CN114390862A - 基站散热装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基站散热装置，该基站散热装置包括散热部分和吸热部分，所述散热部分包括散热基板和若干散热翅片，所述散热基板内形成有容纳腔，所述散热翅片连接于所述散热基板，且所述散热翅片内形成有冷凝回流腔，所述冷凝回流腔与所述容纳腔连通；所述吸热部分设于基站上，用于吸收基站产生的热量，且所述吸热部分与所述散热部分间隔设置，所述吸热部分内形成有用于容纳相变工质的收容腔，所述收容腔经管路与所述容纳腔连通。本申请通过热虹吸原理，使散热部分和基站的天线、高功率芯片等发热器件分开设置，从而解放了对散热部分体积、重量的限制，以使散热部分有更大的空间来散热，进而能够满足高功率基站的散热要求。

Description

基站散热装置

技术领域

本申请涉及电子散热技术领域，具体涉及一种基站散热装置。

背景技术

随着电子技术和通讯技术的不断发展，对散热器的散热效率要求也不断提高。特别是应用于通讯基站上的散热器，要求具有体积小、重量轻、散热效率高等特点。在目前5G快速发展的时代，散热器的散热性能已经难以满足新型基站的散热要求，对基站的重量、体积的要求与对散热能力的要求之间，产生了难以调和的矛盾。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本申请的主要目的在于提供一种能够同时满足基站重量和体积要求，又能够满足高功率散热需求的基站散热装置。

为了实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：

本申请提供了一种基站散热装置，该基站散热装置包括：

散热部分，所述散热部分包括散热基板和若干散热翅片，所述散热基板内形成有容纳腔，所述散热翅片连接于所述散热基板，且所述散热翅片内形成有冷凝回流腔，所述冷凝回流腔与所述容纳腔连通；

吸热部分，设于基站上且用于吸收基站产生的热量，所述吸热部分与所述散热部分分离设置，且所述吸热部分内形成有用于容纳相变工质的收容腔，所述收容腔经管路与所述容纳腔连通。

在一种具体的实施方式中，在重力方向上，所述散热部分至少部分位于所述吸热部分的上方。

在一种具体的实施方式中，在重力方向上，所述散热部分位于所述吸热部分的上方。

在一种具体的实施方式中，所述吸热部分包括基站基板，所述收容腔形成于所述基站基板内。

在一种具体的实施方式中，所述基站基板包括基站基体和基站盖板，所述基站基体或所述基站盖板上凹陷形成有第一凹槽，所述基站基体与所述基站盖板互相盖合以遮盖所述第一凹槽形成所述收容腔。

在一种具体的实施方式中，所述收容腔内设置有若干间隔设置的第一支撑柱，所述第一支撑柱形成于所述基站基体和/或所述基站盖板上。

在一种具体的实施方式中，所述散热基板包括基体以及盖板，所述基体或所述盖板上凹陷形成有第二凹槽，所述基体与所述盖板互相盖合以遮盖所述第二凹槽形成所述容纳腔。

在一种具体的实施方式中，所述容纳腔内设置有若干间隔设置的第二支撑柱，所述第二支撑柱形成于所述基体和/或所述盖板上。

在一种具体的实施方式中，所述散热翅片连接于所述盖板背离所述基体的一侧，且所述盖板形成有若干连通孔，所述冷凝回流腔通过所述连通孔与所述容纳腔连通；

或所述散热翅片连接于所述基体背离所述盖板的一侧，且所述基体形成有若干连通孔，所述冷凝回流腔通过所述连通孔与所述容纳腔连通。

在一种具体的实施方式中，所述散热翅片包括板体和翅片盖板，所述板体或所述翅片盖板上凹陷形成有第三凹槽，所述板体与所述翅片盖板互相盖合以遮盖所述第三凹槽形成所述冷凝回流腔。

在一种具体的实施方式中，所述冷凝回流腔内设置有若干间隔设置的第三支撑柱，所述第三支撑柱形成于所述板体和/或所述翅片盖板上。

在一种具体的实施方式中，所述收容腔具有排气孔和回液孔，所述排气孔和所述回液孔分别经管路连通于所述容纳腔，且在第一方向上，所述排气孔位于所述回液孔的上方，其中，所述第一方向为所述基站散热装置的高度延伸方向。

在一种具体的实施方式中，所述容纳腔包括进气口和回液口，所述进气口经输气管连接于所述排气孔，所述回液口经回液管连接于所述回液孔，且在所述第一方向上，所述进气口位于所述回液口的上方。

