏蔽壁114。在其他实施例中，插座笼110可以在框架构件(例如，轨道或梁)之间打开，以便为可插拔模块106提供冷却气流，插座笼110的框架构件限定引导轨道，用于引导可插拔模块106到插座笼110中的装载。
在所示的实施例中，插座笼110构成具有上模块通道116和下模块通道118的堆叠笼构件。插座笼110具有上模块端口120和下模块端口122，它们通向接收可插拔模块106的模块通道116、118。在各种实施例中可以设置任何数量的模块通道。在所示的实施例中，插座笼110包括布置在单列中的上模块通道116和下模块通道118，然而，在替代实施例中，插座笼110可包括多列的成组模块通道116、118(例如，2×2、3×2、4×2、4×3等)。插座连接器组件104配置为在两个堆叠的模块通道116、118中与可插拔模块106配合。可选地，多个通信连接器112可以布置在插座笼110内，例如当提供多列的模块通道116、118时。
在示例性实施例中，插座笼110的壁114包括顶壁130、底壁132以及在顶壁130和底壁132之间延伸的侧壁134。底壁132可以搁置在电路板102上。然而，在替代实施例中，底壁132可以升高到电路板102上方一定距离处，以在底壁132的下方限定间隙，例如用于气流。在其他各种实施例中，可以提供不具有底壁132的插座笼110。可选地，插座笼110的壁114可包括后壁136和在插座笼110的前部的前壁138。模块端口120、122设置在前壁138中。壁114限定腔140。例如，腔140可以由顶壁130、底壁132、侧壁134、后壁136和前壁138限定。其他壁114可以将腔140分离或分成各个模块通道116、118。例如，壁114可包括在上模块通道116和下模块通道118之间的一个或多个分隔壁。各种实施例中，壁114可包括在上模块通道116和下模块通道118之间的分隔面板。分隔面板可以在上模块通道116和下模块通道118之间形成空间，例如用于气流、散热器、路由光管或其他目的。在其他各种实施例中，壁114可包括在插座笼110的底部处的分隔面板，由此，在下模块通道118和电路板102之间限定气流通道，以允许在下模块通道118下方的气流。
在示例性实施例中，插座笼110可在前壁138处包括一个或多个垫圈142，用于为模块通道116、118提供电屏蔽。例如，垫圈142可以配置为与接收在对应的模块通道116、118中的可插拔模块106电连接。垫圈142可以设置在模块端口120、122处。
在示例性实施例中，插座连接器组件104可以包括一个或多个散热器144，用于从可插拔模块106散热。例如，散热器144可以联接到顶壁130，用于接合接收在上模块通道116中的上可插拔模块106。散热器144可延伸穿过顶壁130中的开口以直接接合可插拔模块106。在替代实施例中，可以提供其他类型的散热器。可选地，插座连接器组件104可包括一个或多个散热器，用于接合下可插拔模块106和下模块通道118。例如，下散热器可以设置在上模块通道116和下模块通道118之间的分隔面板中。在其他各种实施例中，下散热器可以设置在下模块通道118下方，例如在下模块通道118和电路板102之间，或者位于下模块通道118和电路板102之间的分隔面板中。
在示例性实施例中，通信连接器112接收在腔140中，例如靠近后壁136。然而，在替代实施例中，通信连接器112可以位于插座笼110外部的后壁136的后面，并且延伸到腔140中以与(多个)可插拔模块106对接。在示例性实施例中，单个通信连接器112用于与位于上模块通道116和下模块通道118中的一对堆叠的可插拔模块106电连接。在替代实施例中，通信系统100可以包括分立且堆叠的通信连接器112(例如，上通信连接器和下通信连接器)，用于与对应的可插拔模块106配合。
在示例性实施例中，可插拔模块106穿过前壁138装载，以与通信连接器112配合。插座笼110的屏蔽壁114围绕通信连接器112和可插拔模块106提供电屏蔽，例如，围绕通信连接器112和可插拔模块106之间的配合接口。通信连接器112可以在电路板102的连接器安装区域146处联接到电路板102。在其他各种实施例中，通信连接器112可以是位于插座笼110中或附近的电缆通信连接器，用于与可插拔模块106配合。插座笼110在笼安装区域148处安装到电路板102。笼安装区域148由插座笼110的占用面积限定。例如，笼安装区域148由前壁138、后壁136和在其间延伸的侧壁134限定。可选地，笼安装区域148可以具有矩形表面区域，其长度限定在插座笼110的前部和后部之间，宽度限定在插座笼110的侧面之间。连接器安装区域146由通信连接器112的占用面积限定，并且包含在笼安装区域148内。在示例性实施例中，连接器安装区域146在接收插座笼110的笼安装区域148内。替代地，连接器安装区域146可以在笼安装区域148的后方。
