CN202494971U - 加固cpci板卡、安装加固cpci板卡的机箱及加固cpci计算机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种加固CPCI板卡、安装加固CPCI板卡的机箱及加固CPCI计算机。加固CPCI计算机包括机箱，机箱内插装有加固CPCI板卡，加固CPCI板卡包括PCB板、导热板，导热板两端分别设有导热部。机箱两个相对的内壁面上设有对加固CPCI板卡进行支撑并插接导向的插接件，插接件上开有插接槽，导热部插装在插接槽内且导热部壁面与插接槽的壁面贴合。本实用新型结构简单、能通过导热板与插接件、机箱之间接触产生的直接热传导、并通过增加三者接触面积来提高传热效率、传热路径短、导热效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于工业计算机技术领域，涉及一种板卡、安装该板卡的机箱以及安装该板卡的计算机，尤其涉及一种加固CPCI板卡、机箱及其加固CPCI计算机。
背景技术
加固CPCI计算机是指基于加固CPCI总线的加固计算机，Compact PCI(Compact Peripheral Component Interconnect)简称加固CPCI，中文又称紧凑型PCI，是国际工业计算机制造者联合会(PCI Industrial ComputerManufacturer′s Group，简称PICMG)于1994提出来的一种总线接口标准。是以PCI电气规范为标准的高性能工业用总线。为了将PCI SIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统，1995年11月PCI工业计算机制造者联合会(PICMIG)颁布了加固CPCI规范1.0版，以后相继推出了PCI-PCI Bridge规范、Computer Telephony TDM规范和User-defined I/O pin assignment规范。如图4所示，现有加固CPCI计算机的结构包括封闭的机箱1、在机箱1内插装有加固CPCI板卡，加固CPCI板卡包括一层或多层结构的PCB板2、贴附在PCB板2正面热源上的导热板3，以及贴附在PCB板背面的小导热块4。现有的加固CPCI板卡的传热路径一种为：热源→PCB板2→小导热块4→机箱壁1→散热器7，即热源所产生的热量通过PCB板2上的散热过孔传导至PCB板2上，再通过PCB板2传导至背面的小导热块4，然后通过小导热块4传导至机箱壁1共三步散热，热传递的路径较多。在该传热路径中，是以PCB板2为主要传热件并且是垂直方向传热，但PCB板2一般都是多层板，PCB板2垂直方向的热传导率非常低，只有0.3W/m*K，而且小导热块4在PCB板2背面两侧各设置一条，小导热块4与机箱壁1面的接触面积相对较小，致使热源至机箱壁1的接触热阻相对较大，传热效率较低，机箱壁1表面的散热利用率相应也低，不能很好地将PCB板2上功率器件产生的热量直接有效地通过热传导的方式传送至机箱壁1。现有技术中另一种传热路径是：由于在PCB板2正面设置有导热板3，该导热板3没有与机箱壁1直接接触，导热板3的功用主要是吸收PCB板2上热源功率器件产生的热量，与机箱内部空气进行自然对流换热和辐射换热将热量传递给机箱壁1来进行散热的。这种方式中热源产生的大部分热量通过机箱中密闭环境的空气自然对流和辐射的方式与机箱壁1进行换热，传热效率受到限制，机箱壁1表面的散热利用率低，以致当内部空间较小、功耗偏大或高功率器件比较集中时将存在散热瓶颈。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能增加与机箱壁面接触面积、提高导热效率的加固CPCI板卡。
本实用新型进一步要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、能增加与加固CPCI板卡的导热板接触面积、提高导热效率的用于安装加固CPCI板卡的机箱。
本实用新型还要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、能通过导热板与插接件、插接件与机箱之间接触产生的直接热传导、并通过增加三者接触面积来提高传热效率、传热路径短、导热效率高的一种加固CPCI计算机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种加固CPCI板卡，包括PCB板、贴附在PCB板正面热源上的导热板，所述导热板两端分别设有与机箱内壁上所设的插接槽插接且与插接槽壁面贴合的导热部。