在一种具体的实施方式中，所述排气孔位于所述收容腔的顶部，和/或所述回液孔靠近所述收容腔的底部设置。

在一种具体的实施方式中，所述回液口设置于所述容纳腔底部。

在一种具体的实施方式中，所述收容腔具有第一气液孔，所述容纳腔具有第二气液孔，在第一方向上，所述第二气液孔位于所述第一气液孔的上方，所述第一气液孔经所述管路与所述第二气液孔连通，其中，所述第一方向为所述基站散热装置的高度延伸方向。

本申请将散热部分和吸热部分分离设置，且吸热部分内形成有用于容纳相变工质的收容腔，散热部分内形成有相互连通的容纳腔和冷凝回流腔，收容腔和容纳腔间通过管路连通，在工作时，基站内的高功率芯片工作释放大量的热量，热量通过基站基板向内部收容腔传递，收容腔内的液态相变工质被加热从而发生相变过程，转变成气态相变工质。由于基站收容腔内温度，压力大，该气态相变工质将会经管路传至容纳腔内，并扩散至容纳腔温度较低的上方。由于各个翅片的冷凝回流腔通过连通孔与容纳腔相连，高温气态工质会均匀扩散至每个翅片的冷凝回流腔内，并在内表面发生冷凝释放热量，重新转变为液态工质。释放的热量会通过导热传递到翅片的外表面，再通过自然对流换热将热量释放到环境中，从而实现将基站内高功率芯片产生的热量释放到环境中的过程。同时，在冷凝回流腔内冷凝液态工质，在重力的作用下，从各个翅片的冷凝回流腔内依次经容纳腔、管路流回收容腔中，完成相变工质的循环。相比于现有技术，本申请通过热虹吸原理，使散热部分和基站的天线、高功率芯片等发热器件分开设置，一方面可以确保高功率的基站依然可以保持较小的体积和重量，便于部署和安装，另一方面也解放了对散热部分体积、重量的限制，以使散热部分有更大的空间来散热，进而能够满足高功率基站的散热要求。

附图说明

图1本申请实施例提供的基站散热装置的立体图。

图2为图1中的基站散热装置的另一视角立体图。

图3为图1中的基站散热装置且吸热部分处于分解状态的结构示意图。

图4为图1中的基站基板的立体分解图。

图5为图1中的基站散热装置且散热部分处于分解状态的结构示意图。

图6为图1中的散热部分的立体分解图。

图7本申请另一实施例提供的基站散热装置的立体图。

附图标识：

1、吸热部分；11、基站基板；111、基站基体；112、基站盖板；112a、排气孔；112b、回液孔；112c、第一气液孔；113、第一支撑柱；2、散热部分；21、散热基板；211、基体；211a、进气口；211b、回液口；211c、第二气液孔；212、盖板；212a、连通孔；213、第二支撑柱；22、散热翅片；221、板体；222、翅片盖板；223、第三支撑柱；3、输气管；4、回液管；5、管路；6、基站；61、电路板；62、高功率芯片；63、天线罩。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

常见的压铸铝形式的散热器具有良好的可靠性，易加工，低成本等优势，但是同时由于重量大，散热效率低，难以满足新型高功率基站的散热需求。而新型热虹吸散热器，虽然具有一定程度的高换热效率，但是同样受限于基站体积和重量的限制，并且考虑与芯片接触面的加工复杂，极大地提高了热虹吸散热器的加工成本。

参照图1和图2所示，图1本申请实施提供的基站散热装置的立体图，图2为图1中的基站散热装置的另一视角立体图。该基站散热装置包括分离设置的吸热部分1和散热部分2，吸热部分1设于基站上，用于吸收基站产生的热量，且吸热部分1内形成有用于容纳相变工质的收容腔，散热部分2内形成有容纳腔和冷凝回流腔。其中，收容腔经管路与容纳腔连通，容纳腔与冷凝回流腔连通。

在工作时，向收容腔内注入相变工质，收容腔内的液态相变工质吸收基站的发热部件散发的热量而转变成气态相变工质，该气态相变工质依次经管路、容纳腔流动至冷凝回流腔中，在冷凝回流腔中，气态相变工质经散热部分2的散热翅片冷凝而转变为液态相变工质，该液态相变工质依次经容纳腔、管路流回收容腔中，进而实现基站中高功率发热部件的散热。