在示例性实施例中，电路板102包括穿过其中的气流开口150，允许气流进出插座笼110。在示例性实施例中，气流开口150包含在连接器安装区域146前方的笼安装区域148内。在各种实施例中，气流开口150可以大致延伸插座笼110的整个宽度。例如，气流开口150的宽度可以近似等于通信连接器112的宽度。在示例性实施例中，气流开口150与下可插拔模块106和下模块通道118流体连通，用于冷却下可插拔模块106。例如，可以在下可插拔模块106下方和/或周围提供气流通道，允许空气沿着下可插拔模块106的一个或多个表面流动，以从下可插拔模块106散热。可选地，气流通道可以在前壁138处敞开，以抽吸气流穿过电路板102中的气流开口150通过插座笼110。
图2是根据示例性实施例的通信连接器112的前透视图。通信连接器112包括保持触头模块堆叠体162的壳体160。触头模块堆叠体162是各个触头模块的堆叠体，每个触头模块具有配置为安装到电路板102的多个触头。壳体160由具有配合端166的直立本体部分164限定，配合端166例如在直立本体部分164的前部。本体部分164可以由介电材料(例如，塑料材料)模制而成，以形成壳体160。壳体160可以在底部或后部敞开以接收触头模块堆叠体162。在替代实施例中，不同于具有触头模块的堆叠体，壳体160可以在配合端166和安装端168之间保持配置为安装到电路板102的单独的触头。
上延伸部分170和下延伸部分172从本体部分164延伸，以限定阶梯式配合面。对于单端口笼构件，通信连接器112可以仅包括单个的延伸部分。诸如电路卡接收槽的配合槽174设置在每个延伸部分170、172中，以接收配合部件，例如插头连接器、相应的可插拔模块106的电路卡的卡缘(如图1所示)、或其他类型的配合部件。多个触头176暴露在配合槽174内，用于与对应的可插拔模块106的卡缘上的接触垫配合。触头176具有从安装端168延伸以端接到电路板102的尾部。例如，触头176的尾部可以构成接收在电路板102的镀覆通孔中的针脚。替代地，触头176的尾部可以以其它方式端接至电路板102，例如，通过表面安装到电路板102。触头模块堆叠体162可包括信号触头模块和接地触头模块，或者可包括具有信号触头和接地触头二者的触头模块。在各种实施例中，触头模块可以是包覆模制的引线框架。
图3是根据示例性实施例的可插拔模块106的后部透视图。可插拔模块106具有可插拔本体180，其可以由一个或多个壳体限定。可插拔本体可以是导热的和/或可以是导电的，以便为可插拔模块106提供EMI屏蔽。可插拔本体180包括配合端182和相反的前端184。配合端182配置为插入对应的模块通道116或118中(如图1中所示)。前端184可以是电缆端，其具有从其延伸到系统内的另一部件的电缆。
可插拔模块106包括模块电路板188，其配置为通信地联接到通信连接器112(如图1中所示)。模块电路板188可在配合端182处触达。模块电路板188可以包括用于操作和/或使用可插拔模块106的部件、电路等。例如，模块电路板188可以具有与模块电路板188相关联的导体、迹线、垫、电子器件、传感器、控制器、开关、输入、输出等，其可以安装到模块电路板188以形成各种电路。
可插拔模块106包括限定可插拔本体180的外部194的外周边。外部194在可插拔模块106的配合端182和前端184之间延伸。在示例性实施例中，可插拔本体180为模块电路板188提供热传递，例如为模块电路板188上的电子部件提供热传递。例如，模块电路板188与可插拔本体180热连通，可插拔本体180传递来自模块电路板188的热量。在示例性实施例中，可插拔本体180包括沿着可插拔模块106的外周边的至少一部分的多个传热翅片186。例如，在所示的实施例中，翅片186沿端部195设置；然而，翅片186可以附加地或替代地沿侧面197、198和/或相反端部196设置。翅片186将热量从可插拔本体180的主壳体传递出去，并因此从模块电路板188和相关部件传递出去。翅片186由间隙187分开，该间隙允许沿着翅片186的表面的气流或其他冷却流散发来自传热翅片170的热量。在所示实施例中，翅片186是纵向延伸的平行板；然而，在替代实施例中，翅片186可具有其他形状，例如圆柱形或其他形状的柱。
图4是根据示例性实施例的可插拔模块106的后部透视图。图4中所示的可插拔模块106在可插拔本体180上不包括散热翅片186，而是包括大致平坦的端部195、196，例如用于与散热器对接，与图3所示的可插拔模块相比提供更低的轮廓高度。
