CN1237083A - 冷却电子设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有散热外壳的电子设备。外壳具有一些在其间限定一些在使用中垂直延伸的通道的延伸表面或散热片,并且是按照轻金属规范LM20铸造的。只用轻金属规范LM20代替常用的LM6,就在外壳中关键部件的温度方面获得3°k的改进。

Description

冷却电子设备

本发明涉及冷却电子设备。

将参照一种特殊应用，描述本发明的背景。而其它应用，是读者容易了解的。

蜂窝型移动电信网利用在基站外面安装的电子设备。该设备包括一些大功率的装置，例如一个装有大功率宽频带放大器的无线电发射机。由于装在室外，故设备容易受到各种天气的影响。一般说来，由一个其自身装于通风柜内的密闭外壳来容纳该设备。通常希望用自然对流进行冷却，以避免与需要提供强制对流风扇有关的噪声、功率消耗和维护。

在这种背景下，依照本发明的一个方面，提供一种具有散热外壳的电子设备，外壳具有一些在其间限定一些在使用中垂直延伸的通道的延伸表面或散热片，是按照轻金属规范LM20铸造的。

用于电子设备的外壳通常按照容易铸造的轻金属规范LM6铸造。轻金属规范LM20的铸造难得多，花费也较多。轻金属LM6具有124W/m·°k的导热率，而轻金属LM20具有155瓦/m/°k的稍大导热率。小量提高导热率会造成铸造的较大困难和带来成本升高，本专业的技术人员以前一直偏爱提高热导率。然而，我们发现，单纯靠利用轻金属规范LM20，我们只能在外壳关键部件的温度方面实现3°k的改善。

根据本发明的一个附加方面或另一个方面，提供一种具有一个散热外壳的电子设备，该外壳具有一个容器壁，从壳壁垂挂一些具有在使用中垂直延伸的长度和在其间限定通道的延伸表面或散热片，在相对的容器壁的外表面之间的壳的厚度从较薄段到较厚段，以提供一个有较窄段和较宽段的内部空间，从而容纳一些具有相应不同大小的部件或装置，延伸表面或散热片具有外棱与容器壁隔开，并且具有与其外棱相邻的平坦第一相对表面，所述第一表面在其间夹有一个第一角度，并且与壳较薄段相邻的一些或一部分延伸表面还具有一些在所述第一表面里面的平坦第二相对表面，所述第二表面在其间夹有一个比第一角度大的第二角度。

使相对容器壁的外表面之间的壳厚从较薄段到较厚段不同，以便内部空间适合相应不同大小的部件或装置，允许延伸表面或散热片的深度大于厚度恒定情况的深度。我们发现，如果在延伸表面或散热片范围上采用恒定的倾斜角，例如2°，则较深的散热片或部件不容易脱模，尤其是当铸件材料是LM20时更是如此。使较深的散热片并且根部具有较大的倾斜角，例如3°，可解决这一问题。

在壳较厚段与壳较簿段是一个在另一个上面定位的情况下，第一相对表面最好在伸过两段的延伸表面或散热片的全长上延伸。

诸延伸表面最好均匀地间隔开，且诸外棱最好处于一个公共平面内。

外壳最好装于一个有侧壁的柜内，侧壁同容器壁一起限定空气通道，延伸表面或散热片伸入空气通道中。

如果柜具有在其空气通道顶和底部的通风孔和具有在其一个或多个侧壁中的通气窗，则可作出进一步的改进。在侧壁较低处的通气窗向上和向内倾斜；而在侧壁较高处的通气窗向上和向外倾斜。

如果耗散较大功率的部件或装置是位于耗散较小功率的部件或装置的下面，或者是通过一个具有低于部件或装置的冷凝器的热管而连接于容器壁，则还可得到进一步的改进。

电源是在外壳中优选低位置的装置的实例。

如果延伸表面或散热片被充分隔开，从而通过对流使空气在通道中流动而没有在任何位置完全建立起在通道上的边界层，则还可得到进一步的改进。

现在参照附图，用举例方法描述本发明的一个实施例。在附图中：

图1是实施本发明的电子设备外壳的展示图；

图2是图1外壳的截面侧视图；

图3是图2中箭头A方向的断片端视图；

图4是在外柜中外壳的部分截面侧视图；

图5是图4中柜的顶视图；

图6是柜的前视图；和

图7是图1中外壳的一部分内侧的展示图。

参照各图，一种用于蜂窝型移动电信网的基站包括一个用外壳2容纳的电子设备。在图1中开放地示出的外壳2内密封一些可供使用的电子设备，例如RF屏蔽发送接收机3，RF屏蔽功率放大器4，处理器板(未示出安装部分)5和天线共用器6。在来自外壳壁7的突出物7a上安装处理器板5。在处理器板5的上方，在来自壁7的突出物9上安装发送/接收机3。功率放大器和其它装置消耗大量电力，需要冷却。由于外壳被密封，故通过比如说从装置4到其上装有该装置的外壳壁7的导热，实现冷却，而外壳则通过对流冷却。为了改善外壳的冷却，它装有一些延伸表面或散热片8。为了在给定总尺寸范围内使散热片尺寸最大，外壳内的内部空间10具有不同的宽度W，它足以容纳装置4,6等，而不大量浪费空间。这就允许延伸表面或散热片8在深度上不同：在需要容纳功率放大器4的内部空间较窄的部分8a是较深的，而在需要容纳天线共用器6的内部空间较宽的部分8b是较浅的。如同可看到的那样，在一个公共的平坦面中容纳延伸表面或散热片的外端。这样，在总尺寸范围内得出延伸表面或散热片的最大深度。用足够的距离均匀地隔开散热片或延伸表面，以确保在散热片之间的通道12的长度范围内，不会在通道上建立边界层。