进一步地，在重力方向上，散热部分2至少部分位于吸热部分1的上方，在本实施例中，在重力方向上，散热部分2位于吸热部分的上方，以便于收容腔内的气态相变工质流入容纳腔内，及容纳腔内的液态相变工质流入收容腔内。在向收容腔内注入相变工质时，使相变工质的高度完全没过收容腔，以保证散热部分2在工作时，收容腔内的相变工质的高度能够高于电路板上最高热源(高功率发热部件)的顶部，使所有的热源都能够被相变工质没过，保证相变换热，避免干烧。同时，收容腔内的相变工质的高度要低于散热部分2的底部，避免过多的液态相变工质进入输气管，增加气体传输阻力，影响换热效果。

参照图3和图4所示，图3为图1中的基站散热装置且吸热部分处于分解状态的结构示意图，图4为图1中的基站基板的立体分解图。基站6包括电路板61、高功率芯片62和天线罩63，高功率芯片62连接于电路板61，天线罩63设置于电路板61的一侧。吸热部分1包括基站基板11，基站基板11内形成有收容腔，且基站基板11设置于电路板61未设有天线罩63的一侧。具体地，基站基板11包括基站基体111、基站盖板112和若干个第一支撑柱113，基站基体111上凹陷形成第一凹槽，基站盖板112通过卡合后焊接的方式与基站基体111互相盖合以遮盖第一凹槽形成收容腔，若干个第一支撑柱113间隔设置于收容腔内。在本实施例中，若干个第一支撑柱113形成于基站基体111，可以理解，在其他实施例中，若干个第一支撑柱113也可以形成于基站盖板112，或者若干个第一支撑柱113中，部分第一支撑柱113形成于基站基体111，部分第一支撑柱113形成于基站盖板112。

在本实施例中，基站基体111上凹陷形成有第一凹槽，且基站基体111与基站盖板112互相盖合以遮盖第一凹槽形成收容腔，可以理解，在其他实施例中，也可以是基站盖板112上凹陷形成第一凹槽，基站基体111与基站盖板112互相盖合以遮盖第一凹槽形成收容腔。

参照图5和图6所示，图5为图1中的基站散热装置且散热部分处于分解状态的结构示意图，图6为图1中的散热部分的立体分解图。散热部分2包括散热基板21和若干散热翅片22，散热基板21内形成有容纳腔，散热翅片22连接于散热基板21，且散热翅片22内形成有冷凝回流腔。

具体地，散热基板21包括基体211、盖板212和若干第二支撑柱213，基体211上凹陷形成第二凹槽，盖板212通过卡合的方式与基体211互相盖合以遮盖第二凹槽形成容纳腔，且盖板212形成有若干连通孔212a，各连通孔212a沿盖板212的宽度延伸方向排布，且各连通孔212a沿盖板212的高度延伸方向延伸，使连通孔212a呈长条孔形。若干个第二支撑柱213间隔设置于容纳腔内，在本实施例中，若干个第二支撑柱213形成于基体211，可以理解，在其他实施例中，若干个第二支撑柱213也可以形成于盖板212，或者若干个第二支撑柱213中，部分第二支撑柱213形成于基体211，部分第二支撑柱213形成于盖板212。

在本实施例中，基体211上凹陷形成有第二凹槽，且基体211与盖板212互相盖合以遮盖第二凹槽形成容纳腔，可以理解，在其他实施例中，也可以是盖板212上凹陷形成第二凹槽，基体211与盖板212互相盖合以遮盖第二凹槽形成容纳腔。

继续参照图6所示，若干个散热翅片22沿散热基板21的宽度延伸方向排布，且每个散热翅片22均具有一个冷凝回流腔，各散热翅片22连接于盖板212背离基体211的一侧，使各冷凝回流腔经连通孔212a与容纳腔连通。具体地，每个散热翅片22的长度沿散热基板21的高度延伸方向延伸，每个散热基板21的宽度沿散热基板21的厚度延伸方向延伸，使得每个散热翅片22内的冷凝回流腔的长度沿散热基板21的高度延伸方向延伸，每个散热翅片22内的冷凝回流腔的宽度沿散热基板21的厚度延伸方向延伸，每个散热翅片22内的冷凝回流腔经一个连通孔212a与容纳腔连通。

进一步地，每个散热翅片22包括板体221、翅片盖板222和若干个第三支撑柱223，板体221上凹陷形成有第三凹槽，且板体221与翅片盖板222互相盖合以遮盖第三凹槽形成冷凝回流腔。若干个第三支撑柱223间隔设置于冷凝回流腔内，在本实施例中，若干个第三支撑柱223形成于板体221，可以理解，在其他实施例中，若干个第三支撑柱223也可以形成于翅片盖板222，或者若干个第三支撑柱223中，部分第三支撑柱223形成于板体221，部分第三支撑柱223形成于翅片盖板222。