所述的加固CPCI板卡中，所述导热部形状满足：与所述插接槽的形状配合且所述导热部壁面与插接槽的至少一个侧壁面贴合，所述导热部宽度与插接槽深度配合一致；所述导热部长度与插接槽长度配合一致。
所述的加固CPCI板卡中，所述导热部与导热板一体结构，或者所述导热部无间隙贴合在导热板上。
一种用于安装加固CPCI板卡的机箱，所述机箱内壁面上设有用于对上述加固CPCI板卡进行支撑并插接导向的插接件，所述插接件上开有用于加固CPCI板卡两端设置的导热部插接的插接槽，所述插接槽的壁面形状满足：所述插接槽的壁面与加固CPCI板卡的导热部壁面贴合在一起。
所述的用于安装加固CPCI板卡的机箱中，所述插接件与机箱一体结构，或者所述插接件固定连接在机箱内壁面上，且所述插接件的外壁面与机箱内壁面贴合在一起。
所述的用于安装加固CPCI板卡的机箱中，所述插接槽的深度为17～19mm；所述插接槽的长度等于或略小于该侧机箱壁面宽度。
所述的用于安装加固CPCI板卡的机箱中，所述插接槽为槽内带有台阶的阶梯槽。
一种加固CPCI计算机，包括机箱，所述机箱为上述的机箱，所述机箱内插装有上述的加固CPCI板卡，所述机箱内插装有加固CPCI板卡，所述加固CPCI板卡包括多层结构的PCB板、贴附在PCB板正面热源上的导热板，所述导热板两端分别设有导热部，所述机箱两个相对的内壁面上对应设置有开有插接槽的插接件，所述导热部插装在所述插接槽内且导热部壁面与插接槽的壁面贴合；所述导热部长度与插接槽长度配合一致；所述插接槽的深度为17～19mm。
所述的加固CPCI计算机中，所述导热部形状满足：与所述插接槽的形状配合且导热部壁面与插接槽的至少一个侧壁面贴合，所述导热部宽度与插接槽深度配合一致。
所述的加固CPCI计算机中，所述插接槽为槽内带有台阶的阶梯槽。
本实用新型的加固CPCI板卡是在现有导热板的基础上，增加了导热部，即加宽了原来导热板的宽度，使得导热板能与机箱内壁设置的插接槽贴合，这样导热板与机箱壁能够有相对较大面积的直接接触，降低接触热阻，增强了加固CPCI板卡中导热板与机箱壁之间的传热效率。
本实用新型的机箱，是与上述加固CPCI板卡配合使用的，在机箱内壁两个相对的内壁面上对应设置有插装加固CPCI板卡的插接件，在插接件上开有插接槽，所述插接槽与所述加固CPCI板卡两端设置的导热部插接，并且所述插接槽的壁面与加固CPCI板卡的导热部壁面贴合在一起。实际上就通过插接件将导热板与机箱壁连成一个整体，并能够实现有相对较大面积的直接接触，降低接触热阻，增强了PCB板的导热板与机箱壁之间的传热效率。
本实用新型的加固CPCI计算机，分别对加固CPCI板卡和机箱内壁进行相应改进，在加固CPCI板卡的导热板两端增加导热部，并让导热部与机箱插接槽的壁面贴合，让热源将热量直接导向导热板，并从导热板直接导向机箱，相比现有技术来讲，减少一次的传热，传热路径更短，传热更直接有效，提高了整体导热效率，本实用新型将密闭机箱内空气的自然对流和热辐射的导热方式改为导热板与机箱之间直接的热传导，提升了导热效率，并且提升机箱外壳表面的散热利用率，从而提高整机热工作的可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
图3是本实用新型实施例3的结构示意图；
图4是现有技术的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
对本实用新型建立一个XYZ三维坐标，其中导热板、导热部和机箱在X向上分别是导热板宽度、导热部宽度和机箱宽度，导热板、导热部和机箱在Y向上分别是导热板长度、导热部长度、机箱长度；插接槽在X向上是插接槽的深度，插接槽在Y向上是插接槽的长度；机箱在Z向是机箱高度。
由于加固CPCI板卡和机箱都是按照美国ANSI/VITA 30.1-2008标准设计，本实用新型是在标准设计的基础上进行的改进，既要保证各个部件的标准化和通用性，又能实现其新的功能。
实施例1、如图1所示是一种加固CPCI板卡，包括多层结构的PCB板101、贴附在PCB板101正面热源上的导热板102，其中多层结构的PCB板101是通用标准设计，其结构和形状大小都没有改变，和现有技术相同，本实用新型只是改变了现有导热板102的结构和形状大小，即在所述导热板102的X向两端设有与机箱内壁上设置的插接槽插接且与插接槽壁面贴合的导热部103，导热部103将现有的导热板102在X向加宽，这样就能使得导热板102直接与机箱壁面接触，实现导热板102直接向机箱导热。所述导热部103与导热板102一体结构，或者所述导热部103无间隙贴合在导热板102上。导热部103优选与导热板102是一体结构，在导热板102X向两端向外延伸出导热部103，导热部103与导热板102形成板式结构。这样一体成型的方式无需后期装配，且一体结构传热效率更高。