图5是根据示例性实施例的插座连接器组件104的插座笼110的前透视图，其示出了插座笼110。图6是根据示例性实施例的通信系统100的一部分的局部剖视图。图6示出了在气流开口150上方在笼安装区域148处安装到电路板102的插座笼110。通信连接器112在腔140中的连接器安装区域146处安装到电路板102。插座笼110的壁114围绕通信连接器112。
在所示的实施例中，插座笼110包括在上模块通道116和下模块通道118之间的分隔面板200。分隔面板200包括上壁202和下壁204，下壁204通过间隙206与上壁202分开。间隙206可以是允许气流在上模块通道116和下模块通道118之间流动的空隙。在其他各种实施例中，散热器144可以被接收在间隙206中，以从下模块通道118中的下可插拔模块106散热。在所示的实施例中，上散热器144设置在顶壁130上方，用于从上可插拔模块106和上模块通道116散热。
气流开口150促进通过插座笼110的底部的气流，以冷却下模块通道118中的下可插拔模块106。在示例性实施例中，插座笼110在前壁138处具有气流端口210。气流通道220形成在气流端口210和气流开口150之间，用于冷却下可插拔模块106。气流开口150通过允许更大量的气流通过气流通道220来促进通过气流通道220的气流。可选地，一些气流可以在插座连接器组件104的后方围绕通信连接器112流动，例如通过后壁136。然而，通过添加气流开口150，更大量的气流能够流过下可插拔模块106，并且仅依赖于通信连接器112周围的气流。在示例性实施例中，气流通道220限定在底壁132和下模块通道118之间。底壁132在下模块通道118和气流通道220下方提供电屏蔽。在示例性实施例中，底壁132包括与气流开口150对准的开口222，以允许通道220和开口150之间的气流。可选地，底壁132可以包括与气流开口150对准的成阵列的多个开口222，而不是底壁132中的大切口，例如气流开口150上方的许多较小的圆形开口，以提供跨越穿过气流开口150的电屏蔽。气流通道220从气流端口210沿底壁132和电路板102延伸到气流开口150。当空气移动通过气流通道220时，空气与下可插拔模块106相互作用以从可插拔模块106消散热量。
在示例性实施例中，下可插拔模块106接收在下模块通道118中，使得传热翅片186位于下可插拔模块106的底部。传热翅片186延伸到气流通道220中，使得气流沿着传热翅片186从下可插拔模块106散热。下模块通道118接收可插拔本体180，并且气流通道220接收传热翅片186。下可插拔模块106相对于上可插拔模块106和上模块通道116反转。例如，上可插拔模块106具有朝向顶壁130向上延伸的传热翅片186，并且下可插拔模块106和下模块通道118具有朝向底壁132向下延伸的传热翅片186。可选地，传热翅片186可以接合底壁132以将可插拔模块106支撑在下模块通道118中。
图7是根据示例性实施例的插座连接器组件104的前透视图，示出了插座笼110。图8是根据示例性实施例的通信系统100的一部分的局部剖视图。
图8示出了在气流开口150上方在笼安装区域148处安装到电路板102的插座笼110。通信连接器112在腔140中的连接器安装区域146处安装到电路板102。插座笼110的壁114围绕通信连接器112。
在所示的实施例中，分隔面板200位于下模块通道118下方，而不是在上模块通道116和下模块通道118之间。上模块通道116通过分隔壁208与下模块通道118分离。通过将分隔面板200从可插拔模块106之间移动到下可插拔模块106的下方，减小了上下可插拔模块106之间的间隔。在所示的实施例中，通信连接器112的延伸部分170更靠近地布置在一起，以适配可插拔模块106更紧密的定位。
分隔面板200的上壁202位于下模块通道118中的下可插拔模块106的下方。分隔面板200的下壁204设置在插座笼110的底部。可选地，下壁204可以限定插座笼110的底壁132。分隔面板200的下壁204可以搁置在电路板102上。可选地，下可插拔模块106的传热翅片186可以支撑在分隔面板200的上壁202上。
分隔面板200的间隙206限定气流通道220，允许下模块通道118下方的气流从下可插拔模块106散热。间隙206是与气流开口150流体连通的空隙。间隙206允许气流通过分隔面板200以冷却下可插拔模块106。气流开口150促进并增强通过分隔面板200的气流。
图9是根据示例性实施例的通信系统100的一部分的局部剖视图。图9示出了在气流开口150上方在笼安装区域148处安装到电路板102的插座笼110。通信连接器112在腔140中的连接器安装区域146处安装到电路板102。插座笼110的壁114围绕通信连接器112。