在本实施例中，板体221上凹陷形成有第三凹槽，且板体221与翅片盖板222互相盖合以遮盖第三凹槽形成冷凝回流腔，可以理解，在其他实施例中，也可以是翅片盖板222上凹陷形成第三凹槽，且板体221与翅片盖板222互相盖合以遮盖第三凹槽形成冷凝回流腔。

在一些实施例中，各散热翅片22也可以连接于基体211背离盖板212的一侧，且基体211形成有若干连通孔，使各冷凝回流腔经连通孔与容纳腔连通。为了分开传递气态相变工质和液态相变工质，管路包括输气管3和回液管4，收容腔具有排气孔112a和回液孔112b，容纳腔具有进气口211a和回液口211b，排气孔112a经输气管3连接于进气口211a，回液孔112b经回液管4连接于回液口211b，使收容腔内产生的气态相变工质能够经排气孔112a、输气管3及进气口211a流入容纳腔内，容纳腔内的液态相变工质能够经回液口211b、回液管4及回液孔112b回流至收容腔内。

进一步地，在第一方向上，排气孔112a位于回液孔112b的上方。具体地，排气孔112a开设于基站基板11的上部(尽量靠上的位置)，例如，排气孔112a可以开设于基站基板11背部上方，也可以开设于基站基板11的顶部(即排气孔位于收容腔的顶部)，或者开设于基站基板11侧面上方，具体可以根据实际安装和现场需求制定。回液孔112b开设于基站基板11的下部(尽量靠下的位置)，例如，回液孔112b可以开设于基站基板11背部下方，也可以开设于基站基板11的底部，或者开设于基站基板11侧面下方，具体可以根据实际安装和现场需求制定，其中，第一方向为基站散热装置的高度延伸方向。

本申请将排气孔112a设置于基站盖板112尽可能靠上的位置，使收容腔内产生的蒸汽能够完全排出，不会在高于排气孔112a的位置堆积。将回液孔112b设置于排气孔112a的下方，以更好的完成气液分离，使收容腔产生的蒸汽不会通过回液孔112b进入回液管4，在内部形成气塞，影响回液能力。因为在收容腔内，气体会从底部逐步产生并向上运动，因此，优选的，回液孔112b尽量位于基站盖板112的下方，进一步减少气泡产生对回液的影响。

进一步地，在第一方向上，进气口211a位于回液口211b的上方，避免回流液体通过进气口211a进入输气管3，形成液塞影响散热效果。具体地，回液口211b位于散热基板21靠下的位置，并且尽可能靠下，例如，回液口211b可以设置于容纳腔的底部，以减少液体汇聚的高度，增大可相变的换热面积。

具体实施时，电路板上的热源发热位置都不相同，当热源的热量通过基站基板11传递到收容腔时，收容腔内的相变工质受热由液态变为气态，产生的气态相变工质在受到浮力的作用下向上运动，并通过输气管3流至容纳腔内；在容纳腔内，气态的相变工质通过连通孔212a扩散至不同的冷凝回流腔内，在冷凝回流腔内，气态的相变工质在散热翅片22内表面冷凝释放热量，冷凝形成的液体在重力的作用下，向下流动，并汇聚于冷凝回流腔和容纳腔的底部，再通过回液口211b、回液管4及回液孔112b重新回流到收容腔内，完成整个循环。

基于上述实施例的基础上，本申请还公开了另一种具体实施方式，本实施例与上述实施例的区别在于，在本实施例中，输气管和回液管合并为一根管子，参照图7所示，收容腔具有第一气液孔112c，容纳腔具有第二气液孔211c，在第一方向上，第二气液孔211c位于第一气液孔112c的上方，且第一气液孔112c经管路5与第二气液孔211c连通，此方案会对散热部分的性能产生一定的削弱，但是对部分散热要求不高，而管道和可靠性限制较高的情况比较适用。

具体地，第一气液孔112c设于基站基板11的上方，第二气液孔211c设于散热基板21的下方，进一步地，第一气液孔112c设于基站基板11的顶部，第二气液孔211c设于散热基板21的底部或靠近底部的位置。