按常规，外壳2是用轻金属LM6铸造的。若给出外壳的特殊设计，则我们在此发现，通过用轻金属LM20铸造外壳，可明显改进冷却。对于所述的外壳，可使外壳温度降低3℃。

在延伸表面或散热片8的制造方面出现一个问题。较深的部分8a难以铸造，因为脱模困难或不可能。使用LM20会使问题恶化。我们发现，当延伸表面或散热片的深度超过约25mm时，2度的倾斜角会出现问题。我们发现，通过用一个两级的倾斜角铸造延伸表面或散热片，能够较容易地脱模。参照图2和3，散热片的8a部分具有2°的倾斜角，即平坦相对表面14之间的夹角。这些表面在延伸表面的整个长度上延伸。在8a部分，延伸表面还具有相对的平坦表面16，在其间倾斜角是3°。在图中，几乎不能明显地画出其差别。

通过提供图4、5和6中示出的外柜18，可进一步改进外壳的冷却。柜18限定有壳空气通道20的壁7，延伸表面8伸入通道20中。柜18在它的顶部22和底部24安置一些通风孔26(顶部和底部是类似的)。此外，柜18的前面装有通气窗28，其间是通风孔30。柜的背面装有在其底部的通气窗32和在其顶部的通气窗34。通气窗32向上和向内倾斜，以帮助空气流入柜中。通气窗34向上和向外倾斜，以帮助空气流出柜外。

一般说来，壳顶倾向于比壳底热。为了减小这种倾向，希望把那些消散最大热量的装置放到壳底，而把那些消散较小热量的装置放到壳顶部。但由于其它的考虑而有时难以作到这一点。在本情况下，消散大量热的功率放大器被放在消散较小热量的天线共用器的上面。为了减小在壳顶与壳底之间的温差，热管36具有它的蒸发器38，它被安排成把热量从壁7的上部，或者直接从功率放大器，传导到一个在天线共用器6区域与壁7下部热接触的冷凝器40。

Claims (12)

1．一种有散热外壳的电子设备，外壳具有一些延伸表面或散热片，它们在其间限定一些在使用中垂直延伸的通道，并且是按照轻金属规范LM20铸造的。

2．一种有散热外壳的电子设备，外壳有容器壁，从壁容器垂挂一些延伸表面或散热片，它们具有在使用中垂直延伸的长度和在其间限定一些通道，在相对的容器壁的外表面之间的壳的厚度变动于一个较薄段与一个较厚段之间，以提供一个具有一个较窄段和一个较宽段的内部空间，从而容纳具有相应不同尺寸的部件或装置，延伸表面或散热片具有与容器壁隔开的外棱，并具有毗连其外棱的平坦第一相对表面，所述第一表面在其间有一个第一夹角，并且毗连壳较薄段的一些或一部分延伸表面还具有一些在所述第一表面内部的平坦第二相对表面，所述第二表面在其间有一个比第一夹角大的第二夹角。

3．根据权利要求2的电子设备，其中外壳较厚段和外壳较薄段是一个放在另一个上面的，并且其中第一相对表面一直延伸到在两段上延伸的延伸表面或散热片的全部长度。

4．根据权利要求2或3的电子设备，其中第一夹角约为2°，且第二夹角约为3°。

5．根据权利要求4的电子设备，其中第一夹角延伸到的深度约小于25mm。

6．根据权利要求2至5中任何一项的电子设备，其中诸延伸表面被均匀地隔开，和诸外棱位于一个共同平面内。

7．根据任何一项上述权利要求的电子设备，其中用一个有侧壁的柜来容纳外壳，这些侧壁同容器壁一起限定一些有延伸表面或散热片伸入其中的空气通道。

8．根据权利要求7的电子设备，其中，柜具有一些在空气通道顶和底部的通风孔，和具有一些在其一个或多个侧壁中通气窗，在侧壁较低处的通气窗是向上和向内倾斜的，而在侧壁较高处的通气窗是向上和向外倾斜的。

9．根据任何一项上述权利要求的电子设备，其中，消耗较大功率的部件或装置或者被安放在消耗较小功率的部件或装置的下面，或者被一个带有它的低于部件或装置的冷凝器的热管连接于壳壁。

10．根据权利要求8的电子设备，具有一个位于外壳中低处的电源装置。

11．根据任何一项上述权利要求的电子设备，其中延伸表面或散热片被充分隔开，从而通过对流使空气在通道中流动而没有在任何位置完全建立起在通道上的边界层。

12．根据任何一项上述权利要求的电子设备，它构成一个用于蜂窝型移动电信网的发送/接收机。

Images