在所示的实施例中，分隔面板200位于下可插拔模块106下方。下散热器144位于下可插拔模块106下方的分隔面板200的间隙206中。下散热器144用于从下部可插拔模块106散热，例如从传热翅片186散热。下散热器144设置在气流通道220中，来自下散热器144的热量可以通过电路板102中的气流开口150消散。
图10是根据示例性实施例的插座连接器组件104的前透视图，示出了插座笼110。图11是根据示例性实施例的通信系统100的一部分的局部剖视图。图11示出了在气流开口150上方在笼安装区域148处安装到电路板102的插座笼110。通信连接器112在连接器安装区域146处安装到电路板102。
在示例性实施例中，插座笼110的底壁132在电路板102的顶部上方升高一段距离，从而在底壁132和电路板102之间形成间隙230。间隙230限定气流通道220并且与气流开口150流体连通。在各种实施例中，侧壁134可沿间隙230延伸到电路板102以支撑插座笼110，但底壁132在电路板102上方升高一段距离。
图12是根据示例性实施例的插座连接器组件104的插座笼110的前透视图。图12示出了插座连接器组件104，其作为单个高度或非堆叠的实施例。插座连接器组件104包括限定模块通道118和气流通道220的插座笼110。气流通道220位于模块通道118和电路板102之间。气流通道220由壁114中的至少一个限定，例如侧壁134和底壁132。气流通道220可以由分隔面板200限定(如图5所示)。

Claims (10)

1.一种用于具有气流开口(150)的电路板(102)的通信系统(100)，所述通信系统包括：
插座笼(110)，其配置为邻近通信连接器(104)安装到电路板，所述插座笼具有壁(114)，该壁包括限定腔(140)的前壁(138)、后壁(136)和侧壁(134)；
在所述腔中的模块通道(118)，其配置为接收可插拔模块(106)，所述模块通道在所述前壁处具有模块端口(122)，该模块端口接收所述可插拔模块；
气流通道(220)，其由所述插座笼的壁(114)中的至少一个限定，并位于所述模块通道和所述电路板之间，所述气流通道配置为与所述电路板中的气流开口流体连通，以冷却所述模块通道中的可插拔模块，所述气流通道在所述前壁处具有气流端口(210)。
2.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，所述插座笼(110)的壁(114)包括底壁(132)，所述底壁限定所述气流通道(220)。
3.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，所述气流通道(220)通向所述模块通道(118)。
4.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，所述模块通道(118)配置为接收可插拔模块(106)的可插拔模块本体(180)，并且所述气流通道(220)配置为接收所述可插拔模块的散热翅片(186)。
5.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，所述插座笼(110)的壁(114)还包括位于所述模块通道(118)下方的分隔面板(200)，所述分隔面板限定所述气流通道(220)。
6.根据权利要求5所述的通信系统(100)，其中，所述分隔面板(200)包括沿着所述模块通道(118)延伸的上壁(202)和配置为沿着所述电路板(102)延伸的下壁(204)，所述上壁通过限定所述气流通道(220)的间隙(206)与所述下壁分开。
7.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，所述插座笼(110)的壁(114)包括底壁(132)，所述底壁在所述模块通道(118)的下方并限定所述模块通道，所述底壁配置为升高到所述电路板(102)上方，所述气流通道(220)位于所述底壁下方并由所述底壁和所述电路板限定。
8.根据权利要求1所述的通信系统(100)，还包括下散热器(144)，其与所述气流通道(220)流体连通，且配置为与所述可插拔模块(106)热接触，以从所述可插拔模块散热。
9.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中，所述模块通道是下模块通道(118)，所述腔(140)包括配置为接收上可插拔模块(106)的上模块通道(116)。
10.根据权利要求1所述的通信系统(100)，还包括电路板(102)，电路板具有笼安装区域(148)和在所述笼安装区域内的气流开口(150)，所述插座笼(110)在所述笼安装区域处安装到所述电路板，所述气流通道(220)与所述气流开口流体连通。
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