还可以选择在现有的导热板102X向两端另外增加导热部103，导热板102与导热部103完全贴合固定连接，使得二者之间无间隙，导热板102能迅速将热量导向导热部103，传导给机箱散热。这样设计的好处是可以直接在现有标准的加固CPCI板卡上作改进，无需设计和制造新的加固CPCI板卡，提高资源利用率。
导热板102一般选用导热性能良好的材料制成，本实施例中的导热板102选用为铝合金材料，铝合金材料热传导性能优越，如常用的散热材料Al6061，其热传导率为180W/m*K，相比PCB垂直方向的热传导率0.3W/m*K，由此可见本设计的传热效率明显提高，从而可以使PCB板101上的功率器件产生的热量更快地传导至机箱壁表面与外部环境交换散热，显著提升了机箱壁表面的散热利用率。
导热板102的改进是在不对现有机箱本体的形状大小进行改变的基础上设计的，因此导热板102与机箱相适配，适用于现有的通用外观尺寸的机箱。所述导热部103形状满足：与机箱内壁上设置的插接槽的形状配合，且导热部103壁面与至少一个插接槽的侧壁面贴合，导热部103壁面至少一面是平面，插接槽至少一个侧壁面是平面，导热部103的平面与插接槽平面贴合，则导热部103宽度与插接槽深度配合一致，插接槽的深度是在满足稳定性和牢固性的基础上，将插接槽开至尽可能深，使得导热部103与插接槽的侧壁面接触面积较大，使得导热效率较高；同样，在Y向上的所述导热部103长度与插接槽长度配合一致，二者接触面积较大。采用本实施例的导热板102，传热路径为：热源→导热板→机箱壁，相比现有技术中“热源→PCB板→小导热块→机箱壁”的传热路径少了一次，传热方式更加直接有效。
实施例2、如图2所示是一种用于安装加固CPCI板卡的机箱，该机箱主体结构与现有加固CPCI机箱相同，满足了机箱通用性和标准性要求。所述机箱内壁面上设有用于对上述加固CPCI板卡进行支撑并插接导向的插接件201，所述插接件201上开有用于加固CPCI板卡两端设置的导热部插接的插接槽202，由于插接件201不但满足支撑和插接导向的作用，同时还需起到导热的作用，这样就需要加大插接槽202，让插接槽202与导热部有尽可能多的接触面积，实现较高的导热效率，因此，要对插接件201和插接槽202进行平衡设计，首先满足支撑强度，在此基础上开大插接槽202。为了使得插接槽202在有限的空间内能与导热部有更好的接触，则要求所述插接槽202的壁面形状满足：插接槽202形状与导热部形状配合，所述插接槽202的内壁面与加固CPCI板卡的导热部壁面贴合在一起。
所述插接件201与机箱之间的结构关系可以是与机箱一体结构，在制造时二者一次成型制成，或者所述插接件201通过螺钉固定连接在机箱内壁面上，且插接件201的一个侧壁面为平面，该侧壁面与机箱内壁面贴合在一起，二者之间无间隙保证了插接件201与机箱之间实现较高的导热效率，提高机箱的散热效率。插接件201与机箱为一体结构，机箱的导热效率最好，但通用性会有所降低；插接件201与机箱为分体结构再固定在一体的方式，导热效率虽比一体结构稍差，但机箱的通用性较高，可通过更换不同结构的插接件以适应不同结构的板卡，而机箱的主体结构无需变更。此外，还可以采取在现有标准的加固CPCI机箱上，通过二次加工的方式加工出插接槽202，从而形成本实施例的机箱。
插接槽202的形状选择横截面为矩形的槽体，或者优选带有台阶203的阶梯槽。机箱壁的阶梯槽设计，与图4中现有机箱中浅槽6的相关尺寸与标准设计一致，只是将现有浅槽6的一部分在X向上开大并且满足插装导热部的要求，浅槽6另一部分是插装PCB板101端部，主要是固定螺栓部分，这部分无需占用较大位置，可以保留现有槽壁，这样就形成一个阶梯槽。由于保留了现有槽壁，本实用新型的机箱完全能同时兼容标准密闭加固CPCI板卡，提高了机箱结构满足不同散热要求的通用性。阶梯槽的设计，可以减少加工时间，并增强机箱强度。
所述插接槽202的深度选择为17～19mm；如果插接槽202为阶梯槽，该插接槽202的深度是指插接槽202在X向上的最大深度。插接槽202的深度选择是根据现有机箱的结构决定的，在不改变现有机箱宽度的情况下，只能在插接槽202深度上进行改变，插接槽202深度既满足导热要求和兼容现有加固CPCI板卡结构，又要具有相当的强度，满足对加固CPCI板卡的支撑要求和安全性要求，因此插接槽202的深度选择为17～19mm是根据上述原则优选的结果。
在Y向上所述插接槽202的长度等于或略小于该侧机箱壁面长度，这样插接槽202贯穿机箱一侧壁面，尽可能增加与机箱壁面的导热面积，提高导热效率。