本申请充分利用了内部工质的相变和蒸汽扩散来传递热量，使散热部分具有较高的换热效率，解决了高功率热源的散热问题，同时通过将基站热源与散热部分2分开，解决了基站体积小，重量轻的要求而散热器要求更大的散热空间的矛盾。

上述散热翅片22可以通过机加焊接的方式制造，也可以通过吹胀的方式制造，或者通过冲压焊接的方式制造，具体的形式可以有多种。相变工质可以选用R134a R22R1233zd氟化液等多种。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种基站散热装置，其特征在于，包括：

散热部分，所述散热部分包括散热基板和若干散热翅片，所述散热基板内形成有容纳腔，所述散热翅片连接于所述散热基板，且所述散热翅片内形成有冷凝回流腔，所述冷凝回流腔与所述容纳腔连通；

吸热部分，设于基站上且用于吸收基站产生的热量，所述吸热部分与所述散热部分分离设置，且所述吸热部分内形成有用于容纳相变工质的收容腔，所述收容腔经管路与所述容纳腔连通。

2.根据权利要求1所述的基站散热装置，其特征在于，在重力方向上，所述散热部分至少部分位于所述吸热部分的上方。

3.根据权利要求1所述的基站散热装置，其特征在于，在重力方向上，所述散热部分位于所述吸热部分的上方。

4.根据权利要求1所述的基站散热装置，其特征在于，所述吸热部分包括基站基板，所述收容腔形成于所述基站基板内。

5.根据权利要求4所述的基站散热装置，其特征在于，所述基站基板包括基站基体和基站盖板，所述基站基体或所述基站盖板上凹陷形成有第一凹槽，所述基站基体与所述基站盖板互相盖合以遮盖所述第一凹槽形成所述收容腔。

6.根据权利要求5所述的基站散热装置，其特征在于，所述收容腔内设置有若干间隔设置的第一支撑柱，所述第一支撑柱形成于所述基站基体和/或所述基站盖板上。

7.根据权利要求1所述的基站散热装置，其特征在于，所述散热基板包括基体以及盖板，所述基体或所述盖板上凹陷形成有第二凹槽，所述基体与所述盖板互相盖合以遮盖所述第二凹槽形成所述容纳腔。

8.根据权利要求7所述的基站散热装置，其特征在于，所述容纳腔内设置有若干间隔设置的第二支撑柱，所述第二支撑柱形成于所述基体和/或所述盖板上。

9.根据权利要求7所述的基站散热装置，其特征在于，所述散热翅片连接于所述盖板背离所述基体的一侧，且所述盖板形成有若干连通孔，所述冷凝回流腔通过所述连通孔与所述容纳腔连通；

或所述散热翅片连接于所述基体背离所述盖板的一侧，且所述基体形成有若干连通孔，所述冷凝回流腔通过所述连通孔与所述容纳腔连通。

10.根据权利要求1所述的基站散热装置，其特征在于，所述散热翅片包括板体和翅片盖板，所述板体或所述翅片盖板上凹陷形成有第三凹槽，所述板体与所述翅片盖板互相盖合以遮盖所述第三凹槽形成所述冷凝回流腔。

11.根据权利要求10所述的基站散热装置，其特征在于，所述冷凝回流腔内设置有若干间隔设置的第三支撑柱，所述第三支撑柱形成于所述板体和/或所述翅片盖板上。

12.根据权利要求1～11任一所述的基站散热装置，其特征在于，所述收容腔具有排气孔和回液孔，所述排气孔和所述回液孔分别经管路连通于所述容纳腔，且在第一方向上，所述排气孔位于所述回液孔的上方，其中，所述第一方向为所述基站散热装置的高度延伸方向。

13.根据权利要求12所述的基站散热装置，其特征在于，所述容纳腔包括进气口和回液口，所述进气口经输气管连接于所述排气孔，所述回液口经回液管连接于所述回液孔，且在所述第一方向上，所述进气口位于所述回液口的上方。

14.根据权利要求12所述的基站散热装置，其特征在于，所述排气孔位于所述收容腔的顶部，和/或所述回液孔靠近所述收容腔的底部设置。

15.根据权利要求13所述的基站散热装置，其特征在于，所述回液口设置于所述容纳腔底部。

16.根据权利要求1～10任一所述的基站散热装置，其特征在于，所述收容腔具有第一气液孔，所述容纳腔具有第二气液孔，在第一方向上，所述第二气液孔位于所述第一气液孔的上方，所述第一气液孔经所述管路与所述第二气液孔连通，其中，所述第一方向为所述基站散热装置的高度延伸方向。

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