实施例3、如图3所示是一种加固CPCI计算机，包括机箱，所述机箱为实施例2所述的机箱，所述机箱内插装有实施例1所述的加固CPCI板卡和标准密闭加固CPCI板卡200。
所述机箱内插装的所述加固CPCI板卡100包括一层或多层结构的PCB板101、贴附在PCB板101正面热源上的导热板102，在X向所述导热板102两端分别设有导热部103。PCB板101正面热源是在PCB板101正面设置的大功率器件，导热板102贴合在大功率器件上，将大功率器件发出的热量直接导向导热板102。
加固CPCI计算机包含有多个加固CPCI板卡100，这些板卡平行设置。所述机箱两个相对的内壁面上都对应设置有用于插装加固CPCI板卡100的插接件201，在机箱内壁上可以对应每个加固CPCI板卡100设置一对插接件201，也可以对应所有加固CPCI板卡100在机箱内壁上设置一对插接件201，所有的加固CPCI板卡100间隔排列并且都插装在该插接件201上。具体的插接方式是在所述插接件201上开有插接槽202，加固CPCI板卡100的导热部103插装在插接槽202内且导热部103壁面与插接槽202的壁面贴合。导热部103起到了对整个加固CPCI板卡100的支撑并且对加固CPCI板卡100在机箱中的插拔进行导向。导热部103优选与导热板102一体结构，这样方便了制造，并且一体结构更加牢固，加固CPCI板卡100插装更加安全可靠。对应插接件201的机箱外设有散热模块205，散热模块205可以为鳍片式散热器。
所述导热部103形状满足：与插接槽202的形状配合且导热部103壁面与至少一个插接槽202的侧壁面贴合，所述导热部103宽度与插接槽202深度配合一致。所述导热部103长度与插接槽202长度配合一致。
插接槽202选择阶梯槽，且插接槽202的最大深度优选为17～19mm。插接件201上的阶梯槽设计，是与图4中现有机箱中浅槽6的相关尺寸与标准设计一致，只是将现有浅槽6的在X向上一部分开大并且满足插装导热部103的要求。本实用新型的机箱完全能同时兼容标准密闭加固CPCI板卡200，提高了机箱结构满足不同散热要求的通用性。本实施例其他结构同实施例1、2，在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种加固CPCI板卡，包括PCB板、贴附在PCB板正面热源上的导热板，其特征在于，所述导热板两端分别设有与机箱内壁上所设的插接槽插接且与插接槽壁面贴合的导热部。
2.根据权利要求1所述的加固CPCI板卡，其特征在于，所述导热部形状满足：与所述插接槽的形状配合且所述导热部壁面与插接槽的至少一个侧壁面贴合，所述导热部宽度与插接槽深度配合一致，所述导热部长度与插接槽长度配合一致。
3.根据权利要求1所述的加固CPCI板卡，其特征在于，所述导热部与导热板一体结构，或者所述导热部无间隙贴合在导热板上。
4.一种用于安装加固CPCI板卡的机箱，其特征在于，所述机箱内壁面上设有用于对权利要求1～3任意一项所述的加固CPCI板卡进行支撑并插接导向的插接件，所述插接件上开有用于所述加固CPCI板卡两端设置的导热部插接的插接槽，所述插接槽的壁面形状满足：所述插接槽的内壁面与加固CPCI板卡的导热部壁面贴合在一起。
5.根据权利要求4所述的用于安装加固CPCI板卡的机箱，其特征在于，所述插接件与机箱一体结构，或者所述插接件固定连接在机箱内壁面上，且所述插接件的外壁面与机箱内壁面贴合在一起。
6.根据权利要求4所述的用于安装加固CPCI板卡的机箱，其特征在于，所述插接槽的深度为17～19mm；所述插接槽的长度等于或略小于该侧机箱壁面宽度。
7.根据权利要求4所述的用于安装加固CPCI板卡的机箱，其特征在于，所述的插接槽为槽内带有台阶的阶梯槽。
8.一种加固CPCI计算机，包括机箱，其特征在于，所述机箱为权利要求4～7任意一项所述的机箱，所述机箱内插装有权利要求1～3任意一项所述的加固CPCI板卡，所述加固CPCI板卡包括PCB板、贴附在PCB板正面热源上的导热板，所述导热板两端分别设有导热部，所述机箱两个相对的内壁面上对应设置有开有插接槽的插接件，所述导热部插装在所述插接槽内且导热部壁面与插接槽的壁面贴合；所述导热部长度与插接槽长度配合一致；所述插接槽的深度为17～19mm。
9.根据权利要求8所述的加固CPCI计算机，其特征在于，所述导热部形状满足：与所述插接槽的形状配合且导热部壁面与插接槽的至少一个侧壁面贴合，所述导热部宽度与插接槽深度配合一致。
10.根据权利要求8所述的加固CPCI计算机，其特征在于，所述插接槽为槽内带有台阶的阶梯槽。
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